FR2730015A1

FR2730015A1 - CENTRIFUGAL PROPELLER WHEEL

Info

Publication number: FR2730015A1
Application number: FR9515241A
Authority: FR
Inventors: Huw Walters
Original assignee: Valeo Climate Control Ltd
Current assignee: Valeo Climate Control Ltd
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1996-08-02
Anticipated expiration: 2015-12-21
Also published as: GB2296943A; GB9425791D0; GB2296943B; FR2730015B1

Abstract

Roue d'hélice centrifuge moulée par injection ayant plusieurs pales (2) s'étendant dans la direction axiale et disposées autour d'un axe pour produire un courant d'air radial qui varie le long de la longueur axiale de la pale. Selon l'invention chaque pale a une partie radiale-externe formée en utilisant la cavité (51, 81) d'un outil de moulage et une deuxième partie radiale-interne formée en utilisant le poinçon (60, 90) de l'outil de moulage, dont la partie externe, au niveau de l'interface avec la partie interne, s'amincit graduellement dans la direction axiale d'une extrémité de l'hélice à l'autre, et dont la partie interne, au niveau de l'interface avec la partie externe, s'amincit graduellement de ladite autre extrémité de l'hélice à ladite extrémité de l'hélice, de manière à ce que un point, où les parties interne et externe ont la même épaisseur à l'interface entre les deux parties, est situé dans une zone de passage de courant d'air radial maximal.An injection molded centrifugal propeller wheel having a plurality of blades (2) extending in the axial direction and arranged around an axis to produce a radial air stream which varies along the axial length of the blade. According to the invention each blade has a radial-outer part formed using the cavity (51, 81) of a molding tool and a second radial-inner part formed using the punch (60, 90) of the molding tool. molding, the outer part of which, at the level of the interface with the inner part, gradually tapers in the axial direction from one end of the helix to the other, and the inner part of which, at the level of the interface with the outer part, gradually tapers off from said other end of the helix to said end of the helix, so that a point, where the inner and outer parts have the same thickness at the interface between the two parts, is located in a zone of passage of maximum radial air current.

Description

Roue d'hélice centrifuge La présente invention se rapporte à une roueThe present invention relates to a wheel

d'hélicepropeller

centrifuge et à la méthode de fabrication de ladite roue. centrifugal and method of manufacturing said wheel.

Les roues d'hélice centrifuge sont bien connues dans l'art. Elles comprennent généralement plusieurs pales allongées, disposées autour d'un cercle primitif et se prolongeant dans la Centrifugal propeller wheels are well known in the art. They generally include several elongated blades, arranged around a pitch circle and extending into the

direction axiale afin de définir un cylindre droit de révolution. axial direction to define a right cylinder of revolution.

L'air est aspiré dans une extrémité ouverte du cylindre défini par les pales de l'hélice, puis expulsé radialement au fur et à mesure de la rotation de l'hélice. Afin d'obtenir cet effet, chaque pale The air is sucked into an open end of the cylinder defined by the blades of the propeller, then expelled radially as the rotation of the propeller. In order to obtain this effect, each blade

est légèrement inclinée par rapport à son sens de rotation. is slightly inclined with respect to its direction of rotation.

Les pales de l'hélice peuvent être reliées les unes aux autres The blades of the propeller can be connected to each other

à chaque extrémité par des pièces annulaires respectives. at each end by respective annular pieces.

Plusieurs pièces radiales se prolongent à partir d'un moyeu axial, prévu pour recevoir un arbre d'entraînement, jusqu'aux deux pièces annulaires. En variante, le moyeu peut être raccordé à une seule pièce annulaire, et via une pièce de raccordement qui s'étend sur tout le pourtour du moyeu et de la circonférence intérieure de Several radial pieces extend from an axial hub, provided to receive a drive shaft, to the two annular pieces. Alternatively, the hub can be connected to a single annular piece, and via a connecting piece which extends over the entire periphery of the hub and the inner circumference of

l'hélice.the propeller.

Pour optimiser le fonctionnement, la sortie des pales de l'hélice c'est-à-dire l'espacement entre les pales dans le sens de la circonférence - doit être de dimension aussi importante que possible, afin de minimiser l'impédance au passage de l'air. Par contre, il est également nécessaire d'assurer la résistance mécanique des pales, ce qui exige, au contraire, une augmentation de l'épaisseur des pales, et par conséquent, la réduction de la To optimize the operation, the output of the propeller blades, ie the spacing between the blades in the circumferential direction - must be as large as possible, in order to minimize impedance to the passage air. On the other hand, it is also necessary to ensure the mechanical strength of the blades, which requires, on the contrary, an increase in the thickness of the blades, and consequently, the reduction of the thickness of the blades.

sortie des pales.out of the blades.

La structure de base d'une roue d'hélice centrifuge se prête bien à sa fabrication dans des matières plastiques. Celle-ci se The basic structure of a centrifugal impeller wheel lends itself well to its manufacture in plastics. This one is

fait fréquemment par moulage par injection. frequently done by injection molding.

Une roue à hélice centrifuge connue est moulée par injection à l'aide d'un outil de moulage en deux parties comportant une cavité et un poinçon. La roue d'hélice centrifuge connue est fabriquée à A known centrifugal impeller is injection molded using a two-part molding tool having a cavity and a punch. The known centrifugal propeller wheel is manufactured in

l'aide d'un outil dont la cavité présente une forme circulaire- using a tool whose cavity has a circular shape-

cylindrique lisse. Le poinçon de l'outil qui est cylindrique, comporte des fentes ouvertes sur sa périphérie se prolongeant dans la direction axiale, afin de recevoir et de mouler le matériau des pales. Ainsi, les pales sont formées dans le poinçon de l'outil, une partie de la circonférence extérieure étant délimitée par la paroi smooth cylindrical. The punch of the tool is cylindrical, has slots open on its periphery extending in the axial direction, to receive and mold the blade material. Thus, the blades are formed in the punch of the tool, a part of the outer circumference being delimited by the wall

de la cavité de l'outil.of the tool cavity.

