Brevet FR3037112A1 — publié le 20161209

Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un dispositif de fixa- tion pour recevoir un appareil électrique à refroidir, de préférence avec une fixation d'une pièce ou d'un composant, de préférence amortissant ou réduisant les vibrations, le composant étant par exemple un ventila- teur électrique muni d'une paroi de boîtier avec l'appareil électrique à refroidir. Elle a également pour objet une installation ainsi qu'un procédé de fabrication du dispositif de fixation. Etat de la technique Pour refroidir les appareils électriques ou les installations électriques, on utilise souvent des ventilateurs électriques sous la forme de ventilateurs axiaux. Ces ventilateurs axiaux ont, de manière générale, un boîtier de ventilateur, de forme sensiblement tubulaire (c'est-à-dire cylindrique) logeant le moyeu du ventilateur avec le rotor de venti- lateur fixé par des entretoises en forme de rayon. De manière caractéris- tique la face frontale du boîtier de ventilateur comporte, deux brides de support au niveau des deux faces frontales du boîtier de ventilateur, transversalement à l'axe de ventilateur. De tels ventilateurs axiaux sont habituellement fixés avec des vis à la paroi du boîtier de l'appareil à re- froidir ; on utilise des vis qui traversent la bride de support et viennent dans la paroi du boîtier. Le couplage rigide d'un tel ventilateur axial à la paroi du boîtier fait que les bruits générés par le ventilateur ou les vibrations sous forme de sons corporels, sont transmis aux parois du boîtier et ainsi à l'appareil à refroidir ; or, souvent la résonance ou le rayonnement des bruits sur une grande surface, par l'intermédiaire de l'appareil de refroidissement amplifie les bruits. Dans le cas du ventilateur décrit ci-dessus, cela peut facilement se traduire par un bruit sourd, et gênant. Une solution connue consiste à serrer le ventilateur sous une patte de métal qui vient en saillie de la paroi du boîtier et insérer un matériau amortissant les vibrations entre la patte et le ventilateur, par exemple, une plaque en caoutchouc mousse pour éviter la transmission par résonance. Cette solution nécessite des moyens de montage et de démontage de sorte que le remplacement, par exemple d'un venti- 3037112 2 lateur défectueux nécessite en général le démontage total du composant portant le ventilateur. Selon le document DE 1998332 Ul, il est connu de réali- ser une suspension avec amortissement des vibrations pour un ventila- 5 teur avec un anneau de support en forme d'anneau de cercle entourant extérieurement le moteur du ventilateur et utilisant des pièces de serrage en forme de coin que l'on glisse avec le moteur de ventilateur, axialement dans un anneau de maintien également de forme pratiquement circulaire en pinçant des pièces de serrage entre l'anneau de support et 10 l'anneau de maintien pour réaliser ainsi une fixation amortissant les vibrations. Cette installation de suspension est conçue spécialement pour être fixée entre deux anneaux de forme circulaire. Le document EP 0135845 B1 décrit une autre solution pour monter un ventilateur axial de façon silencieuse ou en amortissant 15 les vibrations. La solution proposée suppose un ventilateur axial avec deux brides de support qui se font face, ont une forme carrée et dont les coins dépassent le boîtier tubulaire du ventilateur dans la direction axiale pour former des brides. Entre les coins correspondant des brides de support carré qui se font face, on intègre des éléments en élastomère 20 qui s'accrochent et dépassent par exemple des coins de la bride de sup- port dans la direction axiale. Le ventilateur muni dans de telles conditions, des coins amortisseurs, est glissé dans une fourche de maintien formée de deux bras et qui se trouvent à la paroi de boîtier de l'appareil à refroidir dans laquelle on le glisse pour le tenir avec la fourche. Le ma- 25 tériau amortisseur installé entre les bras de la fourche de maintien de la bride de support du ventilateur, réalise le découplage des oscillations ou vibrations générées par le fonctionnement du ventilateur