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" procédé de construction d'une roue de ventilateur en matière plastique renforcée "
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L'invention concerne un procédé pour construire des roues de ventilateurs, procédé qui est spécialement in- téressant pour fabriquer des roues à écoulement axial, mais qui peut également être utilisé pour obtenir des ventila- teurs à écoulement centrifuge ou mixte.
De petits ventilateurs du type à plateau avaient jusqu'ici, la roue complète, c'est-à-dire toutes les lames et le moyeu, faite d'une seule pièce moulée en matière plas- tique, mais de telles roues sont très légèrement chargées et d'une faible @fficaité aérodynamique. La présente in- vention concerne des roues plus grandes dans lesquelles le chargement mécanique sur les lames ou ailes est élevé, et dans lesquelles on peut obtenir une efficacité aérodyna- mique élevée, alors que cela nécessité un dessin soigneux et une reproduction matérielle exacte du dessin dans les roues utilisées actuellement.
Conformément à l'invention, une roue de venti- lateur est constitua d'un certain nombre de parties séparées dont au moins quelques unes sont préfabriquées par moulage de matière plastique renforcée, les parties séparées com- prenant les lames ou ailes de la roue, le bossage de la roue ou moyeu, et une pièce rapportée pour le bossage ou moyeu afin d'y ajuster un arbre d'entraînement, les par- ties étant fixées ensemble par une résine liante compa- tible pour former un ensemble unique,
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Tandis que la pièce rapportée du moyeu est normalement constituée de métal, de façon ap- propriée de l'acier, et est percée et munie d'une quelconque rainure de cale ou analogues désirée, au moyen duquel elle peut être fixée à un arbre d'en- trainement,
les lames de la roue et le bossage ou les parties qui constituent le bossage peuvent être, de façon appropriée, faites d'une résine renforcée par de la fibre de verre, Les lames de la roue peuvent alors être fabriquées très simplement à l'aide de moules appropriés et peuvent avoir une forme et une taille très précises avec un fini superficiel très bon. De plus, en se plaçant dans les conditions opti- males de température et de pression suivant les matières utilisées, les lames peuvent être faites très solides, mais, en même temps, de poids léger.
Un autre avantage que présente le moulage des lames en matière plastique réside dans le fait qu'elles peu- vent être fabriquées avec un profil aérodynamique ou une autre section désirée précise sur leur longueur entière,' ce qui n'est pas possible lorsque les lames sont coulées ou matricées en métal sans usinage ul- térieur et même dans ce dernier cas ce n'est pas tou- jours possible. Un autre avantage encore réside dans le fait que, en comparaison du métal, une défaillance par fatigue est bien moins probable si la lame subit de petits endommagements locaux. Des procédés de fa- brication similaires peuvent être utilisés pour le bossage ou les parties constituant.le bossage et celui- ci peut être formé avec une assise en forme de cône qui centre, de façon précise, la pièce rapportée du moyeu.
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Des évidements sont également prévus pour recevoir les bases des lames et, si on le désire, ces évidements peuvent prendre la forme d'une queue d'aronde, d'un cône ou une forme similaire, qui peut être rainurée pour aider à une liaison ultérieure.
Dors de la fabrication d'une roue à partir des parties préfabriquées, celles-ci peuvent être assemblées dans un bâti de montage qui assure une disposition précise des parties. L'angle de disposition des lames ou angle de déca- lage peut être déterminé le bâti e montage, mais il est de préférence déterminé par le contact de calage direct entre la base de la lame et le moyeu or encore mieux en faisant les bases des lames de révolution et en utilisant des pièces de calage pré-fabriquées qui sont situées dans les évidements du moyeu et sont en contact de calage à la fois avec le moyeu et les lames, ce qui empêche une relation relative entre le moyeu et les lames.
Un agent liant qui est identique, ou qui est tout à fait compatible avec la matière des parties pré- fabriquées est utilisé pour fixer ensemble les parties dans la position d'assemblage du bâti @ de la chaleur et/ou une pression étant appliquée suivant la nature de la matière de liaison pour obtenir la liaison la plus,solide possible.
