Brevet FR2503478A2 — publié le 19821008

FR 2503478 A2 19821008 FR 8106712 A 19810403 La présente addition coneerne un ventilateur électrique,notamment du type plat, comportant un stator et un rotor montés dans un carter, notamment un carter constituant un bottier à encastrer dans une paroi. On emploie en particulier de tels ventilateurs pour le refroidissement de divers équipements électroniques, où leur est imposé un encombrement axial très réduit, par exemple 25,4 mm (1") Ceci demande un mode de construction très particulier où les dimensions de chaque organe doivent être calculées au plus juste. On a déjà décrit dans le brevet principal un tel ventilateur électrique, qui comporte une hélice ayant un moyeu qui présente une douille adaptée à coiffer une extrémité annulaire du rotor. Celui-ci comporte un passage axial pour un arbre de rotation fixé au carter par l'une de ses extrémités. L'autre extrémité de 11 arbre est recouverte par un bouchon qui obture le passage axial du rotor du côté du moyeu de l'hélice. Ce bouchon présente une jupe cylindrique insérée de façon étanche dans le passage axial du rotor. Unacouvercle externe, réalisé en matériau bon conducteur de la chaleur, recouvre le bouchon et aussi l'extrémité annulaire du rotor associée à l'hélice.Des moyens de fixation sont prévus pour appliquer le couvercle en position de service contre l'extrémité annulaire du rotor, en bon contact thermique avec cette extrémité. Ce ventilateur donne entière satisfaction en ce sens que le couvercle est facile à monter.et, en service, assure Bfficacement l'évacuation par rayonnement de la chaleur indésirable emmagasinée dans le rotor. On évite ainsi que le rotor échauffe excessivement les paliers et rende leur fiabilité aléatoire. On constate cependant que l'ensemble comprenant le bouchon et le couvercle a un encombrement axial non né gligeable, nécessaire au bon fonctionnement de l'étanché- ité. Cette part de l'épaisseur du ventilateur est ainsi occupée au détriment de la place disponible pour les paliers. Or, dans le cas fréquent où l'on cherche à réduire ltépaisseur du ventilateur, par exemple à 25,4 mm (1 pouce), il est souhaitable de donner au système de paliers la dimension axiale la plus importante possible. D'autre part, le montage de l'hélice sur l'ex extrémité du rotor se fait par collage, encliquetage ou soudure par ultra-sons. Ces modes d'assemblage occasionnent un rebut assez important à la fabrication et la fixation ainsi réalisée n'est pas très fiable à l'usage. Ainsi, les avantages de fiabilité des paliers, qui rési- tent des dispositions décrites dans le brevet principal, sont parfois contrebalancées par certaines déficiences de la liaison entre le rotor et l'hélice. Le but de la présente addition est d'accroître la fiabilité mécanique du ventilateur en diminuant l'encombrement axial de l'ensemble bouchon-couvercle et en perfectionnant la fixation de l'hélice au rotor. Suivant la présente addition, le ventilateur électrique, notamment du type plat, conforme au bre panoP pal, est cactérise' en ce qu' son extmite' adjacente au couvercle, le passage axial du rotor présente un dégagement annulaire, et en ce que le bouchon comprend un disque dont le bord annulaire est emprisonné de façon étanche entre le couvercle et une paroi épaulée du dégagement annulaire. Ainsi, il n'est plus nécessaire que le bouchon présente une jupe emmanchée dans le passage axial du rotor. L'étanchéité s'effectue par le bord du disque emprisonné entre le couvercle et le dégagement annulaire. L'encombrement axial économisé est entièrement disponible pour le système de paliers. Le montage de l'extrémité du rotor est simple puisqu'il suffit de poser le bouchor dans le dégagement annulaire avant de mettre en place le couvercle. Selon un autre aspect de la présente addition, le ventilateur conforme au brevet principal ou au premier aspect de la présente