Brevet FR3055240A1 — publié le 20180302

Procédé de fabrication d'une turbine d'unité de ventilation La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une turbine d'unité de ventilation, une turbine obtenue par ce procédé et un moule permettant le moulage de cette turbine. De nombreux locaux, qu'il s'agisse de locaux à usage d'habitation, ou à usage de bureaux comportent des dispositifs assurant le renouvellement d'air, d'une part pour des raisons de maintien dans un bon état des locaux, ceux-ci ayant besoin d'être ventilés pour que les matériaux constitutifs conservent leurs propriétés, et d'autre part pour des raisons de confort des occupants. Ces dispositifs comprennent une unité de ventilation associée à un conduit d'évacuation d'air hors d'un local, pour assurer le renouvellement d'air à l'intérieur de celui-ci. L'unité de ventilation comprend une turbine couplée à un moteur par l'intermédiaire d'un axe. La turbine comprend plusieurs pales en rotation autour d'un 15 axe de rotation. Pour fabriquer la turbine, un matériau plastique liquide est injecté entre deux empreintes d'un moule. La turbine est ensuite démoulée du moule par l'ouverture d'une des empreintes du moule. L'opération de démoulage classiquement réalisée génère parfois des turbines mal équilibrées. Le balourd résiduel de la turbine 20 entraîne des vibrations lors de sa rotation par le moteur. Pour éviter ce balourd, il est classiquement effectué un test d'équilibrage sur chaque turbine fabriquée et plus précisément sur chaque ensemble turbine/moteur (moto-turbine). Si la turbine n'est pas équilibrée, les zones à équilibrer sont déterminées et un poids bien défini est ajouté ou enlevé dans ces 25 zones. Cela peut consister à ajouter des agrafes de poids calibré sur les pales de la turbine ou à enlever de la matière par usinage sur les pales de la turbine. Ce procédé est cependant long et fastidieux car ce test d'équilibrage ainsi que l'équilibrage de la turbine, si un balourd est détecté, doit être réalisé pour toutes les moto-turbines. 30 La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d'une turbine d'unité de ventilation permettant d'obtenir une turbine parfaitement équilibrée, directement après l'opération de démoulage, raccourcissant le processus de fabrication de la moto-turbine. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une turbine 35 d'unité de ventilation comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'un moule comprenant au moins deux empreintes, 3055240 2 - injection d'un matériau plastique liquide entre les deux empreintes pour obtenir au moins une turbine initiale comprenant plusieurs pales réparties autour d'un axe de rotation (A). Selon l'invention le procédé comprend les étapes suivantes : 5 - contrôle de l'équilibrage d'une ou plusieurs turbines initiales, - détermination de la ou des zone(s) à équilibrer sur les turbines initiales et du poids de matière à ajouter ou à retirer dans chacune de ces zones si un défaut d'équilibrage est détecté, afin de limiter le balourd résiduel de la turbine à fabriquer, - modification du moule en tenant compte de ces zones à équilibrer et du 10 poids de matière à ajouter ou à retirer, - injection d'un matériau plastique liquide dans le moule modifié, - démoulage du moule modifié pour obtenir une turbine équilibrée. Selon un mode de réalisation, durant l'étape de modification du moule, au moins un évidement est creusé dans une paroi d'une des empreintes du moule de 15 façon à former une zone de surépaisseur de matière faisant saillie sur la surface de l'une des pales pour obtenir une turbine équilibrée. Selon un mode de réalisation, l'évidement est creusé de façon à présenter une forme parallélépipédique. Un chanfrein est réalisé autour de l'évidement. 