FR3108147A1

FR3108147A1 - Bras de maintien pour armature de support

Info

Publication number: FR3108147A1
Application number: FR2002499A
Authority: FR
Inventors: Manuel Henner; Bruno Demory; Mohamed ALAOUI BENZAKROUM; Maxime LAURENT
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: EP4118342A1; FR3108147B1; CN115135885A; US20230104481A1; WO2021181024A1

Abstract

Des exemples de réalisations comprennent une armature de support d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile. L’armature comporte une ouverture destinée à recevoir une hélice et un support central pour recevoir un moteur actionnant l’hélice. Le support central est rattaché à l'armature par au moins six bras de maintien, au moins trois premiers bras de maintien étant placés dans un premier plan ou cône de révolution, et au moins trois seconds bras de maintien étant placés dans un second plan ou cône de révolution différent du premier plan ou cône de révolution. Les premiers bras de maintien sont chacun séparés de tout second bras de maintien par un espace couvrant au moins une distance correspondant à une corde desdits premiers bras de maintien. Figure pour l’abrégé : Figure 1B

Description

Bras de maintien pour armature de support

La présente invention concerne le domaine de l’automobile, et plus particulièrement celui de la circulation d’air pour le refroidissement d’un moteur.

Selon l’état de la technique, les véhicules à moteur évacuent les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs thermiques, notamment radiateurs de refroidissement, placés par exemple à l'avant du véhicule et traversés par exemple par de l'air extérieur. Pour forcer la circulation de cet air à travers le ou les échangeurs, un ventilateur est placé en amont ou en aval. Une hélice peut servir à forcer la circulation d'air. Dans certains exemples, l’hélice génère un débit relativement élevé et une pression relativement faible et présente un écoulement orienté de façon axiale, c’est-à-dire dans la direction d’un axe de rotation de l’hélice.

Résumé

La présente invention est définie par les revendications indépendantes ci-jointes. D'autres caractéristiques et avantages découlant des concepts divulgués ici sont exposés dans la description qui suit. Ils se dégagent en partie de la description ou pourront être acquis par la pratique des technologies décrites. Les caractéristiques et avantages de ces concepts peuvent être réalisés et obtenus au moyen des instruments et combinaisons signalés en particulier dans les revendications ci-jointes. Ces caractéristiques et d'autres caractéristiques des technologies décrites transparaîtront plus largement au travers de la description suivante et des revendications ci-jointes, ou pourront être déduites de la pratique des concepts exposés ici.

Le présent exposé décrit une armature de support d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ladite armature comportant une ouverture définissant un périmètre d’ouverture, l’ouverture étant destinée à recevoir une hélice, et un support central positionné au centre de ladite ouverture et conformé pour recevoir un moteur actionnant ladite hélice de façon à générer un flux de ventilation, ledit support central étant rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par au moins six bras de maintien, au moins trois premiers bras de maintien étant placés dans un premier plan ou cône de révolution (ou cône dans cet exposé), et au moins trois seconds bras de maintien étant placés dans un second plan ou cône de révolution différent du premier plan ou cône de révolution, les premiers bras de maintien étant chacun séparés de tout second bras de maintien au niveau du périmètre d’ouverture par un espace couvrant au moins une distance correspondant à une corde desdits premiers bras de maintien.

Une structure telle que décrite permet de renforcer l’armature en répartissant le réseau de maintien formé par les bras de maintien, tout en permettant au flot de s’écouler entre bras de maintien. Ce renforcement de l’armature peut permettre de réduire des contraintes liées à la forme desdits bras de maintien, ou bien d’éviter un phénomène dit de pompage correspondant à un mouvement périodique, non désiré, du support central dans la direction de l’axe de rotation de l’hélice provoqué par une oscillation des bras de maintien.

Dans certaines réalisations, les premiers bras de maintien sont placés dans un premier plan et les seconds bras de maintien sont placés dans un second plan parallèle au premier plan. Cette répartition des bras de maintien dans différents plans permet de rigidifier la structure de maintien du support central, une oscillation éventuelle des bras de maintien placés dans le premier plan étant compensée ou évitée par les bras de maintien placés dans le second plan. Une telle structure améliore en effet la rigidité axiale de l’armature dans l’ace de rotation de l’hélice.

Dans certaines réalisations, les premiers bras de maintien sont placés dans un premier cône de révolution et les seconds bras de maintien sont placés dans un second cône de révolution différent du premier cône de révolution. Une telle structure permet, de par l’utilisation de différents angles entre les premiers et les seconds bras de maintien d’une part, el l’axe de rotation de l’hélice d’autre part, une compensation mécanique limitant l’effet de pompage susmentionné, un éventuel mouvement des premiers bras étant au moins en partie compensé par une tension générée par les seconds bras, et réciproquement. Dans certains cas particuliers, les premiers bras de maintien forment un premier angle avec un plan défini par l’ouverture, les seconds bras de maintien formant un second angle avec le plan défini par l’ouverture, le premier et le second angle étant du même signe. Une telle disposition peut permettre de limiter le phénomène de pompage tout en facilitant un processus de démoulage sans dépouille dû à l’utilisation d’angles allant dans une même direction. Dans certains cas particuliers, les premiers bras de maintien forment un premier angle avec un plan défini par l’ouverture, les seconds bras de maintien formant un second angle avec le plan défini par l’ouverture, le premier et le second angle étant de signes opposés. Cette disposition peut permettre un entrelacement entre les premiers et les seconds bras de maintien permettant une amélioration de transfert de couple entre le support central et le périmètre d’ouverture.