par rapport à la fourchette de maintien ou la paroi du boîtier portant la fourchette de maintien qui fait partie du boîtier. La mise en place de l'accrochage de 30 l'élément en élastomère entre les coins de la bride de support crée des incertitudes à cause de l'élasticité des éléments en élastomère et nécessite ainsi des moyens de montage et de contrôle plus importants. But de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux incon- vénients des solutions de montage d'un composant dans un autre com- 3037112 3 posant pour réduire les moyens de montage et le risque de défaillance, notamment dans le cadre d'une fabrication en grande série. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif 5 de fixation pour fixer un composant à un autre composant avec un élé- ment récepteur pour recevoir le composant, ce dispositif étant formé d'un élément récepteur en un premier matériau souple et d'un élément de bride relié à l'élément récepteur et réalisé en un second matériau dur. 10 En d'autres termes, la base de l'invention est un disposi- tif de fixation formé d'un matériau composite alliant un matériau souple ou mou pour recevoir ou amortir les oscillations ou les vibrations générées par le composant tel qu'un ventilateur axial en fonctionnement et d'un matériau dur pour un élément de bride qui garantit la fixation, par 15 exemple, un vissage « dur » sur un autre composant telle qu'une paroi de boîtier d'un appareil à refroidir ou d'une installation. Ce vissage ferme (vissage dur) a l'avantage dans le cas d'une fabrication en grande série de pouvoir faire le vissage d'une part avec un couple minimum prédéfini garantissant la prise en compte, par exemple des tolérances et 20 de l'encrassage des filetages au point de vissage et en ce que le couple de serrage augmente de manière significative lorsqu'on arrive à la fixation ferme ; cette augmentation du couple sera constatée de façon simple et garantie par les visseuses. Contrairement à cela, dans le cas d'un vissage « mou », si celui-ci concernait, par exemple le vissage direct 25 de la cavité ou du récepteur à fois du boîtier il serait tel que le couple maximum possible du vissage serait significativement plus faible à cause de la moindre résistance de la matière souple de sorte qu'il serait difficile de garantir un tel vissage et de détecter la fin du vissage. Selon un développement avantageux de l'invention, la 30 première matière de l'élément récepteur est un polymère / ou un élas- tomère, comme par exemple du caoutchouc naturel, du caoutchouc isopropène, du caoutchouc styrène-butadiène, du caoutchouc butadiène, du caoutchouc butyle, du caoutchouc éthylène-propylène-diène, du caoutchouc acrylonitrile-butadiène, du caoutchouc chloroprène, du 3037112 4 caoutchouc polyuréthane, du caoutchouc de silicone, du caoutchouc fluor-silicone, du caoutchouc fluoré, caoutchouc polyuréthane. De préférence, l'élastomère thermoplastique est par exemple un copolymère tel qu'un polyester base, TPU, TPO/TPV ou un 5 copolymère base styrène. L'avantage réside dans ce cas dans la possibi- lité d'injection. Le choix du matériau approprié dépend avantageusement des conditions ambiantes et des impératifs liés à chaque application et notamment la plage de température, des conditions d'environnement chimique et la durabilité ou la tenue au fonctionne- 10 ment. Le second matériau pour l'élément de bride est avantageusement en matière plastique dure ou une matière plastique composite, par exemple du polycarbonate PC ou PC/ABS ou un métal tel que de l'acier ou de l'aluminium, de la tôle de cuivre ou un métal injecté 15 sous pression qui s'utilise de manière caractéristique à l'état d'agrégat solide comme ayant par exemple une dureté de 90-100 shore A. Le matériau mou avec des caractéristiques des élastomères se situe par exemple entre 30 et 80 shore A. On se référera, par exemple au document : Dubbel Taschenbuch für Maschinenbau : Die Hârte von Kunst- 20 stoffen wird im Kugeldruckversuch/DINENISO 2039-1 ou une matière souple et des élastomères souples A ou D selon la norme DINENISO 868 (ISO 7619). Selon un développement avantageux, l'élément récepteur est une cavité pour recevoir le composant par une liaison par la forme. 