FR2816379A1

FR2816379A1 - Cooling fan, for engine, has propeller mounted on hollow end of shaft such that the bearing region extends towards the interior of the hollow end of the shaft to form axial bearing.

Info

Publication number: FR2816379A1
Application number: FR0014349A
Authority: FR
Inventors: Marie-Pierre Buron; Sebastien Berne; Jean Luc Roudot; Bruno Lucbernet; Xavier Bernard; Philippe Marchal; Lionel Blanc; David Negre; Guy Vuillemin; Denis Cavallucci
Original assignee: Faurecia Industries SAS
Current assignee: Faurecia Industries SAS
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2002-05-10
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: FR2816379B1

Abstract

The cooling fan (3) consists of a propeller (4), mounted on a shaft (6) and driven in rotation around an axis (A). The propeller consists of a bearing region (17), which fits on to the hollow end (12) of the shaft and is secured by a fixing (23). The bearing region extends axially into the interior of the primary hollow end, which thus acts as a transverse bearing for the propeller.

Description

La présente invention concerne un ventilateur pour véhicule automobile du type comprenant une hélice et un arbre d'entraînement en rotation de l'hélice autour d'un axe, l'hélice comprenant une région d'appui sur une première extrémité creuse de l'arbre, le ventilateur comprenant en outre des moyens de fixation de l'hélice sur la première extrémité de l'arbre. The present invention relates to a fan for a motor vehicle of the type comprising a propeller and a shaft for rotating the propeller about an axis, the propeller comprising a bearing region on a first hollow end of the shaft. , the fan further comprising means for fixing the propeller on the first end of the shaft.

L'invention s'applique en particulier à un ventilateur destiné à produire un écoulement d'air pour balayer un radiateur de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile. Un tel ventilateur est généralement dénommé groupe moto-ventilateur (GMV). The invention applies in particular to a fan intended to produce an air flow for sweeping a radiator for cooling the heat engine of a motor vehicle. Such a fan is generally called a motor-fan group (GMV).

Dans un ventilateur du type précité destiné à une telle application, l'hélice comprend un bol central et des pales prolongeant le bol radialement vers l'extérieur. L'arbre d'entraînement est l'arbre de sortie d'un moteur électrique. La région d'appui sur l'arbre d'entraînement est constituée par un insert métallique, sur lequel le bol de l'hélice a été surmoulé et dans lequel la première extrémité de l'arbre est reçue. La première extrémité de l'arbre et l'insert présentent des méplats complémentaires pour permettre une solidarisation angulaire du bol de l'hélice et de l'arbre. Le fond de l'insert est traversé par une vis de fixation qui est vissée dans la première extrémité creuse de l'arbre. In a fan of the aforementioned type intended for such an application, the propeller comprises a central bowl and blades extending the bowl radially outward. The drive shaft is the output shaft of an electric motor. The bearing region on the drive shaft is constituted by a metal insert, on which the bowl of the propeller has been molded and in which the first end of the shaft is received. The first end of the shaft and the insert have complementary flats to allow an angular connection of the bowl of the propeller and the shaft. The bottom of the insert is crossed by a fixing screw which is screwed into the first hollow end of the shaft.

L'hélice dispose ainsi d'une surface d'appui axial, formée par la tranche de la première extrémité de l'arbre, et d'une surface d'appui transversal, fournie par la surface périphérique de la première extrémité de l'arbre. The propeller thus has an axial bearing surface, formed by the edge of the first end of the shaft, and a transverse bearing surface, provided by the peripheral surface of the first end of the shaft. .

On constate à l'usage que l'arbre provoque un matage de l'insert. Ce matage conduit à l'apparition d'un jeu angulaire entre l'hélice et l'arbre susceptible d'induire des balourds et donc de provoquer un endommagement du ventilateur. It is observed in use that the tree causes a matting of the insert. This matting leads to the appearance of an angular play between the propeller and the shaft capable of inducing imbalances and therefore of causing damage to the fan.

On constate également, aux vitesses de rotation élevées, des basculements de l'hélice autour d'axes orthogonaux à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement. Ces basculements induisent également des balourds. It is also noted, at high speeds of rotation, of the propeller tilting around axes orthogonal to the axis of rotation of the drive shaft. These tiltings also induce imbalances.

