Brevet FR2820176A1 — publié le 20020802

La présente invention concerne un organe rotatif du type comprenant : - un moyeu central de liaison à un moyen d'entraînement en rotation autour d'un axe de rotation, - une virole extérieure circulaire, - des bras radiaux qui s'étendent entre le moyeu et la virole et qui sont espacés angulairement l'un de l'autre en délimitant entre eux des tronçons libres de la virole. L'invention s'applique en particulier à l'hélice d'un ventilateur de bloc avant de véhicule automobile. Les pales de l'hélice constituent alors les bras radiaux qui s'étendent entre le moyeu et la virole. Un tel ventilateur, généralement dénommé groupe moto- ventilateur (GMV), est disposé par exemple en avant du radiateur de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile pour améliorer par convection forcée l'échange de chaleur entre l'air extérieur et le fluide de refroidissement du moteur thermique circulant dans le radiateur. Le bloc avant comprend habituellement un élément de canalisation vers le radiateur du flux d'air produit par le ventilateur. Cet élément est constitué par un carénage fortement évasé s'étendant entre une entrée d'air circulaire, dans laquelle l'hélice est disposée, et une sortie d'air située en regard de la face avant du radiateur. Lorsque l'hélice est entraînée en rotation par le moteur du ventilateur, elle est soumise à des forces centrifuges dont l'intensité est maximale au niveau des pales. On constate alors que la virole se déforme, à périmètre sensiblement constant, en passant d'une forme circulaire à une forme polygonale dont les angles correspondent aux extrémités radialement extérieures des pales. Ainsi, si l'hélice comprend par exemple trois pales, la virole se déforme en formant sensiblement un triangle. Les tronçons de la virole situés aux angles de ce triangle sont alors espacés de l'axe de rotation d'une distance qui est supérieure au rayon de la virole lorsqu'elle est au repos, tandis que les tronçons libres de la virole sont espacés de l'axe de rotation d'une distance inférieure à ce rayon. Pour tenir compte de cette déformation, le jeu radial entre la virole et l'entrée circulaire du carénage doit être relativement important, ce qui réduit l'efficacité de l'ensemble formé par le ventilateur et le carénage. Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant un organe du type précité dont les déformations radiales sont limitées lorsqu'il est entraîné en rotation. A cet effet, l'invention a pour objet un organe du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend des masselottes d'inertie portées par la virole et en ce que chaque tronçon libre porte une masselotte d'inertie. Selon des modes particuliers de réalisation, l'organe peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise (s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - pour chaque tronçon libre, la masselotte d'inertie est espacée angulairement des deux bras radiaux adjacents, - au moins une masselotte d'inertie est venue de matière avec le tronçon libre correspondant, - au moins un tronçon libre est réalisé en matière plastique surmoulée sur la masselotte d'inertie correspondante, - au moins une masselotte d'inertie est un élément distinct de la virole et rapporté sur le tronçon libre correspondant, - les bras radiaux sont des pales de production d'un écoulement d'air parallèlement à l'axe de rotation lorsque l'organe est entraîné en rotation, l'organe constituant ainsi une hélice. L'invention a en outre pour objet un ventilateur comprenant une hélice et un moyen d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe de rotation, caractérisé en ce que l'hélice est une hélice telle que définie cidessus. L'invention a également pour objet un bloc avant pour véhicule automobile comprenant un échangeur de chaleur et un ventilateur, caractérisé en ce que le ventilateur est un ventilateur tel que défini ci-dessus. Selon une variante, le bloc avant comprend un élément de canalisation d'un écoulement d'air entre le ventilateur et l'échangeur de chaleur, et l'hélice est logée dans l'élément de canalisation. L'invention a en outre pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc avant tel que défini ci-dessus. 