Cette roue d'hélice centrifuge connue, qui compte 44 pales, est utilisée comme base pour la présente invention, mais elle This known centrifugal propeller wheel, which has 44 blades, is used as the basis for the present invention, but it

engendre un certain nombre de problèmes. causes a number of problems.

Pendant le processus de moulage, il est possible que l'emboîtement du poinçon de l'outil dans la cavité ne fournisse pas une étanchéité parfaite entre les deux pièces, ce qui signifie que les matières plastiques du moulage risquent de s'étaler dans le sens circonférentiel depuis la périphérie extérieure d'une ou de plusieurs pales sous la forme d'une bavure mince en forme d'arc. Il est possible que cette bavure bouche ou tout au moins restreigne l'ouverture périphérique entre deux pales. Le poids de la bavure risque aussi de déséquilibrer l'hélice, tandis que la fermeture ou la restriction de l'espacement entre les parties périphériques de deux pales restreindra défavorablement le passage de l'air. Par conséquent, il est nécessaire d'effectuer un traitement ultérieur de l'hélice afin d'éliminer toute bavure During the molding process, it is possible that the interlocking of the punch of the tool in the cavity does not provide a perfect seal between the two parts, which means that the plastics of the molding may spread in the direction circumferentially from the outer periphery of one or more blades in the form of a thin arcuate burr. It is possible that this burr mouth or at least restrict the peripheral opening between two blades. The weight of the burr also risks unbalancing the propeller, while closing or restricting the spacing between the peripheral parts of two blades will adversely restrict the passage of air. Therefore, it is necessary to perform a subsequent treatment of the propeller to eliminate any burr

éventuelle.possible.

Etant donné que la partie périphérique de chaque pale est formée au niveau de l'interface avec la partie de la paroi circulaire de la cavité de l'outil, il est probable que des discontinuités pointues se produisent entre la partie de la pale Since the peripheral portion of each blade is formed at the interface with the portion of the circular wall of the tool cavity, it is likely that sharp discontinuities occur between the portion of the blade.

moulée sur le poinçon de l'outil, et la partie périphérique. molded on the punch of the tool, and the peripheral part.

Les extrémités pointues des pales produisent un bruit Sharp ends of the blades produce a noise

indésirable, symptôme additionnel de la perte de rendement. undesirable, additional symptom of yield loss.

Une pièce annulaire, ci-après désignée sous le nom d'anneau de soutien, est formée pendant le processus de moulage afin de soutenir la partie axiale extrême par ailleurs libre de chacune des pales. Dans la roue d'hélice centrifuge connue, l'anneau de support a une étendue axiale relativement importante, ce qui est An annular piece, hereinafter referred to as a support ring, is formed during the molding process to support the otherwise free axial end portion of each of the blades. In the known centrifugal impeller wheel, the support ring has a relatively large axial extent, which is

nécessaire pour assurer le soutien adéquat des pales. necessary to ensure adequate blade support.

Par conséquent, l'un des objets de la présente invention est Therefore, one of the objects of the present invention is

d'atténuer au moins partiellement les problèmes mentionnés ci- at least partially to alleviate the problems mentioned

dessus. Un autre objet de la présente invention est de fournir une above. Another object of the present invention is to provide a

roue perfectionnée de l'hélice centrifuge. advanced wheel of the centrifugal propeller.

Dans d'autres hélices centrifuges connues, moulées par injection, la cavité de l'outil comporte plusieurs fentes axiales ouvertes sur la périphérie intérieure de l'outil afin de former une partie extérieure des pales de l'hélice. Le poinçon de l'outil comporte également des fentes correspondantes ouvertes sur In other known injection-molded centrifugal propellers, the tool cavity has a plurality of axial slots open on the inner periphery of the tool to form an outer portion of the blades of the propeller. The punch of the tool also has corresponding slots open on

l'extérieur pour le moulage de la partie intérieure des pales. the outside for the molding of the inner part of the blades.

Pendant le moulage, l'outil est assemblé, le poinçon étant à l'intérieur de la cavité et les fentes étant alignées; le matériau de moulage est injecté. Après la solidification du matériau de moulage, le poinçon de l'outil est retiré et la roue de l'hélice centrifuge est enlevée, en la faisant glisser dans la direction axiale, soit en dehors de la cavité, soit hors du During molding, the tool is assembled with the punch inside the cavity and the slots aligned; the molding material is injected. After solidification of the molding material, the punch of the tool is removed and the impeller of the centrifugal propeller is removed, by sliding it in the axial direction, either outside the cavity or out of the

poinçon de l'outil.punch of the tool.

Dans la pratique, les roues d'hélice centrifuge moulées selon cette méthode présentent certains inconvénients dus à la technique de moulage. En particulier, chaque fente de la cavité de l'outil s'amincit légèrement dans le sens longitudinal vers l'intérieur depuis l'ouverture de l'outil, et chaque fente du poinçon s'amincit légèrement dans le sens longitudinal dans la direction opposée, afin de pouvoir faire glisser la roue d'hélice centrifuge finie, respectivement en dehors de la cavité et hors du poinçon de In practice, the centrifugal impeller wheels molded according to this method have certain disadvantages due to the molding technique. In particular, each slot of the tool cavity tapers slightly in the longitudinal direction inwards from the opening of the tool, and each slot of the punch tapers slightly in the longitudinal direction in the opposite direction , in order to be able to slide the finished centrifugal impeller wheel, respectively out of the cavity and out of the punch of

l'outil. En conséquence, chaque pale présente une partie radiale- the tool. As a result, each blade has a radial portion

