ITTO960334A1 - ROTARY VANE DEPRESSOR. - Google Patents
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Description
DE SC R IZ ION E DESCRIPTION
La presente invenzione è relativa ad un depressore rotativo a palette. The present invention relates to a rotary vane depressor.
In particolare, la presente invenzione è relativa ad un depressore rotativo a palette atto ad essere montato su autoveicoli per realizzare la depressione necessaria al funzionamento del servofreno, e del tipo descritto nella domanda di brevetto italiana N. T092A000484 depositata in data 5/6/1992. In particular, the present invention relates to a rotary vane depressor adapted to be mounted on motor vehicles to provide the vacuum necessary for the operation of the brake booster, and of the type described in the Italian patent application No. T092A000484 filed on 5/6/1992 .
I depressori rotativi a palette noti comprendono, normalmente, un corpo di supporto, il quale è atto ad essere collegato ad una struttura fissa, e definisce una camera di lavoro cilindrica, all'interno della quale è alloggiato un rotore. Il rotore è calettato, normalmente tramite un giunto scanalato, su di una porzione terminale di un albero di supporto e movimentazione, il quale è accoppiato all’involucro in maniera girevole attorno ad un asse eccentrico rispetto ad un asse della camera di lavoro, ed è collegato, in uso, ad una presa di forza del motore. Known rotary vane depressors normally comprise a support body, which is adapted to be connected to a fixed structure, and defines a cylindrical working chamber, inside which a rotor is housed. The rotor is keyed, normally by means of a splined joint, on a terminal portion of a support and movement shaft, which is coupled to the casing in a rotatable manner around an eccentric axis with respect to an axis of the working chamber, and is connected, in use, to an engine power take-off.
Il rotore presenta una pluralità di cavità ospitanti parzialmente ed in maniera scorrevole rispettive palette radiali, le quali sono spinte contro una parete laterale della citata camera di lavoro da una coppia di anelli di spinta. Tali anelli sono disposti in corrispondenza delle estremità assiali opposte del rotore, e sono mobili rispetto al rotore stesso all'interno di rispettive sedi definite dal rotore, da una parte, e dall’involucro, dall'altra. The rotor has a plurality of cavities partially and slidingly hosting respective radial blades, which are pushed against a side wall of the aforementioned working chamber by a pair of thrust rings. These rings are arranged at the opposite axial ends of the rotor, and are movable with respect to the rotor itself within the respective seats defined by the rotor, on the one hand, and by the casing, on the other.
I depressori noti del tipo sopra descritto, anche se utilizzati, in quanto di indubbia affidabilità ed efficienza funzionale, soffrono dell'inconveniente principale di comprendere un rilevante numero di particolari, per cui richiedono tempi di montaggio relativamente lunghi e presentano costi sia realizzativi che di montaggio relativamente elevati. Known vacuum pumps of the type described above, even if used, as they are undoubtedly reliable and functional, suffer from the main drawback of comprising a significant number of details, therefore they require relatively long assembly times and have both construction and assembly costs. relatively high.
Inoltre, . le caratteristiche realizzative dei depressori noti e, in particolare, la geometria del rotore e la modalità di supporto e movimentazione del rotore stesso impediscono, soprattutto per motivi di resistenza meccanica, l'utilizzo di materiali alternativi ai tradizionali materiali ferrosi Furthermore, . the manufacturing characteristics of known depressors and, in particular, the geometry of the rotor and the method of supporting and moving the rotor itself, prevent, especially for reasons of mechanical strength, the use of alternative materials to traditional ferrous materials
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un depressore rotativo a palette, il quale consenta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti e risulti, nel contempo, di elevata affidabilità ed efficienza funzionale. The object of the present invention is to provide a rotary vane depressor which allows the above problems to be solved in a simple and economical manner and is, at the same time, highly reliable and functional.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un depressore rotativo a palette comprendente un corpo di supporto; una camera di lavoro presentante un proprio asse e delimitata da una superficie di strisciamento; un rotore alloggiato all'interno della detta camera di lavoro per ruotare attorno ad un proprio asse eccentrico rispetto all'asse della detta camera di lavoro, e portante una pluralità di palette mobili; e mezzi di spinta per spingere le dette palette contro l detta superficie di strisciamento; caratterizzato da fatto che il detto rotore presenta una forma bicchiere e comprende una parete di fondo ed una paret laterale, e dal fatto che i detti mezzi di spinta sono completamente alloggiati all'interno del rotore per cooperare con porzioni interne intermedie delle dette palette . According to the present invention, a rotary vane depressor is provided comprising a support body; a working chamber having its own axis and delimited by a sliding surface; a rotor housed inside said work chamber to rotate around its own eccentric axis with respect to the axis of said work chamber, and carrying a plurality of movable vanes; and thrust means for pushing said vanes against said sliding surface; characterized in that the said rotor has a cup shape and comprises a bottom wall and a lateral wall, and in that the said thrust means are completely housed inside the rotor to cooperate with intermediate internal portions of the said vanes.