Une solution pour réduire l'apparition de tels balourds pourrait consister à augmenter la longueur axiale de l'insert, et donc l'aire de la surface d'appui transversal de l'hélice sur la première extrémité de l'arbre. Toutefois, cette solution nécessiterait d'accroître la longueur de la première extrémité de l'arbre qui est en saillie depuis le reste du moteur électrique. Cette solution One solution to reduce the appearance of such imbalances could consist in increasing the axial length of the insert, and therefore the area of the transverse bearing surface of the propeller on the first end of the shaft. However, this solution would require increasing the length of the first end of the shaft which projects from the rest of the electric motor. This solution

conduirait donc à une augmentation de l'encombrement axial du ventilateur, ce qui n'est pas souhaitable. would therefore lead to an increase in the axial size of the fan, which is not desirable.

Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant un ventilateur du type précité dont la longueur axiale peut être faible et dans lequel les risques d'apparition de balourds sont plus réduits. An object of the invention is to solve this problem by providing a fan of the aforementioned type, the axial length of which may be small and in which the risks of the appearance of unbalances are more reduced.

A cet effet, l'invention a pour objet un ventilateur du type précité, caractérisé en ce que la région d'appui s'étend axialement à l'intérieur de la première extrémité creuse de l'arbre qui fournit ainsi un appui transversal à l'hélice. To this end, the invention relates to a fan of the aforementioned type, characterized in that the support region extends axially inside the first hollow end of the shaft which thus provides transverse support to the 'propeller.

Selon des modes particuliers de réalisation, le ventilateur comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise (s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la première extrémité de l'arbre s'étend radialement vers l'extérieur pour fournir un appui axial à l'hélice, - la première extrémité de l'arbre est évasée, - la première extrémité de l'arbre comprend au moins un tronçon délimitant intérieurement un logement de réception de la région d'appui, lequel logement est de forme sensiblement tronconique, - la première extrémité de l'arbre est munie d'au moins une saillie reçue dans un logement ménagé dans l'hélice pour permettre son entraînement en rotation par l'arbre d'entraînement, - les moyens de fixation comprennent une vis traversant la région d'appui et vissée dans la première extrémité creuse de l'arbre, - les moyens de fixation sont des moyens de fixation du type baïonnette, - les moyens de fixation comprennent deux ergots en saillie radiale sur la région d'appui et des crans ménagés dans la première extrémité de l'arbre pour retenir axialement les ergots, - les moyens de fixation comprennent des moyens élastiques de rappel axial des ergots vers les fonds des crans, et - l'hélice comprend un moyeu et des pales prolongeant le moyeu radialement vers l'extérieur, et la région d'appui est venue de matière avec le moyeu. According to particular embodiments, the fan comprises one or more of the following characteristics taken alone or according to all technically possible combinations: - the first end of the shaft extends radially outward to provide a axial support for the propeller, - the first end of the shaft is flared, - the first end of the shaft comprises at least one section internally delimiting a housing for receiving the support region, which housing is substantially shaped frustoconical, - the first end of the shaft is provided with at least one projection received in a housing formed in the propeller to allow it to be driven in rotation by the drive shaft, - the fixing means comprise a through screw the bearing region and screwed into the first hollow end of the shaft, - the fixing means are bayonet type fixing means, - the fixing means comprise two lugs projecting radially from the support region and notches formed in the first end of the shaft for axially retaining the lugs, - the fixing means comprise elastic means for axially returning the lugs towards the bottom of the notches, and - the propeller comprises a hub and blades extending the hub radially outward, and the bearing region has come integrally with the hub.

L'invention a en outre pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur tel que défini ci-dessus. The invention further relates to a motor vehicle, characterized in that it comprises a fan as defined above.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique latérale d'un bloc avant d'un véhicule automobile muni d'un ventilateur selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique, agrandie, partielle et de face du bol de l'hélice du ventilateur de la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle en coupe prise selon la ligne ttt-ftt de la figure 2, -la figure 4 est une vue partielle schématique, éclatée et en coupe axiale, illustrant la liaison entre l'hélice et l'arbre d'entraînement d'un ventilateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 5 est une vue partielle schématique prise suivant la direction V de la figure 4 et illustrant l'arbre d'entraînement du ventilateur de la figure 4. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, and made with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a schematic side view of a front unit of a motor vehicle provided with a fan according to a first embodiment of the invention, - Figure 2 is a schematic, enlarged, partial and front view of the bowl of the fan propeller of Figure 1, - Figure 3 is a partial sectional view taken along the line ttt-ftt of Figure 2, Figure 4 is a partial schematic view, exploded and in axial section, illustrating the connection between the propeller and the shaft driving a fan according to a second embodiment of the invention, and FIG. 5 is a schematic partial view taken in the direction V of FIG. 4 and illustrating the fan drive shaft of FIG. 4.