externe épaisse à une extrémité de l'hélice et relativement mince à l'autre, tandis que la partie radiale-interne est mince à une extrémité de l'hélice et relativement épaisse à l'autre. La transition entre les parties épaisses et minces prend la forme d'un palier dans la direction radiale le long de chaque pale. A une extrémité de l'hélice, en se déplaçant radialement vers l'extérieur le long de chaque pale, il y aura un palier descendant au niveau de la transition entre une partie radialeinterne épaisse et une partie radiale-externe mince. A l'autre extrémité de l'hélice, il y aura un palier ascendant au niveau de la transition entre une partie radiale-interne mince et une partie radiale- externe épaisse. Chacun de ces paliers perturbe le passage d'air de l'intérieur vers l'extérieur de l'hélice. Dans des conditions normales, l'effet du palier vers l'intérieur (qui se produit de chaque côté de chaque pale de l'hélice) risque de provoquer des turbulences. Si le palier est ascendant, l'effet est de limiter le passage de l'air. On désigne cette réduction globale du rendement de l'hélice sous le terme de désadaptation de outer thick at one end of the helix and relatively thin to the other, while the radial-inner portion is thin at one end of the helix and relatively thick to the other. The transition between the thick and thin portions takes the form of a bearing in the radial direction along each blade. At one end of the helix, moving radially outward along each blade, there will be a downward bearing at the transition between a thick inner radial portion and a thin radial-outer portion. At the other end of the helix, there will be an ascending bearing at the transition between a thin radial-internal portion and a thick outer-radial portion. Each of these bearings disturbs the passage of air from the inside to the outside of the propeller. Under normal conditions, the effect of the inboard bearing (which occurs on either side of each propeller blade) may cause turbulence. If the bearing is upward, the effect is to limit the passage of air. This overall reduction in the efficiency of the helix is referred to as the mismatch of

l'outil.the tool.

Par ailleurs, un problème supplémentaire de cette technique tient au fait que, pour faciliter le dégagement hors de la cavité de l'outil, les extrémités des pales sont normalement relativement pointues. Cette seconde technique présente cependant l'avantage que l'anneau de soutien mentionné ci-dessus peut avoir une portée Furthermore, an additional problem of this technique is that, to facilitate the clearance out of the tool cavity, the ends of the blades are normally relatively sharp. This second technique, however, has the advantage that the support ring mentioned above can have a range

axiale réduite sans entraîner d'affaiblissement. axial reduced without causing weakening.

Selon un premier aspect de la présente invention, l'hélice centrifuge moulée par injection ainsi obtenue est munie de plusieurs pales s'étendant dans la direction axiale et disposées autour d'un axe afin de produire un courant radial qui varie le long de la longueur axiale de la pale. Chaque pale comporte une partie radiale-externe formée en utilisant la cavité de l'outil de moulage et une seconde partie radiale- interne formée dans le poinçon de l'outil de moulage. La partie externe, au niveau de l'interface avec la partie interne, s'amincit graduellement vers le bas dans la direction axiale d'une extrémité de l'hélice à l'autre, et la partie interne, au niveau de l'interface avec la partie externe, s'amincit graduellement de ladite autre extrémité de l'hélice à ladite extrémité de l'hélice. Ainsi, il existe un point de la pale o la partie interne et la partie externe ont la même épaisseur à l'interface entre les deux parties. Ce point est According to a first aspect of the present invention, the injection-molded centrifugal impeller thus obtained is provided with a plurality of axially extending blades arranged about an axis to produce a radial current which varies along the length. axial of the blade. Each blade has a radial-outer portion formed using the cavity of the molding tool and a second radial-internal portion formed in the punch of the molding tool. The outer portion, at the interface with the inner portion, gradually tapers downward in the axial direction from one end of the helix to the other, and the inner portion at the interface with the outer portion, tapers gradually from said other end of the helix to said end of the helix. Thus, there is a point of the blade where the inner part and the outer part have the same thickness at the interface between the two parts. This point is

situé dans une zone à passage d'air radial maximal. located in an area with maximum radial airflow.

De préférence, chaque pale est une pièce en général concave- convexe présentant une première surface convexe et une deuxième surface concave avec une partie de surface de transition interne courbe. Les pales sont disposées sur un cercle primitif centré à l'axe de l'hélice et les pales de l'hélice sont alignées sur le cercle de façon à ce qu'un rayon du cercle primitif passant par un point situé sur la périphérie radialeinterne de la pale de l'hélice, point o la périphérie interne de la pale de l'hélice Preferably, each blade is a generally concave-convex piece having a first convex surface and a second concave surface with a curved inner transition surface portion. The blades are arranged on a pitch circle centered at the axis of the helix and the blades of the helix are aligned on the circle so that a radius of the pitch circle passing through a point on the radial inner periphery of the blade of the propeller, point o the inner periphery of the blade of the propeller

est perpendiculaire audit rayon, ne croise pas la surface concave. is perpendicular to said radius, does not intersect the concave surface.

Un avantage est que l'épaisseur de chaque pale diminue vers la pointe de la pale, afin de lui conférer un profil globalement aérodynamique. Avantageusement, chacune des surfaces concave et convexe est One advantage is that the thickness of each blade decreases toward the tip of the blade, to give it a generally aerodynamic profile. Advantageously, each of the concave and convex surfaces is

définie par un arc respectif d'un cercle respectif. defined by a respective arc of a respective circle.

Selon un second aspect de la présente invention, l'hélice centrifuge comporte plusieurs pales s'étendant dans la direction axiale, chaque pale étant une pièce en général concave-convexe avec une première surface convexe et une seconde surface concave avec une partie de surface de transition interne courbe. Les pales sont disposées sur un cercle primitif centré à l'axe de l'hélice et les pales de l'hélice sont alignées sur le cercle de façon à ce qu'un rayon du cercle primitif passant à travers un point sur la périphérie radiale-interne de la pale de l'hélice, point o la périphérie interne de la pale de l'hélice est perpendiculaire audit rayon, ne croise pas la surface concave sur laquelle l'épaisseur de chaque pale diminue vers l'extrémité de la pale, According to a second aspect of the present invention, the centrifugal propeller comprises a plurality of blades extending in the axial direction, each blade being a generally concave-convex part with a first convex surface and a second concave surface with a surface portion of internal transition curve. The blades are arranged on a pitch circle centered on the axis of the helix and the blades of the helix are aligned on the circle so that a radius of the pitch circle passing through a point on the radial periphery- internal of the blade of the helix, point where the inner periphery of the blade of the helix is perpendicular to said radius, does not cross the concave surface on which the thickness of each blade decreases toward the end of the blade,

afin de lui conférer un profil globalement aérodynamique. to give it a generally aerodynamic profile.

