Brevet FR2746847A1 — publié le 19971003

La présente invention concerne un ventilateur de refroidissement pour véhicule automobile, qui comprend un moteur d'entraînement commutable par voie électronique au moyen d'un système électronique de pilotage, du type qui comprend en particulier un moteur à courant continu sans balais réalisé sous forme d'un moteur à induit extérieur, lequel entraîne un rotor de ventilateur, et le système électronique de pilotage est agencé dans un boîtier de régulateur relié au boîtier de ventilateur, la surface périphérique extérieure du boîtier de régulateur étant pourvue de nervures de refroidissement agencées dans la direction d'écoulement du flux d'air de refroidissement produit par le rotor de ventilateur. Pour le refroidissement de moteurs à combustion interne, en raison de l'optimisation du coefficient de rendement "C" il nécessaire de réaliser des rotors de ventilateur avec des diamètres déterminés. Ce rétrécissement s'applique aussi aux ventilateurs de condenseurs qui sont agencés devant l'évaporateur et le condenseur eux-mêmes de l'installation de climatisation. Par conséquent, il est exigé de réaliser des ventilateurs électriques courts et compacts, et pour des raisons de bruit et de puissance, on désire également modifier les vitesses de rotation. Dans ce but, conviennent en particulier des moteurs électriques traditionnels à balais, qui comprennent un système de commutation électronique, ou encore des moteurs sans balais avec un système électronique de puissance correspondant. Pour des raisons d'antiparasitage, le système électronique doit être situé le plus près possible du moteur, puisque les courtes lignes émettent une énergie parasite moindre. D'autre part, on doit cependant éviter une transmission thermique directe depuis le moteur jusqu'au système électronique. À cet effet, dans le brevet US 4 668 898, le système électronique est agencé dans un boîtier de régulation propre qui est relié au boîtier du moteur par l'intermédiaire de tirants. Ce moteur à commutation électronique n'est pas approprié pour réaliser un ventilateur compact destiné au refroidissement de moteurs à combustion interne. On connaît d'autre part du document DE-A-38 20 857 un moteur électrique à induit extérieur et un rotor de ventilateur relié à ce moteur, dans lequel le moteur électrique est réalisé sous forme d'un moteur à courant continu avec commutation électronique. Dans ce cas, les composants électroniques sont agencés sur une plaquette à circuits imprimés qui est fixée à un boîtier de ventilateur doté de nervures de refroidissement. Ce moteur à courant continu et pilotage électronique n'est pas utilisable pour le refroidissement de condenseurs et/ou d'appareils de refroidissement dans des véhicules automobiles. On connaît également du document DE 44 18 000 Ai un moteur électrique à pilotage électronique avec un rotor de ventilateur pour aspirer l'air de refroidissement, dans lequel le système électronique de pilotage se prolonge axialement dans un boîtier de régulateur et est pourvu au moins à sa surface périphérique extérieure de nervures de refroidissement agencées dans la direction d'écoulement du flux d'air de refroidissement produit par le rotor de ventilateur. Certes, ce moteur est déjà réalisé de façon compacte, mais son allongement axial empêche un montage aisé dans un véhicule automobile en raison des rapports de place étroits entre le dispositif de refroidissement et le moteur. L'invention a pour objectif de réaliser un ventilateur d'air de refroidissement pour véhicule automobile avec un moteur électrique à commutation électronique, qui permette, grâce à une longueur structurelle axiale courte, aussi bien un montage et un entretien simples, qu'un refroidissement optimum des composants dans le boîtier de régulateur. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que le boîtier de régulateur est fixé à l'extérieur de la couronne extérieure du rotor de ventilateur sur le boîtier de ventilateur, et que les nervures de refroidissement sont agencées sur le boîtier de régulateur de manière intégrée de sorte que celles-ci se projettent vers le milieu du flux d'air de refroidissement. Le ventilateur de refroidissement de l'invention, destiné à aspirer de l'air de refroidissement à travers des condenseurs ou des dispositifs de refroidissement dans des véhicules automobiles présente une longueur structurelle axiale extrêmement courte, grâce à quoi son montage ou son échange prennent peu de temps et se font à peu de frais. En outre, en utilise l'air de refroidissement simultanément pour refroidir de façon efficace les composants électroniques dans le boîtier de régulateur. Grâce à des réalisations particulières de l'objet de l'invention, qui prévoient d'un côté que les nervures de refroidissement agencées parallèlement à distance les unes des autres soient formées de manière qu'elles exercent peu de résistance par rapport au flux d'air de refroidissement et qu'elles produisent peu de bruit, ou d'autre côté que les nervures de refroidissement présentent du côté de l'entrée du flux d'air de refroidissement une forme arrondie ou une forme en coin, on assure que le ventilateur de refroidissement fonctionne également d'une façon très silencieuse. L'invention sera décrite ci-après plus en détail en se rapportant à un mode de réalisation. Les figures montrent: figure 1 une vue de dessus sur un ventilateur de refroidissement; figure 2 le ventilateur de refroidissement en coupe transversale; figure 3 une vue latérale sur le ventilateur de refroidissement; et figure 4 une coupe transversale à travers un ventilateur de refroidissement. La figure 1 montre une vue de dessus sur un ventilateur de refroidissement 1 pour véhicules automobiles, avec un moteur électrique commuté par voie électronique, au moyen d'un système électronique de pilotage, ce moteur étant en particulier constitué par un moteur à courant continu sans balais 3 réalisé comme un moteur à induit extérieur. Sur le boîtier 5 de ce moteur à courant continu 3 on a agencé un moyeu en forme de godet 7 d'un rotor de ventilateur 9, de façon à coiffer le moteur, et le moyeu 7 est relié solidairement en rotation à l'arbre d'entraînement 11 du moteur à courant continu 3. Le rotor de ventilateur 9 comporte une couronne extérieure 13 qui est solidairement reliée aux extrémités extérieures des pales de ventilateur 15, et qui est entourée par un anneau de guidage d'air 17 dans un boîtier de ventilateur 19. Le boîtier de moteur 5 est pourvu par exemple de quatre bras de fixation 21, 23, 25, 27, dont les extrémités libres sont solidairement reliées au boîtier du ventilateur 19 à l'extérieur du flux d'air de refroidissement. Un flasque de montage 31 du moteur à courant continu 3, agencé devant l'ouverture 29 du moyeu 7 en forme de godet, comporte un moyeu de montage 33 en saillie jusque dans le moyeu 7, avec un perçage de réception 35 pour deux paliers 37 et 39 qui servent au montage de l'arbre d'entraînement rotatif 11 avec le rotor de ventilateur 9. Un empilage de tôles 41 de stator avec des enroulements 43, 45 est fixé de façon concentrique sur le moyeu de montage 33. Dans le moyeu 7 est fixée une bague de retour 47 avec des aimants permanents 49 et 51 agencés de façon fixe sur la paroi intérieure du moyeu 7. Les enroulements 43 et 45 sont reliés sur le plan électrique au moyen d'un câble de liaison 53 à un système électronique de commande sur une plaquette à circuits imprimés 55 dans un boîtier de régulateur 57, lequel est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple de l'aluminium. On obtient une courte liaison de câble et pauvre en parasites grâce au fait que le bras de fixation 27 sert à loger le câble de raccordement 53. Le boîtier de régulateur 57 est fixé sur le boîtier de ventilateur 19 à l'extérieur de la couronne extérieure 13 du rotor de ventilateur 9. Afin d'évacuer la chaleur produite par les composants électroniques 59 sur la plaquette à circuits imprimés 55, on a ménagé sur le boîtier de régulateur 57 des nervures de refroidissement 61 qui se projettent jusqu'au milieu du flux d'air de refroidissement. Le boîtier de régulateur 57 est avantageusement réalisé sous forme de caisson, et les nervures de refroidissement 61 sont agencées sur la surface frontale 63 du boîtier de régulateur 57 qui est tournée vers la bordure extérieure du rotor de ventilateur 9. Les nervures de refroidissement 61 agencées à distance parallèlement les unes aux autres sont formées de manière à exercer peu de résistance sur le flux d'air de