Par utilisation de l'invention, on peut obtenir très simplement un dessin et une construction d'une très grande flexibilité. Différentes tailles de lames de roues . peuvent être utilisées avec le même bossage ou différentes tailles de bossage et l'angle de décalage peut varier autant qu'on le désire. Par conséquent, le diamètre du bossage peut être assorti au diamètre de la machine motrice, un dessin caractéristique très intéressant conduisant à une efficacité élevée. Les pièces rapportées du moyeu peuvent également
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être prévues pour s'aocomoder de diamètres d'arbres diffé- rents et de différents gemes de calage permettant'une simple adaptation du bossage au diamètre et à la forme de l'arbre du moteur d'entraînement.
Ainsi, à partir d'un nombre relativement petit de parties standard, une grande variété de roues peut être fabriquée et une grande variété de machines motrices choisies.
Les roues peuvent être fabriquées plus efficacement que par les procédés de coulage d'une pièce car les moules sont simples et l'orientation du renforcement peut être con- trôlée de façon plus rigide. Du fait de la plus grande soli- dité et du plus grand rapport résistance/poids, les roues peuvent également avoir des diamètres de bossage plus grands et- des rapports moyeu/extrémité plus élevées pour utiliser à des vitesses plus grandes et à des pressions plus élevées.
Dans un procédé particulier de construction suivant le bossage l'invention/de la roue est pré-fabriqué suivant deux parties en forme de disque. Ces parties sont munies d'évidements com- plémentaires dans lesquels les bases des lames sont instal- lées. La pièce rapportée du moyeu est fixée dans un évide- ment axial dont au moins une extrémité peut être en forme de cône pour faciliter un- centrage précis de la pièce rapportée.
Lorsqu'on assemble les parties pour fabriquer une roue, les surfaces d'assemblage des deux parties constituant le bos- sage sont revêtues d'un agent liant, la pièce rapportée du moyeu et les lames (revêtues d'agent liant si nécessaire) sont placées en position et ajustées de façon précise au moyen d'un bâti dtassemblage et le tout est placé dans une presse ou moule et durci dans des conditions désirées de température et de pression.
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Les deux moitiés du bossage de la roue peuvent également être fixées par des rivets pour maintenir les parties dans la correspondance désirée, on peut utiliser aussi bien un agent liant que des rivets lorsqu'on a affaire à des tres petites tailles.
Si on le désire, on peut utiliser un pré-moulage d'une seule partie pour constituer le bossage et cette partie peut prendre la'forme d'une coque délimitant une cavité interne. Cette cavité peut alors être remplie avec l'agent liant, aven ou sans renforcement, et les évidements obturés par une plaque de moule pour le durcissement.
Il est également possible de prê-mouler les lames suivant des en embles de deux lames ou davantage, et si on le désire, ceux-ci peuvent être reliés entre eux par une matière de renforcement, telle qu'un tissu de fibres de verre qui n'est pas revêtu de résines. La liaison reste donc flexible et permet d'ajuster individuellement les lames dans l'appa- reil d'assemblage final. La nature continue du renforcement aug-i ' mante alors la solidité de la roue terminée.
Pour que l'invention puisse être clairement com- prise, on décrit maintenant quelques formes de réalisation de cette invention, à titre d'exemples en se référant aux dessins schématiques ci-annexés dans lesquels: .-la figure 1 est uns vue d'extrémité, et - la figure 2 ,.
uhe coupe ..d'une plaque ou disque de serrage du moyeu qu'on peut utiliser conformément à l'in- vention, - la figure 3 montre la partie de base d'une lame de roue qu'on peut utiliser avec la plaque ou disque de ser- rage du moyeu montré dans les figures 1 et 2,
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- la figure 4 est une vue en plan et la figure 5 est une.vue latérale d'une pièce d'arrêt utilisée pour dé- terminer l'angle de disposition ou angle de décalage des lames, - la figure 6 est une.coupe d'une pièce rapportée du moyeu de la roue et - la figure 7 est une esquisse montrant un autre agen- cement des lames de la roue.
