Brevet FR3157903A1 — publié le 20250704

Ventilateur pour dispositif de ventilation d’un véhicule automobile et procédé d’équilibrage d’un tel ventilateur La présente invention concerne un ventilateur (10) pour un dispositif de ventilation d’un véhicule automobile comprenant : - un moteur électrique (14) comprenant un stator (20) et un rotor (18), - une roue de ventilateur (12) solidaire du rotor (18), - un support interne (16a) en matériau plastique sur lequel est fixé le stator (20), - un support externe (16b) configuré pour assurer la fixation du ventilateur (10) sur le véhicule automobile et disposé au moins partiellement autour du support interne (16a), - une pluralité d’éléments amortisseurs (28) disposés entre le support interne (16a) et le support externe (16b), dans lequel le support interne (16a) comprend au moins un élément de maintien (32) formant un canal tubulaire configuré pour recevoir une broche d’un dispositif d’équilibrage du ventilateur (10). Fig.1 Ventilateur pour dispositif de ventilation d’un véhicule automobile et procédé d’équilibrage d’un tel ventilateur La présente invention concerne un ventilateur configuré pour être disposé dans un dispositif de ventilation d’un véhicule automobile et notamment dans un dispositif de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) aussi appelé heating, ventilation and air-conditioning (HVAC) en anglais. Le ventilateur permet de ventiler l’air à l’intérieur du véhicule. Pour cela, le ventilateur comprend une roue de ventilateur comprenant par exemple une pluralité d’ailettes et entrainée en rotation par un moteur électrique. Cependant, un tel ventilateur produit des vibrations qui peuvent être importantes selon la taille de la roue de ventilateur et son poids pouvant conduire à un désagrément, notamment sonore, pour les passagers du véhicule automobile. Il convient donc de limiter ces vibrations au maximum. A cet effet, il convient d’une part d’avoir un ensemble rotatif bien équilibré et d’autre part de découpler le ventilateur du reste du véhicule pour limiter la propagation des vibrations. Afin de réaliser un tel découplage, il est connu d’équiper le ventilateur de plots amortisseurs réalisés dans un matériau souple permettant d’absorber les vibrations. Ces plots amortisseurs sont par exemple disposés au niveau du stator. Cependant, la présence de ces plots amortisseurs peut rendre difficile voire impossible l’équilibrage du ventilateur puisqu’il est nécessaire de mesurer précisément le balourd lors de la rotation de la roue du ventilateur. Or, les plots amortisseurs visent justement à amortir les vibrations liées au balourd et transmises vers l’extérieur du ventilateur. Par ailleurs, afin de réduire le coût et le poids des équipements du véhicule, de plus en plus de pièces sont réalisées en matériau plastique et notamment les pièces servant de support au moteur électrique entrainant le ventilateur. De telles pièces plastiques rendent difficile le maintien du stator pour réaliser un équilibrage correct. Il convient donc de trouver une solution permettant d’obtenir un ventilateur dont l’équilibrage peut être réalisé aisément malgré l’utilisation de pièce plastiques et permettant de limiter les vibrations transmises vers le reste du véhicule lors du fonctionnement du ventilateur. À cet effet, l’invention a pour objet un ventilateur pour un dispositif de ventilation d’un véhicule automobile comprenant : - un moteur électrique comprenant un stator et un rotor, - une roue de ventilateur solidaire du rotor, - un support interne en matériau plastique sur lequel est fixé le stator, - un support externe configuré pour assurer la fixation du ventilateur sur le véhicule automobile et disposé au moins partiellement autour du support interne, - une pluralité d’éléments amortisseurs disposés entre le support interne et le support externe, dans lequel le support interne comprend au moins un élément de maintien formant un canal tubulaire configuré pour recevoir une broche d’un dispositif d’équilibrage du ventilateur. Un tel ventilateur permet de réaliser aisément un équilibrage du ventilateur sans besoin de démonter le ventilateur tout en limitant les vibrations transmises entre le ventilateur et le reste