Brevet FR2573128A1 — publié le 19860516

L'invention concerne un dispositif de refroidis- sement du fluide caloporteur d'un moteur thermique com- prenant un radiateur fixé sur un châssis par exemple de véhicule automobile, et au moins un motoventilateur com- prenant un moteur électrique et une hélice fixée sur l'arbre du moteur électrique. Dans la technique antérieure, on fixait généra- lement le moteur-électrique avec l'hélice fixée sur son arbre, à un chassis de fixation comportant des bras sup- ports et solidaire d'une partie fixe solidaire elle- même de la carrosserie ou du châssis du véhicule auto- mobile de manière à constituer une soufflante. Ce châs- sis de fixation occupe une épaisseur importante selon l'axe longitudinal du véhiculequi s'ajoute au jeu fonc- tionnel nécessaire,à laisser avec l'organe fixe le plus proche. Une telle configuration entraîne un encombrement important ainsi qu'un poids élevé du dispositif de re- froidissement. De plus, les bras-supports sont source de bruits aérauliques audibles, en particulier du fait que, l'hélice étant alors éloignée du radiateur, il se crée des tourbillons entre les pales de l'hélice et le radiateur. Ces tourbillons empêchent également l'obtention d'un écoulement d'air parallèle aux parois de refroidissement.Enfin, le montage de chacun des éléments du dispositif de refroidissement doit être effectué sé- parément sur le châssis du véhicule automobile, ce qui rend l'assemblage compliqué et difficilement automati- sable. L'invention se propose de supprimer ces inconvé- nients sans diminuer l'efficacité du refroidissement. A cet effet, l'invention a pour objet un disposi- tif de refroidissement du fluide caloporteur d'un moteur thermique comprenant un radiateur fixé sur un châssis, par exemple de véhicule automobile, et au moins un moto- 2. ventilateur comprenant un moteur électrique et une hélice fixée sur l'arbre du moteur électrique, caractérisé en ce que le moteur électrique est fixé directement sur le radiateur par l'intermédiaire de moyens de fixation si- tués au droit de la projection du maitre-couple du bol de l'hélice. L'invention a également pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce que le radiateur com- porte autant de logements que de motoventilateurs, adaptés pour recevoir un moteur électrique correspondant. Avantageusement, le radiateur a une forme telle qu'il couvre approximativement le secteur angulaire dé- crit par les pales du ou des motoventilateurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue de côté en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de refroi- dissement selon l'invention et du moteur thermique; - la Fig. 2A est une vue de côté en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de refroi- dissement selon l'invention; - la Fig. 2B est une vue arrière selon la flèche F1 du radiateur et du moteur électrique du dispositif de refroidissement de la Fig. 2A; - la Fig. 3 est une vue schématique de face d'un dispositif de refroidissement selon l'invention à deux ventilateurs. La Fig. 1 est une vue de dessus d'un premier mode de réalisation dans lequel un motoventilateur est fixé directement sur un radiateur 1 à faisceau alvéolé. Le dispositif de refroidissement a été représen- té à titre d'exemple en avant d'un moteur à combustion interne 2 parallèlement à la face avant de ce dernier et donc perpendiculairement à un axe e', correspondant 2573 128 3. dans le cas d'un véhicule automobile, à la direction de déplacement. Le motoventilateur 4 comprend un moteur électri- que 5 dont l'arbre 6 s'étend dans une direction opposée au radiateur selon l'axe t, et une hélice 7. L'hélice 7 est constituée par un bol circulaire dont le fond 8 est fixé en son centre à l'arbre 6 et dont le bord 9 s'étend en direction du radiateur autour du moteur élec- trique et porte les pales 10 sur sa périphérie. Le moteur électrique 5 comporte plusieurs pattes de fixation 11 disposées à la périphérie de sa face op- posée à son arbre 6. Des tirants 12, dont une extrémité est filetée, passent au travers d'alvéoles formés par les surfaces de refroidissement et des pattes de fixation et des écrous 13 sont serrés sur les extrémités filetées, de sorte que le moteur électrique est fixé sur la face avant du radiateur sans contact avec cette face en dehors des pattes de fixation 11. I1 est également possible de prévoir des tubes entretoises traversant le radiateur, les moyens de fixa- tion passant au travers de ces tubes.Dans ce cas, on peut fixer le motoventilateur sur tout genre de radiateur moyennant une