25 Le composant est alors entouré par la cavité notamment pour que dans un cas de fonctionnement caractéristique, c'est-à-dire s'il s'agit d'un ventilateur, celui-ci est tenu de façon garantie. Dans la mesure où le composant est un ventilateur axial comme cela a été décrit ci-dessus, on aura un boîtier tubulaire (boîtier cylindrique) logeant le rotor de ven- 30 tilateur et des brides de support de forme carrée si bien que la cavité a de préférence une section carrée et les surfaces latérales de la cavité s'appliquent contre les arêtes extérieures axiales des brides de support. De façon préférentielle, les coins de la bride de support qui viennent en saillie sur le boîtier tubulaire du ventilateur axial sont tenus ou suppor- 35 tés par les segments de coin qui sont en saillie de la cavité dans les 3037112 5 deux directions axiales, comme cela est représenté dans les figures, notamment à la figure 3. De manière préférentielle, la périphérie extérieure de la cavité, notamment aux coins et des bords tournés vers l'ouverture 5 axiale, comporte des éléments de prise. Ceux-ci servent à appliquer un outil d'écartement permettant d'élargir l'ouverture axiale de la cavité pour introduire le composant qui est ici par exemple le ventilateur axial sans avoir à vaincre les forces de frottement ou les forces de déformation entre les brides de support du ventilateur et les parois de la cavité 10 ou les segments de coin des ouvertures de la cavité. Cela facilite la mise en place garantie et fiable du composant dans le dispositif de fixation et cela avec une mise en oeuvre de moyens réduits. Selon un développement préférentiel, l'élément de bride du dispositif de fixation comporte des moyens de fixation, un autre 15 composant comme par exemple la paroi du boîtier de l'appareil à refroi- dir ou de l'installation. Ces moyens de fixation peuvent comporter des pattes avec des oeillets ou des trous pour recevoir des vis et qui dépassent de la projection axiale de l'élément récepteur ; ainsi le composant logé dans le dispositif de fixation pourra être vissé à l'autre composant 20 tel qu'une paroi de boîtier. En variante ou en complément, les moyens de fixation comportent également des crochets pour s'accrocher dans des évidements de l'autre composant. La fixation à l'autre composant peut également se faire par une liaison de type baïonnette ou une liaison par la 25 forme de ce type. De façon préférentielle, l'autre composant, c'est-à-dire la paroi du boîtier de l'appareil est préparée pour recevoir le dispositif de fixation et comporte de préférence une bride complémentaire correspondante servant par exemple à recevoir des moyens de fixation du dis- 30 positif de fixation dans des taraudages. En variante, on peut également fixer l'autre composant aux endroits appropriés au cours d'une seule étape, par exemple avec des vis auto-taraudeuses. De façon avantageuse, l'élément récepteur du composant et l'élément de bride du dispositif de fixation selon l'invention sont reliés 35 l'un à l'autre par une liaison par la forme. L'élément récepteur et 3037112 6 l'élément de bride peuvent par exemple être reliés par une liaison par une forme de denture. Cela garantit une très grande sécurité de liaison et de stabilité du composant réalisé en des matériaux durs ou mous, différents. 5 Pour une fabrication économique et efficace, le dispositif de fixation formé par la combinaison d'un élément récepteur et d'un élément de bride, se fabrique par injection. De manière avantageuse, la combinaison de l'élément récepteur et de l'élément de bride se réalise en enrobant, par exemple, par injection, l'élément de bride avec un premier 10 matériau souple de l'élément récepteur. On améliore la liaison avec des bords en forme de dent, d'entailles ou de formes analogues pour avoir une liaison plus forte. D'autres perfectionnements s'obtiennent par des cavités ou des trous dans le matériau dur et dans lesquels peut passer l'autre 15 matériau. De manière avantageuse, la combinaison de l'élément