addition, est caractérisé en ce que le rotor et la douille d'hélice présentent chacun un épaulement par lequel ils sont en appui mutuel, en ce que le rotor présente en outre, entre son extrémité annulaire en contact avec le couvercle et son épaulement appuyé contre l'épaulement de la douille d'hélice, une lèvre plastiquement déformable, rabattue en service sur une partie au moins de sa longueur sur un second épaulement de la douille d'hélice, dirigé à l'opposé du premier, et en ce que la levre rabattue prend en outre appui contre au moins une surface de butée aménagée à l'intérieur de la douille d'hélice pour assurer le couplage en rotation de cette dernière avec le rotor. Cet aspect de la présente addition permet de fixer axialement et en rotation l'hélice au rotor en une seule opération de sertissage mécanique. Il a été constaté que le rebut à la fabrication dû à un défaut de cet assemblage est très faible, et la fiabilité à l'usage est excellente. D'autres particularités et avantages de la présente addition ressortiront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure I est une vue en coupe axiale de la partie centrale du ventilatonr : - la figure 2 estune vue due deFous en pan duboKhm obturant le passage axial du rotor du ventilateur de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe axiale, à échelle agrandie, avec arrachement, du disque du bouchon de la figure 2; - la figure 4 est une vue en perspective éclatée, avec arrachement, du rotor, de l'hélice et du couvercle du ventilateur de la figure 1, avant montage; - la figure 5 est une vue en coupe axiale, avec arrachement du moyeu d'hélice du ventilateur de la figure 1;; - la figure 6 est une vue en perspective, avec arrachement, du rotor et de 11 hélice du ventilateur de la figure 1, après montage; et - la figure 7 est une vue en coupe axiale, avec arrachement, du moyeu de l'hélice, de la lèvre du rotor et du couvercle, après assemblage. Dans le ventilateur représenté à la figure 1 de la présente addition, on reconnaît d'après la figure 6 du brevet principal, le stator 1 et le rotor 2 montés dans un carter 3 constituant par exemple un bottier plat destiné à être encastré dans une paroi d'une armoire d'équipement électronique. Le ventilateur comporte une hélice ayant un moyeu 4 qui présente une douille 5 adaptée à coiffer une extrémité annulaire 2A du rotor.Ce dernier comporte un passage axial 6 pour un arbre de rotation 22 encastré dans un bossage 3A du carter 3 par l'une de ses extrémités 22A. L'autre extrémité 22B de l'arbre est recouverte par un bouchon 25 qui obture le passage axial 6 du rotor 2 du côté du moyeu 4 de l'hélice, c'est-à-dire du côté opposé au bossage 3A. De préférence, le passage 6 est défini par un tube calibré 9 solidaire du rotor 2, et servant au montage des paliers du rotor. Ces paliers sont constitués par exemple par deux coussinets lisses 21A, 21B, par exemple en alliage cuivreux fritté, engagés à frottement dur dans le tube 9, montés rotativement sur 11 arbre 22, et séparés par une garniture tubulaire absorbante 23 qui constitue une réserve de lubrifiant. Du côté du bossage 3A de fixation de l'arbre 22 sur le carter 3, l'étanchéité des paliers du rotor est assurée par un joint annulaire à lèvres minces 24, par exemple en matière plastique. De l'autre côté, vers le moyeu d'hélice 4, l'étanchéité des paliers est assurée par le bouchon 25. Vers l'extérieur, la retenue axiale des coussinets 21B21 A est assurée par une rondelle élastique 26 montée à ltextré- mité 22B de l'arbre 22, en regard du bouchon 25. Le ventilateur comporte un couvercle externe 11 recouvrant le bouchon 25 et l'extrémité annulaire 2A du rotor associée au moyeu d'hélice 4. Le couvercle 11 est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple en tôle métallique découpée par emboutissage. Comme le montre la figure 4, le couvercle 11 est de forme circulaire et