du véhicule automobile. La transmission des vibrations vers le reste du véhicule automobile est donc minimisée par l’équilibrage du ventilateur et la présence d’éléments amortisseurs de sorte que le confort des passagers est amélioré. Selon un autre aspect de la présente invention, le canal tubulaire est un orifice traversant. Selon un autre aspect de la présente invention, le canal tubulaire présente une section circulaire. Cependant d’autres formes de section peuvent être utilisées, par exemple une section carrée ou polygonale ou toute forme permettant une introduction aisée des broches dans le canal tubulaire. Selon un autre aspect de la présente invention, le support interne et le support externe sont des bagues. Selon un autre aspect de la présente invention, le support interne et le support externe sont réalisés en matériau plastique par exemple en acrylonitrile butadiène styrène. Selon un autre aspect de la présente invention, les éléments amortisseurs sont des plots réalisés en caoutchouc, par exemple en éthylène-propylène-diène monomère. Selon un autre aspect de la présente invention, le ventilateur comprend deux éléments de maintien disposés parallèlement d’un côté et de l’autre du support interne. Selon un autre aspect de la présente invention, le support interne comprend également au moins un logement de maintien configuré pour recevoir un bras de maintien du dispositif d’équilibrage pour bloquer la translation axiale selon l’axe de l’élément de maintien. La présente invention concerne également un procédé d’équilibrage d’un ventilateur tel que décrit précédemment par un dispositif d’équilibrage comprenant au moins une broche de forme complémentaire au canal tubulaire de l’élément de maintien, le procédé comprenant : - une étape de positionnement de la, au moins une, broche de maintien dans le canal tubulaire du, au moins un, élément de maintien respectif pour maintenir au moins partiellement le support interne par la, au moins une, broche du dispositif de montage, - une étape de positionnement d’au moins un élément de blocage de la translation du support interne selon l’axe du canal tubulaire de l’élément de maintien, - une étape d’équilibrage du ventilateur dans laquelle on mesure les vibrations transmises par le ventilateur au dispositif d’équilibrage via la, au moins une, broche lorsque le ventilateur est actionné pour faire tourner la roue de ventilateur puis dans laquelle on fixe des poids sur la roue de ventilateur à des positions déterminées par le dispositif d’équilibrage. Selon un autre aspect de la présente invention, les poids sont réalisés par des agrafes et sont fixées sur des ailettes de la roue de ventilateur. Selon un autre aspect de la présente invention, les vibrations transmises par le ventilateur sont mesurées par des accéléromètres disposés sur le dispositif d’équilibrage. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de plusieurs exemples illustratifs mais non limitatifs de la présente invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 La FIG. 1 est une représentation schématique en perspective et en coupe d’un ventilateur selon un mode de réalisation de la présente invention ; FIG. 2 La FIG. 2 est une vue schématique de dessus d’un support interne et d’un support externe du ventilateur de la FIG. 1 ; FIG. 3 La FIG. 3 est une représentation schématique en perspective d’une plateforme du support interne du ventilateur de la FIG. 1 ; FIG. 4 La FIG. 4 est une représentation schématique en perspective d’un élément de maintien et d’un logement de maintien du support interne du ventilateur de la FIG. 1 . FIG. 5 La FIG. 5 est un organigramme des étapes d’un procédé d’équilibrage d’un ventilateur selon la présente invention. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations. Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère. La FIG. 1 illustre de manière schématique un ventilateur 10 pour un dispositif de ventilation de véhicule automobile, par exemple une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile. La FIG. 1 est une vue en perspective et en coupe. Le ventilateur 10 comprend une roue de ventilateur 12, un moteur électrique 14, et un dispositif support 16 du moteur électrique 14. La roue de ventilateur 12 tourne autour d’un axe A1. Le moteur électrique 14 est destiné à entrainer en rotation autour de l’axe A1, la roue de ventilateur 12. La roue de ventilateur 12 comprend par exemple une pluralité d’ailettes réparties sur le pourtour de la roue de ventilateur 12. Le moteur électrique 14 comprend un stator 20 et un rotor 18 associé. Il s’agit ici d’un rotor 18 externe en ce qu’il est associé à un stator 20 disposé radialement à l’intérieur du rotor 18 mais d’autres configurations sont possibles. Le rotor 18 peut notamment comprendre une coupelle 22 symétrique par rotation autour de l’axe A1, en forme de cloche. Le rotor 20 comprend également des aimants 24 fixés ici à une face interne de la coupelle 22, notamment sur une bande cylindrique de la face interne de la coupelle 22. La coupelle 22 du rotor 18 est fixée, en son centre, à un arbre 26 d’axe A1. L’arbre 26 constitue l’arbre de sortie (ou de rotation) du moteur électrique 14, entrainant la roue de ventilateur 12. À cet effet, la roue de ventilateur 12 est ici directement fixée sur l’arbre 26. Le stator 20 peut être symétrique par rotation autour de l’axe A1. Le stator 20 comporte un fût 46 s’étendant principalement selon la direction de l’axe A1. La coupelle 22 du rotor 18 vient notamment recouvrir une extrémité du fût 46 opposée à sa base 46a. Le dispositif support 16 du moteur électrique 14 est notamment destiné à permettre la fixation du ventilateur 10 dans un véhicule automobile, en limitant la transmission des vibrations générées par le moteur électrique 14 et/ou la roue de ventilateur 12 dans le véhicule automobile et/ou des contraintes extérieures vers le moteur électrique 14 et/ou la roue de ventilateur 12. Pour cela, le dispositif support 16 comprend un support interne 16a et un support externe 16b disposé au moins partiellement autour du support interne 16a et des éléments amortisseurs 28 sont disposés entre le support interne 16a et le support externe 16b comme représenté sur la FIG. 2 . Le support externe 16b est par exemple réalisé par une bague en matériau plastique par exemple en acrylonitrile butadiène styrène. La FIG. 5 représente un exemple de support externe 16b. Le support externe 16b est configuré pour assurer la fixation du ventilateur 12 sur le véhicule automobile, par exemple via des vis venant se positionner dans des orifices 30 situés à la périphérie du support externe 16b. Dans l’exemple de la FIG. 2 , le dispositif support 16 comprend six éléments amortisseurs 28 interposés entre le support interne 16a et le support externe 16b. Les éléments amortisseurs 28 sont par exemple réalisés par des plots réalisés en caoutchouc, par exemple en éthylène-propylène-diène monomère ou en matériau élastomère. Cependant, d’autres matériaux permettant de limiter la transmission des vibrations entre le support interne 16a et le support externe 16b peuvent également être utilisés. Les éléments amortisseurs 28 ont par exemple une forme en H mais d’autres formes sont également possibles. Dans le présent exemple, les éléments amortisseurs 28 sont disposés par paires, les paires étant réparties sur le pourtour du support interne 16a mais d’autres dispositions sont possibles, par exemple une répartition régulière de l’ensemble des plots amortisseurs 28 autour du support interne 16a. Un nombre différent d’éléments amortisseurs 28 est également possible. Le support interne 16a comprend par exemple une bague dite bague interne (visible sur la FIG. 2 ) qui peut être en matériau plastique par exemple en acrylonitrile butadiène styrène. Les éléments amortisseurs 28 sont positionnés en contact avec une surface externe de la bague interne. Le support interne 16a comprend également une plateforme 161 (visible sur la FIG. 3 ) fixée à la bague interne sur lequel est fixé le stator 18 du moteur électrique 14 et qui peut également être en matériau plastique par exemple en acrylonitrile butadiène styrène. La plateforme 161 est par exemple fixée à la bague interne 16a par des vis. Alternativement, la plateforme 161 peut venir de matière avec la bague interne 16a. La plateforme 161 est disposée à une extrémité axiale du ventilateur 10 opposée à la roue de ventilateur 12 de sorte que son accès est aisé. Le