Brevet FR2805573A1 — publié le 20010831

I 2805573 La présente invention concerne un ventilateur pour véhicule automo- bile du type comprenant une hélice comportant elle-même un moyeu central, un arbre d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe de rotation, et des moyens de fixation du moyeu sur l'arbre d'entraînement. L'invention s'applique notamment à un groupe moto-ventilateur. Un tel groupe moto-ventilateur comprend un ventilateur du type précité et un moteur d'entraînement dont un arbre de sortie forme l'arbre d'entraînement de l'hélice. Un tel groupe est destiné à produire une circulation d'air sur le radiateur du circuit de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile. Le montage de l'hélice sur l'arbre d'entraînement est assuré au moyen d'un insert prévu dans le moyeu de l'hélice et dans lequel une première extré- mité de l'arbre d'entraînement est enfilée. Cette première extrémité assure le centrage de l'hélice sur l'arbre d'entraînement, mais également une solidarisa- tion angulaire du moyeu de l'hélice et de l'arbre d'entraînement grâce à des méplats complémentaires prévus sur la première extrémité de l'arbre d'entraînement et dans l'insert. Le fond de l'insert est percé d'un orifice axial que traverse une vis de fixation vissée dans un alésage axial et central de la première extrémité de l'arbre d'entraînement. Cette vis de fixation plaque axialement le fond de l'insert contre la première extrémité de l'arbre de sortie en fixant axialement l'hélice par rapport à l'arbre d'entraînement. La première extrémité de l'arbre d'entraînement présente un chanfrein radialement extérieur, ainsi qu'un chanfrein radialement intérieur autour de I'alésage qui reçoit la vis de fixation. Par conséquent, la surface d'appui axial de l'hélice sur l'arbre d'entraînement est faible et, aux vitesses de rotation élevées, on observe des basculements de l'hélice autour d'axes orthogonaux à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement. De tels basculements ou battements dynamiques indui- sent des balourds qui peuvent conduirent à un endommagement du groupe moto-ventilateur. L'invention a pour but de résoudre ce problème en fournissant un ven- tilateur du type précité dans lequel les risques d'apparitions de balourds sont plus réduits. 2 2805573 A cet effet, I'invention a pour objet un ventilateur pour véhicule auto- mobile du type comprenant une hélice comportant elle-même un moyeu cen- tral, un arbre d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe de rotation, et des moyens de fixation du moyeu sur l'arbre d'entraînement, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent un support solidaire de l'arbre d'entraînement et un organe de verrouillage axial qui enserrent entre eux le moyeu de l'hélice, et en ce que le support est pourvu d'ergots excentrés enga- gés dans des crans de retenue axiale de l'organe de verrouillage-par rapport au support, à la suite d'une rotation de l'organe de verrouillage autour de l'axe de rotation depuis une position de montage de l'organe de verrouillage vers une position de verrouillage de l'hélice. Selon des modes particuliers de réalisation, le ventilateur peut com- prendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - le support comprend un pion de centrage du moyeu de l'hélice par rapport à l'axe de rotation, lequel pion est reçu dans le moyeu; - les ergots sont des ergots d'entraînement en rotation de l'hélice qui traversent des passages du moyeu de l'hélice; - le support comprend une platine transversale sur laquelle le moyeu de l'hélice s'appuie axialement, ladite platine s'étendant radialement vers l'extérieur depuis l'arbre d'entraînement; - le dispositif comprend au moins un organe de blocage en rotation de l'organe de verrouillage dans sa position de verrouillage; - I'organe de blocage est une butée amenée automatiquement en po- sition de blocage de l'organe de verrouillage lors de la rotation de l'organe de verrouillage depuis sa position de montage vers sa position de verrouillage; - la butée est amenée automatiquement, lors de la rotation de l'organe de verrouillage depuis sa position de montage vers sa position de verrouillage, dans un passage d'insertion d'un des ergots