Brevet FR2816380A1 — publié le 20020510

L'invention concerne un ventilateur pour véhicule automobile, du type comprenant une hélice, un arbre d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe, et des moyens de montage de l'hélice sur une première extrémité de l'arbre d'entraînement. 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. Les moyens de montage de l'hélice sur l'arbre d'entraînement comprennent d'une part un insert métallique, sur lequel le bol de l'hélice a été surmoulé et dans lequel la première extrémité de l'arbre est reçue, et d'autre part une vis de fixation qui traverse le fond de l'insert et qui est vissée dans la première extrémité creuse de l'arbre, pour fixer axialement et transversalement l'hélice sur l'arbre d'entrainement. 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. L'hélice dispose 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 réduits. A cet effet, l'invention a pour objet un ventilateur du type précité, caractérisé en ce que les moyens de montage comprennent au moins un support, qui est venu de matière avec la première extrémité de l'arbre d'entraînement, qui s'étend radialement vers l'extérieur depuis cette extrémité, et qui fournit un appui axial 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 : - le ou chaque support est engagé dans un logement ménagé dans l'hélice pour permettre à l'arbre d'entraînement d'entraîner l'hélice en rotation, - les moyens de montage comprennent pour chaque support un relief d'encliquetage pour maintenir le support dans le logement correspondant, - le ou chaque logement est délimité par des parois enserrant axialement le ou chaque support pour fixer axialement l'hélice par rapport à la première extrémité de l'arbre d'entraînement, - le ou chaque support peut être dégagé du logement correspondant et engagé dans celui-ci par translation et rotation relative de l'hélice et du support, - l'hélice est surmoulée sur le ou chaque support, - des passages de réception du matériau de l'hélice sont ménagés dans le ou chaque support, - les moyens de montage comprennent plusieurs supports espacés angulairement l'un de l'autre autour de l'axe, et - les moyens de montage comprennent un seul support qui entoure l'axe. 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, partielle et en coupe axiale, illustrant la liaison entre l'hélice et l'arbre du ventilateur de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique, partielle et en coupe prise suivant la ligne 111-111 de la figure 2, - les figures 4 et 5 sont des vues respectivement analogues aux figures 2 et 3 et illustrant un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une vue analogue à la figure 3 illustrant un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 7 est une vue schématique, partielle et en coupe prise suivant la ligne VII-VII de la figure 6, - la figure 8 est une vue schématique, partielle et en coupe développée prise suivant la ligne courbe VIII-VIII de la figure 6, et - les figures 9 et 10 sont des vues analogues à la figure 8 illustrant deux étapes successives du montage de l'hélice sur l'arbre du ventilateur des figures 6 à 8. 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 du conducteur et donc au sens de marche du véhicule matérialisé par la flèche F de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un bloc avant d'un véhicule automobile qui comprend un moteur thermique 1, un radiateur 2 de refroidissement du moteur 1, et un groupe moto-ventilateur 3 qui comprend une hélice 4, un moteur électrique 5 dont un arbre de sortie 6 métallique est relié à l'hélice 4 pour l'entraîner en rotation autour de son axe A. Plus précisément et comme illustré par la figure 2, l'hélice 4 comprend un moyeu 10 en forme de bol et des pales 11 qui prolongent radialement le bol 10 vers l'extérieur. On notera que les pales 11 ont été uniquement représentées partiellement sur la figure 2. L'hélice 10 est montée sur une première extrémité ou extrémité avant 12 de l'arbre 6 par l'intermédiaire de son moyeu 10. La première extrémité 12 est prolongée radialement vers l'extérieur par une collerette 13 de forme circulaire tronquée le long de deux méplats 14. Un alésage central 15 taraudé est ménagé dans la première extrémité 12 de l'arbre 6. La collerette 13 est venue de matière avec la première extrémité 12. Une cavité 16 de forme sensiblement complémentaire de celle de la collerette 13 a été ménagée dans le fond 17 du bol 10 depuis sa face arrière 18. Un orifice central traversant 19 a en outre été ménagé dans le fond 17 du bol 10 et débouche dans la cavité 16. La collerette 13 est reçue dans la cavité 16 du bol 10 et une vis 20 vient plaquer axialement le fond 17 du bol 10 contre cette collerette 13. Plus précisément, la tige de la vis 20 traverse l'orifice 19 prévu dans le fond 17 du bol 10 et est vissée dans l'alésage central 15 de la première extrémité 12 de l'arbre 6. La tête de la vis prend appui sur la face avant 21 du fond 17 via une rondelle 22. L'hélice 4 s'appuie donc axialement sur la collerette 13. Cet appui axial s'effectue donc sur une surface d'aire relativement importante qui permet de limiter les risques d'apparition de balourd. Pour autant la longueur axiale du ventilateur 3 est limitée. En outre, l'hélice 24 qui ne comporte pas d'insert métallique est de coût réduit. Les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation dans lequel la collerette 13 est entièrement circulaire et munie de huit orifices 25 axiaux et circulaires régulièrement répartis angulairement autour de l'axe A. Le fond 17 du bol 10 de l'hélice 4 a été surmoulé sur la collerette 13. De la matière plastique, dans laquelle l'hélice 4 est formée d'une seule pièce, est reçue dans les orifices 25 et relie ainsi les régions du fond 17 du bol 10 situées respectivement en avant et en arrière de la collerette 13. Ainsi, l'hélice 4 et la première extrémité 12 de l'arbre 6 sont solidaires l'une de l'autre en translation le long de l'axe A et en rotation autour de l'axe A. Comme dans le premier mode de réalisation, la collerette 13 fournit, en raison de son étendue