support interne 16a comprend au moins un élément de maintien 32 formant un canal tubulaire, par exemple de section circulaire, configuré pour recevoir une broche d’un dispositif d’équilibrage du ventilateur 10. D’autres formes de section du canal tubulaire peuvent également être utilisées, par exemple une section triangulaire, carrée, polygonale ou elliptique. De plus, la section du canal tubulaire peut ne pas être constante, la section peut par exemple diminuée entre ses extrémités (forme en forme de cône ou de portion de cône dans le cas d’une section circulaire). Dans l’exemple de la FIG. 3 , le nombre d’éléments de maintien 32 est de deux et les deux éléments de maintien 32 sont disposés parallèles entre eux d’un côté et de l’autre du support interne 16a. Plus précisément, les éléments de maintien 32 sont disposés de manière diamétralement opposée par rapport au centre de la plateforme 161 qui a une forme générale circulaire. Les éléments de maintien 32 sont disposés sur la face externe de la plateforme 161. Comme cela est mieux visible sur la FIG. 4 , les éléments de maintien 32 forme un canal tubulaire ou orifice, qui peut être traversant, de sorte qu’une broche d’un dispositif d’équilibrage peut venir se positionner dans les éléments de maintien 32 via une translation comme indiqué par les flèches F. Le canal tubulaire peut également être ajouré pour limiter le poids des éléments de maintien 32. Le support interne 16a peut également comprendre au moins un logement de maintien 34 configuré pour recevoir un bras de maintien du dispositif d’équilibrage comme indiqué par les flèches F’ pour bloquer la translation axiale selon l’axe du canal tubulaire des éléments de maintien 32. Le logement de maintien 34 présente par exemple une forme tubulaire dont l’axe est parallèle à l’axe du canal tubulaire des éléments de maintien 32. Le fond (partie borgne) du logement de maintien 34 est disposé de manière à ce que l’introduction de l’extrémité du bras de maintien dans le logement de maintien 34 est réalisée selon une direction indiquée par les flèches F’ opposée à la direction F correspondant à la direction d’introduction des broches dans les éléments de maintien 32. Alternativement, un autre élément de blocage de la translation du support interne 16a selon l’axe du canal tubulaire de l’élément de maintien 32 par rapport au dispositif d’équilibrage peut être utilisé. Par exemple, la broche du dispositif d’équilibrage peut être configurée pour recevoir un élément telle qu’une rondelle ou une goupille configurée pour venir s’insérer dans une rainure ménagée dans une extrémité de la broche. La rondelle ou goupille venant également en contact avec l’extrémité du canal tubulaire de l’élément de maintien 32 et permettant ainsi de bloquer le déplacement axial de la broche par rapport à l’élément de maintien 32. D’autres éléments de blocage permettant de bloquer la translation du support interne 16a par rapport au dispositif d’équilibrage dans l’axe du canal tubulaire de l’élément de maintien 32 peuvent également être utilisés. Afin de réaliser l’équilibrage, il convient de solidariser le stator 20 du moteur électrique 14 au dispositif d’équilibrage. Pour cela, l’emplacement de la plateforme 161 à une extrémité axiale du ventilateur 10 permet un accès aisé aux éléments de maintien 32 et aux logements de maintien 34 selon les flèches F et F’ respectivement par les broches et les bras de maintien du dispositif d’équilibrage. Le positionnement des broches (dont la forme est complémentaire aux canaux tubulaires des éléments de maintien 32) du dispositif d’équilibrage dans les canaux tubulaires des éléments de maintien 32 permet de bloquer le déplacement du support interne 16a (par rapport au dispositif d’équilibrage) dans toutes les directions sauf dans la direction de l’axe des canaux tubulaires des éléments de maintien 32. Le positionnement de l’extrémité des bras de maintien du dispositif d’équilibrage dans les logements de maintien 34 permet de bloquer la translation dans la direction de l’axe du canal tubulaire des éléments de maintien 32 de sorte que lorsque les broches sont positionnées dans le canal tubulaire des éléments de maintien 32 et l’extrémité des bras de