FR3110679A1 - Support moteur pour un dispositif de ventilation d’un dispositif d’assistance à la respiration - Google Patents

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Abstract

Titre : Support moteur pour un dispositif de ventilation d’un dispositif d’assistance à la respiration L’invention concerne un support moteur (120) pour un dispositif de ventilation d’un dispositif d’assistance à la respiration, comprenant au moins une platine de fixation (121) adaptée pour être fixée à une volute du dispositif de ventilation, le support moteur (120) comprenant au moins un organe de centrage (130, 140) d’un arbre moteur d’un moteur adapté pour entrainer en rotation un organe de ventilation du dispositif de ventilation, caractérisé en ce que l’organe de centrage (130, 140) comprend une pluralité de languettes élastiques (131) formant une bague de centrage (130) et/ou une pluralité de lamelles élastiques (141) formant un anneau de centrage (140), cette bague de centrage (130) et/ou cet anneau de centrage (140) étant adaptés pour recevoir, au moins partiellement, le moteur, et en ce que la pluralité de languettes élastiques (131) et/ou la pluralité de lamelles élastiques (141) forment un ensemble monobloc avec le support moteur (120). Fig. 2

Description

Support moteur pour un dispositif de ventilation d’un dispositif d’assistance à la respiration
Le domaine de la présente invention concerne les dispositifs de ventilation destinés aux dispositifs d’assistance à la respiration. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte aux dispositifs d’assistance à la respiration destinés à être utilisés de manière invasive, pour des patients sédatés.
Les patients en détresse respiratoire nécessitent une assistance respiratoire afin d’assurer l’oxygénation de leurs tissus. Dans certains cas extrêmes, les patients sont endormis et les dispositifs d’assistance à la respiration mis en œuvre pour leur venir en aide sont appliqués avec des techniques invasives visant à forcer l’inspiration et l’expiration du patient. Dans ce contexte, les dispositifs d’assistance à la respiration actuellement utilisés comprennent classiquement au moins un dispositif de ventilation adapté pour générer un flux d’air qui peut être traité, par exemple par ajout d’oxygène, avant d’être dirigé vers un masque ou une sonde d’intubation du patient, pour ainsi faciliter ou forcer la respiration du patient. Selon la façon dont l’air est administré au patient, le dispositif de ventilation peut être associé à un ensemble de vannes qui permettent, une fois le flux d’air traité, de réguler la quantité d’air envoyée en direction du patient et la fréquence d’envoi de cet air afin de synchroniser l’envoi d’air et les inspirations, naturelles ou forcées, du patient.
La dernière pandémie mondiale de COVID-19 a mis en exergue le fait que les dispositifs d’assistance à la respiration actuellement mis en œuvre sont coûteux, complexes à réaliser et/ou nécessitent de faire appel à des sous-traitants qui détiennent les moules nécessaires pour la fabrication par injection de tel ou tel composant, et notamment les dispositifs de ventilation. Dans ce contexte, il est impossible de produire des dispositifs d’assistance à la respiration en quantité suffisante pour répondre à la demande lorsque celle-ci explose, et que les transports de marchandises sont limités, tel que cela fut le cas pendant cette pandémie mondiale.
Il existe aujourd’hui un réel besoin d’améliorer les procédés de fabrication de ces dispositifs d’assistance à la respiration pour ainsi permettre une réponse rapide en cas d’augmentation subite du nombre de patients nécessitant de tels soins. La présente invention s’inscrit dans ce domaine général en proposant de réaliser au moins une partie de ces dispositifs d’aide à la respiration par des procédés de fabrication additive, c’est-à-dire des procédés de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de matière, par empilement de couches successives. Ces procédés de fabrication additives ne nécessitent pas de fabrication de moules particuliers et peuvent ainsi être mis en œuvre rapidement, par exemple en réponse à une augmentation subite de la demande, et par chaque industriel ou particulier équipé d’une machine permettant ce type de fabrication additive. Parmi ces procédés de fabrication additive, on peut par exemple citer les procédés d’impression tridimensionnelle, qui mettent en œuvre des imprimantes 3D de plus en plus accessibles dans le commerce.