ré- cepteur et de l'élément de bride peut également se faire par une impression 3D. Dessins 20 La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un dispositif de fixation d'un composant et de son procédé de fabrication représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un ventilateur axial 25 comme exemple de composant à fixer à l'aide d'un dispositif de fixation selon l'invention, le fonctionnement de ce composant générant des vibrations ou des oscillations, la figure 2 montre une vue en perspective d'un dispositif de fixation sous la forme d'un composant composite formé d'un élément 30 de bride en un matériau dur et d'un élément récepteur en un ma- tériau souple, la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de fixation selon l'invention muni d'un composant qui est ici un ventilateur axial, 3037112 7 la figure 4 est une vue en perspective d'un élément récepteur en un matériau souple d'un dispositif de fixation selon l'invention et, la figure 5 montre une vue en perspective d'un élément de bride en un matériau dur d'un dispositif de fixation selon l'invention. 5 Description de modes de réalisation La figure 1 montre un ventilateur axial 2 comme exemple d'un composant destiné à recevoir et fixer un dispositif de fixation selon l'invention. Le ventilateur 2 se compose d'un boîtier tubulaire (cylin- 10 drique) 20 dont la section libre reçoit un moteur avec un moyeu et un rotor de ventilateur 21. L'extrémité frontale du boîtier tubulaire 20 comporte une bride de support, à savoir une première bride de support 221 appelée ci-après bride de support avant et une seconde bride de support 222 appelée ci-après bride de support arrière. Les deux brides 15 de support 221, 222 ont, dans le cas présent, une section carrée. L'espace libre entre le boîtier tubulaire 20 et les coins extérieurs des brides de support 221, 222 sont occupés par des coins 2211, 2212, 2213, 2214, pour la bride de support avant 221 ainsi que des coins 2221, 2222, 2223, 2224 de la bride de support arrière 222. Dans le cas 20 présent, les coins sont percés pour permettre de fixer le ventilateur, par exemple par vissage à un autre composant. L'intervalle libre entre les arêtes extérieures de la bride de support avant 221 et de la bride de support arrière 222 sont, dans le cas présent, occupées au moins partiellement par les surfaces latérales 231, 232, 233, 234. 25 La figure 2 montre le dispositif de fixation 1 selon l'invention. Le dispositif de fixation 1 se compose d'un élément récepteur 11 en un premier matériau qui est un matériau souple, notamment un élastomère et un élément de bride 16 relié à celui-ci ; l'élément de bride est en un seul matériau dur par rapport au premier matériau qui 30 est souple ou mou ; il s'agit par exemple d'une matière plastique dure ou d'un métal tel que de la tôle ou un métal injecté sous pression. L'élément récepteur 11 a une cavité 110 pour recevoir le composant 1 à fixer et le tenir de préférence par une liaison par la forme et/ou par la force. Pour cela, la cavité a des parois latérales 131, 132, 35 133, 134 qui correspondent aux parois latérales du ventilateur axial 1, 3037112 8 231, 232, 233, 234. La section intérieure de la cavité est de préférence réalisée pour coïncider avec la section extérieure du composant 1. Selon un développement, la section intérieure de la cavité est légèrement plus étroite que le contour de la bride de support du ventilateur ; en d'autres 5 termes, par exemple, la longueur des côtés des parois latérales 131-134 est inférieure de quelques dixièmes de millimètres à la longueur correspondant des surfaces latérales 231-234 du ventilateur axial. De cette manière, le ventilateur axial 2 sera tenu dans la cavité 110 par une liaison par la forme et par la force. 