20 L'invention permet ainsi de fournir une turbine parfaitement équilibrée après l'opération de démoulage, raccourcissant le processus de fabrication de la moto-turbine, étant donné qu'il n'est plus nécessaire de réaliser un test d'équilibrage pour chaque turbine. La qualité de l'équilibrage de l'ensemble turbine/moteur est telle qu'il est 25 possible de se passer d'un test et d'un équilibrage individuel par ajout (masselottes) ou enlèvement de matière, postérieur à la fabrication de la turbine. Le balourd résiduel de l'ensemble est limité et la vibration mécanique induite est donc nettement réduite. Selon une variante, durant l'étape d'injection d'un matériau plastique 30 liquide dans le moule modifié, le matériau plastique liquide est injecté à proximité de l'axe de rotation (A) de la turbine. Selon une autre variante, le moule comprend une cavité tubulaire destinée à former un logement central dans la turbine pour recevoir un axe de moteur. La cavité tubulaire s'étend longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) et 35 comprend deux cavités latérales de forme semi-cylindrique opposées l'une par rapport à l'autre s'étendant longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) de façon à 3055240 3 former deux bossages autour du logement central de la turbine. Le matériau plastique liquide est injecté via l'une des deux cavités latérales. Ceci permet de rendre plus homogène la répartition de la matière à injecter dans le moule lors de l'injection, ce qui améliore l'homogénéité de la densité 5 de la turbine et par conséquent, améliore son équilibre dynamique. Selon une autre variante, durant l'étape de démoulage du moule, les empreintes sont ouvertes axialement. Le démoulage est dit naturel, permettant de garantir une homogénéité de l'épaisseur des pales indépendante des variations de fermeture des empreintes. Le 10 démoulage axial permet d'accroitre la répétabilité du procédé. L'invention concerne également une turbine d'unité de ventilation obtenue par le procédé défini précédemment. La turbine comprend un logement central destiné à recevoir un axe de moteur. Le logement central est délimité par une paroi tubulaire comprenant une face 15 interne comportant un alésage d'accouplement pour être couplé à l'axe du moteur et une face externe reliée à plusieurs pales. Selon l'invention, au moins l'une des pales comprend une zone de surépaisseur de matière faisant saillie sur sa surface et/ou une zone de sous épaisseur de matière pour équilibrer la turbine. 20 Selon un mode de réalisation, la zone de surépaisseur de matière présente une forme parallélépipédique et est délimitée par un chanfrein. Selon une variante, la zone de surépaisseur de matière est disposée à l'une des extrémités latérales supérieure ou inférieure de la pale. Selon une variante, la face externe de la paroi tubulaire de la turbine 25 comporte deux bossages dont un premier bossage longeant l'alésage d'accouplement et un deuxième bossage opposé au premier bossage. L'invention concerne également un moule destiné à la fabrication d'une turbine d'unité de ventilation telle que définie précédemment. Selon l'invention, le moule comprend deux empreintes dont au moins 30 une empreinte comprenant une paroi dans laquelle est creusé au moins un évidement de façon à former une zone de surépaisseur de matière faisant saillie sur la surface d'une des pales de la turbine pour obtenir une turbine équilibrée après moulage. Selon un mode de réalisation, l'évidement présente une forme parallélépipédique et est délimité par un chanfrein. 35 Selon une variante, le moule comprend une cavité tubulaire destinée à former un logement central dans la turbine pour recevoir un axe de moteur. 3055240 4 La cavité tubulaire s'étend longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) et comprend deux cavités latérales de forme semi-cylindrique opposées l'une par rapport à l'autre s'étendant longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) de façon à former deux bossages autour du logement central de la turbine. 5 Selon une autre variante, le moule comprend un passage annulaire entre les empreintes sensiblement perpendiculaire à la cavité tubulaire et positionné autour de cette dernière pour former une base circulaire autour du logement central de la turbine. Le passage annulaire comprenant un rétrécissement circulaire positionné 10 autour de la cavité tubulaire. Le rétrécissement circulaire forme une striction créant une zone d'accumulation permettant le remplissage uniforme du moule comme si l'injection était faite directement sur l'axe de rotation de la turbine. Le processus de fabrication et le moule permettent d'obtenir une 15 répétabilité de la fabrication de la turbine. Ils permettent de ne pas créer de balourd lors de la fabrication et donc de ne pas modifier l'équilibrage initial. Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux figures 1 à 6: - la figure 1 représente schématiquement une turbine équilibrée obtenue 20 selon le procédé de l'invention; - la figure 2 représente schématiquement cette turbine couplée avec un moteur électrique; - la figure 3 représente schématiquement le logement central de cette turbine; 25 - la figure 4 représente schématiquement une partie de la turbine moulée dans un moule; - la figure 5 représente schématiquement une zone de striction formée autour du logement central de la turbine; - la figure 6 représente schématiquement une vue de dessus de la 30 turbine. L'invention concerne un procédé de fabrication d'une turbine 1 d'unité de ventilation comprenant une étape de fourniture d'un moule 2 comprenant au moins deux empreintes 3a, 3b et une étape d'injection d'un matériau plastique liquide entre les deux empreintes 3a, 3b pour obtenir au moins une turbine 1 initiale et de 35 préférence, un ensemble ou jeu de turbines 1 initiales. 3055240 5 Chaque turbine 1 comprend un logement central 11 destiné à recevoir un axe 12 de moteur 13. Le logement central 11 est délimité par une paroi tubulaire 14 comprenant une face interne 15 comportant un alésage d'accouplement 16 pour être couplé à l'axe 12 du moteur 13 et une face externe 17. Cet alésage d'accouplement 16 5 forme un méplat. La paroi tubulaire 14 est entourée par un tube concentrique 26 relié à cette paroi tubulaire 14 par plusieurs parois de liaison 27. Les parois de liaison 27 font saillies sur la surface interne 32 du tube concentrique 26. Dans l'exemple des figures 1 à 6, la turbine 1 comprend six parois de 10 liaison 27. Le tube concentrique 26 est également relié aux pales 5 qui font saillies sur la surface externe 33 du tube concentrique 26. Dans l'exemple des figures 1 à 6, la turbine 1 comprend six pales 5 et présente un axe de rotation (A). Selon l'invention, le procédé de fabrication comprend une étape de contrôle de l'équilibrage du jeu de turbines 1 initiales. Le test d'équilibrage permet de vérifier la répétabilité et la répartition de la masse de la turbine 1 pour garantir que le balourd résiduel ou les vibrations du tourillon et/ou forces aux paliers à une fréquence correspondant à la vitesse nominale, se situent dans les limites spécifiées. Le test d'équilibrage est réalisé sur un ensemble turbine/moteur ou moto-turbine. Le procédé de fabrication comprend une étape de détermination de la ou des zone(s) à équilibrer 6 sur la turbine initiale et du poids de matière à ajouter ou à retirer dans chacune de ces zones à équilibrer 6 si un défaut d'équilibrage est détecté, afin de limiter le balourd résiduel de la turbine 1 à fabriquer. Cette étape est de préférence réalisée sur un jeu de turbines 1 initiales. Autrement dit, un calibrage en poids est réalisé. Cette étape est de préférence réalisée selon la norme ISO 1940-1. Les zones et poids d'ajout de matière sont déterminés de façon à obtenir une classe 30 d'équilibrage G6.3 usuel pour les rotors de ventilateurs. D'autres normes sont également possibles. La turbine 1 initiale peut comprendre une ou plusieurs zones à équilibrer 6 sur une même pale 5 et plusieurs pales 5 à équilibrer. Le procédé de fabrication comprend une étape de modification du moule 35 2 en tenant compte de ces zones à équilibrer 6 et du poids de matière à ajouter ou à retirer. 