présente trois pattes radiales élastiques 11B en saillie sous la face interne du couvercle. L'intérieur de la douille d'hélice 5 présente trois blocs-ou secteurs- 41 de fixation du couvercle 11, qui font saillie vers l'axe du ventilateur. Les secteurs 41 occupent chacun environ 600 d'angle et soot séparés les uns des autres par des interwiles2e6O i EmsX Chaque bloc 41 présente sur sa face dirigée vers le bossage 3A, une rampe d'engagement 15 pourvue d'un cran de retenue 16 dans lequel peut être engagée de manière stable une extrémité d'une patte élastique radiale 11B associée du couvercle 11. Ce mode de montage assure de manière simple et rapide la fixation solide du couvercle 11 sur le moyeu 4 de l'hélice du ventilateur, ainsi que la mise en appui du couvercle 11 contre l'extrémité annulaire 2A du rotor 2, en bon contact thermique avec cet te extrémité. Conformément à l'un des aspects de la présente addition, le passage axial 6 du rotor 2, à l'extrémité 2A de ce dernier, présente un dégagement annulaire 42 destiné à recevoir le bouchon 25. Celui-ci comprend un disque 43 dont le bord annulaire est emprisonné de façon étanche entre le couvercle 11 et une paroi épaulée plane 44 du dégagement 42. L'appui des pattes 11B du couvercle 11 dans les crans 16 exerce sur le couvercle 11 un effort dirigé vers le bossage 3A, effort qui assure le serrage étanche du bord du disque contre la face 44 du dégagement 42. De préférence, le bord annulaire du disque 43 est également en appui étanche contre une paroi cylindrique 46 du dégagement 42. Le bord annulaire du disque 43 est surépaissi par une lèvre 47 aménagée sur la face interne du disque 43. La lèvre 47 donne au bord annulaire du disque une forme sensiblement torique. Le disque 43 est réalisé en élastomère tel que le caoutchouc synthétique, et le bouchon 25 comprend en outre une armature de raidissement 48 encastrée dans le disque 43. Dans l'exemple représenté, l'armature comprend une pastille 48 encastrée par son bord annulaire dans une rainure 49 ménagée entre le disque 43 proprement dit et la lèvre 47 qui surépaissit son bord annulaire. La pastille 48 est réalisée en matière à bon coefficient de frottement,telleqeleprand3e, et sert de butée axiale pour l'ensemble mobile constitué par le rotor 2 et l'hélice, contre l'extrémité 22B de l'arbre fixe 22. Les coussinets 21A, 21B sont positionnés axialement dans le tube 9, de façon que le jeu maximum entre l'extrémité 22B de l'axe 22 et la pastille 48, soit de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres. lnns cete position de jeu maximum, clest la rondelle élastique 26 qui limite le déplacement axial du rotor 2 et de l'hélice. On va maintenant décrire les moyens de fixation du moyeu 4 de l'hélice au rotor 2, qui font l'objet du second aspect de la présente addition. Le rotor présente un épaulement 51, par lequel il s'appuie contre un épaulement 52 ménagé à l'intérieur de la douille 5, dirigé vers le bossage 3A, et plus proche de ce bossage que les blocs 41 qui sont sensiblement dans le prolongement de la face externe du moyeu 4. Dans les intervalles entre les blocs 41,1aduile 5 comporte à son intérieur des secteurs d'appui et de centrage 53 pour le rotor 2. Ces secteurs 53 comprennent un second épaulement 54 dirigé à l'opposé du premier épaulement 52, et plus proche axialement des blocs 41. Les épaulements 54 et 52 sont reliés par une surface cylindrique de centrage 56. Au droit des blocs 41, la surface de centrage 56 s'étend jusqu'à ceux-ci pour former de part et d'autre des blocs 111,des surfaces de butée 5T radiales et Frallèles à l'axe du ventilateur. En outre, le rotor 2 présente une lèvre annulaire 58, plastiquement déformable, adjacente au bord de ltépau- lement 51 qui est le plus proche de l'extrémité 2A. Avant le montage du rotor 2, comme le montre la figure 4, la lèvre 58 est cylindrique, dirigée vers l'extérieur du boîtier 