Brevet FR2583826A1 — publié le 19861226

La présente invention concerne une hélice de ventilateur et plus particulièrement une hélice de ventilateur réalisée par moulage et destinée a être montée sur oes ventilateurs axiaux plats, tels que ceux qui sont utilisés pour le refroidissement d'installations électroniques. On sait que dans la conception de ce type de ventilateur, les critères a retenir sont en particulier les per+ormances aérodynamiques, l'encombrement réduit, le faible niveau de bruit et le court minimum. Ces exigences sont bien souvent contradictoires i par exemple dans l'encombrcmont d+iî.i initialement, les calculs montrent souvent que lnoptimum des performances aérodynamiques ettou acoustiques est obtenu avec un nombre de pales tel que, compte tenu des dimensions imposées, il y ait un recouvrement partiel des pales selon une direction parallèle à l'axe de rotation de l'hélice, c'est-à-dire que les espaces angulaires occupés par deux pales adjacentes se recouvrent. Lors d'une f.brication en série, les hélices sont généralement réalisées en matière plastique moulée. Pour abaisser au maximum le prix du moule et celui de la fabricALion oes pièces, on cherche habituellement à réaliser une configuration d'hélice telle qu'elle puisse entre obtenue par démoulage dans une seule direction, généralement un démoulage axial. Dans l'état actuel de la technique, il n'est pas possible d'obtenir, par simple démoulage axial, une hélice dont les pales se recouvrent. Afin de réaliser par moulage une hélice dont les pales se recouvrent, on a envisagé d'utiliser des moules a tiroir comportant des parties de moules se démoulant radialement ; encore faut-il que l'angle de démoulage des parties en surplomb soit suffisant, ce qui n'est pas toujours le cas. En tout état de cause, ce type de moule est complexe et incompatible avec un faible coût de production en série. On a également proposé dans la demande de brevet européen 121 061 de réaliser un moyeu en deux parties. Lorsque les parties sont assemblées, elles réalisent des cavités dans lesquelles peuvent entre montées les pales de l'hélice. Le montage de cette hélice est toutefois complexe et aucune disposition n'est décrite pour assurer une orientation convenable des pales de l'hélice. Une hélice de ce type n'est donc pas compatible avec les contraintes d'une fabricatinn en surie à cadence élevée. Un but de la présente invention est de proposer une hélice de ventilateur qui puisse entre fabriquée aisément en série et à moindre coùt même lorsque les pales se recouvrent selon une direction parallèle à l'axe de rotation. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention une hélice de ventilateur comportant un moyeu central ayant un axe de rotation, et des pales s'étendant radialement à partir du moyeu central, le moyeu étant divisé en au moins deux parties selon un plan perpendiculaire a l'axe de rotation, caractérisée en ce que chaque partie de moyeu comporte des éléments de pales foreras en uno seule pièce avec la partie de moyeu et s étendant sans recouvrement selon une direction parallèle à l'axe de rotation. Ainsi, chaque partie de moyeu peut store réalisée par moulage en série avec démoulage axial et les parties d'hélice ainsi formées sont réunies pour former une hélice comportant, si cela est souhaité, des pales se recouvrant. Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, les éléments de pales comportent des portions de pales coopérant avec des portions de pales d'une partie d'hélice adjacente. Ainsi, chaque pale de l'hélice est formée par la réunion de deux portions de pales adjacentes. Selon une version avantageuse de ce mode de realisation! les portions de pales de deux parties d'helice adjacente comportent des bords profiles complémentaires. Ainsi chaque pale de l'hélice achevée comporte une surface continue. Selon un mode de réalisation pré+éré, les bords profilEs complémentaires comportent au moins un segment sensiblement parallèle a l'axe de rotation. ZinsiF lors du montage, les portions de pales sont aisément mises en coïncidence en mettant en contact les segments parallèles a l'axe de rotation de deux portions de pales adjacentes. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les éléments de pales comprennent des séries de pales et deux séries de pales portées par deux parties de moyeu adjacente sont intercalées les unes dans les autres. Ainsi, chaque série de pales comporte des pales sans recouvrement selon une direction parallèle à l'axe de rotation et, lorsque deux parties d'hélice sont associées l'une à l'autre, les pales intercalées les unes dans les autres réalisent un recouvrement. Selon une version avantageuse de l'invention, l'hélice comporte deux parties de moyeu et une carcasse interne commune à ces deux parties de moyeu. Ainsi l'assemblage de l'hélice est aisément réalisé par montage des parties de moyeu sur la carcasse interne commune. