Brevet FR2511094A1 — publié le 19830211

La présente invention se rapporte à des ventila- teurs électriques qui produisent une aspiration, pour des aspirateurs de nettoyage; elle vise, plus particulièrement, un perfectionnement de la structure décrite dans la demande de brevet européen N O 81105056 6, du 30 Juin 1981, intitulé "Ventilateur pour aspirateur". Plus particulièrement, cette demande de brevet décrit une cuve cylindrique verticale, un ventilateur élec- trique comportant une turbine en forme de plateau creux étant disposé axialement au sommet de la cuve pour creer une aspiration dans la cuve Des paliers pour l'arbre de sortie du moteur de ventilateur sont retenus dans des par- ties d'éléments supérieur et inférieur de carter L'élément inférieur de carter est moulé en matiïre plastique et coo- père avec un support moulé en matière plastique pour défi- nir une chambre peu profonde dans laquel lte tourne la tur- bine du ventilateur Une fente relativement peu profonde, dans la paroi annulaire de la chambre, constitue une sortie pour le flux d'air engendré par la rotation de la turbine, les dimensions de la fente empêchant le contact accidentel avec la turbine Afin de protéger la turbine, les disposi- tifs suivant l'art antérieur ont également comporté des carters métalliques munis d'oures à fentes ou d'orifices percés. Suivant la présente invention, une pluralité d'ai- lettes sont disposées de manière " définir la limite exté- rieure de la chambre dans laquelle tourne la turbine Comme- décrit plus loin, ces ailettes sont construites et placées de manière à obtenir un flux d'air plus régulier et moins turbulent, par réduction des chocs et pertes par diffusion, ce qui améliore la capacité du ventilateur grâce à l'augmen- tation de son rendement Ces ailettes sont rioulées solidai- rement avec un élément de carter en matière plastique qui définit partiellement la chambre de turbine. La présente invention a pour objet un dispositif plus efficace, fiable et relativement économique de produc- tion d'aspiration, pour un aspirateur de nettoyage. L'invention vise également un dispositif de pro- duction d'aspiration du type ci-dessus, qui est conçu de façon à obtenir un flux d'air moins turbulent. L'invention a encore pour objet un dispositif de production d'aspiration du type ci-dessus, qui comporte une pluralité d'ailettes disposées autour de la périphérie d'une turbine en forme de plateau creux, les ailettes étant construites et placées en fonctionnement de manière à ré- duire les chocs et les pertes par diffusion. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés. Fig 1 est une coupe longitudinale d'un disposi- tif de production d'aspiration, conforme à l'invention. Fig 2 est un schéma électrique de l'équipement du moteur de la figure 1. Fig 3 est une vue arrière ou de dessus de l'élé- ment de carter inférieur; les bouchons pour les supports de balais électriques du carter inférieur sont également visibles sur la figure 3. Fig 4 est une vue partielle en élévation du carter inférieur, dans la direction des flèches 4-4 de la figure 3. Fig 5 est une vue de dessous ou de face du car- ter inférieur, dans la direction des flèches 5-5 de la fi- gure 4. Fig 6 est une vue en élévation de la pièce de fixation du moteur. Fig 7 est une vue de côté de la turbine. Fig 8 est une vue de face de la turbine. Fig 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 7, dans la direction des flèches 9-9, et Fig 10 est une vue en élévation du carter in- férieur, semblable à la figure 5, avec addition de la tur- 25110-94 bine. On se reporte maintenant aux figures Le dispo- sitif 20 de production d'aspiration, représenté sur la figure 1, comprend un moteur électrique comportant une armature tournante 21 entourée par une pièce 22 de champ de stator De façon connue, et bien qu'ils ne soient pas visibles sur les dessins, des enroulements de stator 23, 24 (figure 2) sont couplés magnétiquement avec la pièce polaire 22 L'axe de rotation pour l'armature 21 est dé- fini par un arbre vertical 25 qui dépasse au-delà des deux extrémités de l'armature 21 et qui est supporté en rota- tion par les paliers supérieur et inférieur 26, 27, res- pectivement La carcasse magnétique ou pièce de champ 22 est intercalée entre des éléments supérieur et inférieur de carter 28, 29 qui sont assemblés par deux vis 31 pla- cées verticalement vers le bas dans des orifices avec jeu de la carcasse 22. Comme