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 dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de face illustrant la structure générale d'un bloc avant de véhicule automobile, - la figure 2 est une vue schématique, partielle, en perspective et agrandie de l'hélice d'un bloc avant selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'hélice étant au repos, - les figures 3 et 4 sont des vues analogues à la figure 2 illustrant un deuxième et un troisième modes de réalisation de l'invention. Dans tout ce qui suit, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. En particulier, les termes avant et arrière s'entendent par rapport à la position d'un conducteur et au sens de marche du véhicule automobile. La figure 1 illustre un bloc avant 1 d'un véhicule automobile, comprenant de manière classique un radiateur 2 de refroidissement du moteur thermique du véhicule automobile, un ventilateur 3 et un élément 4 de canalisation d'un flux d'air vers le radiateur 2. De manière classique, le radiateur 2 comprend deux boîtes collectrices d'un fluide de refroidissement du moteur thermique, un faisceau de tubes reliant ces boites collectrices, et des ailettes planes traversées par les tubes. Seules les ailettes, désignées par les références 6, sont représentées sur la figure 1. Le radiateur 2 a une forme générale parallélépipédique de faible épaisseur. Il est disposé verticalement et transversalement par rapport au sens de marche du véhicule automobile. De manière classique également, le ventilateur 3 comprend une hélice 8 et un moteur 9 d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe longitudinal de rotation A. L'hélice 8 comprend un moyeu ou bol central 10 de liaison à l'arbre de sortie du moteur 9, des pales 11 qui s'étendent radialement vers l'extérieur depuis le moyeu 10, et une virole extérieure 12 circulaire reliant les extrémités radialement extérieures des pales 11. Les pales 11 sont propres à produire un écoulement d'air vers l'arrière lorsque l'hélice tourne autour de l'axe A. Elles sont espacées angulairement les unes des autres et délimitent ainsi deux à deux dans la virole 12 des tronçons 13 libres, au sens qu'ils ne sont pas reliés au moyeu 10, contrairement aux autres tronçons 14 de la virole qui sont reliés aux extrémités radialement extérieures des pales 11. Le ventilateur 3 est disposé à l'avant d'une grande face avant 16 du radiateur 2. De manière également connue, l'élément de canalisation 4 est formé par un carénage qui s'étend longitudinalement de l'avant vers l'arrière entre une entrée d'air 17 et une sortie d'air 18. L'entrée 17 a une forme circulaire et l'hélice 8 y est disposée. La sortie 18 est de forme sensiblement rectangulaire de même dimensions que la face avant 16. Cette sortie 18 est disposée en regard de la face avant 16. Le carénage 4 diverge fortement vers l'arrière pour permettre à un écoulement d'air, pénétrant par l'entrée 17 et produit par exemple par le ventilateur 3, de balayer en sortie du carénage 4 l'ensemble du radiateur 2. Le ventilateur 3 et le carénage 4 sont montés sur le radiateur 2 de manière classique, par exemple au moyen de vis, de reliefs d'encliquetage, de colles ou de soudures. Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 2, l'hélice 8 comprend des masselottes d'inertie 20 régulièrement réparties sur les tronçons libres 13 de la virole 12. Plus précisément chaque tronçon libre 13 porte une masselotte d'inertie 20. Les masselottes 20 étant identiques, une seule sera décrite par la suite. Il s'agit d'une pièce métallique, par exemple réalisée en acier, distincte de la virole12 et qui est fixée sur le tronçon libre 13 correspondant de la virole 12. Cette fixation est assurée par la masselotte 20 elle-même qui pince le tronçon libre 13 correspondant. La masselotte 20 s'étend alors en regard d'une région intermédiaire localisée 21 du tronçon 13 considéré. La masselotte 20 est donc espacée angulairement des deux pales 11 adjacentes. L'hélice 8 est quant à elle réalisée par exemple d'une seule pièce en matière plastique. Lorsque l'hélice 8 est entraînée en rotation par le moteur 9 autour de l'axe A, les tronçons libres 13 de la virole 12 sont soumis, de par la présence des masselottes 20 qui ont une masse volumique supérieure à celle de la matière plastique constituant la virole 12, à des forces d'inertie relativement importantes. Ces forces d'inertie s'opposent à la déformation des tronçons libres 13 vers l'axe