3055240 6 Le procédé de fabrication comprend ensuite une étape d'injection d'un matériau plastique liquide dans le moule 2 modifié et une étape de démoulage du moule 2 modifié pour obtenir une turbine 1 équilibrée. L'étape de modification du moule 2 comprend une étape de 5 redimensionnement du moule 2 pour compenser les défauts géométriques de la turbine 1 initiale par ajout de matière sur les pales 5 de la turbine 1, par exemple. Par opposition, il peut être possible de supprimer de la matière sur les pales 5 de la turbine 1. Durant l'étape de modification du moule 2, au moins un évidement est 10 creusé dans une paroi d'une des empreintes 3a, 3b du moule 2 de façon à former une zone de surépaisseur de matière 9 faisant saillie sur la surface d'une des pales 5. Il est ainsi obtenu une turbine 1 équilibrée. L'évidement est creusé de façon à présenter une forme parallélépipédique. Un chanfrein est réalisé autour de l'évidement. D'autres formes 15 sont également possibles. Après le processus de fabrication, la turbine 1 comprend une ou plusieurs pales 5 comprenant chacune une ou plusieurs zones de surépaisseur de matière 9 présentant une forme parallélépipédique. Chaque zone de surépaisseur de matière 9 est délimitée par un chanfrein 4. 20 La zone de surépaisseur de matière 9 est disposée à l'une des extrémités latérales supérieure 19 ou inférieure 20 de la pale 5. Selon l'exemple des figures 1 et 2, la turbine 1 comprend une première pale 5 comprenant une première zone de surépaisseur de matière 9 à l'extrémité latérale supérieure 19 de cette première pale 5 et une deuxième zone de surépaisseur 25 de matière 9 à l'extrémité latérale inférieure 20 de cette première pale 5. La turbine 1 comprend également une troisième zone de surépaisseur de matière 9 à l'extrémité latérale supérieure 19 d'une deuxième pale 5. La première zone de surépaisseur de matière 9 et la troisième zone de surépaisseur de matière 9 présentent les dimensions suivantes : 30 mm x 50 mm x 0,3 30 mm. Elles sont entourées par un chanfrein 4 de 5 mm x 0,3 mm. La deuxième zone de surépaisseur de matière 9 présente les dimensions suivantes : 50 mm x 30 mm x 0,32 mm. Elle est entourée par un chanfrein 4 de 5 mm x 0,32 mm. La dimension des zones de surépaisseur de matière 9 dépend du poids de 35 matière à ajouter. 3055240 7 Le moule 2 comprend trois évidements ou contre formes correspondant à la forme de ces zones de surépaisseur de matière 9. Le moule 2 ayant servi à fabriquer les turbines 1 initiales est modifié et creusé pour former ces évidements. 5 On obtient ainsi une turbine 1 parfaitement équilibrée après l'opération de démoulage. En variante, le moule 2 ayant servi à fabriquer la turbine initiale peut comprendre des ergots ou protubérances destinées à obtenir des zones de sous épaisseurs sur les pales 5 de la turbine 1 afin de retirer de la matière pour équilibrer 10 l'ensemble turbine/moteur. En variante, le moule 2 peut comprendre à la fois des ergots ou protubérances destinées à obtenir des zones de sous épaisseurs sur les pales 5 de la turbine 1 et des évidements pour obtenir des zones de surépaisseur de matière 9 sur les pales 5. 15 Selon un mode de réalisation, durant l'étape d'injection d'un matériau plastique liquide dans le moule 2 modifié, le matériau plastique liquide est injecté à proximité de l'axe de rotation (A) de la turbine 1. Le moule 2 est configuré de façon à former le logement central 11 dans la turbine 1 destiné à recevoir un axe 12 de moteur 13. Le logement central 11 est 20 délimité par une paroi tubulaire 14 comprenant une face externe 17 comportant deux bossages 18a, 18b dont un premier bossage 18a longeant l'alésage d'accouplement 16 et un deuxième bossage 18b opposé au premier bossage 18a, comme représenté sur la figure 3. L'injection est donc centralisée sur l'axe de rotation (A) de la turbine 1. 25 Le deuxième bossage 18a, 18b sert de contre poids pour l'équilibrage. Comme représenté sur la figure 4, le moule 2 comprend une cavité tubulaire 21, entre les deux empreintes 3a, 3b, destinée à former un logement central 11 dans la turbine 1 pour recevoir un axe 12 de moteur 13. La cavité tubulaire 21 s'étend longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) et comprend deux cavités latérales 22a, 22b de forme semi-cylindrique opposées l'une par rapport à l'autre s'étendant longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) de façon à former les deux bossages 18a, 18b autour du logement central 11 de la turbine 1. Durant l'étape d'injection, le matériau plastique liquide est injecté via 35 l'une des deux cavités latérales 22a, 22b pour former l'un des deux bossages 18a, 18b. 3055240 8 Une injection du matériau située au niveau de l'axe de rotation (A) de la turbine 1 permet de rendre plus homogène la répartition de la matière à injecter dans le moule 2 lors de l'injection, ce qui améliore l'homogénéité de la densité de la turbine 1 et par conséquent, améliore son équilibre dynamique. 