décrit en détail dans la demande de brevet précitée N O 8 110 5056 6, l'élément supérieur de carter 28 est une pièce en forme de U inversé dont les ailes ver- ticales 32, 33 sont dirigées vers le bas à partir des ex- trêmités opposées d'une âme 34 Les extrémités libres 32, 33 portent des oreilles respectives 38,39 rabattues vers l'extérieur, dans lesquelles sont prévus les orifices avec jeu pour le passage des vis 31 L'extrémité externe de 1 ' oreille 38 comporte un autre orifice 41, pour recevoir une vis de mise à la masse, non représentée La face inférieu- re de l'âme 34 présente une surface d'appui concave 42 qui est en contact avec le palier supérieur 26 La périphérie d'un ressort annulaire de retenue 43 est assise sur un épaulement de la face inférieure de l'âme 34 et elle est fixée à l'élément supérieur de carter 28 par encastrement dans une partie 47 de l'âme 34 La pièce élastique 43 com- porte une surface d'appui concave 44, tournée vers le haut, qui est en contact avec le palier supérieur 26 Le ressort 2511094: 43 applique le palier supérieur 26 vers le haut, contre la surface d'appui 42 Les surfaces de portée 42, 44 permet- tent au palier supérieur 26 d'osciller à la demande Cela permet au palier 26 de supporter en rotation l'extrémité supérieure de l'arbre 25 qui pénètre dans un alésage axial du palier 26. Un capot 50, en forme de cuvette inversée, est fixé au carter supérieur 28 par deux vis 49 qui se vissent dans des trous 48 de l'âme 34, après avoir traversé des orifices avec jeu prévus dans la surface supérieure 52, en forme de disque, du capot 50 La surface 52 comporte également une pluralité d'orifices de ventilation, non re- présentés, à travers lesquels l'air est aspiré vers le bas par une aube de ventilateur 55 hui est disposé à l'inté- rieur du capot 50 et qui est fixée à l'extrémité supérieure de l'arbre 25, juste au-dessous du palier supérieur 26 Un manchon 54, monté sur l'extrémité supérieur de l'arbre 25, fixe la position de fonctionnement de l'ailette 55 L'air déplacé par cette dernière sert à refroidir le moteur 21,22. Comme représenté particulièrement sur les figures 3 et 4, le capot inférieur 29 est une pièce moulée isolante comportant une partie cylindrique principale 61, concentri- que à l'arbre de moteur 25 Une bride 62, qui-s'étend ra- dialement vers l'intérieur à partir de l'extrémité inférieu- re de la partie principale 61, est prévue avec une ouverture centrale 63 à travers laquelle passe l'extrémité inférieure de l'arbre 25 Autour de l'ouverture 63 est prévue une lèvre 64, dirigée vers le haut, qui fixe la position du palier in- férieur 27 Celui-ci est un roulement à billes dont la cage intérieure est étroitement ajustée sur l'arbre 25 Une bague ondulée de tolérance 65 est interposée entre la lèvre 64 et la cage extérieure du palier 27 La bride 62 et une bride 66, qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir de la partie principale 61, constituent la limite supérieure, en forme de plaque, d'une cavité peu profonde ou chambre 67 dans laquelle est disposée une turbine 70 de ventilateur d'aspiration Le carter inférieur 29 comprend également des montants 71,71 adjacents à la surface intérieure de la par- tie principale 61 Les montants 71 présentent des logements 72, ouverts à leurs extrémités supérieures, dans lesquels se vissent les vis 31. Des porte-balais 73,73 sont formés solidairement à la partie principale 61 et sont dirigés radialement à travers celle-ci Chaque support 73 est de section transver- sale sensiblement rectangulaire et comporte un passage tra- versant 76 dans lequel se loge une monture 74 en laiton pour un balai 75 en carbone Ce dernier est appliqué en con- tact avec un collecteur 77 monté sur l'arbre 25 et électri- quement relié aux enroulements de l'armature 21 Les montu- res en laiton 74 sont électriquement reliées aux enroule- ments de champ 23,24 Un ressort hélicoïdal de compression, non représenté, logé dans la monture 74, pousse le balai radialement vers l'intérieur, en bon contact électrique avec le collecteur 77 L'extrémité extérieure du passage 76 est fermée par des languettes rabattues vers l'intérieur, non représentées, sur les côtés opposés de la monture en laiton 74 Un bouchon 78 en matière plastique recouvre l' extrémité extérieure du support 73 et il est maintenu de façon amovible en position de travail par quatre doigts à enclenchement 79 Au-dessous et sur le côté des porte-balais 