3, et son extrémité anne est en retirait par rapport à l'extrémité 2A du rober 2 Son diamètre extérieur est tel qu'elle s'engage exactement dens la ce cylindrique 56 de la douille 5 de l'hélice, et assure en service le cen trage de cette dernière sur le rotor 2.La lèvre, dontl'épgssar est de 0,5 à ton est réalisée enaluminiun pratiquement pur, dans lamasse des anneaux due court-circuit du rotor. Quand le rotor 2 est fixe' à l'hélioe, la lèpre 58 est rabattue sur le second épaulement 54 de chaque secteur 53 de la douille 5. Ainsi la nervure délimitée surladoiflie 5 par les épaulements 52 et 54, est emprisonnée entre l'épaulement 51 et la lèvre rabattue 58 du rotor 2, ce qui assure la fixation axiale de l'héli- ce sur le rotor 2. Par contre, au droit des blocs 41, la lèvre 58 demeure cylindrique (figure 7), par appui contre la surface de centrage 56 qui, en ces emplacements, s'étend jusqu'aux blocs 41. il en résulte la formation de déchiru rets 59 dirigé axialement, en face de chaque surface de butée 57. Contre chaque face 57, se trouve donc l'un des bords déchirés de l'une des trois parties de la lèvre 58 rabattues entre les blocs 41, ce qui assure le couplage en rotation de l'hélice avec le rotor 2. On va maintenant décrire le montage et le fonctionnement mécanique du rotor conforme à la présente addition: L'assemblage du rotor 2 avec le moyeu d'hélice 4 est très simple puisqu'il suffit d'emporter la lèvre 58 du rotor 2 dans la face cylindrique de centrage 56 du moyeu 4, jusqu'à l'appui mutuel des épaulements 51 et 52 puis de rabattre la lèvre 58 sur les épaulements 54 entre les blocs 111. En usine, le rabattage de la lèvre 58 peut être effectué en une seule opération, à l'aide d'un outil approprié à trois mors. Une fois les paliers 21A, 21B mis en place, et le rotor engagé et fixé sur l'axe 22 au moyen de la rondelle 26, toutes ces opérations étant connues, on place le bouchon 25, avec la pastille 48 encastrée dans le disque 113, dans le dégagement annulaire 42 du stator 2. il suffit ensuite de fixer le couvercle 11 en engageant les pattes 11B sous les blocs 41 jusqu'aulx crans de verrouillage 16. Le bouchon 25 conforme å la présente addition a permis d'espacer notablement les paliers 21k, 21B, comme on pourra le constater en comparant la présente figure 1 avec la figure 6 du brevet principal. Ainsi, la tenue mécanique des paliers 21A, 21B est nettement améliorée. La liaison par sertissage entre l'hélice et le rotor contribue à accroître encore la fiabilité de ltéquipage mobile du ventilateur. Bien entendu, l'addition n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté, et de nombreux aménagements peuvent être apportés à cet exemple, sans sortir du cadre de l'addition. C'est ainsi par exemple que le disque 43 et la pastille 48 peuvent être percés de façon à permettre å l'huile des paliers de venir en contact du couvercle 11 pour céder plus facilement au milieu ambiant leurs calories en excès. il est alors nécessaire que le disque 43 soit en contact étanche avec le couvercle 11. Si la pastille 48 sert de butée pour l'axe 22 comme il est décrit en référence aux figures, il faut alors prévoir que le perçage de la pastille 48 laisse intact le point de contact prévu pour l'extrémité arrondie de l'arbre 22. En outre, les dispositions prévues selon la présente addition, sont parfaitement compatibles avec un montage de paliers à roulement à billes. REVENDICATIONS 1. Ventilateur électrique, notamment du type plat, conforme à l'une des revendications 1 à 7 du brevet principal, caractérisé en ce qu'à son extrémité adjacente ou couvercle (11), le passage axial (6) du rotor (2) présente un dégagement annulaire (42), et en ce que le bouchon (25) comprend un disque (43) dont le bord annulaire (47) est emprisonné de façon étanche entre le couvercle (11) et une paroi épaulée (44) du dégagement annulaire (42). 