L'invention sera maintenant décrite, seulement à titre d'exemple, en regard des dessins annexés, sur lesquels: La Figure 1 est une vue le long de l'axe d'un mode de réalisation de la roue d'hélice centrifuge de l'invention prise depuis l'extrémité d'admission; La Figure 2 est une vue de côté de la roue de l'hélice centrifuge de la Figure 1; La Figure 3 est une coupe transversale de la roue de l'hélice centrifuge de la Figure 1, prise le long des lignes III-III'; La Figure 4 est une coupe transversale de l'une des pales de la Figure 1; La Figure 5 représente la coupe transversale à travers la cavité du premier outil de moulage; La Figure 6 représente la coupe transversale à travers le poinçon du premier outil de moulage; La Figure 7 représente la coupe transversale à travers une pale fabriquée en utilisant l'outil illustré aux Figures 5 et 6; La Figure 8 représente la coupe transversale à travers la cavité d'un deuxième outil de moulage; La Figure 9 représente la coupe transversale à travers le poinçon d'un deuxième outil de moulage; La Figure 10 représente la coupe transversale à travers une pale fabriquée en utilisant le deuxième outil de moulage, à une première extrémité de la pale; La Figure 11 représente la coupe transversale de la pale illustrée à la Figure 10, à l'autre extrémité de la pale; La Figure 12 est une coupe axiale schématique à travers une The invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a view along the axis of an embodiment of the centrifugal impeller wheel of the invention; invention taken from the intake end; Figure 2 is a side view of the impeller of Figure 1; Figure 3 is a cross section of the centrifugal impeller wheel of Figure 1, taken along the lines III-III '; Figure 4 is a cross section of one of the blades of Figure 1; Figure 5 shows the cross-section through the cavity of the first molding tool; Figure 6 shows the cross-section through the punch of the first molding tool; Figure 7 shows the cross-section through a blade made using the tool illustrated in Figures 5 and 6; Figure 8 shows the cross-section through the cavity of a second molding tool; Figure 9 shows the cross section through the punch of a second molding tool; Figure 10 shows the cross-section through a blade made using the second molding tool at a first end of the blade; Figure 11 shows the cross-section of the blade shown in Figure 10 at the other end of the blade; Figure 12 is a schematic axial section through a

pale de l'hélice le long de l'interface entre les parties radiale- blade of the propeller along the interface between the radial parts-

interne et radiale-externe; et La Figure 13 est une vue analogue à celle de la Figure 12, internal and radial-external; and Figure 13 is a view similar to that of Figure 12,

mais représentant une pale de l'hélice conformément à l'invention. but representing a blade of the propeller according to the invention.

Dans les figures, des références analogues désignent des In the figures, similar references designate

parties analogues.analogous parts.

Par référence aux Figures 1, 2 et 3, la roue 1 de l'hélice centrifuge comporte plusieurs pales allongées 2, au nombre de quarante-quatre dans l'exemple montré à la Figure 1, les diverses pales étant disposées sur un cercle primitif autour d'un moyeu central 3. A une première extrémité axiale, les pales sont raccordées les unes au autres par un anneau de soutien 4, comme cela est illustré très clairement à la Figure 3. L'anneau de soutien 4 est une pièce annulaire, généralement dans un plan, et le plan de l'anneau de soutien est situé dans le prolongement axial du moyeu 3. Une pièce de soutien 5 s'étend dans les directions transversale et axiale depuis le point axial du milieu du moyeu 3 à la deuxième extrémité axiale des pales, c'est-à-dire l'extrémité éloignée de l'anneau de soutien 4. La pièce de soutien en coupe transversale décrit une forme générale en S tel qu'il Referring to Figures 1, 2 and 3, the wheel 1 of the centrifugal propeller has several elongated blades 2, forty-four in the example shown in Figure 1, the various blades being arranged on a pitch circle around of a central hub 3. At a first axial end, the blades are connected to each other by a support ring 4, as is very clearly illustrated in FIG. 3. The support ring 4 is an annular piece, generally in a plane, and the plane of the support ring is located in the axial extension of the hub 3. A support piece 5 extends in the transverse and axial directions from the axial point of the middle of the hub 3 to the second axial end of the blades, that is to say the end remote from the support ring 4. The support piece in cross section describes a general shape S such that

est possible de le voir clairement à la Figure 3. can be seen clearly in Figure 3.

La pièce de soutien 5 s'étend sur 360 autour du moyeu 3 afin de dessiner une pièce d'une forme générale de bol inversé (tel que représenté). Dans la pièce en forme de bol définie par la pièce de soutien 5, plusieurs nervures de renforcement 6 s'étendent depuis la périphérie externe du moyeu 3 à la périphérie interne de la pièce de soutien 5. Comme le montre la Figure 1, dans le mode particulier, on dénombre huit nervures de renforcement 6 disposés symétriquement autour du moyeu 3, de telle sorte que l'espacement angulaire entre les lignes médianes des deux nervures de renforcement adjacentes est chaque fois de 45 . Le moyeu dessine un trou central 7 disposé dans la direction axiale prévu pour un The support piece 5 extends 360 around the hub 3 to draw a part of a general inverted bowl shape (as shown). In the bowl-shaped part defined by the support part 5, a plurality of reinforcement ribs 6 extend from the outer periphery of the hub 3 to the inner periphery of the support part 5. As shown in FIG. In particular embodiment, there are eight reinforcing ribs 6 symmetrically disposed around the hub 3, so that the angular spacing between the median lines of the two adjacent reinforcing ribs is 45 each time. The hub draws a central hole 7 arranged in the axial direction provided for a

arbre d'entraînement, non représenté. drive shaft, not shown.

La description suivante de la forme de la pale 2 se rapporte à The following description of the shape of the blade 2 relates to

la Figure 4: La pale 2 est une pièce en général concave-convexe ayant une Figure 4: The blade 2 is a part generally concave-convex having a

première surface convexe 41 et une deuxième surface concave 42. first convex surface 41 and a second concave surface 42.