L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:
la figura 1 illustra in sezione una preferita forma di attuazione del depressore rotativo a palette realizzato secondo i dettami della presente invenzione; e Figure 1 is a sectional view of a preferred embodiment of the rotary vane depressor made according to the dictates of the present invention; And
la figura 2 è una sezione secondo la linea II-II della figura 1 con parti asportate per chiarezza. Figure 2 is a section on the line II-II of Figure 1 with parts removed for clarity.
Nelle figure allegate, con 1 è indicato un depressore rotativo a palette atto ad essere montato su di un autoveicolo (non illustrato) particolarmente per realizzare la depressione necessaria al funzionamento di un servofreno del veicolo stesso, e del tipo descritto nella domanda di brevetto italiana N. T092A000484 depositata in data 5/6/1992 che viene qui richiamata integralmente per completezza di descrizione e per le parti necessarie. In the attached figures, 1 indicates a rotary vane depressor adapted to be mounted on a motor vehicle (not shown) particularly to create the vacuum necessary for the operation of a brake booster of the vehicle itself, and of the type described in Italian patent application N T092A000484 filed on 5/6/1992 which is referred to here in its entirety for completeness of description and for the necessary parts.
Il depressore 1 comprende un corpo 2 di supporto, a sua volta, comprendente un manicotto 3 presentante un asse 4 ed atto ad essere inserito in un collare 5 di un corpo motore (non illustrato) tramite l'interposizione di una guarnizione 6 di tenuta. Il corpo 2 comprende, inoltre, una .flangia 7 esterna, la quale si estende radialmente a partire da una porzione terminale del collare 3, è atta ad essere solidalmente collegata ad un corpo fisso (non illustrato), ed è delimitata dalla parte opposta al collare 3 da una superficie 8 piana (figura 1). The depressor 1 comprises a support body 2, in turn, comprising a sleeve 3 having an axis 4 and able to be inserted in a collar 5 of a motor body (not shown) by means of the interposition of a sealing gasket 6. The body 2 also comprises an external flange 7, which extends radially starting from an end portion of the collar 3, is capable of being integrally connected to a fixed body (not shown), and is delimited on the opposite side to the collar 3 from a flat surface 8 (figure 1).
La flangia 7 porta solidalmente collegato, tramite una pluralità di viti (non illustrate) e l’interposizione di una guarnizione 10 di tenuta nota, un corpo 11 a bicchiere, il quale presenta una concavità rivolta verso la flangia 7 stessa. Il corpo 11 comprende una parete 12 di fondo affacciata alla superficie 8, ed una parete 13 laterale cilindrica, la quale è coassiale ad un asse 14 parallelo all'asse 4 ed eccentrico rispetto all'asse 4 stesso, ed è delimitata da una superficie interna 13a. The flange 7 carries integrally connected, through a plurality of screws (not shown) and the interposition of a known sealing gasket 10, a cup body 11, which has a concavity facing the flange 7 itself. The body 11 comprises a bottom wall 12 facing the surface 8, and a cylindrical side wall 13, which is coaxial to an axis 14 parallel to the axis 4 and eccentric with respect to the axis 4 itself, and is delimited by an internal surface 13a.
La flangia 7 ed il corpo 11 a bicchiere definiscono fra loro una camera 15 di lavoro, la quale si estende coassialmente all'asse 14, e comunica con un condotto 16 di aspirazione, provvisto di una valvola 17 di non-ritorno, attraverso una luce 18 di aspirazione, e con un condotto di scarico (non visibile nelle figure allegate) attraverso una luce 19 dì scarico (figura 2). The flange 7 and the bell-shaped body 11 define a working chamber 15 between them, which extends coaxially to the axis 14, and communicates with an intake duct 16, provided with a non-return valve 17, through a port 18 of the intake, and with an exhaust duct (not visible in the attached figures) through an exhaust port 19 (Figure 2).
