Brevet FR2673243A1 — publié le 19920828

Groupe moto-ventilateur pour radiateur de refroidissement de véhicule automobile L'invention concerne un dispositif pour l'échange de chaleur entre un fluide et l'air atmosphérique, notamment pour le refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile. On connaît un tel dispositif comprenant un échangeur de chaleur présentant deux faces principales opposées parallèles et comportant un faisceau de tubes dont les tubes s'étendent parallèlement auxdites faces, ces tubes étant parcourus par ledit fluide en débouchant à au moins une boîte à fluide et comprenant en outre une hélice de ventilateur et un moteur d'entraînement pour celle-ci fixés à l'échangeur de chaleur, en regard de l'une de ses faces principales et au droit du faisceau de tubes, l'hélice pouvant tourner autour d'un axe perpendiculaire auxdites faces, de façon à produire un courant d'air forcé à travers l'échangeur. Dans ce dispositif connu, hélice est montée directement sur l'arbre de sortie du moteur. On a constaté que l'identité des vitesses de rotation du moteur d'entraînement et de l'hélice qui résulte de cette disposition ne permet pas dans tous les cas un fonctionnement optimal de ces deux éléments. En particulier, les moteurs électriques à basse tension habituellement utilisés n'ont un bon rendement qu'à des vitesses relativement élevées, qui entraînent un fonctionnement bruyant de l'hélice. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. Ce but est atteint, selon l'invention, par un dispositif tel que défini en introduction, dans lequel le moteur est relié à l'hélice par des moyens de transmission à engrenage. De tels moyens de transmission permettent de choisir indépendamment l'une de l'autre la vitesse du moteur et celle de l'hélice, le rapport de transmission pouvant notamment être inférieur à 1. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'arbre de sortie du moteur d'entraînement est coaxial à l'hélice et porte un pignon qui engrène avec des pignons satellites engrenant eux-mêmes avec une couronne à denture interne solidaire de l'hélice. Selon un second mode de réalisation, l'arbre de sortie du moteur d'entraînement est parallèle à l'axe de l'hélice et porte un pignon qui engrène avec une couronne à denture interne solidaire de l'hélice. Selon un troisième mode de réalisation, l'arbre de sortie du moteur d'entraînement est perpendiculaire à lraxe de l'hélice et porte un pignon conique qui engrène avec une couronne dentée conique solidaire de l'hélice. Dans ces trois modes de réalisation, la couronne dentée est avantageusement formée sur un moyeu creux portant les aubes de l'hélice, les pignons des deux premiers modes de réalisation, ou une partie du moteur du troisième mode de réalisation, pouvant être disposés à l'intérieur du moyeu, radialement en regard des aubes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques exemples de réalisation, et des dessins schématiques annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de face d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, partiellement en coupe selon la ligne I-I de la figure 2; - la figure 2 est une vue partiellement en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; - les figures 3 et 5 sont des vues de face respectivement de deux autres exemples de réalisation d'un dispositif selon l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV- IV de la figure 3; et - la figure 6 est une vue partiellement en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. Le dispositif illustré aux figures 1 et 2, destiné au refroidissement du fluide de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile, comprend un échangeur de chaleur ou radiateur de refroidissement 1, comportant un faisceau de tubes 2 formé d'une multiplicité de tubes allongés parallèles traversant chacun un empilement d'ailettes de dissipation sous forme de plaques minces rectangulaires. Les tubes et les ailettes, non représentés individuellement, forment un bloc parallélépipédique présentant deux faces principales opposées 3 et 4, parallèles aux axes des tubes. Le radiateur 1 comporte également deux boîtes à fluide 5 disposées respectivement aux deux extrémités du faisceau 2 et munies de raccords respectifs 6 dont l'un sert à l'entrée et l'autre à la sortie du fluide de refroidissement. L'intérieur des boîtes à fluide communique avec l'ensemble des tubes du faisceau de façon à permettre la circulation du fluide de refroidissement le long de chacun d'eux, d'une bote à fluide à l'autre. Comme connu en soi, un support 7, représenté partiellement sur la seule figure 2, s'étendant en regard de la face 3 du radiateur et qui peut être fixé aux deux boîtes à fluide 5, porte un moteur électrique 8 dont l'arbre de sortie 9 s'étend perpendiculairement à cette face. Un pignon 10 solidaire de l'arbre 9 engrène avec trois pignons satellites 11 montés libres en rotation sur des arbres respectifs 12 également fixés sur le support 7 et disposés selon une symétrie ternaire autour de l'axe de l'arbre 9. Préférentiellement les arbres 12 se prolongent au-delà du support 7 par des tiges qui servent à fixer le moteur 8 sur ledit support. Une hélice de ventilateur 13 moulée d'une seule pièce en matière plastique, comprend un moyeu creux formé d'une paroi tubulaire