Les dispositifs de ventilation comprennent au moins un moteur, par exemple électrique, adapté pour entrainer en rotation, par l’intermédiaire d’un arbre moteur, un organe de ventilation. La position relative de chacune des pièces par rapport aux autres pièces doit être maîtrisée afin d’assurer une rotation fluide de l’organe de ventilation, et ainsi assurer la génération d’un flux d’air uniforme et continu.
Un inconvénient des procédés de fabrication additive aujourd’hui mis en œuvre réside dans la précision de ces procédés. Autrement dit, les tolérances de fabrication des pièces réalisées au moyen de ces procédés de fabrication additive peuvent être plus grandes que les tolérances de fabrication des pièces obtenues par injection, et par exemple de l’ordre de 2 à 3 dixièmes de millimètre alors que les pièces injectées, éventuellement reprises en usinage, présentent des tolérances de fabrication de quelques microns. Il peut en résulter des jeux de montage entre les pièces, et notamment entre la partie du dispositif de ventilation réalisée en fabrication additive et le moteur, plus importants que souhaités, et cela peut entrainer des défauts à l’usage du dispositif d’assistance à la respiration qui comprend de telles pièces, par exemple avec un organe de ventilation qui n’est pas correctement centré dans le logement correspondant du dispositif de ventilation, et qui présente donc des caractéristiques fonctionnelles non optimales. De telles conséquences ne sont pas tolérables eu égard à l’application chez l’être humain à laquelle sont destinés de tels dispositifs d’assistance à la respiration.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte en proposant un support moteur d’un dispositif de ventilation d’un dispositif d’assistance à la respiration simple à fabriquer et qui présente au moins un organe de centrage du moteur qui permet de compenser les tolérances de fabrication qui peuvent varier selon le procédé de fabrication choisi pour réaliser le support moteur selon l’invention.
Un objet de la présente invention concerne ainsi un support moteur pour un dispositif de ventilation d’un dispositif d’assistance à la respiration, comprenant au moins une platine de fixation adaptée pour être fixée à une volute du dispositif de ventilation, le support moteur comprenant au moins un organe de centrage d’un moteur adapté pour entrainer en rotation un organe de ventilation du dispositif de ventilation. Selon l’invention, l’organe de centrage comprend une pluralité de languettes élastiques formant une bague de centrage et/ou une pluralité de lamelles élastiques formant un anneau de centrage, cette bague de centrage et/ou cet anneau de centrage étant adaptés pour recevoir, au moins partiellement, le moteur, et la pluralité de languettes élastiques et/ou de lamelles élastiques forment un ensemble monobloc avec le support moteur.
Dans le présent document, un élément « élastique » désigne un élément qui a la capacité de reprendre sa forme initiale après avoir subi une déformation mécanique, et qui de la sorte est susceptible de bloquer en position un organe qui a participé à sa déformation. On entend par « ensemble monobloc » le fait que le support moteur, la pluralité de languettes élastiques et/ou la pluralité de lamelles élastiques forment un unique ensemble qui ne peut être séparé sans entrainer la détérioration d’au moins l’une des pièces constitutives de cet ensemble.
En d’autres termes, la bague de centrage et/ou l’anneau de centrage permettent d’assurer la position du moteur par rapport au support moteur. L’organe de ventilation étant solidaire en rotation d’un arbre moteur de ce moteur et la volute du dispositif de ventilation étant rendue solidaire de la platine de fixation du support moteur, cette bague de centrage et/ou cet anneau de centrage assurent la position de l’organe de ventilation à l’intérieur de la volute du dispositif de ventilation.
Ce positionnement est assuré par des éléments élastiquement déformables et issus de matière avec le support moteur. Avantageusement, cela permet de faciliter le montage du moteur dans cette bague de centrage et/ou cet anneau de centrage, en diminuant le nombre de pièces nécessaires pour assurer le bon positionnement de l’organe de ventilation dans la volute du dispositif de ventilation.