Dans certaines réalisations, chaque premier bras de maintien est séparé d’un autre premier bras de maintien par au moins un second bras de maintien. Une telle répartition permet d’améliorer la rigidité de l’ensemble, une tension sur les premiers bras de maintien étant compensée par un second bras de maintien placé entre ceux-ci.

Dans certaines réalisations, les premiers bras de maintien forment des groupes de premiers bras de maintien se succédant au long du périmètre d’ouverture, chaque groupe de premiers bras de maintien étant séparé d’un autre groupe de premiers bras de maintien au moins par un second bras de maintien ou par un groupe de seconds bras de maintien. Une telle répartition permet un entrelacement partiel entre les premiers et seconds bras de maintien, un tel entrelacement partiel permettant de simplifier la structure tout en bénéficiant d’une répartition entre les premiers et les seconds bras de maintien au long du périmètre d’ouverture.

Dans certaines réalisations, les premiers et seconds bras de maintien sont régulièrement répartis au long du périmètre d’ouverture. Ceci facilite un équilibrage de la structure qui participera à réduire ou éviter le phénomène de pompage.

Dans certaines réalisations, l’ouverture a une forme d’anneau, l’anneau comprenant trois secteurs complémentaires, chaque secteur complémentaire couvrant 120 degrés de l’anneau, chaque secteur complémentaire comprenant un même nombre de premiers et de seconds bras de maintien. Une telle répartition permet d’obtenir une structure particulièrement bien équilibrée conduisant à faciliter une rotation régulière de l’ensemble.

Dans certaines réalisations, les bras de maintien ont une forme aérodynamique. Une telle forme permet aux bras de maintien non seulement de remplir un rôle en tant que soutien du support central, mais également à contribuer à la génération du flot de refroidissement en coopérant avec une forme aérodynamique de pales de l’hélice.

Dans certaines réalisations, les bras de maintien ont une forme aérodynamique doublement vrillée. Une telle forme a un effet particulièrement positif sur la génération du flot de refroidissement désiré. La flexibilité mécanique introduite par l’utilisation d’une telle forme est compensée par la rigidité d’une disposition des bras de maintien telle que dans la présente description.

Dans certaines réalisations, chaque bras de maintien est lié à l’armature par un plot correspondant, lesdits plots s’étendant perpendiculairement à l’ouverture, certains desdits plots liés aux premiers bras de maintien ayant une première hauteur perpendiculairement à l’ouverture et à partir d’un plan comprenant l’ouverture, certains autres desdits plots liés aux seconds bras de maintien ayant une seconde hauteur perpendiculairement à l’ouverture et à partir du plan comprenant l’ouverture, la première hauteur étant différente de la seconde hauteur. Une telle disposition de plots permet le placement des premiers et seconds bras à des hauteurs différentes à un endroit de liaison avec l’armature afin d’obtenir une structure telle que décrite, tout en permettant un passage du flot entre les plots.

Le présent exposé décrit également un dispositif de ventilation comprenant une hélice dont le moteur est porté par l’armature de support selon la présente description. Un tel dispositif peut par exemple permettre une synergie entre la forme de l´hélice et la forme et position des bras de maintien tels que décrits.

Le présent exposé décrit également un module de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile comprenant le dispositif de ventilation tels que décrits, le module de refroidissement pouvant mettre en œuvre une synergie aérodynamique entre ses différents composants, en particuliers les bras de maintien tels que décrits.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels:

Fig. 1A

est une représentation d’exemple d’armature de support selon le présent exposé.

Fig. 1B

est une représentation d’exemple de section d’une armature de support telle que représentée par la Figure 1A.

Fig. 1C

Fig. 1D

Fig. 1E

Fig. 1F

Fig. 2A

Fig. 2B

est une représentation d’une partie de l’armature représentée par la Figure 2A.

Fig. 3

est une représentation d’un exemple de dispositif de ventilation selon le présent exposé.

Fig. 4

est une représentation d’un exemple de module de refroidissement selon cet exposé.

Cet exposé concerne une armature de support d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile. Cette armature peut dans certains cas se trouver intégrée à un groupe moto-ventilateur ou GMV. Le véhicule automobile peut-être à propulsion thermique ou électrique, ou à propulsion hybride. Cette armature peut correspondre à un socle comprenant une buse. Cette armature peut avoir une forme généralement parallélépipédique, par exemple ayant des dimensions extérieures d’entre 1 et 8 cm d’épaisseur dans la direction axiale de rotation de l’hélice, et des dimensions d’entre 20 et 60 cm de côté dans un plan normal à ladite direction axiale. Cette armature peut avoir une forme généralement parallélépipédique, par exemple ayant des dimensions extérieures d’entre 2 et 6 cm d’épaisseur dans la direction axiale de rotation de l’hélice, et des dimensions d’entre 45 et 55 cm de côté dans un plan normal à ladite direction axiale.

L’armature selon cet exposé comprend une ouverture définissant un périmètre d’ouverture, l’ouverture étant destinée à recevoir une hélice. Une telle ouverture peut avoir un périmètre d’ouverture généralement circulaire ayant un diamètre par exemple entre 30 et 50 cm. Une telle ouverture peut avoir un périmètre d’ouverture généralement circulaire ayant un diamètre par exemple entre 35 et 45 cm. Une telle ouverture peut avoir un périmètre d’ouverture généralement circulaire ayant un diamètre par exemple entre 38 et 42 cm. Cette ouverture permet la circulation d’un flot tel qu’un flot d’air généré par la rotation de l’hélice. Dans certains exemples, la forme de l’ouverture correspond à la forme de l’hélice, l’ouverture s’ouvrant dans un plan normal à l’axe de rotation de l’hélice. Dans certains cas, l’ouverture a une forme généralement en forme d’anneau ayant un périmètre d’ouverture correspondant au périmètre externe de l’anneau.

