Brevet FR2562949A1 — publié le 19851018

La présent invention est relative aux hélices destinées notamment au refroidissement de radiateurs de véhicules automobiles. Les dispositifs connus de refroidissement de radiateurs de véhicules automobiles utilisent généralement des hélices dont les pales ont une orientation constante, la commande du degré de refroidissement à obtenir pouvant être assurée par action sur la vitesse de rotation de l'hélice. L'invention vise à obtenir une amélioration du refroidissement naturel du moteur. provoqué par la vitesse relative de l'air par rapport au véhicule en déplacement. Elle a donc pour objet une hélice à calage variable destinée notamment au refroidissement d'un véhicule automobile, comportant un moyeu pourvu de pales et destiné à être entrainé en rotation par l'arbre de sortie d'un dispositif d'entrainement, caractérisée en ce que les pales de l'hélice sont montées à rotation dans des alésages radiaux dudit moyeu dont l'entrainement est assuré par un organe intermédiaire .pourvu de moyens d'orientation des pales. ledit organe intermédiaire étant déplaçable par rapport au moyeu entre une première position dans laquelle les pales de l'hélice offrent un maitre couple minimal par rapport à l'air de ventilation naturelle et une seconde position de fonctionnement optimal de l'hélice. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 est une vue partielle de face d'une hélice à pales orientables suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue en élévation et en coupe de l'hélice de la Fiv.1; - la Fig.3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la Fig.2; - la Fig.4 est une vue schématique en perspective des moyens de calage d'une pale de l'hélice suivant l'invention dans une première position; - la Fig.5 est une vue schématique en perspective de la seconde position de calage angulaire des pales de l'hélice. L'hélice représentée à la Fig.l comporte un certain nombre N de pales 1 dont une seule est repré- sentée. Chaque pale 1 réalisée par un moulage séparé se termine par un pied cylindrique 2 monte libre en rotation dans un alésage radial 3 prévu dans une jupe périphérique 5 d'un moyeu 5. Les pales 1 sont maintenues dans les alésages 3 par exemple par des circlips 6 montés dans des gorges ménagées dans les pieds 2 et prenant appui contre les surfaces d'extrémité de bossages T faisant saillie vers l'intérieur de la jupe 4 st dans lesquels sont réalisés lesdits alésages 3-. Le pied 2 - de chaque pale est,traversé par une goupille 8 perpendiculaire à son axe Dans la position représentée aux Fig.l et 2, la goupille 8 est parallèle à l'axe X-X de l'hélice. Le montage de la goupille dans le pied de pale 2 est tel que lorsque la goupille est para-llèle à l'axe X-X.' -la pale 1 présente par rapport au vent provoqué par le déplacement du véhicule un maitre couple minimum, laissant ainsi à la ventilation naturelle due au déplacement une aire maximum- de passage. Sur une saillie axiale 9 du moyeu 5 est mo té à rotation un plateau 10 dont une tige 11 est engagée dans un alésage 12 de ladite saillie et maintenue dans ledit alésage par un circlips 13 ou tout autre dispositif. Le plateau 10 est entrainé en rotation par un arbre 14 qui peut etre l'arbre de sortie d'un moteur électrique (non représenté). L'arbre 14 est rendu solidaire en rotation du plateau 10 par une goupille 15 ou autre moyen classique. A sa périphérie. le plateau 10 comporte des paires de taquets 16.17 en nombre égal au nombre N de pales de l'hélice. Les taquets 16 et 17 de chaque paire sont décalés l'un par rapport à l'autre de manière à former un logement 18 pour la goupille 8 correspondante. La disposition des taquets 16.17 est telle que la rotation du plateau 10 dans le sens de la flè- che F est rendue impossible. A cet effet, la distance entre les taquets 16 et 17 selon la circonférence du plateau est - égale au diamètre de la goupille 8. En outre, les taque-ts 16 affleurent une première face du plateau 10 tandis que les taquets 17 affleurent la face opposée du plateau.- Ils sont donc décalés suivant l'axe du plateau 10. Les goupilles 8 des pales 1 sont ainsi verrouillées dans a position des Fig.1 et 2. Sur la saillie 9 du moyeu 5 est monté un ressort hélicoïdal 19 dont une extrémité est fiée~à un doigt 20 du moyeu 5 et dont l'extrémité opposée coopère avec un doigt 21 du plateau 10. Le ressort 19 tend à solliciter en permanence le plateau 10 dans le sens de la flèche F et à le ramener dans une position dans laquelle les pales de l'hélice opposent une résistance minimale à la circulation de l'air naturel de ventilation. Une butée 22 décalée d'un angle. par rapport à l'axe de la pale 1 est destinée à limiter la rotation du plateau 10 par appui du taquet 17 sur la butée 22 lorsque le plateau 10 est entrainé dans le sens F' par rapport au moyeu 5. Le fonctionnement de l'hélice qui vient d'être décrit est le suivant. Lorsque l'hélice est au repos, le ressort hélicoïdal 11 tend à solliciter le plateau 10 dans le sens de la fleche F et les taquets 16 et 17 entrent en contact avec la goupille 8 associée à la pale correspondante, de part et d'autre de ladite goupille. Les deux points de contact des taquets 16 et 17 avec la goupille 8 forment avec le trou par lequel la goupille traverse le pied de pale 2, un système aligné indéformable empêchant toute rotation ultérieure dans le sens de la flèche F. Il en résulte qu'au repos la goupille 8 de chaque pale 1 est maintenue, est parallèle à l'axe X-X de l'hélice ce qui