Il manicotto 3 e la camera di lavoro 15 alloggiano un corpo 20 rotante centrale, il quale si estende coassialmente, all'asse 4, ed è realizzato di materiale sinterizzato o, alternativamente, di materiale plastico. Il corpo 20 comprende una prima ed una seconda porzione cilindrica fra loro integrali, indicate con 21 e 22, delle quali la porzione 21 è alloggiata all'interno della camera 15 e definisce un rotore del depressore 1, mentre la porzione 22 definisce un albero di supporto e di azionamento del rotore stesso. The sleeve 3 and the working chamber 15 house a central rotating body 20, which extends coaxially, to the axis 4, and is made of sintered material or, alternatively, of plastic material. The body 20 comprises a first and a second cylindrical portion integral with each other, indicated by 21 and 22, of which the portion 21 is housed inside the chamber 15 and defines a rotor of the depressor 1, while the portion 22 defines a shaft of support and drive of the rotor itself.
La porzione 22 si estende attraverso il manicotto 3, al quale è accoppiata in maniera girevole attorno all'asse 4, e presenta un proprio diametro esterno d2 confrontabile con il diametro esterno di della porzione 21 e, in particolare, un diametro esterno d2 maggiore della metà del diametro di e minore del diametro esterno di. In ogni caso, il diametro esterno d2 deve essere scelto in modo da assicurare una battuta anulare di vincolo assiale tra la porzione 21 ed il corpo 2 di supporto. La porzione 22 è provvista di un foro 23 assiale passante per l'adduzione di un fluido lubrificante all'interno della camera 15, ed è accoppiata, in uso, ad una presa di forza rotante (non illustrata) del motore (non illustrato) tramite un giunto 24 noto, preferibilmente un giunto di Oldham. Nel particolare esempio descritto, il giunto 24 comprende un elemento 25 a piastra, il quale è parzialmente alloggiato nel manicotto 3, è disposto a contatto di una superficie frontale della porzione 22, ed è collegato alla porzione 22 tramite uno scodellino 26 tubolare, una cui porzione terminale cilindrica è piantata con interferenza nel foro 23. Secondo una variante non illustrata, la porzione 22 è provvista di una cavità assiale, ed il giunto 24 è alloggiato almeno parzialmente all'interno della cavità stessa. The portion 22 extends through the sleeve 3, to which it is rotatably coupled about the axis 4, and has its own external diameter d2 comparable to the external diameter di of the portion 21 and, in particular, an external diameter d2 greater than half the diameter of and less than the outer diameter of. In any case, the external diameter d2 must be chosen so as to ensure an annular abutment for axial constraint between the portion 21 and the support body 2. The portion 22 is provided with an axial through hole 23 for the supply of a lubricating fluid inside the chamber 15, and is coupled, in use, to a rotating power take-off (not shown) of the engine (not shown) by means of a known joint 24, preferably an Oldham joint. In the particular example described, the joint 24 comprises a plate element 25, which is partially housed in the sleeve 3, is arranged in contact with a front surface of the portion 22, and is connected to the portion 22 by means of a tubular cup 26, one of which the cylindrical end portion is inserted with interference in the hole 23. According to a variant not shown, the portion 22 is provided with an axial cavity, and the joint 24 is housed at least partially inside the cavity itself.
Secondo quanto illustrato, in particolare, nella figura 1, la porzione 21 definente il rotore del depressore 1 presenta, invece, una forma a bicchiere, e comprende una parete 27 di fondo strisciante, in uso, a contatto della superficie 8 della flangia 7, ed una parete 28 laterale, la quale si estende verso la parete 12 di fondo del corpo 11 e presenta una superficie frontale libera strisciante, sempre in uso, a contatto di una superficie interna della parete 12 stessa. According to what is shown, in particular, in Figure 1, the portion 21 defining the rotor of the depressor 1 has, on the other hand, a cup shape, and comprises a sliding bottom wall 27, in use, in contact with the surface 8 of the flange 7, and a side wall 28, which extends towards the bottom wall 12 of the body 11 and has a sliding free front surface, still in use, in contact with an internal surface of the wall 12 itself.