dans l'organe de verrouillage, le- quel passage prolonge un des crans de retenue; - les ergots sont répartis angulairement sensiblement régulièrement autour de l'axe; - I'organe de verrouillage est une plaque sensiblement triangulaire; 3 2805573 - I'hélice est destinée à être entraînée en rotation dans un sens cor- respondant au sens de rotation de l'organe de verrouillage de sa position de montage vers sa position de verrouillage; - I'hélice est destinée à être entraînée en rotation dans un sens cor- respondant au sens de rotation de l'organe de verrouillage de sa position de montage vers sa position de verrouillage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux des- sins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un bloc avant d'un véhicule automobile muni d'un groupe moto-ventilateur selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective agrandie, illus- trant la liaison entre l'arbre d'entraînement et l'hélice du groupe moto- ventilateur de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique en perspective encore agran- die, illustrant l'extrémité de l'arbre d'entraînement avant montage de l'hélice, - la figure 4 est une vue schématique, partielle, en perspective et à échelle plus réduite, illustrant une première étape du montage de l'hélice sur l'arbre d'entraînement, et - la figure 5 est une vue schématique, partielle, de face et agrandie, illustrant une étape ultérieure du montage de l'hélice sur l'arbre d'entraînement. On a représenté schématiquement sur la figure 1 un bloc avant d'un véhicule automobile comprenant un moteur thermique 1, un radiateur 2 de re- froidissement du moteur 1, et un groupe moto-ventilateur 3 qui comprend un moteur 4 d'entraînement en rotation et une hélice 5 montée sur un arbre de sortie 6 du moteur 4. L'hélice 5 est destinée à être entraînée en rotation autour d'un axe de rotation A dans un sens de rotation R (figure 2). Comme on le voit sur la figure 2, I'hélice 5 comprend un bol ou moyeu central 7, une virole périphérique 8 et des pales 9 reliant la virole 8 et le moyeu 7. Les pales 9 sont régulièrement réparties angulairement autour de l'axe de rotation A de l'hélice 5. 4 2805573 L'hélice 5 est fixée sur l'extrémité avant ou première extrémité 10 de l'arbre 6, comme cela ressortira de la description du procédé de montage de l'hélice sur l'arbre 6 qui va être faite ultérieurement. Comme illustré par la figure 3, I'extrémité avant 10 de l'arbre 6 porte un support d'hélice 11. Ce support 11 comprend une platine circulaire 12 trans- versale, pourvue de trois ouvertures 13 décalées angulairement de 120 I'une de l'autre, un pion central circulaire 14 et trois ergots excentrés 15 qui font saillie vers l'avant depuis la platine 12. La platine 12 et le pion central 14 sont traversés par l'extrémité avant 0 110 de l'arbre 6. Les ergots 15 sont identiques et décalés angulairement de 120 I'un par rapport l'autre et sont disposés chacun entre deux ouvertures 13 à environ de celles-ci. Chaque ergot 15 a une forme générale cylindrique circulaire d'axe pa- rallèle à l'axe A et présente un méplat intermédiaire 16 orienté vers l'axe A. L'extrémité avant 17 de chaque ergot 15 a une forme cylindrique chanfreinée à l'avant et comprend ainsi un rebord 18 qui s'étend vers l'axe A au-delà du méplat 16 correspondant. Le support 11 est formé d'une seule pièce réalisée par exemple en métal fritté. L'extrémité avant 10 de l'arbre 6 a été emmanchée, par exemple à force, dans le support 11 de sorte qu'ils sont solidaires axialement et angulai- rement l'un de l'autre. Comme on le voit sur la figure 4, le moyeu 7 de l'hélice 5 comprend une région centrale plane circulaire 21 située axialement en arrière d'un rebord périphérique annulaire 22. Cette région 21 présente un orifice central circulaire 23 de diamètre correspondant au diamètre extérieur du pion de centrage 14. La région 21 présente en outre trois orifices circulaires excentrés 24 décalés angulairement de 120 I'un par rapport l'autre. Le diamètre des orifices 24 correspond au diamètre des ergots 15. Enfin, la région 21 est également munie d'un doigt ou cliquet de blo- cage 26 en saillie vers l'avant depuis la région 21 et venu de matière avec celle-ci. Ce doigt 26 