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-aprbs d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés parmi lesquels - la figure i est une vue de face partielle d'une hélice selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe partielle selon le plan II-II en développé, de la figure t avec deux tarties de moyeu séparées se parées - la figure J est une vue en coupe analogue a celle de la figure 2 avec les parties de moyeu réunies, - la figure 4 est une vue en coupe axiale partielle de l'hélice selon l'invention, - la figure 5 est une vue de dessous partielle de l'hélice selon l'invention, - la figure 6 est une vue en coupe partielle, analogue à celle de la figure 2, d;;une variante du premier mode de réalisation, - la figure 7 est une vue de dessus partielle d'une partie de moyeu selon le plan v'II-VII de la figure 6, - la figure 8 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 d'un second mode de réalisation de 1' invention En référence aux figures 1 à 5, l'hélice de ventilateur selon l'invention comporte un moyeu central 1 ayant un axe de rotation 2, et des pales 7. s'étendant radialement à partir du moyeu central 1 et se recouvrant partiellement selon une direction parallèle à l'axe de rotation 2 Sur le mode de réalisation représenté, ce moyeu central 1 est divisé en deux parties de moyeu 1.1, 1.2 suivant un plan perpendiculaire a l'axe de rotation 2 et chaque partie de moyeu 1.1, i. 2 comporte des éléments de pales formés en une seule pièce avec la partie de moyeu. Selon ce premier mode de réalisation, les éléments de pale comportent des portions de pales 3.1 reliées a la partie de moyeu 1.1 et des portions de pales 3.2 reliées a la partie de moyeu i.2, les portions de pales 3,1 coopérant avec les portions de pales 3.2 de la partie d'hélice adjacente. On constate sur la figure 2 que les portions de pales 3.1 s'étendent à partir de la partie de moyeu 1.1 ans recouvrement selon une direction parallèle à l'axe de rotation. De me-me, les parties de pales S.2 s'étendent a partir de la partie de moyeu 1.2 sans recouvrement selon une direction parallele à l'axe de rotation. Ainsi les parties de moyeu I.1 et 1.2 et les portions de pales respectivement associées 3.1 et 3.2 peuvent être réalisées par moulage d'une matière plastique avec démoulage axial. Selon ce premier mode de réalisation les portions de pales de deux parties d'hélice adjacentes comportent des bords profilés complémentaires. En particulier, les portions de pales 3.1 comportent un bord formé d'un segment 4.1 parallèle à l'axe de rotation et d'un segment 5,1 perpendiculaire à l'axe de rotation, tandis que les portions de pales 3.2 2 comportent un bord complémentaire 4.2 parailele à l'axe de rotation et un segment 5.2 perpendiculaire a laxe d rotation. après moulage de chacune des parties d'hélices celles-ci sont réunies en amenant le bord inférieur de la partie de moyeu 1.1 contre le bord supérieur de la partie de moyeu 1.2. La coïncidence angulaire des portions de pales 3. I et r-.... 3.2 est alors obtenue en faisant tourner les parties de moyeu 1.1 et 1.2 l'une par rapport à l'autre jusqu'à ce que les segments 4.1 viennent en contact avec les segments 4.2. Les parties d'hélice sont alors solidarisées par collage ou par soudure, par exemple par soudure aux ultrasons. Dans le cas d'une soudure aux ultrasons, on peut avantageusement prévoir une saillie (non représentée) sur un des bords d'une partie de moyeu et sur une portion de pale, afin de réaliser un amorçage de la soudure. Une fois solidarisées entre elles, les parties de moyeu et les portions de pales forment une hélice dont les pales se recouvrent d'une longueur r (figure 3) selon une direction parallele à l'axe de rotation. Dans le mode de réalisation préférez représenté, 1-hélice comporte une carcasse interne c > (figure 4) commune aux deux parties de moyeu 1.1 et l.2.Cette carcasse interne est formée par exemple, par la culasse du rotor d"un moteur d'entrainement placé à l'intbrieur du moyeu de l'hélice. La partie de moyeu supérieure I.1 est fermée par un élément de paroi 7 qui s'appuie sur une première extrémité de la carcasse interne 6 et la partie de moyeu inférieure 1.2 comporte un rebord 8 qui s'appuie sur une seconde extrémité de la carcasse interne. Dans le mode de réalisation représenté, le rebord 8 est discontinu mais on peut également prévoir un rebord annulaire continu.Ainsi, les partie de moyeu 1.1 et 1.2 sont facilement maintenues en place par la carcasse interne 6 lors du montage et, elles peuvent être rendues solidaires par collage de chaque partie de moyeu à la carcasse interne 6. Les figures 6 et 7 illustrent une variante de réalisation dans laquelle le bord inférieur des portions de pales 3.1 est coplanaire avec le bord inférieur de la partie de moyeu 1.1 E-t le bord supérieur des pales 3.2 est coplanaire avec le bord supérieur de la partie de moyeu 1.2. Le positionnement angulaire des parties de moyeu est assuré lors du montage par une patte 9, par exemple