Une partie 43 interne dans la direction axiale de la pale 2, c'est-à- dire la partie raccordant les surfaces 41 et 42 est courbe. La pale 2 est disposée de façon à ce qu'un premier rayon 400 de l'hélice croise la pièce de pale 2, entrant à la partie interne 43 et ressortant à travers la surface convexe 41 sans passer à travers la surface concave 42. Le point d'intersection du rayon 400 avec la partie interne 43 est placé à une distance An inner portion 43 in the axial direction of the blade 2, i.e., the portion connecting the surfaces 41 and 42 is curved. The blade 2 is arranged so that a first radius 400 of the propeller crosses the blade piece 2, entering the inner portion 43 and emerging through the convex surface 41 without passing through the concave surface 42. point of intersection of the radius 400 with the inner portion 43 is placed at a distance

radiale rl du centre de symétrie de l'hélice. radial rl of the center of symmetry of the propeller.

Dans les hélices centrifuges connues ayant fait l'objet de discussions préalables, le rayon passant à travers la partie interne de la périphérie de chaque pale ressort à travers la surface concave, avant d'entrer à nouveau dans la pale. Cette forme connue de pale a un "effet de concavité" sur l'air, nettement désavantageux par rapport à l'hélice centrifuge décrite In known centrifugal propellers discussed previously, the ray passing through the inner part of the periphery of each blade exits through the concave surface before entering the blade again. This known blade shape has a "concavity effect" on the air, which is clearly disadvantageous with respect to the centrifugal propeller described.

dans ce document.in this document.

La surface convexe 41 est définie par l'arc d'un cercle ayant un rayon R2, et un centre 44 défini par l'intersection d'un rayon r3 de l'hélice et d'une ligne 401 parallèle au premier rayon 400 de l'hélice et espacée du premier rayon 400 de l'hélice par une distance dl. La surface concave 42 est définie par un arc d'un autre cercle, ayant un rayon R4, et un centre 45. La position du centre 45 est définie par l'intersection d'un autre rayon r5 de l'hélice et d'une ligne 402 parallèle au premier rayon 400 de l'hélice, et espacée du premier rayon de l'hélice par une distance d2. La pale 2 a une partie radiale 46 de la surface la plus extérieure qui est courbe et la partie radiale 46 de la surface la plus extérieure est raccordée à la partie convexe 41 de la surface par une première partie 47 de la surface de transition, et à la partie concave 42 de la surface par une deuxième partie 48 de la surface de transition. La première partie 47 de la surface de transition est un arc d'un cercle ayant un rayon R6, et un centre 49 défini par l'intersection d'encore un autre rayon de l'hélice r7 et d'une ligne 404 parallèle au rayon 400, et espacée par un espacement d3 du premier rayon 400 de l'hélice. La deuxième partie The convex surface 41 is defined by the arc of a circle having a radius R2, and a center 44 defined by the intersection of a radius r3 of the helix and a line 401 parallel to the first radius 400 of the propeller and spaced from the first radius 400 of the helix by a distance dl. The concave surface 42 is defined by an arc of another circle, having a radius R4, and a center 45. The position of the center 45 is defined by the intersection of another radius r5 of the helix and a line 402 parallel to the first radius 400 of the helix, and spaced from the first radius of the helix by a distance d2. The blade 2 has a radial portion 46 of the outermost surface which is curved and the radial portion 46 of the outermost surface is connected to the convex portion 41 of the surface by a first portion 47 of the transition surface, and at the concave portion 42 of the surface by a second portion 48 of the transition surface. The first portion 47 of the transition surface is an arc of a circle having a radius R6, and a center 49 defined by the intersection of yet another radius of the helix r7 and a line 404 parallel to the radius 400, and spaced by a spacing d3 of the first radius 400 of the helix. The second part

48 de la surface de transition est intensément courbe. 48 of the transition surface is intensely curved.

Dans ce mode de réalisation, les relations suivantes sont en application: In this embodiment, the following relationships are in effect:

R2 > d2 > R4 > dl > d3 > R6.R2> d2> R4> d1> d3> R6.

r7 > r5 > r3 > rl > R2.r7> r5> r3> r1> R2.

Le mode de réalisation de l'hélice centrifuge décrit ci-dessus présente un avantage par rapport à l'art antérieur, car il fournit une pointe de pale amincie graduellement qui présente un profil globalement aérodynamique. Cela présente un avantage dans le sens o la restriction du passage d'air est réduite étant donné que le The embodiment of the centrifugal propeller described above has an advantage over the prior art because it provides a gradually thinned blade tip which has a generally aerodynamic profile. This has an advantage in that the restriction of the air passage is reduced since the

passage entre chaque paire de pales est moins restreint. passage between each pair of blades is less restricted.

En outre, en incorporant des rayons à la place des coins et des bords aigus des hélices centrifuges fabriquées selon l'art In addition, by incorporating instead of sharpened corners and edges centrifugal propellers manufactured according to the art

antérieur, le bruit causé par l'air est réduit. previous, the noise caused by the air is reduced.

Comme cela a été expliqué précédemment, les hélices centrifuges moulées par injection peuvent être entièrement formées As previously explained, injection molded centrifugal propellers can be fully formed

avec les pales de l'hélice sur le poinçon d'un outil de moulage. with the blades of the propeller on the punch of a molding tool.

En se référant à la Figure 5, la cavité d'un premier outil de Referring to Figure 5, the cavity of a first tool of

moulage se compose d'un corps 50 dessinant une cavité circulaire- molding consists of a body 50 drawing a circular cavity-

cylindrique 51. La cavité a des parois essentiellement lisses pour travailler en coordination avec le poinçon correspondant. En se référant à la Figure 6, le poinçon du premier outil de moulage se compose d'un corps cylindrique 60 comportant un certain nombre de fentes 61 s'étendant dans la direction axiale, une fente seulement étant représentée à des fins de clarté. Chacune des fentes 61 est ouverte à la périphérie du corps 60 et correspond aux ouvertures The cavity 51 has substantially smooth walls to work in coordination with the corresponding punch. Referring to Figure 6, the punch of the first molding tool consists of a cylindrical body 60 having a number of slots 61 extending in the axial direction, with only one slot being shown for clarity. Each of the slots 61 is open at the periphery of the body 60 and corresponds to the openings

d'injection du matériau de moulage (non représentées). injection molding material (not shown).