est disposé au voisinage de l'orifice 24 supérieur (sur la 2805573 figure 4). Le doigt 26 est disposé juste après l'orifice 24 par rapport au sens de rotation R de l'hélice 5. Ce doigt 26 présente successivement, depuis l'orifice 24 dans le sens de rotation R, une surface 27 sensiblement orthogonale à l'axe A, une surface de rampe 28 inclinée vers l'avant, et une surface de retenue 29 sensiblement parallèle à l'axe A. Pour monter l'hélice 5 sur l'arbre 6, on vient insérer le pion de centrage 14 du support 11 dans l'orifice central 23 du moyeu 7 et les ergots-15 dans les orifices 24 du moyeu 7. Le pion de centrage 14 assure alors le centrage de l'hélice 5 par rap- port à l'arbre d'entraînement 6 et donc par rapport à l'axe de rotation A. L'extrémité avant 17 et un tronçon avant du méplat 16 de chaque ergot font alors saillie vers l'avant depuis la région 21 du moyeu 7 comme on le voit sur la figure 4. En revanche, le pion de centrage 14 et l'extrémité avant 10 de l'arbre 6 sont légèrement en retrait vers l'arrière par rapport à la région 21. Le doigt 26 est alors situé au-dessus du méplat 16 de l'ergot 15 supé- rieur. Le moyeu 7 et l'arbre 6 sont alors solidaires angulairement l'un de I'autre grâce aux ergots 15 qui auront, lorsque le montage de l'hélice 5 sur l'arbre 6 sera achevé, une fonction de transmission du mouvement de rotation de l'arbre 6 à l'hélice 5. Pour terminer le montage de l'hélice 5 sur l'arbre 6, et notamment as- surer leur solidarisation axiale, on utilise une plaque de verrouillage 30 visible sur les figures 2 et 5. Cette plaque 30 a une forme générale triangulaire et présente un ori- fice central circulaire 31 et trois ouvertures 32 excentrées identiques et déca- lées angulairement de 120 l'une par rapport à l'autre autour de l'axe A. Chaque ouverture 32 comprend un orifice circulaire 33, disposé en re- gard d'un angle 34 de la plaque 30, et un cran 35, d'étendue radiale plus ré- duite et précédant l'orifice 33 dans le sens de rotation R de l'hélice 5. Les orifi- ces 33 sont notamment visibles sur la figure 2. Chaque orifice 33 a un diamè- tre correspondant à celui des ergots 15. 6 2805573 Le fond 36 de chaque cran 35 a un profil correspondant à une moitié du profil transversal des ergots 15. Pour terminer le montage de l'hélice 5 sur l'arbre 6, on positionne la plaque 30 pour que ses orifices 33 soient en regard des extrémités avant 17 des ergots 15, puis on insère ces ergots 15 dans les orifices 33 et on applique la plaque 30 contre la région 21 du moyeu 7 de l'hélice 5. La région 21 est alors enserrée entre la plaque 30 et la platine 12, le matériau de la région 21 étant comprimé élastiquement. La plaque 30 est alors dans sa position de montage représentée à la figure 5. Pour amener la plaque 30 dans sa position de verrouillage de l'hélice 5 représentée à la figure 2, on fait pivoter, comme dans une liaison à baïonnette, la plaque 30 par rapport à l'arbre 6 dans le sens de rotation R, jusqu'à ce que les ergots 15 prennent appui contre les fonds 36 des crans 35 qui sont de forme complémentaire. Au cours de ce mouvement de verrouillage par rotation, la surface de rampe 28 du doigt de blocage 26 provoque un soulèvement local de la plaque jusqu'à ce que le doigt 26 soit reçu dans l'orifice 33 de l'ouverture 32 supé- rieure (sur les figures 2 et 5). Ce doigt 26 empêche alors, par butée de sa surface de retenue 29 contre le bord de l'orifice 33 correspondant, la rotation de la plaque 30 par rap- port au support 11 dans le sens opposé au sens R. Le doigt 26 bloque donc la plaque 30 dans sa position de verrouillage de l'hélice 5 sur l'arbre 6. Par ailleurs, les rebords 18 des ergots 15 prennent appui sur les bords intérieurs délimitant les crans 35 de la plaque 30 pour retenir cette dernière axialement par rapport à la platine 12. Le moyeu 7 de l'hélice est donc maintenu fermement serré entre la plaque de verrouillage 30 et la platine 12, et prend appui axialement par sa région 21 sur la platine 12. Le moyeu 7 prend donc appui axialement sur une région de la platine 12 qui est de surface nettement supérieure à celle de la tranche avant de l'extrémité avant 10 de l'arbre 6, notamment grâce aux ergots 15 excentrés. On constate ainsi que les