Brevet FR2456236A1 — publié le 19801205

L'invention concerne une roue de ventilateur avec un petit moteur électrique central pour son entrainement dans laquelle, le moyeu de la roue de ventilateur en une seule pièce en matière synthétique est fixé directement sur le rotor du moteur électrique. Dans des appareils de type antérieurement connu, on utilisait, pour la fixation du moyeu de la roue du ventilateur sur le rotor généralement cylindrique, un adhésif qui est introduit entre la surface intérieure du moyeu et la surface cylindrique extérieure du rotor, par exemple d'un anneau synchrone à hystérésis. Ce mode de fixation n'était pas satisfaisant parce que, en raison des variations de température relativement importantes auxquelles de tels ventilateurs sont exposés, et qui donnent lieu à des dilatations et contractions inégales du matériau du moyeu en matière plastique et de l'anneau de rotor métallique, l'adhésif ne résiste pas, et la roue de ventilateur patine ou même se détache de l'anneau synchrone à hystérésis, fréquemment après une courte période de fonctionnement.En outre, avec de tels adhésifs le processus de mise en oeuvre est coûteux. Be temps passé de fabrication à la chaîne est long, du fait que des temps de durcissement sont nécessaires. Etant donné que, pour des raisons ressortissant à la technique de moulage, il n'est pas possible de réaliser une forme cylindrique précise de la surface intérieure du moyeu du ventilateur, mais au contraire, il est nécessaire de prévoir un alésage légèrement conique permettant l'enlèvement d'au moins une grande partie de la surface du moyeu en directions axiales, du fait que, d'autre part, par exemple, un anneau synchrone à hystérésis de rotor est constitué en acier trempé et possède une surface de base cylindrique précise et rectifiée, il n'est pas possible de réaliser, par simple engagement à la presse, la connexion à force, à ajustement serré, désirée entre les deux pièces. Avec les variations de température, la matière plastique subit un écoulement par fluage à froid, qui libère les pièces de leur engagement à pression.Après suppression de la sollicitation elles restent déformées. Enfin la possibilité de fixation du moyeu slr l'anneau synchrone à hystérésis par voie d'intégration ultrasonore, n'est pas réalisable, au moins du point de vue de la dépense élevée, en particulier pour l'équipement nécessaire. L'invention a pour but de réaliser une connexion fiable et permanente entre une roue de ventilateur du type précité et le rotor du petit moteur électrique, par des moyens simples et peu coûteux, en particulier pour une fabrication à la chaîne. Conformément à l'inverltiorj l( roue de ventilateur est caractérisée en ce que le moyeu tubulaire, ou une portion tubulaire du moyeu, est pourvu d'une surface intérieure lisse, et est emmanché à la presse sur la surface extérieure pourvue d'au moins une gorge annulaire d'une partie annulaire métallique du rotor0 Il est avantageux de prévoir un anneau de rotor ayant une ou plusieurs gorges formant une section transversale à profil en dents de scie, ayant son flanc radial ou latéral en avant du flanc oblique ou en pente, considéré dans la direction dans laquelle l'anneau est engagé dans le moyeu de roue, et de prévoir la ou les gorges dans la portion de anneau de rotor voisine de son extrémité frontale ou antérieure. les essais ont montré qu'ure telle connexion résiste de manière permanente à la séparation, même lors de variations extrêmes de la température. Cette sécurité est due aux tensions internes produites dans le matériau du moyeu de la roue de ventilateur après engagement à la presse d'un anneau synchrone à hystérésis dans le moyeu. Le moyeu de la roue de ventilateur devient, en effet, légèrement refoulé dans la zone de surface de la gorge ou des gorges, c'est-à-dire qutil fait saillie radialement dans celles-ci, de telle sorte que, vu en direction axiale, un blocage positif supplémentaire est produit entre les deux pièces assemblées, justement par le fluage à froid, qui est, par ailleurs, défavorable. Ce blocage