Brevet FR2743952A1 — publié le 19970725

La présente invention concerne d'une façon générale les alternateurs notamment pour véhicules automobiles, et plus particulièrement de nouveaux ventilateurs pour de tels alternateurs. Classiquement, un alternateur comprend deux demipaliers ou demi-carters sur lesquels est fixé un stator, et un arbre monté tournant dans les deux demi-paliers et portant un rotor, lui-même constitué de deux pièces polaires abritant un enroulement de rotor. Dans le cas d'un alternateur dit à ventilation interne, le rotor porte sur au moins l'un de ses flancs, à l'intérieur du carter, un ventilateur, fixé par rivetage ou soudage sur la pièce polaire adjacente, ce ventilateur coopérant avec des ouies d'entrée et de sortie d'air pour refroidir les différents composants de l'alternateur. Dans le cas d'un alternateur dit à ventilation externe, il est prévu généralement un ventilateur, côté poulie d'entraînement, situé à l'extérieur du carter est rendu solidaire en rotation de l'arbre. De façon classique, un ventilateur interne ou externe est réalisé par découpage et pliage de tôle, et comporte une pluralité de pales périphériques planes, s'étendant dans des plans parallèles à l'axe de rotation du ventilateur. Un inconvénient de ce genre de ventilateur connu est que sa résistance mécanique face aux vibrations est médiocre, et ce problème est d'autant plus délicat que les alternateurs ont tendance de nos jours à opérer à des vitesses de rotation de plus en plus élevées. On connaît également un ventilateur dont les pales présentent, dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, un profil incurvé, qui est censé améliorer la tenue aux vibrations. Toutefois, ces deux types de ventilateurs connus sont désavantageux en ce que le flux d'air créé par les pales est très majoritairement centrifuge, et il en résulte un refroidissement du rotor qui n'est pas satisfaisant. La présente invention vise à pallier ces inconvénients de l'état de la technique, et à proposer un nouveau ventilateur qui d'une part améliore le refroidissement de l'alternateur, et d'autre part présente une excellente tenue aux vibrations. L'invention propose à cet effet un ventilateur pour alternateur notamment de véhicule automobile, du type comprenant un flasque et une pluralité de pales réalisées d'un seul tenant avec le flasque et inclinées par rapport à lui, caractérisé en ce qu'au moins certaines pales présentent un profil, dans un plan perpendiculaire à son axe de rotation, qui varie lorsque ce plan se déplace de la racine de la pale jusqu'à son bord libre opposé. Des aspects préférés, mais non limitatifs, du ventilateur selon l'invention sont les suivants - ledit profil varie progressivement. - la ou chaque pale possède une partie centrale convexe sur la face d'attaque de la pale et une partie périphérique plane. - la partie convexe est conique. - la forme de la ou chaque pale résulte d'une torsion d'une surface plane autour d'un axe de torsion parallèle à l'axe de rotation du ventilateur. - cet axe de torsion passe au voisinage de l'extrémité radialement extérieure d'une ligne de racine de la pale. - la ou chaque pale possède une partie centrale cylindrique convexe sur la face d'attaque de la pale et une partie périphérique plane. - la ou chaque pale présente entre une extrémité extérieure de la partie convexe et un prolongement extérieur de la partie plane une transition brusque au niveau de laquelle la pale comporte une fente. - le changement de profil de la ou chaque pale est défini au moins partiellement par le prolongement d'une nervure du flasque dans ladite pale, sur une fraction de l'étendue axiale de celle-ci. - au moins deux pales possèdent une branche de liaison commune s'étendant à partir du flasque et obtenues par pliage dans deux sens opposés aux deux extrémités longitudinales de la branche. L'invention propose également un alternateur notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ventilateur tel que défini ci-dessus. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en plan d'un ventilateur selon une première forme de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue d'une pale du ventilateur en coupe selon la ligne II de la figure 1, la figure 3 est une vue de face de la pale de la figure 2, la figure 4 est une vue de face d'une variante de réalisation de la pale de la figure 2, la figure 5 est une vue en plan d'un ventilateur selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, la figure 6 est une vue d'une pale du ventilateur en coupe selon la ligne VI de la figure 5, la figure 7 est une vue de face de la pale de la figure 6, la figure 8 est une vue de face d'une variante de réalisation de la pale de la figure 6, la figure 9 est une vue en plan d'un ventilateur selon une troisième forme de réalisation de l'invention, la figure 10 est une vue d'une pale du ventilateur en coupe selon la ligne X de la figure 9, la figure 11 est une vue de face de la pale de la figure 10, la figure 12 est une vue en perspective de la pale des figures 2 et 3, la figure 13 est une vue en perspective de la pale de la figure 4, la figure 14 est une vue en perspective de la pale de la figure 8, la figure 15 est une vue en perspective de la pale des figures 10 et 11, la figure 16 est une vue en plan partielle d'un ventilateur selon une quatrième forme de réalisation de l'invention, et la figure 17 est une vue de deux pales du ventilateur de la figure 16, en coupe selon la ligne XVII. On notera préliminairement que, d'une figure à l'autre, des parties identiques ou similaires sont désignées dans la mesure du possible par les mêmes signes de référence. En référence tout d'abord aux figures 1 à 3 et 12, on a représenté un ventilateur 10 pour alternateur, en l'espèce un ventilateur interne adossé au flanc d'une roue polaire (non représentée) de l'alternateur. Le ventilateur, réalisé par découpage et pliage de tôle, comprend un flasque 11 pourvu d'une ouverture 15 pour le passage de l'arbre et du roulement d'arbre adjacent de l'alternateur. I1 est fixé sur la roue polaire par des rivets 14. Le ventilateur comporte à sa périphérie une pluralité de branches découpées 12 aux extrémités libres desquelles sont formées par pliage des pales 13 du ventilateur, réparties de façon régulière ou non. Dans cette première forme de réalisation chaque pale présente, de sa racine jusqu'à son bord libre opposé, un profil (dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation), qui évolue progressivement d'un profil droit jusqu'à un profil présentant une partie centrale incurvée, convexe sur sa face d'attaque du flux d'air, et deux parties latérales droites. En d'autres termes, la pale présente une partie centrale généralement conique 13b, avec sa pointe tournée vers la racine, et une partie restante 13a qui est plane. On réalise grâce à cette nouvelle forme de pales un flux d'air dont la composante axiale est accrue par rapport aux ventilateurs de la technique connue, à pales droite ou courbes. Une telle forme de pale présente en outre une meilleure tenue aux vibrations, de par la rigidité accrue donnée par la concavité. Les figures 4 et 13 illustrent une variante de réalisation des pales du ventilateur de la figure 1, où la partie concave de forme conique est remplacée par une partie concave 13b' de forme cylindrique, les transitions avec la partie restante plane 13a' étant parallèles l'une à l'autre parallèles aux bords latéraux de la pale 13'. En référence maintenant aux figures 5 à 7, on a représenté une seconde forme de réalisation de l'invention dans laquelle chaque pale présente une forme analogue à celle des figures 1 à 3, à ceci près que la partie plane 113a est prolongée vers son bord libre au-delà de sa partie conique 113b. I1 en résulte la présence dlune ouverture mince 113c à la transition entre la partie conique 113b et le prolongement externe de la partie plane. La variante de réalisation des figures 8 et 14 est réalisée dans le même esprit à partir de la variante de réalisation de la figure 4, à savoir qu'une mince fente 113c' existe à la transition entre la partie cylindrique concave 113b' et un prolongement vers l'extérieur de la partie plane 113a'. La forme de réalisation des figures 5 à 7 et sa variante de la figure 8 conservent les mêmes avantages que celles des figures 1 à 4, une composante axiale plus importante du flux d'air étant obtenue du fait de la présence des fentes. En référence maintenant aux figures 9 à 11 et 15, on a représenté une troisième forme de réalisation de l'invention, selon laquelle chaque pale possède une surface résultant de la torsion d'un plan autour d'un axe de torsion parallèle à l'axe de rotation et situé de préférence au voisinage du bord extérieur de sa ligne de racine. Plus précisément, chaque pale 213 présente au niveau de sa racine un profil généralement droit faisant un petit angle donné par rapport à une ligne radiale partant de l'axe de rotation, tandis que son profil au niveau de son bord libre opposé, également généralement droit, fait avec une ligne radiale un angle plus important. Comme on l'observe également, chaque pale 