Nel particolare esempio descritto, nelle pareti 27 e 28 sono ricavate tre sedi 29 radiali di guida fra loro angolarmente equispaziate, ciascuna delle quali è impegnata, in maniera radialmente scorrevole, da una rispettiva paletta 30 piana di forma rettangolare. Le palette 30 presentano rispettivi lati maggiori esterni striscianti a contatto della superficie 13a della parete 13, e rispettivi lati minori striscianti a contato della superficie 8 e della parete 12, e delimitano rispettive camere 31 a volume variabile. In the particular example described, three radial guide seats 29 are formed in the walls 27 and 28 and are angularly equally spaced, each of which is engaged, in a radially sliding manner, by a respective flat rectangular blade 30. The vanes 30 have respective external longer sides sliding in contact with the surface 13a of the wall 13, and respective smaller sliding sides in contact with the surface 8 and the wall 12, and delimit respective chambers 31 with variable volume.
Con riferimento alla figura 1, all'interno della porzione 21 definente il rotore e tra le palette 30 si estende, in posizione coassiale all'asse 14, un corpo 32 di supporto integrale alla parete 12. Nel particolare esempio descritto, il corpo 32 comprende una porzione 33 cava, una cui parete 34 di fondo è delimitata, dalla parte rivolta verso la parete 27, da una superficie 35 piana ortogonale agli assi 4 e 14. Dalla superficie 35 si estende, sempre verso la parete 27, un risalto 36 cilindrico, al quale è collegato, tramite una vite 37, un piattello 38 di ritenzione ortogonale agli assi 4 e 14. With reference to Figure 1, inside the portion 21 defining the rotor and between the vanes 30 extends, in a coaxial position to the axis 14, a body 32 which is integral with the wall 12. In the particular example described, the body 32 comprises a hollow portion 33, a bottom wall 34 of which is delimited, on the side facing the wall 27, by a flat surface 35 orthogonal to the axes 4 and 14. From the surface 35, again towards the wall 27, a cylindrical projection 36 extends , to which a retention plate 38 orthogonal to axes 4 and 14 is connected by means of a screw 37.
Tra la superficie 35 ed il piattello 38 è interposto un anello flottante 39 di spinta delle palette 30 contro la superficie interna 13a della parete 13. L'anello 39 circonda il risalto 36, presenta un diametro interno molto maggiore del diametro esterno del risalto 36 stesso, ed un diametro esterno tale da cooperare simultaneamente con tutte le palette 30, qualunque sia la posizione delle palette 30 all'interno delle relative sedi 29. La superficie 35 ed il piattello 38 definiscono una guida atta ad impedire all'anello 38 movimenti in direzione assiale ed a consentire, invece, all'anello 39 stesso di spostarsi rispetto al corpo 32 di supporto ed al rotore in una pluralità di direzioni giacenti tutte in un piano ortogonale agli assi 4 e 14. Between the surface 35 and the plate 38 there is a floating ring 39 for thrusting the blades 30 against the internal surface 13a of the wall 13. The ring 39 surrounds the projection 36, has an internal diameter much greater than the external diameter of the projection 36 itself. , and an external diameter such as to cooperate simultaneously with all the blades 30, whatever the position of the blades 30 inside the relative seats 29. The surface 35 and the plate 38 define a guide able to prevent the ring 38 from moving in the direction axial and to allow, instead, the ring 39 itself to move with respect to the support body 32 and to the rotor in a plurality of directions all lying in a plane orthogonal to the axes 4 and 14.
Sempre con riferimento alla figura 1, il corpo 32 di supporto è dimensionato in modo tale da supportare l'anello 39 all'interno del rotore e, in particolare, in una posizione assiale tale per cui l'anello 39 stesso coopera con porzioni interne delle palette 30 disposte sostanzialmente a metà delle lunghezze delle palette 30 misurate parallelamente agli assi 4,14. Again with reference to Figure 1, the support body 32 is sized in such a way as to support the ring 39 inside the rotor and, in particular, in an axial position such that the ring 39 cooperates with internal portions of the vanes 30 arranged substantially in the middle of the lengths of the vanes 30 measured parallel to the axes 4.14.
In uso, durante la rotazione del corpo 20 sotto la spinta della presa di ' forza (non illustrata), le palette 30, per il fatto di cooperare tutte in battuta con la superficie esterna dell'anello 39, vengono spostate all'interno delle relative sedi radiali 29 e spinte contro la superficie 13a della parete 13 dall'anello 39, il quale descrive sul citato piano ortogonale agli assi 4,14 una traiettoria che è sostanzialmente una concoide. In use, during the rotation of the body 20 under the thrust of the power take-off (not shown), the vanes 30, due to the fact that they all cooperate in abutment with the outer surface of the ring 39, are moved inside their relative radial seats 29 and pushed against the surface 13a of the wall 13 by the ring 39, which describes on the aforementioned plane orthogonal to the axes 4.14 a trajectory which is substantially a conchoidal.