Le périmètre d’ouverture détermine la paroi d’une cavité cylindrique creuse dans laquelle est positionnée l'hélice, la cavité cylindrique ayant un axe correspondant à la direction axiale ou axe de rotation de l’hélice. L’armature peut assurer l'accrochage à un support, par exemple un radiateur de refroidissement ou un châssis de véhicule, ainsi que le support d’un moteur électrique d'actionnement de l'hélice et le maintien de l'axe autour duquel celle-ci tourne. Par ailleurs, sur le plan aérodynamique, l’armature peut former une paroi et limiter ou empêcher les recirculations entre l'amont et l'aval de l'hélice. L'accrochage d’un moteur électrique à l’armature peut être constitué par plusieurs bras de maintien ayant une fonction de tenue mécanique. De tels bras de maintien peuvent prendre une forme d'aile d'avion, ou d'aube de stators leur donnant une fonction aérodynamique au-delà de leur fonction mécanique. Les aubes de stators permettent par exemple un redressement de l'écoulement.

L’armature selon cet exposé comprend un support central positionné au centre de ladite ouverture. Le centre de l’ouverture peut correspondre au centre d’un cercle correspondant à un périmètre de l’ouverture. Le centre de l’ouverture peut comprendre l’endroit où l’axe de rotation de l’hélice est en intersection avec un plan comprenant l’ouverture. Ce support central est conformé pour recevoir un moteur actionnant ladite hélice de façon à générer un flux ou flot de ventilation. L’armature selon cet exposé non seulement permet de définir une buse par laquelle s’écoule le flot généré par l’hélice mais également permet d’ancrer un moteur tel qu’un moteur électrique actionnant l’hélice.

Ledit support central est rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par au moins six bras de maintien. De tels bras de maintien ont une fonction mécanique permettant de rattacher le support central à la périphérie de l’armature à travers de l’ouverture. Afin d’assurer une certaine rigidité de l’ensemble, le nombre de bras de maintien doit être suffisant. Chaque bras de maintien forme un pont entre le support central et la partie périphérique de l’armature définissant l’ouverture. Chaque bras de maintien a deux extrémités, une extrémité étant liée au support central, l’autre extrémité se trouvant liée, éventuellement par l’intermédiaire d’un plot, au périmètre de l’ouverture. Entre les deux extrémités, les bras de maintien s’étendent radialement à partir de l’axe de rotation de l’hélice. Dans certains cas, ledit support central est rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par au moins huit bras de maintien. Dans certains cas, ledit support central est rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par au moins dix bras de maintien. Dans certains cas, ledit support central est rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par au moins douze bras de maintien. L’utilisation d’un nombre plus élevé de bras de maintien peu contribuer à un meilleur équilibrage mécanique de l’ensemble, et peu procurer une liberté accrue d’utilisation de formes particulièrement aérodynamiques pour lesdits bras de maintien.

De tels bras de maintien ont un rôle mécanique de soutient d’un support central. Dû au fait que de tels bras de maintien traversent l’ouverture et se trouvent donc dans le flot généré par l’hélice, les bras de maintien ont une influence sur l’aérodynamisme de l’ensemble. Il est donc dans certains cas souhaitable d’adapter par exemple la forme des bras de maintien à l’aérodynamisme de l’ensemble. Ceci peut avoir des conséquences sur les caractéristiques mécaniques des bras de maintien. Un compromis doit donc dans certains cas être obtenu afin d’une part d’obtenir des caractéristiques mécaniques appropriées pour les bras de maintien, et d’autre part d’utiliser pour ceux-ci une forme particulièrement aérodynamique. L’armature de support selon le présent exposé permet de résoudre ce compromis en améliorant la rigidité de la structure par un positionnement différencié des bras de maintien tel que décrits. Un tel positionnement différencié permet en particulier de limiter un phénomène dit de «pompage» consistant dans certaines conditions en un mouvement périodique non désiré du support central dans la direction de l’axe de rotation de l’hélice, dû à une flexibilité excessive des bras de maintien. Le positionnement différencié des bras de maintien tel que décrit dans cet exposé permet de réduire l’occurrence d’un tel «pompage». Un tel positionnement différencié permet d’améliorer la rigidité de l’ensemble et donc de procurer une liberté accrue quant au choix de la forme des bras de maintien, par exemple en permettant l’utilisation de bras de maintien allégés ou aillant une forme particulièrement fine et aérodynamique.

