Brevet FR2816379A1 — publié le 20020510

La présente invention concerne un ventilateur pour véhicule automobile du type comprenant une hélice et un arbre d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe, l'hélice comprenant une région d'appui sur une première extrémité creuse de l'arbre, le ventilateur comprenant en outre des moyens de fixation de l'hélice sur la première extrémité de l'arbre. L'invention s'applique en particulier à un ventilateur destiné à produire un écoulement d'air pour balayer un radiateur de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile. Un tel ventilateur est généralement dénommé groupe moto-ventilateur (GMV). Dans un ventilateur du type précité destiné à une telle application, l'hélice comprend un bol central et des pales prolongeant le bol radialement vers l'extérieur. L'arbre d'entraînement est l'arbre de sortie d'un moteur électrique. La région d'appui sur l'arbre d'entraînement est constituée par un insert métallique, sur lequel le bol de l'hélice a été surmoulé et dans lequel la première extrémité de l'arbre est reçue. La première extrémité de l'arbre et l'insert présentent des méplats complémentaires pour permettre une solidarisation angulaire du bol de l'hélice et de l'arbre. Le fond de l'insert est traversé par une vis de fixation qui est vissée dans la première extrémité creuse de l'arbre. L'hélice dispose ainsi d'une surface d'appui axial, formée par la tranche de la première extrémité de l'arbre, et d'une surface d'appui transversal, fournie par la surface périphérique de la première extrémité de l'arbre. On constate à l'usage que l'arbre provoque un matage de l'insert. Ce matage conduit à l'apparition d'un jeu angulaire entre l'hélice et l'arbre susceptible d'induire des balourds et donc de provoquer un endommagement du ventilateur. On constate également, aux vitesses de rotation élevées, des basculements de l'hélice autour d'axes orthogonaux à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement. Ces basculements induisent également des balourds. Une solution pour réduire l'apparition de tels balourds pourrait consister à augmenter la longueur axiale de l'insert, et donc l'aire de la surface d'appui transversal de l'hélice sur la première extrémité de l'arbre. Toutefois, cette solution nécessiterait d'accroître la longueur de la première extrémité de l'arbre qui est en saillie depuis le reste du moteur électrique. Cette solution conduirait donc à une augmentation de l'encombrement axial du ventilateur, ce qui n'est pas souhaitable. Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant un ventilateur du type précité dont la longueur axiale peut être faible et dans lequel les risques d'apparition de balourds sont plus réduits. A cet effet, l'invention a pour objet un ventilateur du type précité, caractérisé en ce que la région d'appui s'étend axialement à l'intérieur de la première extrémité creuse de l'arbre qui fournit ainsi un appui transversal à l'hélice. Selon des modes particuliers de réalisation, le ventilateur comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise (s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la première extrémité de l'arbre s'étend radialement vers l'extérieur pour fournir un appui axial à l'hélice, - la première extrémité de l'arbre est évasée, - la première extrémité de l'arbre comprend au moins un tronçon délimitant intérieurement un logement de réception de la région d'appui, lequel logement est de forme sensiblement tronconique, - la première extrémité de l'arbre est munie d'au moins une saillie reçue dans un logement ménagé dans l'hélice pour permettre son entraînement en rotation par l'arbre d'entraînement, - les moyens de fixation comprennent une vis traversant la région d'appui et vissée dans la première extrémité creuse de l'arbre, - les moyens de fixation sont des moyens de fixation du type baïonnette, - les moyens de fixation comprennent deux ergots en saillie radiale sur la région d'appui et des crans ménagés dans la première extrémité de l'arbre pour retenir axialement les ergots, - les moyens de fixation comprennent des moyens élastiques de rappel axial des ergots vers les fonds des crans, et - l'hélice comprend un moyeu et des pales prolongeant le moyeu radialement vers l'extérieur, et la région d'appui est venue de matière avec le moyeu. L'invention a en outre pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur 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 latérale d'un bloc