maintien sont positionnés dans les logements de maintien 34, le support interne 16a est solidaire du dispositif d’équilibrage. Un procédé d’équilibrage peut alors être réalisé par le dispositif d’équilibrage. Le nombre et la position des éléments de maintien 32 et des logements de maintien 34 peuvent être différents, par exemple un seul élément de maintien 32 et un seul logement de maintien 34. Une telle configuration permet donc de maintenir le support interne 16a lors de l’équilibrage et ainsi pouvoir réaliser un équilibrage qui n’est pas perturbé par les éléments amortisseurs 28. En effet, le but de la réalisation d’un procédé d’équilibrage est de mesurer le balourd du ventilateur 10 lors de son fonctionnement de sorte à positionner des masselottes permettant de réduire le balourd. Or, une telle mesure de balourd ne peut être faite correctement si des éléments amortisseurs comme les éléments amortisseurs 28 sont positionnés entre les bras de maintien du dispositif d’équilibrage et le dispositif dont on veut réduire le balourd, ici l’ensemble comprenant le moteur électrique 14 et la roue de ventilateur 12. La présente invention concerne également un procédé d’équilibrage du ventilateur 10 décrit précédemment par un dispositif d’équilibrage comprenant au moins une broche présentant une forme complémentaire des canaux tubulaires des éléments de maintien 32 et au moins un bras de maintien dont l’extrémité est configurée pour venir se positionner dans un logement de maintien 34. La FIG. 5 représente un organigramme des différentes étapes du procédé. La première étape 101 concerne une étape de positionnement de la, au moins une, broche de maintien dans le canal tubulaire du, au moins un, des éléments de maintien 32 respectifs comme représenté par les flèches F sur les figures 3 et 4. Dans le cas présent, les deux broches peuvent venir se positionner simultanément ou l’une après l’autre dans les canaux tubulaires des éléments de maintien respectifs. La deuxième étape 102 concerne une étape de positionnement d’au moins un élément de blocage de la translation du support interne 16a selon l’axe du canal tubulaire de l’élément de maintien 32. L’élément de blocage est par exemple réalisé par un bras de maintien dont l’extrémité vient se positionner dans un logement de maintien 34 comme représenté par les flèches F’ sur les figures 3 et 4. Ce positionnement du bras de maintien dans les logements de maintien 34 permet de bloquer la translation dans la direction de l’axe du canal tubulaire des éléments de maintien 32 et ainsi solidariser le dispositif d’équilibrage au support interne 16a. Une fois positionnés dans les éléments de maintien 32 et dans les logements de maintien 34, les broches et les bras de maintien permettent de maintenir le support interne 16a en position de sorte qu’il n’y a pas d’éléments amortisseurs 28 entre le dispositif d’équilibrage et le moteur électrique 14. Le support interne 16a est ainsi maintenu directement par le dispositif d’équilibrage. La troisième étape 103 concerne une étape d’équilibrage du ventilateur comprenant une première sous-étape 1031 dans laquelle on mesure les vibrations transmises par le ventilateur 10 au dispositif d’équilibrage via la, au moins une, broche et le, au moins un, bras de maintien lorsque le ventilateur 10 est actionné pour faire tourner la roue de ventilateur 12. Ces vibrations sont par exemple mesurées par des accéléromètres disposés sur le dispositif d’équilibrage. Le dispositif d’équilibrage est configuré pour déterminer un balourd de la roue de ventilateur 12 et pour déterminer la masse et la position des masselottes à ajouter à la roue de ventilateur 12 pour obtenir une roue de ventilateur équilibrée, c’est-à-dire sans balourd. La troisième étape 103 comprend également une deuxième sous étape 1032 qui concerne le positionnement des masselottes sur la roue de ventilateur 12. Les masselottes sont par exemple fixées sur les pales ou ailettes 120 de la roue de ventilateur 12. Les masselottes peuvent être réalisées sous la forme d’agrafes. Le positionnement peut être réalisé de manière automatique par le dispositif d’équilibrage. Ainsi, l’utilisation d’un ventilateur 10 comprenant un support interne 16a supportant