adaptation pour le passage des tubes. Il est également possible de prévoir des moyenà de fixation, par exemple des goujons, soudés sur les ca- naux de circulation du fluide caloporteur. Avantageusement, une plaque 14 a été placée contre la face arrière du radiateur, de sorte que les tirants 12 passant à travers elle, la force de serrage est appli- quée sur cette plaque et non directement sur les alvéoles. Cette plaque 14 peut avoir la forme d'une couronne, d'un disque ou autre. Cette plaque a pour fonction de diminuer la compression unitaire sur le faisceau alvéolé, due au serrage des moyens de fixation et, lorsqu'elle est réa- lisée en matière élastique ou tendre, d'amortir les vi- brations engendrées par un défaut d'équilibrage éventuel 4. du motoventilateur 4. On peut noter qu'une autre plaque (non représen- tée) peut être placée contre la face avant du radiateur dans le même but. Avantageusement, on a utilisé ici un moteur électrique dit "plat", dont l'épaisseur selon l'axe Ah' est inférieure à son diamètre, de sorte que l'encombrement selon l'axeAi' est faible. Le bol de l'hélice a un diamètre tel qu'il en- toure ce moteur ainsi que les moyens de fixation dépas- sant de la face avant du radiateur. Avec un tel dispositif l'efficacité du motoventi- lateur n'est pratiquement pas diminuée par le fait que le moteur masque une partie du radiateur, car les zones situées axialement de part et d'autre de la partie cen- trale dépourvue de pales de l'hélice 7, constituée par le bol de celle-ci, ne sont pratiquement pas parcourues par le flux d'air A généré par l'hélice en rotation. La zone correspondante du radiateur ne participe donc pra- tiquement pas à l'échange thermique. Avec un tel mode de réalisation, il est possible de fixer le motoventilateur sur tout radiateur standard comportant un faisceau d'alvéoles, sans le modifier, en réduisant ainsi l'encombrement du motoventilateur 4 selon l'axeAA' à l'épaisseur du bol de l'hélice 7 plus un jeu fonctionnel. De plus, il est possible de rapprocher les pales 10 aussi près du radiateur que désiré. I1 est ainsi possible de fournir des dispositifs de refroidissement montés (moteur-hélice-radiateur), facilement mis en place sur le chassis d'un véhicule. Le motoventilateur peut bien entendu être placé en amont ou en aval du radiateur par rapport au sens de déplacement du véhicule. Les figures 2A et 2B représentent un dispositif de refroidissement selon l'invention, dans lequel on utilise un radiateur spécial non standard. 5. Comme dans l'exemple précédent, le dispositif de refroidissement 15 est placé en amont d'un moteur (non représenté) par rapport au sens du déplacement. Le dispositif de refroidissement 15 comprend un radiateur 16, perpendiculaire à l'axeLA' du véhicule automobile, sur une face duquel est fixé un motoventila- teur 17 constitué d'un moteur électrique 18 dont l'arbre 19 est dirigé à l'opposé du radiateur et d'une hélice 20 dont le bol est fixé par son fond 21 à l'arbre 19, le bord 22 du bol portant des pales 23. Un logement 24 est prévu dans le radiateur 16 en regard du maltre-couple du bol 21,22 de l'hélice 17. Ce lo- gement a un diamètre supérieur à celui du moteur élec- trique 18, de sorte que ce dernier est introduit partiel- lement selon son axe longitudinal et selon l'axe6.dl et fixé sur la périphérie du logement 24 formé par exemple par un collecteur central 25 des canaux de circulation du fluide caloporteur. A cet effet, des pattes de fixa- tion 26 prévues sur la périphérie du moteur 18, sont traversées par des goujons 27 fixés sur la périphérie du logement sur la face en regard de l'hélice 17. Des écrous 28 sont serrés contre les pattes sur les extrémités filetées des goujons 27. Les goujons peuvent également être fixés sur des canaux d'écoulement d'épanouissant pour former le loge- ment 24. Le bol de l'hélice a un diamètre tel que son bord 22 entoure la partie du moteur électrique dépassant du logement et les moyens de fixation de ce moteur. Afin d'avoir une fixation sûre, il est nécessaire de prévoir au moins trois ensembles de fixation 26, 27 et 28. Des dispositifs de centrage et d'amortissement 29 sont prévus sur la partie du moteur électrique introduite dans le logement. Il est nécessaire de prévoir au moins trois dispositifs de centrage, comme représenté sur la 6. Fig. 2B, qui peuvent par exemple être en matériau élas- tique et serrés dans le logement 24 lors du montage du moteur électrique. Ces dispositifs de centrage permet- tent en même temps l'amortissement des vibrations. Un tel dispositif présente les mêmes avantages