5 Selon un mode de réalisation, durant l'étape de démoulage du moule 2, les empreintes 3a, 3b sont ouvertes axialement. Autrement dit, le démoulage est naturel permettant de garantir une homogénéité de l'épaisseur des pales 5 indépendante des variations de fermeture des empreintes 3a, 3b. Le démoulage axial permet d'accroitre la répétabilité du procédé. 10 Selon un mode de réalisation, le moule 2 comprend un passage annulaire 23 entre les empreintes 3a, 3b sensiblement perpendiculaire à la cavité tubulaire 21, comme représenté sur la figure 4. Le passage annulaire 23 est positionné autour de la cavité tubulaire 21 pour former une base circulaire 24 autour du logement central 11 de la turbine 1. 15 Le passage annulaire 23 comprend un rétrécissement circulaire 25 positionné autour de la cavité tubulaire 21. Le rétrécissement circulaire 25 entraine la formation d'un épaulement 31 sur la base circulaire 24 de la turbine 1, comme représenté sur les figures 5 et 6. Le moule 2 comprend une empreinte inférieure 3a et une empreinte 20 supérieure 3b. Le passage annulaire 23 est délimité par ces deux empreintes 3a, 3b. Le rétrécissement circulaire 25 est formé par une nervure circulaire 28 faisant saillie sur la surface de moulage 29 de l'empreinte supérieure 3b. La nervure circulaire 28 est en regard de la surface de moulage 30 de 25 l'empreinte inférieure 3a, réduisant le passage du matériau plastique liquide à cet endroit lors de son injection pour former une striction. La striction permet de créer une zone d'accumulation permettant le remplissage uniforme du moule 2 comme si l'injection était faite directement sur l'axe de rotation (A) de la turbine 1. 30 Le processus de fabrication et le moule permettent d'obtenir une répétabilité de la fabrication de la turbine 1. Ils permettent de ne pas créer de balourd lors de la fabrication et donc de ne pas modifier l'équilibrage initial. 35 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une turbine (1) d'unité de ventilation comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'un moule (2) comprenant au moins deux empreintes (3a, 3b), - injection d'un matériau plastique liquide entre les deux empreintes (3a, 3b) pour obtenir au moins une turbine (1) initiale comprenant plusieurs pales (5) réparties autour d'un axe de rotation (A), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 10 - contrôle de l'équilibrage d'une ou plusieurs turbines (1) initiales, - détermination de la ou des zone(s) à équilibrer (6) sur les turbines (1) initiales et du poids de matière à ajouter ou à retirer dans chacune de ces zones si un défaut d'équilibrage est détecté, afin de limiter le balourd résiduel de la turbine (1) à fabriquer, 15 - modification du moule (2) en tenant compte de ces zones à équilibrer (6) et du poids de matière à ajouter ou à retirer, - injection d'un matériau plastique liquide dans le moule (2) modifié, et - démoulage du moule (2) modifié pour obtenir une turbine (1) équilibrée. 20 2. Procédé de fabrication d'une turbine (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, durant l'étape de modification du moule (2), au moins un évidement est creusé dans une paroi d'une des empreintes (3a, 3b) du moule (2) de façon à former une zone de surépaisseur de matière (9) faisant saillie sur la surface de l'une des pales (5). 25 3. Procédé de fabrication d'une turbine (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'évidement est creusé de façon à présenter une forme parallélépipédique, un chanfrein étant réalisé autour de l'évidement. 4. Procédé de fabrication d'une turbine (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, durant l'étape d'injection d'un matériau 30 plastique liquide dans le moule (2) modifié, le matériau plastique liquide est injecté à proximité de l'axe de rotation (A) de la turbine (1). 