Selon cet exposé, au moins trois premiers bras de maintien sont placés dans un premier plan ou cône de révolution, et au moins trois seconds bras de maintien sont placés dans un second plan ou cône de révolution différent du premier plan ou cône de révolution. Ce placement différentié des bras de maintien permet l’amélioration de la rigidité de la structure limitant le phénomène de pompage susmentionné. Il est possible que cette amélioration de la rigidité soit obtenue par le fait qu’une fréquence propre de vibration des premiers bras de maintien soit différente d’une fréquence propre de vibration des seconds bras de maintien, conduisant à une stabilisation synergétique de l’ensemble et donc à une limitation ou même à une suppression du phénomène non désiré de pompage. L’introduction d’une telle différence de positionnement procure une liberté accrue quant au choix de la forme ou même des matériaux utilisés pour les bras de maintien pour une rigidité donnée de la structure. L’utilisation d’un même premier plan ou cône de révolution pour les trois premiers bras de maintien permet d’obtenir une certaine homogénéité de placement des trois premiers bras de maintien contribuant à la stabilité mécanique de l’ensemble, ainsi qu’à sa facilité de fabrication. De même, l’utilisation d’un même second plan ou cône de révolution pour les trois seconds bras de maintien permet d’obtenir une certaine homogénéité de placement des trois premiers bras de maintien contribuant à la stabilité mécanique de l’ensemble, ainsi qu’à sa facilité de fabrication. Dans certains cas, le premier cône de révolution a comme axe l’axe de rotation de l’hélice correspondant au centre du périmètre d’ouverture. Dans certains cas, le second cône de révolution a comme axe l’axe de rotation de l’hélice correspondant au centre du périmètre d’ouverture. Dans certains cas, le premier plan est parallèle à un plan comprenant le périmètre de l’ouverture. Dans certains cas, le second plan est parallèle à un plan comprenant le périmètre de l’ouverture. Dans certains cas, le nombre des premiers bras de maintien est égal au nombre des seconds bras de maintien. Dans certains cas, le nombre des premiers bras de maintien est supérieur au nombre des seconds bras de maintien. Dans certains cas, le nombre des premiers bras de maintien est inférieur au double du nombre des seconds bras de maintien. Dans certains cas, le nombre des premiers bras de maintien est inférieur au triple du nombre des seconds bras de maintien.

Selon cet exposé, les premiers bras de maintien sont chacun séparés de tout second bras de maintien au niveau du périmètre d’ouverture par un espace couvrant au moins une distance correspondant à une corde desdits premiers bras de maintien. Aménager un tel espace entre les premiers bras de maintien et chaque second bras de maintien permet d’une part d’obtenir un comportement mécanique satisfaisant de chaque type de bras de maintien, évitant qu’une proximité extrême d’un premier et d’un second bras de maintien mène à un comportement similaire à un unique bras de maintien fendu, qui ne permettrait pas d’obtenir le comportement de rigidité structurelle recherché dans cet exposé. Une corde desdits premiers bras de maintien correspond par exemple à une épaisseur d’un premier bras de maintien selon une direction tangente au périmètre d’ouverture, correspondant à une direction angulaire de déplacement de l’hélice en rotation. Cette corde peut être mesurée à différents points au long du bras de maintien, à une différente distance de l’axe de rotation de l’hélice. La distance correspondant à cette corde peut donc varier pour un premier bras de maintien spécifique. Dans certains cas, la corde considérée est la corde moyenne des différentes cordes du premier bras de maintien considéré. Dans certains cas, la corde considérée est la corde médiane des différentes cordes du premier bras de maintien considéré. Dans certains cas, la corde considérée est la corde maximum des différentes cordes du premier bras de maintien considéré. Dans certains cas, la corde considérée est la corde minimum des différentes cordes du premier bras de maintien considéré. Dans certains cas, la corde considérée est la corde du premier bras de maintien considéré à l’endroit de son rattachement au périmètre de l’ouverture, opposé au support central. Dans certains cas, la corde considérée est la corde du premier bras de maintien considéré à l’endroit de son rattachement au support central. La distance correspondant à la corde considérée est rapportée au périmètre d’ouverture afin de déterminer la distance devant séparer le premier bras de maintien de tout second bras de maintien. Il est entendu que le même premier bras de maintien se trouvera plus proche de tout second bras de maintien au niveau du support central, dû à la structure de l’ensemble. Cet espacement, au-delà de conséquences mécaniques, permet un écoulement du flot entre les bras de maintien considérés. Dans certains cas, les premiers bras de maintien sont chacun séparés de tout second bras de maintien au niveau du périmètre d’ouverture par un espace couvrant au moins le double d’une distance correspondant à une corde desdits premiers bras de maintien. Dans certains cas, les premiers bras de maintien sont chacun séparés de tout second bras de maintien au niveau du périmètre d’ouverture par un espace couvrant au moins le triple d’une distance correspondant au triple d’une à une corde desdits premiers bras de maintien. Dans certains cas, les premiers bras de maintien sont chacun séparés de tout second bras de maintien au niveau du périmètre d’ouverture par un espace couvrant au moins le quadruple d’une distance correspondant au triple d’une à une corde desdits premiers bras de maintien.

La Figure 1A représente une armature selon le présent exposé représente une armature de support 100 d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ladite armature 100 comportant une ouverture définissant un périmètre d’ouverture circulaire 103, l’ouverture étant destinée à recevoir une hélice non représentée, et un support central cylindrique 102 positionné au centre de ladite ouverture et conformé pour recevoir un moteur, non représenté, actionnant ladite hélice de façon à générer un flux de ventilation, ledit support central 102 étant rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par six bras de maintien 111-116, au moins trois premiers bras de maintien 111, 113, 115 étant placés dans un premier plan ou cône de révolution, et au moins trois seconds bras de maintien 112, 114, 116 étant placés dans un second plan ou cône de révolution différent du premier plan ou cône de révolution, les premiers bras de maintien étant chacun séparés de tout second bras de maintien au niveau du périmètre d’ouverture par un espace 131 couvrant au moins une distance correspondant à une corde desdits premiers bras de maintien.

Dans la configuration de la Figure 1A, l’armature comprend des premiers bras 111, 113 et 115 alternés avec les seconds bras 112, 114 et 116. En d’autres termes, chaque premier bras de maintien est séparé d’un autre premier bras de maintien par un second bras de maintien. Une telle configuration est mécaniquement particulièrement équilibrée.