Dans tout ce qui suit les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. En particulier, les temps avant et arrière s'entendent par rapport au sens de marche du véhicule matérialisé par la flèche F sur la figure 1. In all that follows, the orientations used are the usual orientations of a motor vehicle. In particular, the front and rear times are understood in relation to the direction of travel of the vehicle shown by the arrow F in FIG. 1.

On a représenté schématiquement sur la figure 1 un bloc avant d'un véhicule automobile comprenant un moteur thermique 1, un radiateur 2 de refroidissement du moteur 1, et un ventilateur ou groupe moto-ventilateur 3 qui comprend une hélice 4 et un moteur électrique 5. L'hélice 4 est montée sur un arbre de sortie 6 du moteur 5 pour pouvoir être entraînée en rotation autour de son axe A par le moteur 5. There is shown schematically in FIG. 1 a front unit of a motor vehicle comprising a heat engine 1, a radiator 2 for cooling the engine 1, and a fan or motor-fan unit 3 which comprises a propeller 4 and an electric motor 5 The propeller 4 is mounted on an output shaft 6 of the motor 5 so that it can be driven in rotation about its axis A by the motor 5.

Comme illustré par les figures 2 et 3, l'hélice 4 comprend un moyeu

central 10 en forme de bol et des pales 11 prolongeant le bol 10 radialement vers l'extérieur. On notera que les pales 11 sont uniquement représentées de manière partielle sur la figure 3. As illustrated by FIGS. 2 and 3, the propeller 4 comprises a hub

central 10 in the form of a bowl and blades 11 extending the bowl 10 radially outwards. It will be noted that the blades 11 are only partially shown in FIG. 3.

Le bol central 10 de l'hélice 4 est monté comme cela va être décrit ciaprès sur une première extrémité avant 12 de l'arbre 6 en saillie axiale depuis le reste du moteur 5 et notamment de son boîtier extérieur. The central bowl 10 of the propeller 4 is mounted as will be described below on a first front end 12 of the shaft 6 projecting axially from the rest of the motor 5 and in particular from its outer casing.

La première extrémité 12 de l'arbre 6 est creuse et comprend un tronçon évasé 13 de forme tronconique. Ce tronçon évasé 13 est prolongé par quatre doigts 14 disposés à 900 l'un de l'autre par rapport à l'axe A. The first end 12 of the shaft 6 is hollow and comprises a flared section 13 of frustoconical shape. This flared section 13 is extended by four fingers 14 arranged 900 from one another with respect to the axis A.

La surface intérieure 15 du tronçon 13 délimite un logement 16 de forme tronconique divergeant vers l'avant. Ce logement débouche par l'avant à l'extérieur de l'arbre 6, et par l'arrière dans l'alésage circulaire axial ménagé dans le reste de l'extrémité 12 de l'arbre 6. The inner surface 15 of the section 13 defines a housing 16 of frustoconical shape diverging towards the front. This housing opens from the front outside of the shaft 6, and from the rear into the axial circular bore formed in the rest of the end 12 of the shaft 6.

Le bol 10 comprend une région centrale d'appui 17 de forme générale tronconique complémentaire de celle du logement 16 et convergeant vers l'arrière. Cette région d'appui 17 est munie d'un alésage central et axial 18. La région d'appui 17 est reliée au reste du bol 10 par une région annulaire de liaison 19 amincie, dans laquelle quatre logements 20 sont ménagés. Ces logements 20 sont régulièrement espacés l'un de l'autre autour de l'axe A et sont de forme analogue. Plus précisément, ils possèdent chacun une section radiale sensiblement trapézoïdale et leur paroi radialement intérieure 21 s'étend dans le prolongement de la surface arrière tronconique 22 de la région d'appui 17. The bowl 10 comprises a central support region 17 of generally frustoconical shape complementary to that of the housing 16 and converging towards the rear. This support region 17 is provided with a central and axial bore 18. The support region 17 is connected to the rest of the bowl 10 by a thinned annular connection region 19, in which four housings 20 are provided. These housings 20 are regularly spaced from each other around the axis A and are of similar shape. More specifically, they each have a substantially trapezoidal radial section and their radially inner wall 21 extends in the extension of the frustoconical rear surface 22 of the support region 17.