213 possède une partie principale 213a telle que définie ci-dessus, tandis qu'une nervure de rigidification 212b appartenant à la branche associée 12 issue du flasque 11 se prolonge en une nervure 213b sur une partie de la hauteur (ou étendue axiale) de cette partie principale pour contribuer à la rigidification de la pale. On observera que la concavité de la nervure 213b est tournée vers la face d'attaque de la pale. Dans cette forme de réalisation, les pales créent également une composante axiale importante du flux d'air, et présentent une tenue aux vibrations améliorée notamment de par la présence de la nervure 213b. Enfin, et maintenant en référence aux figures 16 et 17, on a représenté une autre forme de réalisation de l'invention, selon laquelle une branche unique 312 s'étendant à partir du flasque 11 se termine à ses deux extrémités dans le sens cinconférentiel par deux pales, respectivement 313 et 313', réalisées par pliage de la matière à 90C dans deux sens opposés. La branche 312 possède une nervure longitudinale 312b qui se prolonge sur une partie de la hauteur de chacune des pales, respectivement en 313b et 313b'. La nervure 313b' de la pale avant 313' présente donc sa concavité sur la face d'attaque de ladite pale avant, tandis que la nervure 313b de la pale arrière 313 présente sa concavité sur la face de fuite de ladite pale arrière. Ici encore, la forme des pales contribue à créer un flux à composante axiale, avec une meilleure tenue aux vibrations. En outre, la réalisation de deux pales sur la même branche facilite la fabrication du ventilateur et plus particulièrement le découpage de la tôle, en particulier lorsque l'on donne aux angles entre pales de faible valeurs (inférieures à 20 ) pou augmenter la résistance mécanique du ventilateur et diminuer l'amplitude du bruit. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et représentées, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. En particulier, les ventilateurs décrits ci-dessus peuvent être utilisés aussi bien en ventilation interne qu'en ventilation externe. REVENDICATIONS 1. Ventilateur (10) pour alternateur notamment de véhicule automobile, du type comprenant un flasque (11) et une pluralité de pales (13; 13'; 113; 113; 213; 313, 313') réalisées d'un seul tenant avec le flasque et inclinées par rapport à lui, caractérisé en ce qu'au moins certaines pales présentent un profil, dans un plan perpendiculaire à son axe de rotation, qui varie lorsque ce plan se déplace de la racine de la pale jusqu'à son bord libre opposé. 2. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que en ce que ledit profil varie progressivement. 3. Ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la ou chaque pale (13; 113) possède une partie centrale (13b; 113b) convexe sur la face d'attaque de la pale et une partie périphérique plane (13a; 113a). 4. Ventilateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie convexe (13b; 113b) est conique. 5. Ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la forme de la ou chaque pale (213) résulte d'une torsion d'une surface plane autour d'un axe de torsion parallèle à l'axe de rotation du ventilateur. 6. Ventilateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe de torsion passe au voisinage de l'extrémité radialement extérieure d'une ligne de racine de la pale (213). 7. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou chaque pale (13'; 113') possède une partie centrale cylindrique (13b'; 113b') convexe sur la face d'attaque de la pale et une partie périphérique plane (13a'; 113a'). 8. Ventilateur selon l'une des revendications 4 et 7, caractérisé en ce que la ou chaque pale présente entre une extrémité extérieure de la partie convexe (113b; 113b') et un prolongement extérieur de la partie plane (113a; 113a') une transition brusque au niveau de laquelle la pale (113; 113') comporte une fente (113c; 113c'). 9. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le changement de profil de la ou chaque pale est défini au moins partiellement par le prolongement (212b; 313b, 313b') d'une nervure (212b; 312b) du flasque (11) dans ladite pale, sur une fraction de l'étendue axiale de celle-ci. 10. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins deux pales (313, 313') possèdent une branche de liaison commune (312) s'étendant à partir du flasque et obtenues par pliage dans deux sens opposés aux deux extrémités longitudinales de la branche. 11. Alternateur notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ventilateur (10) selon l'une des revendications précédentes.