cylindrique 14 entourant les pignons 10 et 11 et d'un flasque radial 15 s'étendant entre ces pignons et le faisceau 2 et présentant un manchon central 16 monté libre en rotation sur l'arbre 9. Des pales 17 s'étendent radialement de la face extérieure de la paroi 14 à une autre paroi cylindrique extérieure 18. La face interne de la paroi 14 présente une denture périphérique 20 qui engrène avec les pignons 11. Les pignons 10 et 11 et la couronne dentée 20 constituent des moyens de transmission entre le moteur et l'hélice, qui assurent un rapport de transmission inférieur à 1, lequel rapport est défini par le choix des diamètres du pignon 10 et de la couronne 20, desquels découle celui des pignons 11. Comme connu en soi également, le support 7 forme une paroi tubulaire fixe 21 entourant la paroi tubulaire extérieure 18 de l'hélice. Le dispositif des figures 3 et 4 comprend un radiateur 1 identique à celui des figures 1 et 2, dont les éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence. I1 comprend également un moteur 8a dont l'arbre de sortie 9a porte un pignon 10a, et une hélice 13a, semblables aux éléments correspondants du premier exemple de réalisation et disposés de la même façon, sous réserve des quelques différences ci-après. Le moteur 8a est décentré par rapport à l'axe de l'hélice, le manchon central 16a du moyeu creux de cette dernière étant monté libre en rotation sur un arbre fixe 30 soudé au boîtier du moteur 8a. Le pignon 10a engrène directement avec la denture périphérique interne 20a du moyeu de l'hélice. Le dispositif illustré aux figures 5 et 6 comprend de nouveau un radiateur 1 identique à ceux des exemples précédents, dont les éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence et un groupe moto-ventilateur dont les éléments sont désignés par les mêmes références numériques que les éléments analogues aux figures 1 à 4, suivies de la lettre b. Les différences par rapport au premier exemple de réalisation sont indiquées ci-après. L'axe du moteur 8b est orienté perpendiculairement à celui de l'hélice, donc parallèlement aux faces 3 et 4 du radiateur. Un arbre 30b fixé radialement sur le boîtier du moteur reçoit, libre en rotation, le manchon central 16b du moyeu creux de l'hélice 13b. L'arbre 9b du moteur 8b porte un pignon conique 10b qui engrène directement avec une denture conique 20b formée sur la tranche libre, opposée au faisceau de tubes 2, de la paroi tubulaire 14b du moyeu creux de l'hélice. Dans les deux premiers exemples décrits, l'encombrement du groupe moto-ventilateur dans la direction du flux d'air qu'il produit n'est pratiquement pas augmentée par le recours aux moyens de transmission à engrenage, ceux-ci étant entièrement logés à l'intérieur du moyeu creux de l'hélice. Dans le troisième exemple, le moteur étant partiellement logé à l'intérieur du moyeu creux, cet encombrement est inférieur à la somme de la longueur axiale de l'hélice et du diamètre du moteur, et par conséquent généralement plus faible que dans la disposition selon la technique antérieure, ce qui constitue un avantage appréciable. Revendications 1.- Dispositif pour l'échange de chaleur entre un fluide et l'air atmosphérique, notamment pour le refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant un échangeur de chaleur (1) présentant deux faces principales opposées parallèles (3,4) et comportant un faisceau (2) de tubes dont les tubes s'étendent parallèlement auxdites faces, ces tubes étant parcourus par ledit fluide en débouchant à au moins une boîte à fluide et comprenant en outre une hélice de ventilateur (13) et un moteur d'entraînement (8) pour celle-ci fixés à l'échangeur de chaleur, en regard de l'une (3) de ses faces principales et au droit du faisceau de tubes, l'hélice pouvant tourner autour d'un axe perpendiculaire auxdites faces, de façon à produire un courant d'air forcé à travers l'échangeur, caractérisé en ce que le moteur est relié à l'hélice par des moyens de transmission à engrenage (10, 11,20). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (9) du moteur d'entraînement (8) est coaxial à l'hélice et porte un pignon (10) qui engrène avec des pignons satellites (11) engrenant eux-mêmes avec une couronne à denture interne (20) solidaire de l'hélice (13). 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (9a) du moteur d'entraînement (8a) est parallèle à l'axe de l'hélice et porte un pignon (10a) qui engrène avec une couronne à denture interne (20a) solidaire de l'hélice (13a). 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (9b) du moteur d'entraînement (8b) est perpendiculaire à l'axe de l'hélice et porte un pignon conique (10b) qui engrène avec une couronne dentée conique (20b) solidaire de l'hélice (13b). 5.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite couronne dentée est formée sur un moyeu creux (14,15) portant les pales (17) de l'hélice. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pignons (10,11) sont disposés à l'intérieur du moyeu, radialement en regard des pales. 7.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moteur (8b) est disposé partiellement à l'intérieur du moyeu, radialement en regard des pales. 8.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de transmission sont prévus pour assurer un rapport de transmission inférieur à 1.