Il est à noter que la région d'appui 17 fait saillie axialement vers l'arrière par rapport au fond du bol central 10 et notamment par rapport à la région de liaison 19. It should be noted that the support region 17 projects axially towards the rear with respect to the bottom of the central bowl 10 and in particular with respect to the connection region 19.

La région centrale d'appui 17 est reçue dans le logement conique 16 du tronçon évasé 13 et les doigts 14 sont reçus dans les logements 20 du bol 10. The central support region 17 is received in the conical housing 16 of the flared section 13 and the fingers 14 are received in the housing 20 of the bowl 10.

La tige d'une vis 23 traverse l'alésage 18 de la région d'appui 17 pour se visser dans la première extrémité 12 de l'arbre 6 en arrière du tronçon évasé 13. The rod of a screw 23 passes through the bore 18 of the bearing region 17 to be screwed into the first end 12 of the shaft 6 behind the flared section 13.

La tête de la vis 23 prend appui via une rondelle 24 à l'avant de la région d'appui 17 pour fixer axialement l'hélice 4 par rapport à la première extrémité 12 de l'arbre 6. Grâce à la vis 23, la surface arrière 22 de la région d'appui 17 du bol 10 prend appui sur la surface intérieure 15 du tronçon évasé 13 de la première extrémité 12 de l'arbre 6, de sorte que l'hélice 4 est également fixée radialement par rapport à l'arbre 6. The head of the screw 23 is supported via a washer 24 at the front of the support region 17 to axially fix the propeller 4 relative to the first end 12 of the shaft 6. Thanks to the screw 23, the rear surface 22 of the bearing region 17 of the bowl 10 is supported on the internal surface 15 of the flared section 13 of the first end 12 of the shaft 6, so that the propeller 4 is also fixed radially with respect to the 'tree 6.

Les doigts 14 reçus dans les logements 20 rendent l'hélice 4 solidaire en rotation de l'arbre 6. The fingers 14 received in the housings 20 make the propeller 4 integral in rotation with the shaft 6.

La région d'appui 17 étant reçue à l'intérieur du tronçon évasé 13 de l'extrémité avant 12 l'arbre 6, l'arbre 6 fournit une surface 15 d'appui axial et transversal d'aire relativement importante et notamment supérieure à celle obtenue dans un ventilateur selon l'état de la technique, à longueur axiale de ventilateur constante. Ainsi les risques d'apparition de balourds sont limités. The bearing region 17 being received inside the flared section 13 of the front end 12 the shaft 6, the shaft 6 provides an axial and transverse bearing surface 15 of relatively large area and in particular greater than that obtained in a fan according to the prior art, at constant axial fan length. The risks of unbalance appearing are thus limited.

Par ailleurs, cette surface d'appui 15 ayant une aire relativement importante, la région d'appui 17 peut être réalisée en matière plastique et venue de matière avec le reste du fond du bol 10 de l'hélice 4. Furthermore, this bearing surface 15 having a relatively large area, the bearing region 17 can be made of plastic and made of one piece with the rest of the bottom of the bowl 10 of the propeller 4.

On notera également que l'hélice, qui ne comporte pas d'insert métallique, est de coût réduit. It will also be noted that the propeller, which does not include a metallic insert, is of reduced cost.

Les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel la région d'appui 17 est une tige de section circulaire et d'axe A qui fait saillie vers l'arrière depuis le fond du bol 10 de l'hélice 4. Figures 4 and 5 illustrate a second embodiment of the invention in which the support region 17 is a rod of circular section and axis A which projects rearward from the bottom of the bowl 10 of the propeller 4.

La première extrémité creuse 12 de l'arbre 6 est de section transversale annulaire constante. Cette extrémité 12 présente un alésage central circulaire 31 dans lequel la région d'appui 17 est reçue. The first hollow end 12 of the shaft 6 is of constant annular cross section. This end 12 has a circular central bore 31 in which the bearing region 17 is received.