réalisée en une seule pièce avec la partie de moyeu 1.1 et faisant saillie vers le bas à partir de celle-ci, coopérant avec un logement 10 formé, par exemple, par une cloison tubulaire 11 solidaire de la partie de moyeu inférieur 1.2. La figure 8 illustre un autre mode de r6alisation de l'invention. Dans ce mode de rXalisationw la partie de moyeu 1.1 comporte une série de pales 3 largement espacées les unes des autres et ne comoortant pas de zones de recouvrement selon une direction parallèle a l'axe de rotation. La partie de moyeu 1.2 comporte une série de pales E également largement espacées les unes des autres ne comportant pas de partie de recouvrement.Lors du mGntagew les pales 3B sont intercalées entre les pales 3A et les parties de moyeu 1.1 et 1.2 sont solidari-sées de la me-me faon que précedemment. Dans ce mode de réalisation, pour assurer le positlonnement angulaire des parties de moyeu 1.1 et 1.2 on prévoit par exemple des crans li faisant saillie a partir d bord supérieur de la partie de moyeu 1.2 et coopérant avec des encoches 12 réalisées dans le bord adjacent de la partie de moyeu 1.1. Bien entendu. l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et on peut y apporter des variantes d'exécution. En particulier, le nombre de parties de moyeu supportant chacune des portions de pales n'est pas nécessairement limité à deux et, dans le cas de recouvrement très important, il peut s'avérer nécessaire de découper l'hélice en plus de deux parties. De mimez les portions de pales peuvent comporter des bords adjacents parallèles à laxe de rotation où ayant un profil en tenon et mortaise afin d'assurer simultanément un positionnement angulaire et un positionnement axial des parties d'hélice au moment du montage Bien que l'exemple préféré de réalisation ait été décrit avec une carcasse interne 6 ayant une extrémité totalement fermée, on peut réaliser une carcasse interne seulement partiellement fermée voire totalement ouverte, le moyeu de l'hélice étant lui-même partiellement couvert à son extrémité. Dans le cas d'une hélice formée à partir de parties d'hélice portant chacune des portions de pales, on peut prévoir de laisser un jour entre les portions de pales lors de l'assemblage des parties d'hélice afin d'obtenir des effets aérodynamiques particuliers. Bien que l'invention ait été décrite plus particulièrement en liaison avec des pales se recouvrant,- on peut aussi la mettre en oeuvre pour des pales sans recourement. par eemple pour monter l'hélice sur une carcasse interne comme cela a été décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Hélice de ventilateur comportant un moyeu central (1) ayant un axe de rotation (2) et des pales (3) s étendant radialement a partir du moyeu central 2. Hélice de ventilateur conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de pales comportent des portions de pales (3.1) coopérant avec des portions de pales (3.2) d'une partie d'hélice adjacente. 3. Hélice de ventilateur conforme a la revendication 2, caractérisée en ce que les portions de pales (3.1 3,t) de deux parties d'hélice adjacentes comportent des bords profilés complémentaires (4.1, 4.2; 5.1, 5.2). 4. Hélice de ventilateur conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que les bords profilés complémentaires comportent au moins un segment 14,1, 4.) sensiblement parallèle à l'axe de rotation (2). 5. Hélice de ventilateur conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de pales comprennent des séries de pales (3A, 3B) et en ce que deux séries de pales (3As 3B) portées par deux parties de moyeu adjacentes (1.1, 1.2) sont intercalées les unes dans les autres. 6. Hélice de ventilateur conforme à l'une des revendications 1 à 5 comportant deux parties de moyeu (1.1, 1.2),. caractérisée en ce qu'elle comporte une- carcasse interne (6) commune a ces deux parties de moyeu. 7. Hélice de ventilateur conforme å la * revendication 6, caractérisée en ce que l'une des parties de moyeu (1.1) est fermée a une extrémité et s'appuie sur une première extrémité de la carcasse interne (6), et en ce que l'autre partie de moyeu (1.2) comporte un rebord (8) qui s'appuie sur une seconde extrémité de la carcasse interne (6). B. Hélice de ventilateur conforme à l'une des revendications 1 a 7, caractérisée en ce que les parties de moyeu (1.1, 1.2) comportent des moyens de positionnement angulaires (9, 10 ; 11, 12). 9. Hélice de ventilateur conforme à la revendication 8 caractérisé en ce que les moyens de positionnement angulaires comprennent des pattes (9) portées par des parties de moyeu (1.1) et des logements correspondants (10) portés par une partie de moyeu adjacente (1.2). 10. Hélice de ventilateur conforme a la revendication 8 caractérisée en ce que les moyens de positiunnement angulaire comprennent des crans (il) s'étendant à partir d'un bord d'une partie de moyeu (1.2) et c30pdrant avec des encoches (12) réalisées dans un bord d'une partie de moyeu adjacente (1.1).