correspond à une ouverture maximale des passages entre les pales. -Lorsque l'hélice est mise en rotation par l'arbre d'entainement 14, l'inertie des N pales 1, du moyeu 5 augmentee du freinage aéraulique des pales en position initiale' "escamotée" engendrent un couple résistant antagoniste .suffisant pour que le plateau 10 soit entrainé én rotation par rapport au moyeu 5 dans le sens de la flèche F' (Fig.1 et 2) à l'encontre du ressort hélicoidal 19 et en comprimant celui-si jus qu'à ce que le taquet 17 entre en contact avec la butée ?2 solidaire du moyeu 5, assurant ainsi l'entrainement en rotation dudit moyeu, et par consequent des pales 1 qui sont alors placées -dans la position 1' représentée en trait mixte à la Fig.1. Cette position correspond à un calage angu- laire correspondant à la position optimale de fonc tionnement définie par ailleurs. L'angle de calage et l'angle de décalage du plateau 10 par rapport au moyeu 5 sont déterminés par le calcul de manière à satisfaire aux conditions de maitre couple minimum au repos et de fonctionnement optimal du ventilateur lors du déploiement de l'hélice. Lorsque l'hélice cesse d'etre entrainée par l'arbre 14, le couple appliqué au plateau 10 est supprimé brusquement ou progressivement. La vitesse de l'ensemble diminue par dissipation de son énergie cinétique. Le couple résistant exercé par l'air sur les pales diminue aussi et permet au ressort hélicol- dal 19 de rappeler le plateau 10 pour le ramener dans la position de blocage représentée aux Fig.1 et 2 dans laquelle les goupilles 8 des pieds des pales 1 sont immobilisées en rotation par les taquets 16,17. Ainsi, les N pales sont ramenées dans la position offrant un maitre couple minimal par rapport à l'air. Bien entendu, la disposition des taquets 16,17 sur le plateau 10 et les valeurs et le sens des angles et peuvent être adaptés du sens de rotation de l'hélice et au sens des pales de celle-ci. L'agencement qui vient d'etre décrit permet d'augmenter le refroidissement par ventilation naturelle et donc de retarder la mise en route de l'héli- ce. Ceci entraine une réduction de l'énergie consommée et par conséquent de la consommation resultante de carburant. En outre, la durée de vie du moteur électrique ou hydraulique d'entrainement de l'hélice peut etre réduite de sorte qu'on peut utiliser un organe d'entrainement d'un moindre prix de revient. L'hélice à pales orientables est d'un emploi particulièrement avantageux lorsque le ventilateur est placé en amont du radiateur par rapport au sens de l'air de refroîdisseent. Cependant, elle peut également être utilisée placée en aval du radiateur, afin de limiter l'effet d'écran qui gène la ventilation naturelle. Une hélice à pales inclinables suivant l'invention peut être utilisée quel que soit son mode d 'entrainement. Cet entrainement peut etre assuré par un moteur électrique ou un moteur hydraulique. La transmission peut etre assurée par un dispositif à courroie auquel peut être associé un dispositif d'embrayage électrique. hydraulique ou mécanique. REVENDICATIONS 1. Hélice à calage variable destinée notamment au refroidissement d'un radiateur de véhicule automobile, comportant un moyeu (5) pourvu de pales t1) et destiné à être entrainé en rotation par l'arbre de sortie (14) d'un dispositif d'entrainement, caractérisée en ce que les pales (1) de l'hélice sont montées à rotation dans des alésages radiaux (3) dudit moyeu (5-) dont l'entrainement est assuré par un organe intermédiaire (10) pourvu de moyens (16,17) d'orientation des pales (1), ledit organe intermédiaire étant déplaçable par rapport au moyeu (5) entre une première position dans laquelle les pales (1) de l'hélice offrent un maitre couple minimal par rapport à l'air de ventilation naturelle et une seconde position de fonctionnement optimal de l'hélice. 2. Hélice suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe intermédiaire d'entrainement du moyeu (5) est constitue par un plateau (10) monté à rotation par rapport audit moyeu et calé sur l'arbre de sortie (14) du dispositif d'entrainement, ledit plateau comportant à sa périphérie des taquets (16,17) entre lesquels est engagée une goupille (8) portée par le pied (Z)-d'une pale (1) correspondant-s, lesdits taquets étant disposés à une certaine distance l'un de l'autre selon l'axe du plateau (10) et formant des moyens de butée pour le déplacement en rotation du plateau (10) dans un premier sens (F) par rapport au moyeu, ces moyens de butée définissant ladite première position des pales (1), le moyeu comportant en outre une butée (22) dstinée à coopérer avec l'un (17) desdits taquets (16,17) pour déterminer ladite seconde position des pales (1). 3. Hélice suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (19) de rappel élastique dudit organe intermédiaire (10) dans ladite première position correspondant au maitre couple minimal offert par les pales à la circulation de l'air naturel de ventilation. 4. Hélice suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit moyeu (5) comporte une jupe périphérique (4) dans des alésages (3) de laquelle sont montés à rotation les pieds (2) du pale (1) et une saillie axiale (9) dans laquelle est monté à rotation le plateau (10) constituant ledit organe intermédiaire, le dispositif de rappel élastique dudit plateau étant constitué par un ressort hélicoïdal (19) entourant ladite saillie (9) du moyeu (5), une extrémité du ressort (19) étant rendue solidaire dudit moyeu (5} et son extrémité opposée étant fixée audit plateau (10).