le stator 20 et un support externe 16b fixé sur le véhicule automobile entre lesquels sont disposés des éléments amortisseurs 28 permet de limiter la transmission des vibrations issues du ventilateur 10 vers les autres éléments du véhicule automobile. De plus, l’utilisation d’éléments de maintien 32 ménagés dans le support interne 16a, accessibles et configurés pour recevoir des broches du dispositif d’équilibrage permet de réaliser de manière simple la fixation du dispositif d’équilibrage sur le moteur électrique 14 pour réaliser un procédé d’équilibrage du ventilateur 10 sans nécessité de démonter le ventilateur 10 et sans que des éléments amortisseurs 28 ne perturbent les mesures lors du procédé d’équilibrage. Ventilateur (10) pour un dispositif de ventilation d’un véhicule automobile comprenant : - un moteur électrique (14) comprenant un stator (20) et un rotor (18), - une roue de ventilateur (12) solidaire du rotor (18), - un support interne (16a) en matériau plastique sur lequel est fixé le stator (20), - un support externe (16b) configuré pour assurer la fixation du ventilateur (10) sur le véhicule automobile et disposé au moins partiellement autour du support interne (16a), - une pluralité d’éléments amortisseurs (28) disposés entre le support interne (16a) et le support externe (16b), caractérisé en ce que le support interne (16a) comprend au moins un élément de maintien (32) formant un canal tubulaire configuré pour recevoir une broche d’un dispositif d’équilibrage du ventilateur (10). Ventilateur (10) selon la revendication 1 dans lequel le canal tubulaire est un orifice traversant. Ventilateur (10) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le canal tubulaire présente une section circulaire. Ventilateur (10) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le support interne (16a) et le support externe (16b) sont des bagues. Ventilateur (10) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le support interne (16a) et le support externe (16b) sont réalisés en matériau plastique par exemple en acrylonitrile butadiène styrène. Ventilateur (10) selon l’une des revendications précédentes dans lequel les éléments amortisseurs (28) sont des plots réalisés en caoutchouc, par exemple en éthylène-propylène-diène monomère. Ventilateur (10) selon l’une des revendications précédentes comprenant deux éléments de maintien (32) disposés parallèlement d’un côté et de l’autre du support interne (16a). Ventilateur (10) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le support interne (16a) comprend également au moins un logement de maintien (34) configuré pour recevoir un bras de maintien du dispositif d’équilibrage pour bloquer la translation axiale selon l’axe du, au moins un, élément de maintien (32). Procédé d’équilibrage d’un ventilateur (10) selon l’une des revendications précédentes par un dispositif d’équilibrage comprenant au moins une broche de forme complémentaire au canal tubulaire de l’élément de maintien (32), le procédé comprenant : une étape (101) de positionnement de la, au moins une, broche de maintien dans le canal tubulaire du, au moins un, élément de maintien (32) respectif pour maintenir au moins partiellement le support interne (16a) par la, au moins une, broche du dispositif de montage, une étape (102) de positionnement d’au moins un élément de blocage de la translation du support interne (16a) selon l’axe du canal tubulaire de l’élément de maintien (32), une étape (103) d’équilibrage du ventilateur dans laquelle on mesure les vibrations transmises par le ventilateur (10) au dispositif d’équilibrage via la, au moins une, broche lorsque le ventilateur (10) est actionné pour faire tourner la roue de ventilateur (12) puis dans laquelle on fixe des masselottes sur la roue de ventilateur (12) à des positions déterminées par le dispositif d’équilibrage. Procédé d’équilibrage selon la revendication précédente dans lequel les masselottes sont réalisées par des agrafes et sont fixées sur des ailettes (120) de la roue de ventilateur (12). Procédé d’équilibrage selon la revendication 9 ou 10 dans lequel les vibrations transmises par le ventilateur (10) sont mesurées par des accéléromètres disposés sur le dispositif d’équilibrage.