avant d'un véhicule automobile muni d'un ventilateur selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique, agrandie, partielle et de face du bol de l'hélice du ventilateur de la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle en coupe prise selon la ligne ttt-ftt de la figure 2, -la figure 4 est une vue partielle schématique, éclatée et en coupe axiale, illustrant la liaison entre l'hélice et l'arbre d'entraînement d'un ventilateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 5 est une vue partielle schématique prise suivant la direction V de la figure 4 et illustrant l'arbre d'entraînement du ventilateur de la figure 4. Dans tout ce qui suit les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. En particulier, les temps avant et arrière s'entendent par rapport au sens de marche du véhicule matérialisé par la flèche F sur la figure 1. On a représenté schématiquement sur la figure 1 un bloc avant d'un véhicule automobile comprenant un moteur thermique 1, un radiateur 2 de refroidissement du moteur 1, et un ventilateur ou groupe moto-ventilateur 3 qui comprend une hélice 4 et un moteur électrique 5. L'hélice 4 est montée sur un arbre de sortie 6 du moteur 5 pour pouvoir être entraînée en rotation autour de son axe A par le moteur 5. Comme illustré par les figures 2 et 3, l'hélice 4 comprend un moyeu central 10 en forme de bol et des pales 11 prolongeant le bol 10 radialement vers l'extérieur. On notera que les pales 11 sont uniquement représentées de manière partielle sur la figure 3. Le bol central 10 de l'hélice 4 est monté comme cela va être décrit ciaprès sur une première extrémité avant 12 de l'arbre 6 en saillie axiale depuis le reste du moteur 5 et notamment de son boîtier extérieur. La première extrémité 12 de l'arbre 6 est creuse et comprend un tronçon évasé 13 de forme tronconique. Ce tronçon évasé 13 est prolongé par quatre doigts 14 disposés à 900 l'un de l'autre par rapport à l'axe A. La surface intérieure 15 du tronçon 13 délimite un logement 16 de forme tronconique divergeant vers l'avant. Ce logement débouche par l'avant à l'extérieur de l'arbre 6, et par l'arrière dans l'alésage circulaire axial ménagé dans le reste de l'extrémité 12 de l'arbre 6. Le bol 10 comprend une région centrale d'appui 17 de forme générale tronconique complémentaire de celle du logement 16 et convergeant vers l'arrière. Cette région d'appui 17 est munie d'un alésage central et axial 18. La région d'appui 17 est reliée au reste du bol 10 par une région annulaire de liaison 19 amincie, dans laquelle quatre logements 20 sont ménagés. Ces logements 20 sont régulièrement espacés l'un de l'autre autour de l'axe A et sont de forme analogue. Plus précisément, ils possèdent chacun une section radiale sensiblement trapézoïdale et leur paroi radialement intérieure 21 s'étend dans le prolongement de la surface arrière tronconique 22 de la région d'appui 17. Il est à noter que la région d'appui 17 fait saillie axialement vers l'arrière par rapport au fond du bol central 10 et notamment par rapport à la région de liaison 19. La région centrale d'appui 17 est reçue dans le logement conique 16 du tronçon évasé 13 et les doigts 14 sont reçus dans les logements 20 du bol 10. La tige d'une vis 23 traverse l'alésage 18 de la région d'appui 17 pour se visser dans la première extrémité 12 de l'arbre 6 en arrière du tronçon évasé 13. La tête de la vis 23 prend appui via une rondelle 24 à l'avant de la région d'appui 17 pour fixer axialement l'hélice 4 par rapport à la première extrémité 12 de l'arbre 6. Grâce à la vis 23, la surface arrière 22 de la région d'appui 17 du bol 10 prend appui sur la surface intérieure 15 du tronçon évasé 13 de la première extrémité 12 de l'arbre 6, de sorte que l'hélice 4 est également fixée radialement par rapport à l'arbre 6. Les doigts 14 reçus dans les logements 20 rendent l'hélice 4 solidaire en rotation de l'arbre 6. La région d'appui 17 étant reçue à l'intérieur du tronçon évasé 13 de l'extrémité avant 12 l'arbre 6, l'arbre 6 fournit une surface 15 d'appui axial et transversal d'aire relativement importante et notamment supérieure à celle obtenue dans un ventilateur selon l'état de la technique, à longueur axiale de ventilateur constante. Ainsi les risques d'apparition de balourds sont limités. Par ailleurs, cette surface d'appui 15 ayant une aire relativement importante, la région d'appui 17 peut être réalisée en matière plastique et venue de matière avec le reste du fond du bol 