peut être encore renforcé en donnant à la surface intérieure du moyeu une forme cylindrique, au moins dans la zone correspondant aux gorges de l'anneau. La description ci-après se rapporte à des modes de réalisation de l'invertion, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure i est une vue en perspective de l'extrémité frontale d'une roue de ventilateur conforme à l'invention pourvue d'un anneau synchrone à hystérésis emmanché à force, constitué comme une pièce de rotor extérieure ayant un effet électromoteur ; la figure 2 est une vue en coupe axiale, à échelle agrandie, à travers les parois du moyeu de la roue de ventilateur et de l'anneau synchrone à hystérésis de la figure 1, et la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'un rotor du type à cage d'écureil destiné à être entouré par un stator non représenté. En se référant aux dessins, ils représentent un ventilateur 1, destiné à l'emploi avec un moteur électrique synchrone à hystérésis ayant une portion en forme d'anneau métallique 5, qui est seule représentée sans le reste du moteur. La roue de ventilateur 1, qui est constituée en une seule pièce de matière plastique renforcée de fibres de verre, comprend un moyeu creux 2, essentiellement cylindrique, et une série d'ailettes de ventilateur 3 qui sont formées au moulage sur la surface extérieure cylindrique du moyeu 2. Celui-ci est pourvu, sur l'une de ses faces frontales, d'une collerette 4 faisant saillie vers l'intérieur, qui sert de butée pour un anneau synchrone à hystérésis cylindrique 5, qui est emmanchée à la presse dans le moyeu. Cet anneau de rotor 5 est constitué en acier trempé, et pourrait également être constitué en forme de pot étiré en matière à hystérésis de même effet.Au voisinage de son extrémité antérieure 7, considérée dans la direction de l'engagement indiquée par la flèche 6 dans la figure 2, l'anneau 5 de rotor de moteur est pourvu de deux gorges circulaires 8 de section en dents de scie, dont les flancs 9 s'étendant essentiellement radialement sont disposés à l'extrémité antérieure ou frontale 7 de l'anneau 5 (figure 2). Dansa zone de surface correspondant aux gorges 8 de l'anneau 5 du rotor, la surface intérieure du moyeu 2 de la roue de ventilateur est exactement de forme cylindrique sur une longueur a, tandis que la portion restante b de cette surface intérieure du moyeu 2, est réalisée de forme conique avec un angle de conicité de 1-degré, qui est usuel dans la technique de moulage par injection. En vue d'indiquer distinctement cette conicité, la figure 2 montre une fente d'air conique entre la surface extérieure cylindrique 10 de l'anneau 5, et la surface intérieure du moyeu 2, bien que cette fente ou intervalle n'apparaisse pas en pratique lors de l'emmanchement à la presse des deux parties. On voit donc, d'après la figure 2, que, en raison des tensions produites dans la paroi du moyeu par la pression d'emmanchement, et l'écoulement de fluage à froid de la matière qui en résulte, la matière plastique du moyeu 2 pénètre dans les gorges 8 de l'anneau de rotor 5, de telle manière qu'en direction axiale se trouve réalisé un blocage positif ou ancrage entre le moyeu et l'anneau synchrone à hystérésis. Pour faciliter l'engagement de l'anneau synchrone à hystérésis 5 dans le moyeu 2, et pour éviter ainsi tout arrachement de matière par raclage, un biseau conique 11 est prévu sur l'extrémité frontale 7 de l'anneau. 'les portions cylindriques c restant entre les gorges 8 et la butée 11 doivent être aussi courtes que possible environ 0,15 à 0,2 mm, afin de favoriser le fluage à froid de l'enveloppe en matière synthétique dans les gorges 8, mais ne doivent, toutefois, pas être inférieures à ces dimensions, de même, les distances axiales entre des gorges voisines doivent être inférieures à 10 cm, de préférence comprises entre 5 et 10 cm.Pour réduire le risque de rupture, en particulier par formation de fissures lors de la trempe de l'anneau synchrone à hystérésis, les zones de transition entre les flancs radiaux 9 et les flancs inclinés 111 des gorges 8 sont