La plaque de serrage ou d'immobilisation du moyeu montrée aux figures 1 et 2 des dessins peut être constituée d'un moulage de résine époxy renforcée par de la fibre de verre et a la forme d'un disque ayant une ouverture circu- laire 11 et neuf évidements 12 dont la forme peut s'adapter à moitié aux parties de base de lames de la roue. L'ouverture centrale 11 a des cotés droits, mais est formée de quatre évidements 13 espacés de la même distance, dont les bords radiaux les plus extérieurs sont légèrement coniques.
Ces surfaces coniques 14 aident à centrer de façon précise la pièce rapportée du moyeu de la roue montrée à la figure 6, qui est formée de re.ssauts 15 qui sont amincis pour pouvoir s'as- sembler avec les surfaces coniques 14. identique
Chacun des évidements 1 identique., et lorsque deux plaques de serrage sont juxtaposées, chaque évidement complet comprend une partie cylindrique 16 suivie par une partie conique 17 et une seconde partie cylindrique 18. On a installé radialement vers l'intérieur de la seconde partie cylindrique 18 . une partie élargie 19 de façon à former un épaulement 21 qui garantit qu'une lame ne soit pas rejetée du bossage par la force centrifuge.
La base de la barre a la forme d'une figure de ré-
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volution si bien que la lame serait à même de tourner sur l'axe de la base. Cependant, on a prévu dans la base de 1' évidement un autre évidement pour s'adapter à la pièce de calage ou d'arrêt 22 qui sert à prévenir une rotation rela- tive de la lame et du moyeu, de façon à déterminer l'angle de disposition ou angle de décalage de la lame, Oela néces- site que la pièce d'arrêt soit empêchée de tourner relati- vement au moyeu ainsi que les lames vis-à-vis de la pièoe d'arrêt et on peut obtenir ce résultat par une coopération à clavette et fente entre le moyeu et.la pièce d'arrêt ainsi qu'entre la pièce d'arrêt et la base de lame.
Un agencement plus compact est obtenu en donrantà la pièce d'arrêt une structure formée d'une partie non-circulaire, par exemple polygonale, une forme hexagonale étant montrée-aux figures 4 et 5,et d'une protubérance 23 de coupe rectangulaire sur laquelle s'engage l'entaille 24 ménagée dans la base de la lame. De même les côtés .de la pièce d'arrêt sont biseautés pour permettre d'assembler les parties comme on le décrira par la suite. La forme non circulaire est faite de telle façon que la pièce d'arrêt ne puisse être insérée que dans une position qui donne à la lame l'angle correct.
Ainsi la forme hexagonale montrée est symétrique mais pas régulière et là pièce d'arrêt peut alors être insérée dans deux posi- tions qui seront l'une et l'autre correct. , L'évidement hexa- gonal assorti est formé à moitié dans chaque plaque de serrage de telle sorte que les deux plaques de serrage soient iden- tiques et que l'axe de l'évidement soit ooaxial à la base de la lame. L'utilisation des pièces d'arrêt séparées permet de standardiser les lames, un choix de pièces d'arrêt étant fourni pour des angles de décalage différents.
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Chaque lame ou aile de la roue est formée d'une base ayant une première partie cylindrique 25 pour s'assem- bler à la partie 16 de l'évidement de la plaque de serrage, une partie conique 26 pour s'assembler à la partie 17, une seconde partie cylindrique 27 pour s'assembler à la partie 18 et un élargissement 28 formant un épaulement 29 pour s' ajuster dans l'espace 19 et pour coopérer avec l'épaulement 21. La fente 24 ci-dessus mentionnée coopéré avec la protu- bérance 23 de la pièce d'arrêt, Le restant de la lame ou aile peut avoir une forme classique, mais, on l'a déjà fait remarquer, elle peut avoir un véritable et complet profil aérodynamique ou une autre section désirée.