5. Procédé de fabrication d'une turbine (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moule (2) comprend une cavité tubulaire (21) destinée à former un logement central (11) dans la turbine (1) pour recevoir un axe (12) de 35 moteur (13), ladite cavité tubulaire (21) s'étendant longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) et comprenant deux cavités latérales (22a, 22b) de forme semi-cylindrique 3055240 10 opposées l'une par rapport à l'autre s'étendant longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) de façon à former deux bossages (18a, 18b) autour du logement central (11) de la turbine (1), le matériau plastique liquide étant injecté via l'une des deux cavités latérales (22a, 22b). 6. Procédé de fabrication d'une turbine (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que durant l'étape de démoulage du moule (2), les empreintes (3a, 3b) sont ouvertes axialement. 7. Turbine (1) d'unité de ventilation, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé défini selon l'une quelconques des revendications 1 à 6, ladite turbine (1) comprenant un logement central (11) destiné à recevoir un axe (12) de moteur (13), ledit logement central (11) étant délimité par une paroi tubulaire (14) comprenant une face interne (15) comportant un alésage (16) d'accouplement pour être couplé à l'axe (12) du moteur (13) et une face externe (17) reliée à plusieurs pales (5), au moins l'une des pales (5) comprenant une zone de surépaisseur de matière (9) faisant saillie sur sa surface et/ou une zone de sous épaisseur de matière pour équilibrer la turbine (1). 8. Turbine (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la zone de surépaisseur de matière (9) présente une forme parallélépipédique et est délimitée par un chanfrein (4). 9. Turbine (1) selon l'une quelconques des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la zone de surépaisseur de matière (9) est disposée à l'une des extrémités latérales supérieure (19) ou inférieure (20) de la pale (5). 10. Turbine (1) selon l'une quelconques des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la face externe (17) de la paroi tubulaire (14) de la turbine (1) 25 comporte deux bossages (18a, 18b) dont un premier bossage (18a) longeant l'alésage d'accouplement (16) et un deuxième bossage (18b) opposé au premier bossage (18a). 11. Moule (2) destiné à la fabrication d'une turbine (1) d'unité de ventilation telle que définie selon l'une quelconques des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend deux empreintes (3a, 3b) dont au moins une 30 empreinte comprenant une paroi dans laquelle est creusé au moins un évidement de façon à former une zone de surépaisseur de matière (9) faisant saillie sur la surface d'une des pales (5) de la turbine (1) pour obtenir une turbine (1) équilibrée après moulage. 12. Moule (2) selon la revendication 11, caractérisé en ce que 35 l'évidement présente une forme parallélépipédique et est délimité par un chanfrein. 3055240 11 13. Moule (2) selon l'une quelconques des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comprend une cavité tubulaire (21) destinée à former un logement central (11) dans la turbine (1) pour recevoir un axe (12) de moteur (13), ladite cavité tubulaire (21) s'étendant longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) 5 et comprenant deux cavités latérales (22a, 22b) de forme semi-cylindrique opposées l'une par rapport à l'autre s'étendant longitudinalement suivant l'axe de rotation (A) de façon à former deux bossages (18a, 18b) autour du logement central (11) de la turbine (1). 14. Moule (2) selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend 10 un passage annulaire (23) entre les empreintes (3a, 3b) sensiblement perpendiculaire à la cavité tubulaire (21) et positionné autour de cette dernière pour former une base circulaire (24) autour du logement central (11) de la turbine (1), ledit passage annulaire (23) comprenant un rétrécissement circulaire (25) positionné autour de la cavité tubulaire (21). 15