arrondies. Lorsque la surface cylindrique de l'anneau 5 est meulée, les bords extérieurs des flancs radiaux 9 des gorges 8 deviennent très aigus de sorte qu'ils sont coincés étroitement dans la matière du moyeu 2 s'il se produit une charge opposée à la direction de l'emboîtement. La figure 3 montre, à peu près à l'échelle 2, une vue en coupe axiale à travers un deuxième exemple de réalisation dans lequel le rotor intérieur 113 du moteur central d'entraînement se présente sous forme d'un-rotor en cage d'écureuil avec une bague de court-circuit 15 à sa partie frontale, cette bague supportant, conformément à l'invention, un moyeu 114 d'un corps de roue de ventilateur axial 12 au moyen de gorges annulaires 18 dans une surface annulaire métallique 20. Dans cette figure 3, les éléments précités ont en partie une fonction similaire à ceux de la figure 2. L'arbre coaxial central 101 est maintenu solidaire en rotation dans la bague de court-circuit 15 au moyen d'une douille 102, mais est, toutefois, supporté à rotation dans le rotor intérieur 113, ensemble avec la roue de ventilateur, au moyen d'un tube de palier non représenté. Ce tube de palier est fixé, avec le stator extérieur, non représenté, dans un flasque (par exemple d'un carter de ventilateur), non représenté, sur le coté droit de la figure 3 le corps de roue de ventilateur 12 est pourvu d'un moyeu 114, qui présente une forme de sas annulaire, de sorte que la tête de bobine du stator pénètre axialement dans ce sas, le bord extérieur 104 du moyeu 12 entourant pratiquement le stator extérieur jusque dans son milieu axial. Be corps de roue de ventilateur 12 (les parties 114 et 104, inclusivement les ailettes axiales 103) est ici également une partie unique en matière synthétique. Diverses modifications peuvent être apportées aux éléments représentés dans les exemples décrits, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Roue de ventilateur avec un petit moteur électrique central d'entrainement, dans laquelle le moyeu de la roue en matière synthétique en une seule pièce est fixé directement sur le rotor du moteur électrique, caractérisée en ce que le moyeu tubulaire (2), ou une portion tubulaire du moyeu, est pourvu d'une surface intérieure lisse, et est emmanché à la pression sur la surface extérieure (10) pourvue d'au moins une gorge annulaire (8) d'une partie annulaire métallique du rotor0 2. Roue du ventilateur suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les gorges annulaires (8) présentent une configuration à profil en dents de scie, dont le flanc radial (9) est situé avant le flanc incliné en direction de l'emmanchement (flèche 6). 3. Roue de ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la ou les gorges annulaires (8) sont prévues à proximité du côté frontal antérieur (7) de la partie annulaire métallique (5) vu en direction de 1' emmanchement0 4. Roue de ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la surface intérieure du moyeu (2) de la roue de ventilateur (i) est cylindrique au moins dans la zone (a) de la surface de la partie annulaire métallique (5) munie de la ou des gorges (8) 5.Roue de ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le moyeu (2) de la roue de ventilateur (1) est pourvu d'une collerette (4) saillante vers l'intérieur et constituant une butée pour le bord antérieur de la partie annulaire métallique (5). 6. Roue de ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée er ce que la partie métallique annulaire (5) à surface extérieure cylindrique forme une partie d'un rotor synchrone à hystérésis. 7. Roue de ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la partie annulaire métallique (5) à surface extérieure cylindrique forme une partie d'un rotor asynchrone en fer doux du type à courants de Foucault. 8. Roue de ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la partie annulaire métallique (5), à surface extérieure métallique forme une partie d2un rotor asynchrone à cage d'écureuil. 9. Roue de ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le rotor est du type rotor extérieur.