refroidissement et à produire peu de bruit. À cet effet, les nervures de refroidissement 61 présentent une forme arrondie ou une forme en coin sur le côté d'entrée du flux d'air de refroidissement. De plus, la plaquette à circuits imprimés 55 avec les composants électroniques 59 du système électronique de pilotage est agencée sur le côté intérieur 65 de la paroi 67 du boîtier de régulateur 57 qui comporte les nervures de refroidissement 61. Grâce à ceci, on assure une évacuation efficace de la chaleur. Dans le cadre de l'invention, le boîtier de régulateur 57 et avec lui les nervures de refroidissement 61 peuvent être agencés soit dans l'intervalle 67 entre le dispositif de refroidissement 69 et/ou le condenseur 70, et le rotor de ventilateur 9, soit encore sur le côté 71 du rotor de ventilateur 9 détourné du dispositif de refroidissement 69. Revendications 1. Ventilateur de refroidissement (1) pour véhicules automobiles, comprenant un moteur électrique (3) commuté par voie électronique au moyen d'un système électronique de pilotage, ledit moteur étant en particulier un moteur à courant continu sans balais réalisé sous forme de moteur à induit extérieur, lequel entraîne un rotor de ventilateur (9), et le système électronique de pilotage étant agencé dans un boîtier de régulateur (57) relié au boîtier de ventilateur (19), la surface extérieure du boîtier de régulateur étant pourvue de nervures de refroidissement (61) agencées dans la direction d'écoulement du flux d'air de refroidissement produit par le rotor de ventilateur (9), caractérisé en ce que le boîtier de régulateur (57) est fixé sur le boîtier de ventilateur (19) à l'extérieur de la couronne extérieure (13) du rotor de ventilateur (9), et en ce que les nervures de refroidissement (61) sont agencées sur le boîtier de régulateur (57) en étant intégrées de telle sorte qu'elles font saillie jusqu'au milieu du flux d'air de refroidissement. 2. Ventilateur de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de régulateur (57) est réalisé sous forme d'un caisson et en ce qu'il comporte les nervures de refroidissement (61) sur le côté frontal (63) tourné vers la bordure extérieure du rotor de ventilateur (9). 3. Ventilateur de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les nervures de refroidissement (61) agencées à distance parallèlement les unes aux autres sont formées de manière à opposer peu de résistance au flux d'air de refroidissement et à produire peu de bruit. 4. Ventilateur de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les nervures de refroidissement (61) présentent du côté d'entrée du flux d'air une forme arrondie ou en coin. 5. Ventilateur de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants électroniques (59) du système électronique de pilotage sont agencés sur le côté intérieur (65) de la paroi (67) du boîtier de régulateur (57) qui contient les nervures de refroidissement (61). 6. Ventilateur de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de régulateur (57) est constitué d'un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple en aluminium. 7. Ventilateur de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le rotor de ventilateur comporte une couronne extérieure au moyen de laquelle les extrémités extérieures des pales de ventilateurs sont solidairement reliées, et qui est entourée par un anneau de guidage d'air dans le boîtier de ventilateur, et dans lequel le boîtier de moteur est fixé sur le boîtier de ventilateur au moyen de bras de fixation, caractérisé en ce qu'un bras de fixation (27) sert à loger un câble de liaison (53) qui relie les enroulements (43, 45) du moteur électrique (3) au système électronique de commande sur la plaquette à circuits imprimés (55) dans le boîtier de régulateur (57). 8. Ventilateur de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de régulateur (57) et avec lui les nervures de refroidissement (61) sont agencés dans l'espace intermédiaire (67) entre le dispositif de refroidissement (69) et le rotor de ventilateur (9). 9. Ventilateur de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de régulateur (57) et avec lui les nervures de refroidissement (61) sont agencés sur le côté (71) du rotor de ventilateur (9) détourné du dispositif de refroidissement (69).