Pendant le moulage, le poinçon 60 est inséré dans la cavité 51 et l'hélice centrifuge est formée par l'injection du matériau de moulage dans le moule. Les pales de l'hélice sont formées dans les fentes 61, se conformant à la forme de la fente et délimitées à During molding, the punch 60 is inserted into the cavity 51 and the centrifugal impeller is formed by injecting the molding material into the mold. The blades of the propeller are formed in the slots 61, conforming to the shape of the slot and delimited at

leur périphérie externe par la paroi interne de la cavité 51. their outer periphery by the inner wall of the cavity 51.

En se référant à la Figure 7, une pale 70 présente une première partie de surface concave 71, une partie radiale-interne 72 de la surface de transition et une partie de surface convexe 73. Chacune de ces parties de surface 71, 72 et 73 est formée par l'interaction entre le matériau de moulage et la ou les parois de la fente dans le poinçon 60. La pale 70 présente également une surface radiale-externe qui est formée par la conformité du matériau de moulage avec la paroi interne de la partie à cavité 51. Il faut noter, à partir de la Figure 7, que les angles entre la surface radiale-externe 74 et les surfaces adjacentes 71 et 73 sont relativement aigus. En particulier, des discontinuités ont tendance à se former au niveau de ces angles qui, pendant le Referring to Figure 7, a blade 70 has a first concave surface portion 71, a radial-inner portion 72 of the transition surface and a convex surface portion 73. Each of these surface portions 71, 72 and 73 is formed by the interaction between the molding material and the wall or walls of the slot in the punch 60. The blade 70 also has a radial-outer surface which is formed by the conformity of the molding material with the inner wall of the mold. cavity portion 51. It should be noted from Fig. 7 that the angles between the radial-outer surface 74 and the adjacent surfaces 71 and 73 are relatively acute. In particular, discontinuities tend to form at these angles which, during the

moulage, produisent du bruit et mènent à des pertes de rendement. molding, produce noise and lead to yield losses.

L'un des désavantages de l'utilisation d'un outil de moulage agencé comme sur les Figures 5 et 6 est qu'il n'est pas possible de produire une courbe entre la partie radiale-externe 73 de la One of the disadvantages of using a molding tool arranged as in Figures 5 and 6 is that it is not possible to produce a curve between the radial-outer portion 73 of the

surface et les parties concave ou convexe de la surface 71 et 73. surface and the concave or convex portions of the surface 71 and 73.

Par ailleurs, il faut tenir compte de l'inconvénient supplémentaire suivant. Sauf si l'espacement entre le poinçon 60 et les parois de la cavité 51 est extrêmement réduit, le matériau de moulage risque de s'écouler dans l'espacement entre le poinçon et la paroi de la cavité pour former ce que l'on appelle "une bavure". En se référant maintenant aux Figures 8 et 9, un deuxième outil de moulage sera maintenant décrit: La Figure 8 montre la cavité d'un outil de moulage se composant d'un corps 18 présentant une paroi dessinant la cavité 81. La paroi de la cavité 81 est en général circulaire, mais contient plusieurs fentes 82, dont une seule fente est représentée à des fins de clarté. Chaque fente 82 est façonnée afin de former une partie radiale-externe d'une pale de l'hélice centrifuge. En se référant maintenant à la Figure 9, le poinçon de l'outil consiste en un poinçon 90 d'une forme en général cylindrique mais doté de plusieurs fentes 91 disposées dans la direction axiale, de la même façon que la fente 61 dans le poinçon 60 décrit en se référant à la Figure 6. Les fentes 91 ne s'étendent pas autant dans la direction radiale du poinçon 90 que les fentes 61 dans le In addition, the following additional disadvantage must be taken into account. Unless the spacing between the punch 60 and the walls of the cavity 51 is extremely small, the molding material may flow into the gap between the punch and the wall of the cavity to form what is called "a burr". Referring now to Figures 8 and 9, a second molding tool will now be described: Figure 8 shows the cavity of a molding tool consisting of a body 18 having a wall defining the cavity 81. The wall of the Cavity 81 is generally circular, but contains a plurality of slots 82, a single slot of which is shown for clarity. Each slot 82 is shaped to form a radial-outer portion of a blade of the centrifugal propeller. Referring now to Figure 9, the punch of the tool consists of a punch 90 of generally cylindrical shape but having a plurality of slots 91 disposed in the axial direction, in the same way as the slot 61 in the punch 60 is described with reference to FIG. 6. The slots 91 do not extend as much in the radial direction of the punch 90 as the slots 61 in the

poinçon 60.punch 60.

Pendant le moulage, le poinçon 90 de l'outil est inséré dans la cavité 81, chaque fente 91 étant alignée avec une fente correspondante 82. Chaque paire de fentes 82 et 91 en face l'une de l'autre est ensuite utilisée afin de former une pale respective de l'hélice centrifuge. Le matériau de moulage est alors injecté dans le moule et s'écoule dans les paires de fentes respectives, formant ainsi une hélice centrifuge complète à plusieurs pales During molding, the punch 90 of the tool is inserted into the cavity 81, each slot 91 being aligned with a corresponding slot 82. Each pair of slots 82 and 91 opposite one another is then used to forming a respective blade of the centrifugal propeller. The molding material is then injected into the mold and flows into the respective slot pairs, thereby forming a complete multi-blade centrifugal propeller.

disposées autour d'un axe central.arranged around a central axis.