73, la partie cylindrique principale 61 comporte des ou- vertures 81 qui constituent des passages de sortie pour È' air déplacé radialement par l'ailette supérieure de ventila- teur 55, afin de refroidir le moteur 21,22. L'extrémité de l'enroulement de champ 23 éloignée du balai 75 est reliée à un conducteur électrique 151 (figu- re 2) et l'extrémité de l'enroulement de champ 24 éloignée de l'autre balai 75 est reliée à un conducteur électrique 152 Les conducteurs 151, 152 se prolongent radialement vers l'extérieur du carter inférieur 29, à travers une enco- che 153 (figure 3) formée dans le bord supérieur de la par- tie principale 61, et ils sont maintenus au fond de l'en- coche 153 par une agrafe moulée en matière plastique, non représentée, qui est bloquée en position par le haut au moyen de la pièce de champ 22 Un anneau 200, de nature spongieuse, collé à la surface supérieure de la bride 66, constitue un joint pour un couvercle, non représenté, pla- cé sur le moteur 21,22. Trois pieds 82 partent du dessous de la bride 66 et leurs extrémités inférieures libres s'engagent dans des logements individuels 84 prévus dans la surface supérieure 83 d'une pièce moulée en matière plastique 99, en forme de plaque et servant de-support au moteur Le support 83 cons- titue la limite inférieure de la chambre peu profonde 67. Des vis, non représentées, sont disposées vers le haut à travers des orifices avec jeu prévus dans le support 83 et elles sont reçues dans des trous 86 des pieds 82, pour fi- xer mécaniquement le carter inférieur 29 au support 83 Ce dernier comporte également une très courte lèvre annulaire 85, dirigée vers le haut, qui est située légèrement à l'ex- térieur de la paroi inférieure 105 de la turbine, pour li- miter la fuite d'air à l'avant (ou au-dessous) de la tur- bine 70 Le support 83 comporte une ouverture centrale 88, entourée par une partie cylindrique 91 dirigée vers le bas. Le cylindre 91 sert à diriger axialement l'air qui est as- piré dans la turbine du ventilateur 70. La turbine 70 est fixée à l'arbre 25, qui se pro- longe vers le bas à travers une ouverture centrale 98 (fi- gure 9) prévue dans la paroi supérieure 95, en forme de disque, de la turbine 70 Plus précisément, le filetage d'un écrou à collerette 92 est en prise avec le filetage de l'extrémité inférieure de l'arbre 25 Une entretoise à collerette 93, montée sur l'arbre 25, est interposée entre la paroi 95 de la turbine et la cage intérieure du palier 27 sur l'arbre 25 La partie de paroi 95 du ventilateur 70 2511094; est bloquée entre l'entretoise à collerette 93 et une ron- delle inférieure 96, lorsqu'on serre l'écrou 92 contre cet- te dernière De façon connue, le support de moteur 99 est monté sur le dessus de la cuve d'aspirateur 97, représen- tée en pointillé sur la figure 1, et un joint annulaire est collé à la surface supérieure de la bride 66, pour supporter un éventuel couvercle protecteur amovible, non représenté, pour le moteur 21,22. Comme représenté sur les figures 7, 8 et 9, la turbine 70 comporte six aubes courbes 102, placées trans- versalement et bloquées entre les parois parallèles circu- laires planes supérieure et inférieure 95, 105 La paroi inférieure 105 comporte une ouverture centrale 106 d'entrée d'air, relativement grande Les aubes 102 sont disposées avec leurs surfaces convexes tournées vers l'aval par rap- port au sens de rotation de la turbine, indiqué par la flè- che A sur les figures 8, 9 et 10. Une pluralité d'ailettes 110 sont moulées solidai- rement avec le carter inférieur 29, au-dessous de la bride extérieure 66 Leurs extrémités inférieures reposent contre la surface supérieure du support 83 En général, il y a de deux à dix ailettes pour chaque aube de turbine Dans la forme de réalisation représentée, il y a six ailettes 110 pour chaque aube de turbine 102 Les ailettes 110 sont si- tuées à proximité du bord circulaire de la turbine 70 et sont également espacées autour de ce bord, pour guider la sortie du flux d'air,indiqué par les flèches B sur la figure , tout en réduisant la turbulence. Chaque ailette 110 est inclinée de manière à ce que son extrémité aval se trouve radialement à l'extérieur de l'extrémité amont de l'ailette 110 suivante A l'excep- tion des ailettes dirigées vers l'intérieur à partir des trois pieds 82, chaque ailette 110 est définie par des sur- faces interne et externe 111, 112 En coupe transversale, la majeure partie 113 de la surface externe 112, qui s'étend jusqu'à l'extrémité aval de celle-ci, est parallèle à la surface interne 111 L'autre partie 114 de la surface 112, à son extrémité amont, est inclinée par rapport à la sur- face 111 et elle se trouve plus près de celle-ci à l'ex- trémité amont de la surface 111 La position des ailettes est telle qu'entre l'extrémité amont de chaque ailette et l'extrémité aval de l'ailette amont adjacente 110, il existe un passage libre à travers lequel une ligne ra- diale vraie 115 (figure 10) peut être tracée vers un point à l'extérieur des ailettes 110, sans rencontrer aucune des ailettes 110. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. Revendications 1 Ventilateur, comprenant des premiers moyens qui définissent une chambre peu profonde ( 67); une turbine ( 70) en forme de plateau creux, disposée dans cette cham- bre; un moteur électrique ( 21,22) pour entraîner en rota- tion la turbine dans une première direction autour de son axe central ( 25);une pluralité d'ailettes ( 110) dans cet- te chambre, situées à l'extérieur de la turbine ( 70) et espacées sur son périmètre; la turbine possédant une plu- ralité d'aubes ( 102) disposées pour diriger l'air radiale- ment vers l'extérieur de la turbine et à travers les es- paces libres entre les ailettes ( 110), caractérisé en ce que les ailettes ( 110) sont dirigées vers l'amont par rap- port à la direction de rotation de la turbine ( 70) et sont inclinées radialement vers l'intérie Ur. 2 Ventilateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes sont situées de façon à laisser en- tre l'extrémité intérieure de chaque ailette et l'extré- mité extérieure de l'ailette amont adjacente un espace é- troit qu 4 constitue un chemin libre exactement radial, de la turbine vers le côté extérieur des ailettes. 3 Ventilateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ailette comprend une partie en forme de coin ( 111,114), qui est la plus étroite à l'extrémité inté- rieure de l'ailette. 4 Ventilateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chaque ailette comprend une première surface plane ( 111) qui s'étend sensiblement sur toute la distance entre les extrémités intérieure et extérieure de l'ailette. Ventilateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque ailette comprend une deuxième surface ( 112) opposée à la première surface ( 111); une partie ( 114) de cette deuxième surface s'étendant de son extrémité inté- rieure seulement sur une partie de la distance vers son extrémité extérieure; cette partie ( 114) étant inclinée par rapport à ladite première surface ( 111) et étant plus proche d'elle à l'extrémité intérieure de la deuxième sur- face. 6 Ventilateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la turbine comporte une pluralité d'aubes ( 102) angulairement espacées, deux à dix ailettes ( 110) étant gé- néralement prévues pour chaqune des aubes ( 102). 7 Ventilateur suivant la revendication 6, caractéri- sé en ce que la turbine comporte une pluralité d'aubes an- gulairement espacées; chacune des aubes ayant son extrê- mité extérieure située à l'amont de son extrémité intérieu- re; chacune des aubes étant incurvée entre ses extrémités et sa surface tournée vers l'aval étant convexe. 8 Ventilateur suivant la revendication 6 ou 7, carac- térisé en ce qu'il comporte environ six ailettes ( 110) pour chacune des aubes ( 102). 9 Ventilateur suivant la revendication 1, caractérisé ence que la turbine est disposée entre des surfaces opposées ( 83,62) avant et arrière, sensiblement parallèles dans des plans perpendiculaires à l'axe principal, et définies par les dits premiers moyens; la turbine comprenant des pla- ques circulaires ( 105,95), avant et arrière,et une plura- lité d'aubes ( 102) disposées entre ces plaques; une lèvre annulaire ( 85) s'étendant de la surface avant ( 83) légère- ment vers l'arrière de la plaque avant ( 105), très près de celle-ci, et étant profilée de manière à limiter la fuite à l'avant de la turbine ( 70). 10 Ventilateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un premier et un deuxième éléments ( 29, 99) présentant les première et deuxième surfaces opposées respectives sensiblement parallèles dans des plans perpen- diculaires à l'axe principal, la turbine étant disposée en- tre ces surfaces; ledit premier élément ( 29) étant réalisé 1 1 en matière plastique moulée et comportant les ailettes ( 110) formées solidairement avec lui.