risques de basculement de l'hélice 5 autour d'axes orthogonaux à l'axe A sont limités. Par conséquent, les risques de bat- 7 2805573 tements dynamiques de l'hélice 5 susceptibles d'entraîner des balourds sont également limités. Par ailleurs, la liaison d'entraînement en rotation de l'hélice 5, son centrage et son verrouillage sur l'arbre 6 sont satisfaisants. On notera égale- ment que l'extrémité avant 10 de l'arbre 6 ne nécessite pas d'usinage particu- lier et que les ergots 15 et la plaque 30 sont logés dans une cavité délimitée par la région 21 et le rebord 22, et ne font donc pas saillie vers l'avant au-delà de ce rebord 22. De plus, le montage de l'hélice 5 sur l'arbre 6 est relativement simple, le blocage de la plaque 30 en position de verrouillage s'effectuant automati- quement lorsqu'on amène la plaque 30 dans sa position de verrouillage. On notera que la forme triangulaire de la plaque 30 permet une bonne saisie de celle-ci, ce qui facilite également le montage de l'hélice 5 sur l'arbre 6. Dans des variantes non représentées, plusieurs doigts 26 sont prévus chacun au voisinage d'un orifice 33 respectif de la plaque 30. 8 2805573 REVENDICATIONS 1. Ventilateur (3) pour véhicule automobile du type comprenant une hélice (5) comportant elle-même un moyeu central (7), un arbre (6) d'entraînement en rotation de l'hélice (5) autour d'un axe de rotation (A) , et des moyens (11, 30) de fixation du moyeu (7) sur l'arbre d'entraînement (6), ca- ractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent un support (11) soli- daire de l'arbre d'entraînement et un organe de verrouillage axial (30) qui en- serrent entre eux le moyeu (7) de l'hélice, et en ce que le support (11) est pourvu d'ergots excentrés (15) engagés dans des crans (35) de retenue axiale de l'organe de verrouillage (30) par rapport au support (12), à la suite d'une rotation de l'organe de verrouillage (30) autour de l'axe de rotation (A) depuis une position de montage de l'organe de verrouillage vers une position de ver- rouillage de l'hélice (5). 2. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sup- port (11) comprend un pion (14) de centrage du moyeu (7) de l'hélice par rap- port à l'axe de rotation (A), lequel pion (14) est reçu dans le moyeu (7). 3. Ventilateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les ergots (15) sont des ergots d'entraînement en rotation de l'hélice (5) qui tra- versent des passages (24) du moyeu (7) de l'hélice. 4. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce que le support (11) comprend une platine transversale (12) sur laquelle le moyeu (7) de l'hélice s'appuie axialement, ladite platine (12) s'étendant radialement vers l'extérieur depuis l'arbre d'entraînement. 5. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ca- ractérisé en ce qu'il comprend au moins un organe (26) de blocage en rotation de l'organe de verrouillage (30) dans sa position de verrouillage. 6. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ca- ractérisé en ce que l'organe de blocage (26) est une butée amenée automati- quement en position de blocage de l'organe de verrouillage (30) lors de la ro- tation de l'organe de verrouillage depuis sa position de montage vers sa posi- tion de verrouillage. 7. Ventilateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la butée (26) est amenée automatiquement, lors de la rotation de l'organe de ver- rouillage (30) depuis sa position de montage vers sa position de verrouillage, 9 2805573 dans un passage (33) d'insertion d'un des ergots dans l'organe de verrouillage (15), lequel passage (33) prolonge un des crans de retenue (35). 8. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications I à 7, ca- ractérisé en ce que les ergots (15) sont répartis angulairement sensiblement régulièrement autour de l'axe (A). 9. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que l'organe de verrouillage (30) est une plaque sensiblement triangulaire. 10. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications I à 9, ca- ractérisé en ce que l'hélice est destinée à être entraînée en rotation dans un sens (R) correspondant au sens de rotation de l'organe de verrouillage (30) de sa position de montage vers sa position de verrouillage.