Afin de vider le moule, le poinçon 90 est extrait de la cavité 81. Pour démouler le produit moulé des deux parties du moule, un mouvement de vaet-vient entre le produit moulé et les parties de l'outil est effectué dans les deux sens. En premier lieu, le produit est déplacé relativement au poinçon dans un sens, et, en second lieu, le produit est déplacé relativement à la cavité dans le sens contraire. Quoique l'uniformité de l'épaisseur des pales de l'hélice le long de leur longueur axiale soit désirable du point de vue des performances de l'hélice, le processus de moulage, tel que décrit ci-dessus, exige que la partie de chaque pale moulée dans la fente 91 ait une première direction d'amincissement graduel le long de sa longueur axiale, afin de permettre le retrait du poinçon hors du produit, et que la partie de chaque pale moulée dans la fente 82 ait un amincissement graduel dans la direction opposée, afin de permettre le retrait du produit hors de la cavité 81. On en trouvera une représentation In order to empty the mold, the punch 90 is extracted from the cavity 81. To demold the molded product from the two parts of the mold, a back and forth movement between the molded product and the parts of the tool is carried out in both directions . First, the product is moved relative to the punch in one direction, and secondly, the product is moved relative to the cavity in the opposite direction. Although the uniformity of the thickness of the propeller blades along their axial length is desirable from the point of view of propeller performance, the molding process, as described above, requires that the portion of the propeller blade be each blade molded into the slot 91 has a first direction of gradual thinning along its axial length, to allow removal of the punch from the product, and that the portion of each blade molded in the slot 82 has a gradual thinning in the opposite direction, to allow the removal of the product from the cavity 81. We will find a representation

schématique à la Figure 12.schematic in Figure 12.

En se référant à la Figure 12, qui représente une coupe à travers une pale le long de l'interface entre la partie moulée à l'aide de la cavité, et la partie moulée à l'aide du poinçon, 121 montre la face située à l'extrémité de la partie radiale-externe de la pale, cette partie ayant été moulée dans la fente 82. Comme l'indique la Figure 12, la largeur de la partie externe 121, qui correspond à l'épaisseur de la pale, présente sa largeur la plus importante en haut de la pale. Les parois s'étendant dans la direction axiale 122 et 123 de la partie externe s'amincissent graduellement vers l'extrémité du bas de la pale 124. Cet agencement permet à l'hélice finie d'être retirée de la cavité de l'outil dans la direction montrée par la flèche A. Par contre, la partie radiale-interne 125 de chaque pale, cette partie ayant été moulée dans les fentes 91 du poinçon de l'outil, présente sa largeur la plus importante en bas de la pale 124. Les parois latérales 126, 127 s'amincissent graduellement Referring to Figure 12, which shows a section through a blade along the interface between the molded portion using the cavity, and the portion molded with the punch, 121 shows the face located at the end of the radial-outer portion of the blade, this portion having been molded into the slot 82. As shown in Figure 12, the width of the outer portion 121, which corresponds to the thickness of the blade, has its largest width at the top of the blade. The walls extending in the axial direction 122 and 123 of the outer portion gradually taper toward the bottom end of the blade 124. This arrangement allows the finished propeller to be removed from the tool cavity. in the direction shown by the arrow A. On the other hand, the radial-internal portion 125 of each blade, this portion having been molded in the slots 91 of the punch of the tool, has its largest width at the bottom of the blade 124 The side walls 126, 127 are gradually thinning

vers l'intérieur en direction de la partie supérieure de la pale. inward towards the upper part of the blade.

Cet agencement permet à l'hélice finie d'être déplacée vers le bas This arrangement allows the finished propeller to be moved down

dans la direction B pour l'extraire du poinçon de l'outil 90. in the direction B to extract it from the punch of the tool 90.

La Figure 12 est une vue prise depuis le centre de l'hélice radialement, vers l'extérieur. A noter, par conséquent, que, tandis que l'air dans la partie supérieure de l'hélice se déplace vers l'extérieur le long des pales, il rencontre une discontinuité ou palier vers l'extérieur. Par opposition, dans la moitié inférieure de la pale, l'air se déplaçant vers l'extérieur rencontre un palier interne à l'interface entre les moitiés interne et externe des pales. La vue de la Figure 12 est très exagérée, mais toute personne versée dans les règles de l'art comprendra que les meilleures conditions de passage se situent dans la zone 128 le long de la longueur axiale de la pale, o le palier, dans chaque direction, est relativement petit. Les pires conditions se produisent vers les deux extrémités axiales de chaque pale, comme l'indiquent les Figures 10 et 11. La Figure 10 montre une coupe transversale en haut d'une pale, ayant une partie externe 100 et une partie interne 101, et la Figure 11 montre une Figure 12 is a view taken from the center of the helix radially outwardly. Note, therefore, that while the air in the upper part of the propeller moves outward along the blades, it encounters a discontinuity or bearing outward. In contrast, in the lower half of the blade, the air moving outward encounters an internal bearing at the interface between the inner and outer halves of the blades. The view of Figure 12 is very exaggerated, but anyone skilled in the art will understand that the best conditions of passage are in zone 128 along the axial length of the blade, where the bearing, in each direction, is relatively small. The worst conditions occur towards both axial ends of each blade, as shown in FIGS. 10 and 11. FIG. 10 shows a cross-section at the top of a blade, having an outer portion 100 and an inner portion 101, and Figure 11 shows a

coupe transversale de la partie inférieure de la pale. cross-section of the lower part of the blade.

En se référant encore une fois à la Figure 3, on voit que la pièce de soutien 5 est relativement éloignée des pales de l'hélice 2 du côté moyeu, et est relativement rapprochée des pales du côté pale de la pièce de soutien. Cette disposition de la pièce de soutien 5 signifie que le passage vers le bas des pales est relativement restreint, tandis que le passage d'air vers le haut des pales est relativement ouvert. Ainsi, dans l'hélice montrée à la Figure 3, il est vraisemblable que le passage le plus important d'air se fera vers la partie supérieure axiale (tel que montré à Referring again to FIG. 3, it can be seen that the support piece 5 is relatively far away from the blades of the helix 2 on the hub side, and is relatively close to the blades on the blade side of the support piece. This arrangement of the support piece 5 means that the downward passage of the blades is relatively small, while the upward air passage of the blades is relatively open. Thus, in the propeller shown in Figure 3, it is likely that the largest air passage will be towards the axial top (as shown in Figure 3).

la Figure 3) de l'hélice.Figure 3) of the propeller.