10 de l'hélice 4. On notera également que l'hélice, qui ne comporte pas d'insert métallique, est de coût réduit. Les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel la région d'appui 17 est une tige de section circulaire et d'axe A qui fait saillie vers l'arrière depuis le fond du bol 10 de l'hélice 4. La première extrémité creuse 12 de l'arbre 6 est de section transversale annulaire constante. Cette extrémité 12 présente un alésage central circulaire 31 dans lequel la région d'appui 17 est reçue. La fixation axiale de l'hélice 4 sur l'arbre 6 est assurée par un mécanisme de fixation du type baïonnette qui comprend deux ergots 33 qui font saillie de manière diamétralement opposée sur la région d'appui 17 et deux crans de retenue 34 ménagés dans la première extrémité 12 de l'arbre 6 et dans lesquels les ergots 33 ont été engagés par translation axiale puis rotation relative du bol 10 par rapport à l'arbre 6. Le mécanisme de fixation comprend en outre une bague élastique conique 35 entourant la région d'appui 17 et écrasée entre la tranche avant 36 de la première extrémité de l'arbre 6 et le fond du bol 10 de l'hélice 4. Cette bague 35 rappelle axialement le bol 10 vers une position éloignée de l'arbre 6 et rappelle ainsi les ergots 33 vers les fonds 37 des crans 34. La région d'appui 17 prend appui transversalement sur la surface intérieure 38 de l'alésage 31 en fournissant ainsi une surface d'appui transversal sensiblement de même longueur que celle de la région d'appui 17. L'hélice 4 est ainsi également fixée radialement par rapport à l'arbre 6. La région d'appui 17 s'étendant à l'intérieur de l'arbre 6, elle peut s'étendre jusqu'à l'intérieur du reste du moteur 5 et notamment de son boîtier extérieur, ce qui procure une surface d'appui transversal de longueur et donc d'aire importantes sans augmenter la longueur de l'arbre 6 en saillie par rapport au reste du moteur 5. Le deuxième mode de réalisation permet donc également de limiter les risques d'apparition de balourd sans augmenter la longueur axiale du ventilateur 3. REVENDICATIONS 1. Ventilateur (3) pour véhicule automobile du type comprenant une hélice (4) et un arbre (6) d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe (A), l'hélice comprenant une région (17) d'appui sur une première extrémité creuse (12) de l'arbre, le ventilateur comprenant en outre des moyens (23 ; 33 à 35) de fixation de l'hélice sur la première extrémité (12) de l'arbre, caractérisé en ce que la région d'appui (17) s'étend axialement à l'intérieur de la première extrémité creuse (12) de l'arbre (6) qui fournit ainsi un appui transversal à l'hélice. 2. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première extrémité (12) de l'arbre s'étend radialement vers l'extérieur pour fournir un appui axial à l'hélice. 3. Ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première extrémité (12) de l'arbre est évasée. 4. Ventilateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première extrémité (12) de l'arbre comprend au moins un tronçon (13) délimitant intérieurement un logement (16) de réception de la région d'appui (17), lequel logement est de forme sensiblement tronconique. 5. Ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première extrémité (12) de l'arbre est munie d'au moins une saillie (14) reçue dans un logement (20) ménagé dans l'hélice (4) pour permettre son entraînement en rotation par l'arbre d'entraînement (6). 6. Ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent une vis (23) traversant la région d'appui (17) et vissée dans la première extrémité creuse (12) de l'arbre. 7. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens (33 à 35) de fixation sont des moyens de fixation du type baïonnette. 8. Ventilateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent deux ergots (33) en saillie radiale sur la région d'appui (17) et des crans (34) ménagés dans la première extrémité (12) de l'arbre (6) pour retenir axialement les ergots (33). 9. Ventilateur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent des moyens élastiques (35) de rappel axial des ergots (33) vers les fonds (37) des crans (34). 10. Ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hélice comprend un moyeu (10) et des pales (11) prolongeant le moyeu (10) radialement vers l'extérieur, et en ce que la région d'appui (17) est venue de matière avec le moyeu. 11. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur (3) selon l'une des revendications précédentes.