10 La cavité 110 est fermée dans la direction axiale par son extrémité avant apparaissant en biais à l'observateur de la figure par une première paroi 1210 appelée ci-après également paroi avant et à son extrémité arrière, à l'opposé, par une seconde paroi 1220 appelée ci-après paroi arrière. La paroi avant 1210 a une première ouverture 15 1211 encore appelée ci-après ouverture avant et la paroi arrière 1220 qui se trouve à l'opposé a une seconde ouverture 1221 appelée également ci-après ouverture arrière. Les deux ouvertures de la cavité correspondent à la section libre du boîtier 20 du ventilateur axial 2 qui est de forme tubulaire de sorte que lorsque le ventilateur axial 2 est mis en 20 place, la veine d'air traverse la limite avant et la limite arrière de l'élément récepteur sans rencontrer d'obstacle. La paroi avant 1210 de la cavité 110 est ainsi formée principalement par les branches en forme de ruban 1212, 1213, 1214, 1215, le long des parois latérales 131, 132, 133, 134 de la cavité, et qui viennent en saillie radialement dans la sec- 25 tion de la cavité 110 ainsi que par les coins 1216, 1217, 1218, 1219 qui relient les branches. De façon analogue, la paroi arrière 1220 est limitée par les branches en forme de ruban 1222-1225 qui délimitent radiale-ment la section de la cavité 110 au niveau de son ouverture arrière 1221 le long des parois latérales 131, 132, 133, 134 de la cavité ainsi 30 que par les coins 1227 reliant les branches. Dans cette réalisation de la cavité 110, le composant 2 qui est ici un ventilateur axial selon la figure 1, en fonction duquel est réalisée la cavité, sera entouré et logé par une liaison par la forme pour être tenu. 3037112 9 L'élément récepteur 11, c'est-à-dire la cavité 110 comporte au niveau des coins tournés vers la paroi arrière 1220, des points d'attaque 1111, 1112, 1113 sous la forme d'oeillets. Ces points d'attaque permettent de recevoir un outil d'écartement à l'aide duquel 5 on étire l'ouverture arrière 1221 de l'élément récepteur 11, c'est-à-dire de la cavité 110. Cela permet d'élargir la section de l'ouverture arrière 1221 de l'élément récepteur 11 pour permettre d'introduire le ventilateur axial 2 selon la figure 1 dans la cavité 110 sans que les coins de la bride de support du ventilateur ne touchent les coins 1227 de la paroi 10 arrière 1220. Le ventilateur se place ainsi dans la cavité sans qu'il soit nécessaire d'exercer une force. Après mise en place du ventilateur axial 1 dans la cavité 110 on enlève l'outil d'écartement de sorte que la cavité, sous l'effet de son élasticité, reprend sa forme initiale. Ainsi, le composant 1 est appliqué contre les parois latérales 131-134 de la paroi ar- 15 rière 1220 et de la paroi avant 1210 de la cavité 110 qui garantit sa fixation. A côté de l'élément de maintien 11, la figure 2 montre également l'élément de bride 16 qui, selon la figure, dépasse la paroi latérale supérieure 131, la paroi latérale gauche 133 et la paroi latérale 20 inférieure 132 de l'élément de maintien 11 sous la forme de pattes de fixation 163, 164, 165. Ces éléments ou pattes de fixation 163, 164, 165 constituent des moyens de fixation du dispositif de fixation 1 à un autre composant, par exemple un boîtier d'appareil. La figure 3 montre en perspective le dispositif de fixation 25 1 selon l'invention logeant un composant 2, qui, dans le cas présent, est un ventilateur axial. La figure 4 montre en perspective, de manière séparée, l'élément récepteur 11 déjà décrit. Comme cela apparaît dans cette figure, les surfaces latérales 131, 132 ont des ouvertures en forme de 30 fente 1311 et 1321. Ces ouvertures en forme de fente 1311, 1321 per- mettent de faire sortir les moyens de fixation 163 et 164 de l'élément de bride 16 pour venir en saillie de la section de l'élément de maintien 11 dans la direction axiale comme cela apparaît aux figures 2 et 3. Enfin, la figure 5 montre l'élément de fixation 16 en pers- 35 pective, seul. L'élément de fixation 16 (bride de fixation) se présente 3037112 10 sous la forme d'un châssis 161 de section correspondant à celle du composant ; dans le cas présent, cette section est carrée ; le cadre a une ouverture libre 160 dont la section est de préférence supérieure à celle du boîtier tubulaire 20 du ventilateur axial 2. L'arête extérieure du 5 châssis 161 comporte des dents 162 qui, selon un développement, coo- pèrent avec d'autres moyens dentés servant à recevoir l'élément de maintien 11 par