Dans certains cas, chaque premier bras de maintien est séparé d’un autre premier bras de maintien par au moins un second bras de maintien.

L’armature peut comprendre des bras de maintien additionnels n’étant ni des premiers ni des seconds bras de maintien, de tels bras de maintien additionnels ayant leur propre configuration et placement.

L’armature représentée par la Figure 1A peut avoir un certain nombre de configurations différentes.

La Figure 1B représente une section possible de l’armature selon la section S de la Figure 1A dans un plan perpendiculaire à la vue de la Figure 1A comprenant le premier bras de maintien 115 et le second bras de maintien 112. Dans ce cas-ci, les premiers bras de maintien tels que le premier bras de maintien 115 sont placés dans un premier plan 141. Dans ce cas-ci, les seconds bras de maintien tels que le second bras de maintien 112 sont placés dans un second plan 142. Il est bien sûr entendu dans cet exposé que le «placement» d’un bras de maintien «dans» un plan ou un cône de révolution implique le placement d’un axe général du tel bras de maintien dans un tel bras ou cône, et non pas du bras lui-même, un plan ou un cône ayant en théorie une épaisseur nulle. Un tel axe général du bras peut correspondre à un segment de droite théorique joignant l’extrémité du bras correspondant en contact avec le support central el l’extrémité opposée du même bras en contact avec le périmètre de l’ouverture. Dans cet exemple, le premier plan et le second plan sont des plans normaux à l’axe 101 de rotation de l’hélice ou axe central de l’armature ou axe central du support central. La distance séparant le premier et le deuxième plan peut être dans certains cas d’au moins l’épaisseur d’un premier bras de maintien mesurée au niveau de la jonction du tel premier bras de maintien avec le périmètre d’ouverture dans la direction de rotation de l’hélice. La distance séparant le premier et le deuxième plan peut être dans certains cas d’au moins le double de l’épaisseur d’un premier bras de maintien mesurée au niveau de la jonction du tel premier bras de maintien avec le périmètre d’ouverture dans la direction de rotation de l’hélice. La distance séparant le premier et le deuxième plan peut être dans certains cas d’au moins le triple de l’épaisseur d’un premier bras de maintien mesurée au niveau de la jonction du tel premier bras de maintien avec le périmètre d’ouverture dans la direction de rotation de l’hélice. Une différence accrue entre lesdits plans peut contribuer à la stabilité mécanique. Une distance excessive peut rendre l’encombrement de l’armature excessif. La distance séparant le premier et le deuxième plan peut être dans certains cas d’au plus le quadruple de l’épaisseur d’un premier bras de maintien mesurée au niveau de la jonction du tel premier bras de maintien avec le périmètre d’ouverture dans la direction de rotation de l’hélice. La distance séparant le premier et le deuxième plan peut être dans certains cas d’au plus le triple de l’épaisseur d’un premier bras de maintien mesurée au niveau de la jonction du tel premier bras de maintien avec le périmètre d’ouverture dans la direction de rotation de l’hélice.

La Figure 1C représente une section possible de l’armature selon la section S de la Figure 1A dans un plan perpendiculaire à la vue de la Figure 1A comprenant le premier bras de maintien 115 et le second bras de maintien 112. Dans ce cas-ci, les premiers bras de maintien tels que le premier bras de maintien 115 sont placés dans un premier cône partiellement représenté par la génératrice 151 du premier cône, l’axe du cône étant l’axe 101 de rotation de l’hélice. Dans ce cas-ci, les seconds bras de maintien tels que le second bras de maintien 112 sont placés dans un second cône partiellement représenté par la génératrice 152 du second cône, l’axe du cône étant l’axe 101 de rotation de l’hélice. Le premier cône de révolution est différent du second cône afin d’obtenir l’effet recherché dans cet exposé. Dans cet exemple, le premier cône et le second cône sont des cônes ayant un même axe 101 de rotation de l’hélice ou axe central de l’armature ou axe central du support central. Dans cet exemple, les premiers bras de maintien formant un premier angle 161 avec un plan 104 défini par l’ouverture, les seconds bras de maintien formant un second angle 162 avec le plan 104 défini par l’ouverture, le premier et le second angle étant de même signe opposés.

Dans certains cas, le premier angle et le second angle diffèrent par au moins 5 degrés. Dans certains cas, le premier angle et le second angle diffèrent par au moins 10 degrés. Dans certains cas, le premier angle et le second angle diffèrent par au moins 15 degrés. Dans certains cas, le premier angle et le second angle diffèrent par au moins 20 degrés. Dans certains cas, le premier angle et le second angle diffèrent par au moins 30 degrés. Dans certains cas, le premier angle et le second angle diffèrent par au moins 45 degrés. Dans certains cas, le premier angle et le second angle diffèrent par moins de 90 degrés. Dans certains cas, le premier angle et le second angle diffèrent par moins de 60 degrés. Une différence accrue entre lesdits premier et second angle peut contribuer à la stabilité mécanique. Une différence excessive peut rendre l’encombrement de l’armature excessif. Le premier ou le second angle peut être d’entre -5 et +5 degrés. Le premier ou le second angle peut être d’entre -15 et +15 degrés. Le premier ou le second angle peut être d’entre -20 et +20 degrés. Le premier ou le second angle peut être d’entre -30 et +30 degrés.