2. Ventilateur conforme à la revendication 1 de la présente addition, caractérisé en ce que le dégagement annulaire (42) présenteune paroi épaulée plane (44) et une paroi cylindrique (46), et en ce que le bord annulaire du disque (43) est en appui étanche contre ces deux parois (44, 46). 3. Ventilateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2 de la présente addition, caractérisé en ce que le bord annulaire du disque (43) est surépaissi et sensiblement torique. 4. Ventilatbur conforme à la revendication 3 de la présente addition, caractérisé en ce que le bord du disque (43) est surépaissi par une lèvre (47) aménagée sur la face intérieure de ce disque (43). 5. Ventilateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4 de la présente addition, caractérisé en ce que le disque (43) est réalisé en élastomère et en ce que le bouchon (25) comprend en outre une armature de raidissement (48) encastrée dans le disque (43). 6. Ventilateur conforme à la revendication 5 de la présente addition, dans lequel le bord du disque (43) est surépaissi par une lèvre (47) aménagée sur sa face intérieure, caractérisé en ce que l'armature comprend une pastille(48) encastrée par son bord annulaire dans une rainure (49) ménagée entre le disque proprement dit (43) et la lèvre (47) qui surépaissit son bord annulaire. 7. Ventilateur conforme à la revendication 6 de la présente addition, caractérisé en ce que la pastille (48) est réalisée en matière à bon coefficient de frottement, et sert de butée axiale pour ltensemble mobile (2, 4) par rapport à l'axe (22) monté fixe dans le passage axial (6) du rotor (2). 8. Ventilateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7 du brevet principal ou des revendications 1 à 7 de la présente addition, caractérisé en ce que le rotor (2) et le moyeu d'hélice (4) présentent chacun un épaulement (51, 52) par lequel ils sont en appui mutuel, en ce que le rotor (2) présente en outre, entre son extrémité annulaire (2A) en contact avec le couj vercle (11) et son épaulement (52) appuyé contre l'épaule- ment (51) de la douille d'hélice (4), une lèvre (58) plastiquement déformable, rabattue sur une partie au moins de sa longueur sur un second épaulement (54) de la douille d'hélice (4), dirigé à l'opposé du premier (52), et en ce que la lèvre rabattue (58) prend en outre appui contre au moins une surface de butée (57) aménagée à l'intérieur de la douille d'hélice (5) pour assurer le couplage en rotation de cette dernière avec le rotor (2). 9. Ventilateur conforme à la revendication 8 de la présente addition, caractérisé en ce qu'avant déformation, la lèvre (58) est cylindrique et, en service, assure le centrage du rotor (2) contre une surface (56) du moyeu d'hélice (4), adjacente au second épaulement (54) de ce dernier. 10. Ventilateur conforme à l'une quelconque des revendications 8 ou 9 de la présente addition, dans lequel le couvercle (11) présente au moins deux pattes radiales élastiques (1 lB) en saillie sous la face interne du couvercle (11), les pattes élastiques précitées (11B) pouvant être engagées en position de service dans des crans de fixation (16) réalisés sur la face interne de blocs de fixation (41) aménagés à l'intérieur de la douille hélice (5), caractérisé en ce que le second épaulement (54) de la douille d'hélice (5) appartient à des secteurs d'appui et de centrage (53) ménagés entre les blocs (41), en ce que la lèvre (58) est déformée entre ces blocs (41), et en ce que les surfaces de butée (57) pour le couplage en rotation de l'hélice avec le rotor(2) sont disposés de part et d'autre des blocs de fixation (41). 11. Ventilateur conforme à la revendication 10 de la présente addition, caractérisé en ce que le second épaulement (54) est espacé axialement vers l'intérieur du ventilateur par rapport aux blocs de fixation (41), et en ce qu'au droit des blocs (41), la surface de centrage (56) est prolongée jusqu'à ces derniers.