une liaison par la forme pour que l'élément de maintien 11 et l'élément de bride 16 soient conçus pour un fonctionnement de longue durée en étant sollicités par les vibrations générées par le venti- 10 lateur 2. L'élément de liaison de l'élément de fixation 11 et de la bride 16 peut être par exemple réalisé par surmoulage de l'élément de bride 16 avec la matière de l'élément récepteur 11. Au-delà de la section du châssis 161, dans le cas pré- sent, les éléments de fixation 163, 164, 165 qui ont des pattes compor- 15 tent également des vis. Les passages de vis ou trous de vis, comme cela est indiqué à la figure, peuvent être munis de goujons de montage, de broches ou de nervures pour fixer l'élément de bride 16 et ainsi le dispositif de fixation 1 mentionné en dernier lieu a un autre composant, par exemple une paroi de boîtier d'un appareil, le ventilateur doit refroi- 20 dir. 3037112 11 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif de fixation 2 Ventilateur / ventilateur axial 5 11 Cavité / Elément de maintien 1111 Oeillet 1112 Oeillet 1113 Oeillet 1210 Paroi avant 10 1211 Ouverture avant 1212 Branche en forme de ruban 1213 Branche en forme de ruban 1214 Branche en forme de ruban 1215 Branche en forme de ruban 15 1216 Coin reliant les branches 1217 Coin reliant les branches 1218 Coin reliant les branches 1219 Coin reliant les branches 1220 Paroi arrière 20 1221 Ouverture arrière 1227 Coin reliant les branches 131, 132 Parois latérales de la cavité 133, 134 Parois latérales de la cavité 16 Elément de bride 25 160 Ouverture libre 161 Châssis 162 Denture 163, 164, 165 Eléments de fixation 20 Boîtier tubulaire / Boîtier cylindrique 30 21 Rotor de ventilateur 221 Bride de support 222 Bride de support 2211 Coin 2212 Coin 35 2213 Coin 3037112 12 2214 Coin 2221 Coin 2222 Coin 2223 Coin 5 2224 Coin 231, 232 Surfaces latérales du ventilateur axial 233, 234 Surfaces latérales du ventilateur axial 10 REVENDICATIONS1°) Dispositif de fixation (1) pour fixer un composant (2) à un autre composant avec un élément récepteur (11) pour recevoir le composant (2), ce dispositif étant formé d'un élément récepteur (11) en un premier matériau souple et d'un élément de bride (16) relié à l'élément récepteur (11) et réalisé en un second matériau qui est dur. 2°) Dispositif de fixation (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier matériau est un polymère ou un élastomère thermoplastique et le second matériau est une matière plastique dure ou un métal. 3°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'élément récepteur (11) a une cavité (110) pour recevoir le composant (2) par une liaison par la forme. 4°) Dispositif de fixation (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité (110) comporte des éléments de prise (1111, 1112, 1113) pour appliquer un outil d'écartement. 5°) Dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de bride (16) comporte des moyens pour être fixé à un autre composant. 6°) Dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément récepteur (11) et l'élément de bride (16) sont reliés par une liaison par la forme. 3037112 14 7°) Dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément récepteur (11) et l'élément de bride (16) sont reliés par une 5 denture (162). 8°) Dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que 10 la combinaison formée de l'élément récepteur (11) et de l'élément de bride (16) est fabriqué par injection. 9°) Dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 15 caractérisé en ce que la combinaison formée de l'élément récepteur (11) et de l'élément de bride (16) est obtenu par surmoulage de l'élément de bride (11) avec le premier matériau de l'élément récepteur (16). 20 10°) Dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la combinaison formée de l'élément récepteur (11) et de l'élément de bride (16) est obtenu par une impression 3D. 25 11°) Installation comportant le composant (2) ainsi qu'un autre composant comportant une bride complémentaire servant à recevoir l'élément de bride (16) du dispositif de fixation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 30