La Figure 1D représente une section possible de l’armature selon la section S de la Figure 1A dans un plan perpendiculaire à la vue de la Figure 1A comprenant le premier bras de maintien 115 et le second bras de maintien 112. Dans ce cas-ci, les premiers bras de maintien tels que le premier bras de maintien 115 sont placés dans un premier cône partiellement représenté par la génératrice 153 du premier cône, l’axe du cône étant l’axe 101 de rotation de l’hélice. Dans ce cas-ci, les seconds bras de maintien tels que le second bras de maintien 112 sont placés dans un second cône partiellement représenté par la génératrice 154 du second cône, l’axe du cône étant l’axe 101 de rotation de l’hélice. Le premier cône de révolution est différent du second cône afin d’obtenir l’effet recherché dans cet exposé. Dans cet exemple, le premier cône et le second cône sont des cônes ayant un même axe 101 de rotation de l’hélice ou axe central de l’armature ou axe central du support central. Dans cet exemple, les premiers bras de maintien formant un premier angle 163 avec un plan 104 défini par l’ouverture, les seconds bras de maintien formant un second angle 164 avec le plan 104 défini par l’ouverture, le premier et le second angle étant de signes opposés.

La Figure 1E représente une section possible de l’armature selon la section S de la Figure 1A dans un plan perpendiculaire à la vue de la Figure 1A comprenant le premier bras de maintien 115 et le second bras de maintien 112. Dans ce cas-ci, les premiers bras de maintien tels que le premier bras de maintien 115 sont placés dans un cône partiellement représenté par la génératrice 155 du premier cône, l’axe du cône étant l’axe 101 de rotation de l’hélice. Dans ce cas-ci, les seconds bras de maintien tels que le second bras de maintien 112 sont placés dans un plan 144 parallèle au plan comprenant l’ouverture.

La Figure 1F représente un exemple d’armature 105 similaire à l’exemple représenté par la Figure 1A, l’armature 105 comprenant six premiers bras de maintien 117 et six seconds bras de maintien 118, les premiers bras de maintien 117 formant des groupes de deux premiers bras de maintien se succédant au long du périmètre d’ouverture, chaque groupe de premiers bras de deux bras de maintien 117 étant séparé d’un autre groupe de deux premiers bras de maintien 117 au moins par un groupe de seconds bras de maintien 118.

Dans certains cas, tel que dans le cas représenté par la Figure 1F, les premiers bras de maintien forment des groupes de premiers bras de maintien se succédant au long du périmètre d’ouverture, chaque groupe de premiers bras de maintien étant séparé d’un autre groupe de premiers bras de maintien au moins par un second bras de maintien ou par un groupe de seconds bras de maintien. Ceci permet d’augmenter le nombre de bras de maintien tout en conservant une structure homogène.

Dans certains cas, tels que représentés par exemple par les Figures 1A, 1F ou 2A, l’ouverture a une forme d’anneau, l’anneau comprenant trois secteurs complémentaires, chaque secteur complémentaire couvrant 120 degrés de l’anneau, chaque secteur complémentaire comprenant un même nombre de premiers et de seconds bras de maintien. Prenant comme exemple l’armature 105 représentée par la Figure 1F, l’anneau formant l’ouverture est défini par la circonférence du support central 102 et par le périmètre d’ouverture 103. Sur cette même Figure 1F, trois secteurs complémentaires de 120 degrés de cet anneau sont limités par les axes 160. Chacun de ces trois secteurs représentés comprend quatre bras de maintien, un même nombre de premiers bras de maintien et de second bras de maintien, précisément dans ce cas-ci deux bras de maintien 117 et deux bras de maintien 118 par secteur. Ceci procure une structure équilibrée, évitant ou réduisant des vibrations lors d’un mouvement de rotation d’hélice. Dans certains cas, l’anneau comprend six secteurs complémentaires, chaque secteur complémentaire couvrant 60 degrés de l’anneau, chaque secteur complémentaire comprenant un même nombre de premiers et de seconds bras de maintien.

Dans certains cas, tels que par exemple illustré par l’armature 200 de la Figure 2A, les bras de maintien ont une forme aérodynamique, tels que les douze bras de maintien 210-221 entre le périmètre d’ouverture 203 et le support central 202 de l’armature 200. Ceci peut permettre d’améliorer le flot obtenu par l’utilisation de l’armature en ajoutant aux bras de maintien un rôle aérodynamique au-delà de leur rôle de supports mécaniques. Les bras de maintien 210-221 comprennent six premiers bras de maintien 211, 213, 215, 217, 219, et 221 et six seconds bras de maintiens 210, 212, 214, 216, 218 et 220. Dans ce cas, les premiers et seconds bras de maintien sont alternés. Dans ce cas, tel qu’illustré plus en détail sur la Figure 2B, les premiers bras de maintien sont attachés à un premier niveau N1 du support central, les seconds bras de maintien étant attachés à un second niveau N2 du support central, le niveau N1 étant différent du niveau N2 au long d’un axe 201 de rotation d’hélice, ledit axe 201 étant normal à un plan comprenant l’ouverture. Dans ce cas, tel qu’illustré plus sur la Figure 2B, les premiers bras de maintien sont attachés à un troisième niveau N3 du support central, les seconds bras de maintien étant attachés à un quatrième niveau N4 du support central, le niveau N3 différent du niveau N4 au long de l’axe 201 de rotation d’hélice. Ces décalages de niveau amènent à réaliser un exemple selon cet exposé évitant de placer tous les bras de maintien dans un même plan ou cône de révolution afin d’obtenir une structure particulièrement rigide, particulièrement efficace dans un cas d’utilisation de bras de maintien à forme aérodynamique tendant à être plus flexibles.