radiale par rapport à la première extrémité 12 de l'arbre 6, une surface d'appui axial d'aire relativement importante à l'hélice 4, ce qui permet de limiter les risques d'apparition de balourd. Ici encore, la longueur axiale du ventilateur 3 est limitée. Les coûts de fabrication du ventilateur 3 selon ce deuxième mode de réalisation sont également réduits en raison du surmoulage de l'hélice 4 sur l'arbre 6. De manière plus générale, la collerette 13 peut présenter, à la place ou en plus des orifices 25, d'autres reliefs permettant d'améliorer la liaison entre l'hélice 4 et la collerette 13. Ainsi, la collerette 13 peut être moletée. Les figures 6 à 10 illustrent un troisième mode de réalisation de l'invention dans lequel le support axial est fourni à l'hélice par trois éléments 30 en forme de secteurs d'anneau qui prolongent radialement vers l'extérieur la première extrémité 12 de l'arbre 6. Ces éléments 30 sont régulièrement répartis angulairement autour de l'axe A et espacés l'un de l'autre. Les éléments 30 sont reçus dans des logements 31, de forme complémentaire ménagés dans le fond 17 du bol 10 de l'hélice 4. Les trois logements 31 sont régulièrement répartis angulairement autour de l'axe A. Chaque logement 31 est accessible depuis la face avant 21 du fond 17 du bol 10 par l'intermédiaire d'un dégagement 32 en forme de secteur d'anneau d'angle au centre plus réduit que celui des éléments 30. Le logement 31 considéré est également accessible depuis la face arrière 18 du fond 17 du bol 10 par l'intermédiaire d'un dégagement 33, dont la forme est complémentaire de celle d'un élément 30. Le logement 31 considéré et les dégagements 32 et 33 correspondants sont délimités notamment par une paroi arrière 34 et une paroi avant 35 du fond 17. La paroi avant 35 est munie d'un relief d'encliquetage 36 en saillie vers l'arrière pour retenir l'élément 30 correspondant contre le fond 37 du logement 31 considéré. Pour engager les éléments 30 jusqu'aux fonds 37 des logements 31 comme représenté sur la figure 8, on place les éléments 30 dans les dégagements 33 puis on enfonce les éléments 30 au fond de ces dégagements 33 en poussant axialement le bol 10 de l'hélice 4 vers les éléments 30, comme illustré par la flèche 38 sur la figure 9. Ce déplacement est poursuivi jusqu'à ce que les parois avant 35 soient déformées élastiquement vers l'avant par les éléments 30, comme illustré par la figure 10. On fait ensuite pivoter l'hélice 4 par rapport à l'arbre 6 et donc aux éléments 30, comme illustré par la flèche 39 sur la figure 10, pour faire pénétrer progressivement et simultanément les trois éléments 30 dans les trois logements 31. Lorsque les éléments 30 sont engagés jusqu'aux fonds 37 des logements 31, les parois 35 reprennent élastiquement leurs positions non déformées de repos et les reliefs 36 prennent appui transversalement contre les éléments 30 en les poussant contre les fonds 37 des logements 31. Chaque élément 30 est alors enserré axialement, entre les parois arrière 34 et avant 35, et transversalement, entre les reliefs 36 et les fonds 37 des logements 31. Les parois 34 et 35 assurent la fixation axiale de l'hélice 4 sur l'arbre 6. Les reliefs 36 et les fonds 37 assurent la solidarisation angulaire de l'arbre 6 et de l'hélice 4 pour permettre son entraînement en rotation par l'arbre 6. Pour démonter l'hélice 4 de la première extrémité 12 de l'arbre 6, on libère les éléments 30 des logements 31 en procédant à l'inverse de ce qui a été décrit précédemment, en déformant les parois 35 à l'aide d'un outil tel qu'un tournevis. De manière avantageuse, on pourra utiliser un outil permettant de déformer simultanément les trois parois 35. Dans ce troisième mode de réalisation, les éléments 30 fournissent également à l'hélice 4 une surface d'appui axial d'aire suffisamment importante pour limiter les risques d'apparition de balourd, sans impliquer une augmentation de la longueur axiale du ventilateur 3. REVENDICATIONS 1. Ventilateur (3) pour véhicule automobile, du type comprenant une hélice (4), un arbre (6) d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe (A), et des moyens (13,20 ; 13 ; 30 à 36) de montage de l'hélice (4) sur une première extrémité (12) de l'arbre d'entraînement, caractérisé en ce que les moyens de montage comprennent au moins un support (13 ; 30), qui est venu de matière avec la première extrémité (12) de l'arbre d'entraînement, qui s'étend radialement vers l'extérieur depuis cette extrémité, et qui fournit un appui axial à l'hélice. 2. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque support (13 ; 30) est engagé dans un logement (16 ; 31) ménagé dans l'hélice (4) pour permettre à l'arbre d'entraînement (6) d'entraîner l'hélice en rotation. 3. Ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de montage comprennent pour chaque support un relief d'encliquetage (36) pour maintenir le support (30) dans le logement (31) correspondant. 4. Ventilateur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le ou chaque logement (31) est délimité par des parois (34,35) enserrant axialement le ou chaque support (30) pour fixer axialement l'hélice par rapport à la première extrémité (12) de l'arbre d'entraînement (6). 5. Ventilateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ou chaque support (30) peut être dégagé du logement (31) correspondant et engagé dans celui-ci par translation et rotation relative de l'hélice et du support. 6. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hélice (4) est surmoulée sur le ou chaque support (13). 7. Ventilateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que des passages (25) de réception du matériau de l'hélice sont ménagés dans le ou chaque support. 8. Ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de montage comprennent plusieurs supports (30) espacés angulairement l'un de l'autre autour de l'axe (A). 9. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de montage comprennent un seul support (13) qui entoure l'axe (A). 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur selon l'une des revendications précédentes.