La fixation axiale de l'hélice 4 sur l'arbre 6 est assurée par un mécanisme de fixation du type baïonnette qui comprend deux ergots 33 qui font saillie de manière diamétralement opposée sur la région d'appui 17 et deux crans de retenue 34 ménagés dans la première extrémité 12 de l'arbre 6 et dans lesquels les ergots 33 ont été engagés par translation axiale puis rotation relative du bol 10 par rapport à l'arbre 6. Le mécanisme de fixation comprend en outre une bague élastique conique 35 entourant la région d'appui 17 et écrasée entre la tranche avant 36 de la première extrémité de l'arbre 6 et le fond du bol 10 de l'hélice 4. Cette bague 35 rappelle axialement le bol 10 vers une position éloignée de l'arbre 6 et rappelle ainsi les ergots 33 vers les fonds 37 des crans 34. The axial fixing of the propeller 4 on the shaft 6 is ensured by a bayonet type fixing mechanism which comprises two lugs 33 which protrude diametrically opposite on the support region 17 and two retaining notches 34 formed in the first end 12 of the shaft 6 and in which the pins 33 have been engaged by axial translation and then relative rotation of the bowl 10 relative to the shaft 6. The fixing mechanism further comprises a conical elastic ring 35 surrounding the region support 17 and crushed between the front edge 36 of the first end of the shaft 6 and the bottom of the bowl 10 of the propeller 4. This ring 35 axially recalls the bowl 10 to a position remote from the shaft 6 and thus recalls the pins 33 towards the bottoms 37 of the notches 34.

La région d'appui 17 prend appui transversalement sur la surface intérieure 38 de l'alésage 31 en fournissant ainsi une surface d'appui transversal sensiblement de même longueur que celle de la région d'appui 17. L'hélice 4 est ainsi également fixée radialement par rapport à l'arbre 6. The support region 17 is supported transversely on the inner surface 38 of the bore 31 thereby providing a transverse support surface substantially of the same length as that of the support region 17. The propeller 4 is thus also fixed radially with respect to the shaft 6.

La région d'appui 17 s'étendant à l'intérieur de l'arbre 6, elle peut s'étendre jusqu'à l'intérieur du reste du moteur 5 et notamment de son boîtier extérieur, ce qui procure une surface d'appui transversal de longueur et donc d'aire importantes sans augmenter la longueur de l'arbre 6 en saillie par rapport au reste du moteur 5. Le deuxième mode de réalisation permet donc également de limiter les risques d'apparition de balourd sans augmenter la longueur axiale du ventilateur 3. The support region 17 extending inside the shaft 6, it can extend to the inside of the rest of the motor 5 and in particular of its outer casing, which provides a support surface transverse in length and therefore of significant area without increasing the length of the shaft 6 projecting from the rest of the motor 5. The second embodiment therefore also makes it possible to limit the risks of appearance of unbalance without increasing the axial length fan 3.

Claims

CLAIMS 1. Fan (3) for a motor vehicle of the type comprising a propeller (4) and a shaft (6) for driving the propeller in rotation about an axis (A), the propeller comprising a region (17 ) bearing on a first hollow end (12) of the shaft, the fan further comprising means (23; 33 to

35) for fixing the propeller to the first end (12) of the shaft, characterized in that the bearing region (17) extends axially inside the first hollow end (12) of the 'shaft (6) which thus provides transverse support to the propeller.

2. Fan according to claim 1, characterized in that the first end (12) of the shaft extends radially outward to provide axial support for the propeller.

3. Fan according to claim 2, characterized in that the first end (12) of the shaft is flared.

4. Fan according to claim 3, characterized in that the first end (12) of the shaft comprises at least one section (13) internally defining a housing (16) for receiving the support region (17), which housing is of substantially frustoconical shape.

5. Fan according to one of the preceding claims, characterized in that the first end (12) of the shaft is provided with at least one projection (14) received in a housing (20) formed in the propeller (4 ) to allow it to rotate by the drive shaft (6).

6. Fan according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing means comprise a screw (23) passing through the support region (17) and screwed into the first hollow end (12) of the shaft.

7. Fan according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fixing means (33 to 35) are fixing means of the bayonet type.

8. Fan according to claim 7, characterized in that the fixing means comprise two lugs (33) projecting radially from the support region (17) and notches (34) formed in the first end (12) of the 'shaft (6) for axially retaining the pins (33).

9. Fan according to claim 7 or 8, characterized in that the fixing means comprise elastic means (35) for axial return of the lugs (33) towards the bottoms (37) of the notches (34).

10. Fan according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller comprises a hub (10) and blades (11) extending the hub (10) radially outwards, and in that the region of support (17) came integrally with the hub.

11. Motor vehicle, characterized in that it comprises a fan (3) according to one of the preceding claims.