Dans certains cas, chaque bras de maintien est lié à l’armature par un plot correspondant, lesdits plots s’étendant perpendiculairement à l’ouverture, certains desdits plots liés aux premiers bras de maintien ayant une première hauteur perpendiculairement à l’ouverture et à partir d’un plan comprenant l’ouverture, certains autres desdits plots liés aux seconds bras de maintien ayant une seconde hauteur perpendiculairement à l’ouverture et à partir du plan comprenant l’ouverture, la première hauteur étant différente de la seconde hauteur. L’utilisation de tels plots peut permettre de faciliter la génération d’un flot en direction radiale passant entre des plots consécutifs.

Dans le cas de l’armature représentée par les Figures 2A et 2B, chaque bras de maintien 210-221 est lié à l’armature 200 par un plot correspondant, lesdits plots s’étendant perpendiculairement à l’ouverture, certains desdits plots liés aux premiers bras de maintien ayant une première hauteur, correspondant au niveau N3, perpendiculairement à l’ouverture et à partir d’un plan comprenant l’ouverture, certains autres desdits plots liés aux seconds bras de maintien ayant une seconde hauteur, correspondant au niveau N4, perpendiculairement à l’ouverture et à partir du plan comprenant l’ouverture, la première hauteur étant différente de la seconde hauteur.

Une forme aérodynamique peu comprendre un bord d’attaque et un bord de fuite, un flot étant incident avec le bord d’attaque, le flot suivant un intrados et un extrados. L’intrados et l’extrados se rejoignent au bord de fuite au-delà duquel le flot s’écoule. Une forme aérodynamique comprend une ligne de corde et une ligne de cambrure, la ligne de corde suivant une droite joignant le bord d’attaque et le bord de fuite, la ligne de cambrure étant une courbe joignant le bord d’attaque et le bord de fuite, la ligne de cambrure étant une courbe à mi-distance entre l’intrados et l’extrados. Un bord d’attaque se poursuit jusqu’à un point d’épaisseur maximale.

Dans certains cas, les bras de maintien ont une forme doublement vrillée particulièrement aérodynamique.

Les bras de maintien 210-221 ont par exemple une forme doublement vrillée qui vise à réduire une traînée due au frottement de l'air contre lesdits bras de maintien lors du fonctionnement d’une hélice. De tels bras peuvent prendre au-delà de leur fonction mécanique une double fonction aérodynamique et acoustique. Au lieu de bras en forme de plaques planes orientées selon la direction de l'écoulement qui traverse l'hélice, des bras de maintien à forme aérodynamique sont dans certains cas constitués par des pales minces, de grande envergure et de section allongée, avec une corde dont la longueur est supérieure d'au moins 1,5 fois à celle de leur épaisseur, en particulier en leur point de plus grande épaisseur. Ces bras de maintien ont un profil aérodynamique pour réduire leur traînée, et un calage du profil évolue tout au long de leur envergure, entre leur pied porté par le support central 202 et leur tête connectée au périmètre d’ouverture 203. Le calage du profil de section d'un dit bras de maintien peut par exemple évoluer le long de leur envergure, en partant d'une orientation sensiblement radiale au niveau de son pied et du support central 202, pour venir à une orientation nettement plus axiale à mi-envergure du bras de maintien, et pour revenir vers une orientation sensiblement radiale au niveau de sa tête et du périmètre d’ouverture 203. La loi du calage, c'est-à-dire de l'angle que fait la corde de cette section avec la direction axiale de rotation de l’hélice, normale au plan défini par l’ouverture, est évolutive le long de l'envergure pour s'adapter à la direction et à la giration de l'écoulement en sortie d'hélice. Ceci est bénéfique à la fois pour le rendement aérodynamique et pour la réduction des instabilités qui sont génératrices de bruit. Dans certains cas le calage de pied, de même que le calage de tête, a une valeur importante (par exemple supérieure à 70°), alors que la partie centrale de la pale, soit celle comprise en 25 et 75% de l'envergure, prend avoir un calage relativement faible (par exemple inférieur à 20°). Les bras de maintien 210-221 présentent par exemple une forme doublement vrillée tout le long d'une ligne reliant les points à mi-corde du bras de maintien, le vrillage étant constitué par une rotation de la section du stator, dans un plan tangentiel, lorsqu'on décrit cette ligne depuis le pied jusqu'à la tête du bras de maintien. Elle est dite doublement vrillée car le vrillage augmente du pied vers la mi-envergure, pour décroître de la mi-envergure vers la tête et revenir à un niveau faiblement vrillé. Selon un mode de réalisation non illustré, l'évolution du calage pourrait s'interrompre, ou suivre une autre loi, dans la partie centrale du stator. Une telle forme doublement vrillée diminue la rigidité des bras qui bénéficient donc particulièrement des différentes configurations tels que décrites dans le présent exposé.

Dans certains cas, les premiers bras de maintien se joignent au support central à un premier niveau d’un axe de rotation d’hélice et les seconds bras de maintien se joignent au support central à un second niveau d’un axe de rotation d’hélice, le premier niveau et le second niveau étant séparés par au moins 50% de l’épaisseur maximum d’un premier bras de maintien, l’épaisseur étant mesurée au long de l’envergure du bras de maintien (ou stator), sans prendre en compte ses extrémités.