Par conséquent, la zone 128 de transition entre les épaisseurs de la pale est située de façon avantageuse vers le haut de la pale, plutôt que vers le milieu de la pale tel que montré à la Therefore, the transition zone 128 between the blade thicknesses is advantageously located upwards of the blade, rather than towards the middle of the blade as shown in FIG.

Figure 12.Figure 12.

Pour obtenir cet effet, on pourrait modifier ce que l'on appelle l'angle de courant d'air de l'amincissement graduel des pales de l'hélice. Cependant, pour réaliser cet effet, on préfère augmenter l'épaisseur de la partie interne de chaque pale, tel que montré à la Figure 13. En se référant à la Figure 13, la zone 128 de transition de la Figure 12 a été déplacée vers le haut de la pale. Cela permet à une perturbation minimale du passage d'air de To achieve this effect, one could modify what is called the angle of airflow of the gradual thinning of the blades of the propeller. However, to achieve this effect, it is preferred to increase the thickness of the inner portion of each blade, as shown in Figure 13. Referring to Figure 13, the transition zone 128 of Figure 12 has been moved to the top of the blade. This allows a minimal disturbance of the air passage of

sortir radialement le long des surfaces de pale. exit radially along the blade surfaces.

Quoique le mode particulier décrit ci-dessus soit celui d'une hélice centrifuge à 44 pales, si les conditions acoustiques jouent un rôle très important, il est préférable de substituer un nombre premier de pales, c'est-à-dire de disposer, par exemple, de 43 pales. La raison en est qu'un nombre premier de pales fournit les conditions les moins favorables pour la production de résonances acoustiques. De telles résonances peuvent être dues à un certain nombre de raisons, mais il est particulièrement probable que celles-ci se produisent quand l'entraînement est assuré par un moteur électrique en courant continu. Ces moteurs ont des collecteurs segmentés qui causent des variations de couple, qui, à Although the particular mode described above is that of a 44-blade centrifugal propeller, if the acoustic conditions play a very important role, it is preferable to substitute a prime number of blades, that is to say to dispose, for example, 43 blades. This is because a prime number of blades provides the least favorable conditions for the production of acoustic resonances. Such resonances may be due to a number of reasons, but it is particularly likely that these occur when drive is provided by a DC motor. These motors have segmented manifolds that cause torque variations, which, at

leur tour, peuvent provoquer l'excitation acoustique des pales. in turn, can cause the acoustic excitation of the blades.

D'autres mesures telles que des châssis-supports élastiques, et la modification des supports de montage pourront également être requises afin de réduire la transmission des vibrations Other measures such as elastic support frames and modification of mounting brackets may also be required to reduce the transmission of vibrations

acoustiques du montage de l'hélice à la structure environnante. acoustics from mounting the propeller to the surrounding structure.

Avec un moulage soigneux, une hélice centrifuge conforme à l'invention peut être auto-équilibrée. Autrement dit, une hélice convenablement équilibrée peut être produite directement à partir du moule, sans nécessité de traitement ultérieur. La technique de moulage décrite permet aux pales d'être bien raccordées par leurs zones les plus épaisses au moyeu et à l'anneau de soutien. Par opposition, les pales des hélices centrifuges connues sont With careful molding, a centrifugal propeller according to the invention can be self-balancing. In other words, a suitably balanced helix can be produced directly from the mold without the need for further processing. The molding technique described allows the blades to be well connected by their thickest zones to the hub and the support ring. In contrast, the blades of known centrifugal propellers are

raccordées par leurs parties minces. connected by their thin parts.

Claims

An injection molded centrifugal impeller wheel having a plurality of axially extending blades (2) disposed about an axis to produce a radial air stream which varies along the axial length of the blade, characterized in that each blade has a radial-outer portion formed using the cavity (51,81) of a molding tool and a second radial-inner portion formed using the punch (60,90) of the tool molding, whose outer part, at the interface with the inner part, tapers gradually in the axial direction from one end of the propeller to the other, and whose inner part, at the level of the interface with the outer portion, tapers gradually from said other end of the helix to said end of the helix, so that a point, where the inner and outer portions have the same thickness at the interface between the two parts, is located in a zone of

maximum radial airflow.

2. Injection-molded centrifugal propeller wheel according to claim 1, characterized in that each blade (2) is a generally concave-convex part having a first convex surface (41) and a second concave surface (42) with a part of a curved inner transition surface, the blades (2) being arranged on a pitch circle centered at the axis of the helix, and in that the blades (2) are aligned on the circle in such a way that a radius of the pitch circle passing through a point on the radial-internal periphery of the blade of the helix, where the inner periphery of the blade of the helix is perpendicular

to said radius, do not cross the concave surface.

3. Injection molded centrifugal propeller wheel according to claim 2, characterized in that the thickness of each blade (2) decreases towards the tip of the blade, to give it a

overall aerodynamic profile.

Injection-molded centrifugal propeller wheel according to claim 1 or 2, characterized in that each of the concave and convex surfaces is defined by a respective arc of a respective circle.

5. Injection-molded centrifugal propeller wheel according to one

any of the preceding claims, characterized in that

a prime number of blades (2) is provided.

6. Centrifugal propeller wheel having a plurality of blades (2) extending in the axial direction, characterized in that each blade is a generally concave-convex part having a first convex surface (41) and a second concave surface (42). ) with a curved inner transition surface portion, the blades being disposed on a pitch circle centered on the axis of the helix and that the blades are aligned on the circle in such a way that a radius of the circle primitive passing through a point on the radial-internal periphery of the blade of the helix, where the inner periphery of the blade of the helix is perpendicular to said radius, does not intersect the concave surface in which the thickness of each blade decreases towards the tip of the blade, so

to give it a generally aerodynamic profile.