A qui permettrait une déformation des tronçons 14 de la virole 12 relativement importante radialement vers l'extérieur, comme dans l'état de la technique. Ainsi, les tronçons libres 13 de la virole 12 ne se déforment que faiblement par rapport à leurs positions lorsque l'hélice est au repos, et, le périmètre de la virole 12 restant sensiblement constant, c'est également le cas pour les tronçons 14 de la virole 12. Par conséquent, la déformation de la virole 12 radialement vers l'extérieur est limitée, de sorte que le jeu fonctionnel prévu entre la virole 12 et l'entrée d'air 17 du carénage 4 lorsque l'hélice 8 est au repos peut être réduit. De manière plus générale, les masselottes 20 peuvent être fixées sur la virole 12 par tout moyen approprié, par exemple par pliage d'ailes métalliques déformables prolongeant les masselottes, par collage... On peut également munir chaque tronçon libre 13 de deux masselottes 20 voire plus, l'ensemble des masselottes 20 étant réparties sur l'ensemble des tronçons 13 pour uniformiser et limiter la déformation radiale de la virole 12 lorsque l'hélice est entraînée en rotation. Le mode de réalisation de la figure 3 se distingue de celui de la figure 2 par le fait que chaque tronçon libre 13 a été surmoulé sur la masselotte d'inertie 20 correspondante (en pointillés) pour assurer leur solidarisation. Le mode de réalisation de la figure 4 se distingue de celui de la figure 2 par le fait que chaque masselotte 20 est formée par une région centrale localisée 21 venue de matière avec le tronçon libre 13 correspondant. Cette région s'étend radialement vers l'intérieur depuis le reste du tronçon 13. Cette région 21 est espacée angulairement des pales 11 adjacentes. Dans ces cas également, les masselottes 20 permettent d'uniformiser et de limiter les déformations radiales de la virole 12 lorsque l'hélice 8 est entraînée en rotation. Les principes ci-dessus peuvent bien sûr s'appliquer à un bloc avant dans lequel le ventilateur 3 est en configuration aspirante et non soufflante, le ventilateur 3 étant alors disposé en arrière du radiateur 2. REVENDICATIONS 1. Organe rotatif (8), du type comprenant : - un moyeu central (10) de liaison à un moyen (9) d'entraînement en rotation autour d'un axe de rotation (A), - une virole extérieure (12) circulaire, - des bras radiaux (11) qui s'étendent entre le moyeu (10) et la virole (12) et qui sont espacés angulairement l'un de l'autre en délimitant entre eux des tronçons libres (13) de la virole, caractérisé en ce qu'il comprend des masselottes d'inertie (20) portées par la virole et en ce que chaque tronçon libre (13) porte une masselotte d'inertie (20). 2. Organe rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour chaque tronçon libre (13), la masselotte d'inertie (20) est espacée angulairement des deux bras radiaux adjacents. 3. Organe rotatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une masselotte d'inertie (20) est venue de matière avec le tronçon libre (13) correspondant. 4. Organe rotatif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un tronçon libre (13) est réalisé en matière plastique surmoulée sur la masselotte d'inertie (20) correspondante. 5. Organe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une masselotte d'inertie (20) est un élément distinct de la virole (12) et rapporté sur le tronçon libre (13) correspondant. 6. Organe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras radiaux sont des pales (11) de production d'un écoulement d'air parallèlement à l'axe de rotation (A) lorsque l'organe est entraîné en rotation, l'organe constituant ainsi une hélice. 7. Ventilateur comprenant une hélice (8) et un moyen (9) d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe de rotation (A), caractérisé en ce que l'hélice est une hélice selon la revendication 6. 8. Bloc avant pour véhicule automobile comprenant un échangeur de chaleur (2) et un ventilateur (3), caractérisé en ce que le ventilateur est un ventilateur selon la revendication 7. 9. Bloc avant selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un élément (4) de canalisation d'un écoulement d'air entre le ventilateur et l'échangeur de chaleur, et en ce que l'hélice (8) est logée dans l'élément de canalisation (4). 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc avant selon la revendication 8 ou 9.