Dans certains cas, les premiers bras de maintien se joignent au périmètre d’ouverture à un premier niveau d’un axe de rotation d’hélice et les seconds bras de maintien se joignent au support central à un second niveau d’un axe de rotation d’hélice, le premier niveau et le second niveau étant séparés par au moins 50% de l’épaisseur maximum d’un premier bras de maintien, l’épaisseur étant mesurée au long de l’envergure du bras de maintien (ou stator), sans prendre en compte ses extrémités.

Dans certains cas, les premiers bras de maintien se joignent au support central à un premier niveau d’un axe de rotation d’hélice et les seconds bras de maintien se joignent au support central à un second niveau d’un axe de rotation d’hélice, le premier niveau et le second niveau étant séparés par au plus le triple de la longueur maximum d’une corde d’un premier bras de maintien, la corde étant entre un bord d’attaque et un bord de fuite correspondant dudit bras de maintien.

Dans certains cas, les premiers bras de maintien se joignent au périmètre d’ouverture à un premier niveau d’un axe de rotation d’hélice et les seconds bras de maintien se joignent au support central à un second niveau d’un axe de rotation d’hélice, le premier niveau et le second niveau étant séparés par au plus le triple de la longueur maximum d’une corde d’un premier bras de maintien, la corde étant entre un bord d’attaque et un bord de fuite correspondant dudit bras de maintien.

Dans certains cas, les premiers bras de maintien croisent les seconds bras de maintien. Une telle configuration est particulièrement rigide tout en permettant un encombrement limité.

La Figure 3 représente une vue simplifiée d’un exemple de dispositif de ventilation 30 comprenant une hélice 310 dont le moteur 320 est porté une armature de support 300 selon cet exposé. L’hélice 310 a un axe de rotation 301 pouvant par exemple correspondre à l’axe 101 ou 201 des Figures précédentes. L’hélice peut être placée soit entre l’armature et le moteur à refroidir. L’armature peut aussi se trouver entre l’hélice et le moteur à refroidir. La combinaison de la fonction aérodynamique de l’hélice avec la forme aérodynamique des plots selon cet exposé permet d’obtenir une amélioration du rendement du système dans son ensemble. Ce rendement est encore amélioré en combinant les capacités aérodynamiques de l’hélice, des plots selon cet exposé et d’une forme aérodynamique de bras de maintien.

La Figure 4 illustre un exemple de module de refroidissement 40 du moteur thermique d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de ventilation selon cet exposé. Dans ce cas-ci, le module comprend les éléments représentés dans la Figure 3, ainsi qu’un radiateur 400 soumis au flot généré par l’hélice 310 et modifié par la forme aérodynamique des plots tels que décrits dans cet exposé. Dans ce cas-ci, l’hélice est placée entre le radiateur 400 et l’armature 300, mais l’armature 300 pourrait également être placée entre l’hélice et le radiateur.

Claims

Armature de support d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ladite armature comportant une ouverture définissant un périmètre d’ouverture, l’ouverture étant destinée à recevoir une hélice, et un support central positionné au centre de ladite ouverture et conformé pour recevoir un moteur actionnant ladite hélice de façon à générer un flux de ventilation, ledit support central étant rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par au moins six bras de maintien, au moins trois premiers bras de maintien étant placés dans un premier plan ou cône de révolution, et au moins trois seconds bras de maintien étant placés dans un second plan ou cône de révolution différent du premier plan ou cône de révolution, les premiers bras de maintien étant chacun séparés de tout second bras de maintien au niveau du périmètre d’ouverture par un espace couvrant au moins une distance correspondant à une corde desdits premiers bras de maintien.
L’armature selon la revendication 1, les premiers bras de maintien étant placés dans un premier plan et les seconds bras de maintien étant placés dans un second plan parallèle au premier plan.
L’armature selon la revendication 1, les premiers bras de maintien étant placés dans un premier cône de révolution et les seconds bras de maintien étant placés dans un second cône de révolution différent du premier cône de révolution.
L’armature selon la revendication 3, les premiers bras de maintien formant un premier angle avec un plan défini par l’ouverture, les seconds bras de maintien formant un second angle avec le plan défini par l’ouverture, le premier et le second angle étant de signes opposés.
L’armature selon la revendication 3, les premiers bras de maintien formant un premier angle avec un plan défini par l’ouverture, les seconds bras de maintien formant un second angle avec le plan défini par l’ouverture, le premier et le second angle étant du même signe.
L’armature selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, les premiers bras de maintien formant des groupes de premiers bras de maintien se succédant au long du périmètre d’ouverture, chaque groupe de premiers bras de maintien étant séparé d’un autre groupe de premiers bras de maintien au moins par un second bras de maintien ou par un groupe de seconds bras de maintien.
L’armature selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’ouverture ayant une forme d’anneau, l’anneau comprenant trois secteurs complémentaires, chaque secteur complémentaire couvrant 120 degrés de l’anneau, chaque secteur complémentaire comprenant un même nombre de premiers et de seconds bras de maintien.
L’armature selon l’une quelconque des revendications précédentes, chaque bras de maintien étant lié à l’armature par un plot correspondant, lesdits plots s’étendant perpendiculairement à l’ouverture, certains desdits plots liés aux premiers bras de maintien ayant une première hauteur perpendiculairement à l’ouverture et à partir d’un plan comprenant l’ouverture, certains autres desdits plots liés aux seconds bras de maintien ayant une seconde hauteur perpendiculairement à l’ouverture et à partir du plan comprenant l’ouverture, la première hauteur étant différente de la seconde hauteur.
Un dispositif de ventilation comprenant une hélice dont le moteur est porté par l’armature de support selon l'une des revendications précédentes.
Un module de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile comprenant le dispositif de ventilation selon la revendication 9.