que le dispositif de la Fig. 1 et l'encombrement axial du motoventilateur se trouve réduit à la largeur du bord 22 du bol de l'hélice, c'est-à-dire pratiquement à la largeur des pales 23. Dans un tel dispositif il n'est pas nécessaire d'utiliser un moteur "plat", ce qui permet donc de ré- duire le diamètre du moteur électrique et par cela, ce- lui de la zone du radiateur ne participant pas à l'é- change thermique, c'est-à-dire la zone centrale de l'hé- lice dépourvue un pales. La Fig. 3 représente une vue de face schématique d'un dispositif de refroidissement 30 comprenant un radiateur 31 sur lequel sont fixés deux motoventilateurs 32 afind 'évacuer un plus grand nombre de calories comme c'est parfois nécessaire pour des moteurs diesel avec turbocompresseur et pour des véhicules munis de disposi- tifs de conditionnement d'air. Ces deux motoventilateurs comprennent chacun un moteur électrique 33, fixé au radiateur selon le mode de la Fig. 1 ou de la Fig. 2A, et une hélice 34, fixée à l'arbre du moteur électrique. Le radiateur a la forme de deux disques épais ou parties cylindriques 35 réunis par une partie étranglée 36 de même épaisseur. Une telle forme est particulièrement avantageuse car elle permet un gain de matière et de poids important par rapport à un radiateur rectangulaire classique 37 représenté en traits interrompus. En effet, les disques 35 ont approximativement le même diamètre que le maître couple de chaque hélice 34, les zones supprimées par rapport à un radiateur rec- tangulaire ne participant pratiquement pas à l'échange 7. thermique. Un tel radiateur présente donc une efficacité sensiblement identique à celle d'un radiateur rectangu- laire dans le périmètre duquel il s'inscrit. Il va de soi qu'un tel radiateur peut être conçu pour un seul motoven- tilateur, Il aurait alors la forme d'un disque épais. 257312-8 8. REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement du fluide calo- porteur d'un moteur thermique comprenant un radiateur (3; 16; 31) fixé sur un châssis, par exemple de véhicule automobile, et au moins un motoventilateur (4; 15; 32) com- prenant un moteur électrique (5; 18; 33) et une hélice (7; 17; 34) fixée sur l'arbre du moteur électrique, carac- térisé en ce que le moteur électrique (5; 18; 33) est fixé directement sur le radiateur par l'intermédiaire de moyens de fixation (11, 12, 13; 25, 26, 27) situés au droit de la projection du maitre-couple du bol de l'hélice. 2. Dispositif de refroidissement selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation (11, 12, 13) passent au travers d'alvéoles formés par les surfaces de refroidissement du radiateur (5; 31) ou au travers des tubes entretoises disposés dans l'épais- seur du radiateur. 3. Dispositif de refroidissement selon la reven- dication 2, caractérisé en ce qu'au moins une plaque (14) en matière élastique d'amortissement des vibrations est disposée sur l'un ou l'autre des côtés du radiateur, les moyens de fixation prenant appui sur cette ou ces plaques. 4. Dispositif de refroidissement selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation sont fixes sur des canaux de circulation du fluide calo- porteur. 5. Dispositif de refroidissement selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le radiateur (16; 31) comporte autant de logements (24) que de motoventilateurs (15; 32) adaptés pour recevoir chacun un moteur électri- que (18, 33) correspondant. 6. Dispositif de refroidissement selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que les moyens de fixation (26) sont fixés sur la périphérie d'un collecteur central (29) du radiateur, qui forme le logement (24). 9. 7. Dispositif de refroidissement selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que les moyens de fixation sont fixés sur des canaux d'écoulement s'épanouissant pour former le logement (24). 8. Dispositif de refroidissement selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le moteur électrique (18; 33) est muni de dispositifs élastiques de centrage et d'amortissement (28) précontraints au montage entre le moteur et la paroi du logement (24). 9. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moyeu de l'hélice (7; 17; 34) est constitué par un bol dont le bord entoure le moteur électrique (5; 18; 33) et la partie des moyens de fixation faisant saillie hors du radiateur. 10. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le radiateur (31) est constitué d'autant de parties cylindriques ou de disques épais (36) que de motoventi- lateurs (32), reliés entre eux par des étranglements (35).