Da quanto precede appare evidente che le caratteristiche realizzative del depressore 1 descritto e, in particolare, la conformazione a bicchiere del rotore 21 consentono, rispetto alle soluzioni esistenti, di ridurre il numero degli anelli di spinta a parità di efficienza e di affidabilità funzionale. Infatti, tale conformazione a bicchiere, oltre a consentire la realizzazione di rotori relativamente leggeri, rende possibile l'utilizzo di un unico anello 39 di spinta, il quale può essere disposto in una posizione assiale determinata e, in ogni caso, sceglibile in modo tale per cui le diverse azioni esercitate sulle palette 30 risultino essere perfettamente bilanciate. From the foregoing it is evident that the constructional characteristics of the depressor 1 described and, in particular, the bell-shaped conformation of the rotor 21, allow, with respect to existing solutions, to reduce the number of thrust rings with the same efficiency and functional reliability. In fact, this cup shape, in addition to allowing the construction of relatively light rotors, makes it possible to use a single thrust ring 39, which can be arranged in a determined axial position and, in any case, can be chosen in such a way. whereby the different actions exerted on the vanes 30 are perfectly balanced.
Inoltre, l'utilizzo di un unico corpo 20 definente sia il rotore che il relativo albero di supporto permette di ridurre ulteriormente il numero di particolari costituenti il depressore, e, in particolare, di eliminare i giunti di collegamento attualmente indispensabili per collegare il rotore al relativo albero di supporto. Furthermore, the use of a single body 20 defining both the rotor and the relative support shaft allows to further reduce the number of details constituting the depressor, and, in particular, to eliminate the connection joints currently indispensable for connecting the rotor to the its support shaft.
Non solo, ma le caratteristiche realizzative del corpo 20 e, in particolare, la conirontabilità dei diametri esterni del rotore e della porzione 22 definente l'albero di supporto rendono possibile l'impiego di materiali diversi per la realizzazione del corpo 20 stesso e, in particolare, l'uso di materiali sinterizzati o, alternativamente, di materiali plastici. Ancora, il fatto di realizzare un albero di supporto presentante un elevato diametro consente, non solo, di inserire almeno parte del giunto di collegamento alla presa di forza all'interno dell'albero stesso, ma anche di ridurre, a parità di coppie trasmesse, le pressioni specifiche di contatto tra albero e giunto. Not only that, but the constructional characteristics of the body 20 and, in particular, the stability of the external diameters of the rotor and of the portion 22 defining the support shaft, make it possible to use different materials for the construction of the body 20 itself and, in particular, in particular, the use of sintered materials or, alternatively, of plastic materials. Furthermore, the fact of making a support shaft having a large diameter allows, not only to insert at least part of the coupling connecting the power take-off inside the shaft itself, but also to reduce, with the same transmitted torques, the specific contact pressures between shaft and coupling.
In ultimo, dal momento che nel depressore 1 descritto l'anello 39 di spinta è supportato da un proprio corpo 11,32 amovibile di posizionamento assiale e di guida, risulta evidente che l'inserimento dell'anello 39 stesso tra le palette 30 è sensibilmente facilitato . Finally, since in the depressor 1 described the thrust ring 39 is supported by its own removable axial positioning and guide body 11, 32, it is evident that the insertion of the ring 39 itself between the blades 30 is considerably facilitated.
Da quanto precede appare, infine, evidente che al depressore 1 descritto possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione. Finally, from the foregoing it is evident that modifications and variations may be made to the depressor 1 described which do not go beyond the protective field of the present invention.
In particolare, può essere previsto un diverso numero di palette 30, ed il corpo 2 di supporto può essere realizzato in maniera diversa da quella descritta. Non solo, ma l'anello 39 può essere supportato e guidato da un corpo diverso da quello descritto a titolo di esempio o essere sostituito con un diverso corpo di spinta. In particular, a different number of vanes 30 can be provided, and the support body 2 can be made in a different way from that described. Not only that, but the ring 39 can be supported and guided by a body other than that described by way of example or be replaced with a different thrust body.
Claims (1)
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