Cela est rendu possible du fait qu'elle est moulée dans une matière telle qu'une résine polyenter renfor- cée par de la fibre de verre, alors qu'il est bien connu que les lames qui sont coulées ou matricées ne peuvent habituel- lement avoir exactement la coupe désirée sans usinage ulté- rieur et même alors on n' obtient pas toujours ce résultat.
La figure 6 montre une coupe d'une pièce rapportée de moyeu qui est habituellement faite de métal et qui s'ajuste dans l'ouverture 11 des plaques de serrage. Elle est de forme cylindrique et est axialement perforée en 31 pour s'adapter à un arbre quelconque sur lequel la roue doit être ajustée, les pièces d'arrêt ou d'autres moyens de blocage nécessaire étant prévus comme on le désire. Quatre ressauts 15 sont pré- vus pour s'ajuster dans les évidements 13 des plaques de serrage ; ils présentent une légère conicité pour garantir leur centrage précis dans les plaques de serrage. En même temps,
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les ressauts servent à répartir les sollicitations exercées sur la plaque de serrage lors de l'entratnement de la roue.
Lorsqu'on assemble une roue depuis les parties montrées dans les dessins, une plaque de serrage est placée sur un support approprié et l'ensemble de sa surface su- périeure et l'ensemble de l'intérieur, des évidements 11 et 12 sont revêtus d'un agent liant approprié. Une pièce rap- portée appropriée du moyeu ayant un trou destiné à un.arbre et un agencement de calage est alors revêtue d'agent liant et introduite dans l'ouverture axiale de la plaque de ser- rage. Le nombre approprié des pièces d'arrêt et de lames ou ailes d'une longueur désirée sont alors introduits dans les évidements 12 après qu'on ait revêtu les pièces d'arrêt et les bases des 1 -,les d'un agent liant, en prenant soin de s'as- surer que les fentes 24 s'assemblent aux protubérances 23.
La forme biseautée des côtés des pièces d'arrêt permet de placer en position les pièces d'arrêt et les lames, bien qu'en géné- ral les protubérances 23, lorsqu'elles sont assemblées, ne soient pas parallèles à l'axe de la plaque de serrage. La se- conde plaque de serrage est alors revêtue d'agent liant, placée. sur le sommet de la première et comprimée en place.
Dans cet exemple, l'ensemble entier est assujetti au moyen de rivets encastrés en travers'des ouvertures 32 et le tout est alors dur- ci En choisissant des pièces d'arrêt d'un angle désiré, des lames d'un longueur désirée, des plaques de serrage d'un diamè- tre désiré, et une pièce rapportée de moyeu ayant une taille d' arbre et un système d'arrêt désirés, on peut fabriquer un lar- ge choix de roues différentes à partir d'une série relativement petites de parties moulées.
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Dans l'agencement différent montré à la figure 7, par paires les lames 33 sont pré-moulées avec le renforcement 34 effec- tué dans le sens longitudinal de chaque lame. Dans ce cas, le renforcement s'étend entre les deux lames de la paire et n'est pas imprégné de résine de moulage dans cette région.
Ensuite lorsque les lames sont assemblées pour former une roue le renforcement qui s'étend entre elles sert à renfor- oer la résine en liant les parties ensemble et à augmenter la solidité de la structure terminée. ,
Des variations du genre de renforcement qui s' étend depuis le moule pendant le pré-moulage sont possibles,
Ainsi par exemple le renforcement peut s'étendre à partir de chaque lame séparée ou il peut joindre deux lames qui ne sont pas en ligne comme à la figure 7, mais qui, lorsqu'elles sont assemblées, ont une certaine inclinaison l'un vis-à-vis de l'autre, ou il peut même joindre plus de deux lames. Les lames ainsi reliées par un renforcement peuvent en outre être uti- lisées avec un bossage à deux ou une pièce.
De même le renfor- cement peut s'étendre dans d'autres parties pré-moulées que des lames, par exemple la coque formant le bossage, ou les plaques ou disques de serrage et il peut s'étendre entre ces derniers, à condition qu'il soit de longueur suffisante pour permettre l'assemblage et pas trop volumineux pour l'empêcher.
REVENDICATIONS .
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