Selon une caractéristique de l’invention, le support moteur peut être intégralement réalisé par fabrication additive. On entend par « fabrication additive » tout procédé de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de matière, par empilement de couches successives. Par exemple, le support moteur peut être réalisé par impression tridimensionnelle. Avantageusement, de tels procédés de fabrication peuvent être rapidement mis en œuvre car ils ne nécessitent pas d’outillages particuliers autres que la machine de fabrication. Contrairement à une fabrication par injection par exemple, pour laquelle des moules sont nécessaires, il est uniquement nécessaire ici d’être équipé d’un appareil de fabrication additive et du matériau utilisé, par exemple de la poudre de polyamide PA12, ce qui permet de ne pas être tributaire de la disponibilité des moules en cas de besoin de fabrication en urgence.
Il est notable ici que l’on combine l’avantage d’une réalisation du support moteur en fabrication additive, simple à mettre en œuvre et par toute personne équipée de l’appareil de fabrication correspondant, et de la présence d’un organe de centrage élastique réalisé en fabrication additive, qui permet de compenser les tolérances de fabrication des pièces réalisées au moyen de ces procédés qui peuvent être plus grandes que les tolérances de fabrication des pièces obtenues par injection. A titre d’exemple, les tolérances de fabrication des pièces réalisées par fabrication additive peuvent être de l’ordre du dixième de millimètre alors que les pièces injectées présentent des tolérances de fabrication de l’ordre du micron. L’organe de centrage du support moteur selon l’invention permet ainsi, du fait du caractère élastique des languettes et/ou des lamelles qui le constituent, de compenser ces tolérances de fabrication, et ainsi d’ajuster la position du moteur, et donc de l’organe de ventilation lié en rotation à l’arbre moteur de ce moteur.
Selon une caractéristique de l’invention, les languettes élastiques s’étendent depuis une zone centrale de la platine de fixation, en éloignement de cette platine de fixation, selon une direction d’extension principale parallèle, ou sensiblement parallèle, à un axe d’extension principal du moteur. La platine de fixation comprend au moins un orifice de passage de l’arbre moteur, qui permet à ce dernier d’être relié à l’organe de ventilation afin d’entrainer ce dernier en rotation. Cet orifice de passage est avantageusement ménagé en un centre de cette platine de fixation afin d’assurer une liaison entre l’arbre moteur et un centre de l’organe de ventilation permettant une rotation correctement équilibrée de cet organe de ventilation. On entend ainsi par « les languettes élastiques s’étendent depuis une zone centrale de la platine de fixation » le fait que ces languettes élastiques s’étendent dans le prolongement d’une paroi interne de la platine de fixation qui borde l’orifice de passage ménagé dans cette platine de fixation. Avantageusement, cet orifice de passage présente un axe de révolution parallèle, avantageusement confondu, avec l’axe d’extension principal du moteur porteur de l’arbre moteur qui traverse cet orifice de passage.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins une rainure sépare deux languettes successives, chaque rainure s’étendant parallèlement à un axe d’extension principal du moteur, depuis une extrémité libre de la bague de centrage, l’extrémité libre de la bague de centrage étant formée par une juxtaposition des extrémités libres des languettes élastiques qui forment cette bague de centrage. L’extrémité libre d’une languette élastique consiste en une extrémité de cette languette élastique opposée à la platine de fixation.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins une rainure débouche, du côté de la platine de fixation, sur un dégagement, ce dégagement présentant une section, vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal du moteur, dont une dimension principale est supérieure à une dimension de l’au moins une rainure mesurée entre deux points, les plus proches, des deux languettes successives séparées par cette rainure, selon une droite qui s’inscrit dans le plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal du moteur. Autrement dit, ce dégagement forme une extrémité de la rainure concernée, la plus proche de la platine de fixation. De telles dimensions permettent d’absorber les contraintes mécaniques subies par les languettes élastiques lors de l’assemblage du dispositif de ventilation ainsi que lorsque le dispositif de ventilation est en fonctionnement. Avantageusement, chaque rainure débouche sur un tel dégagement.
Tel que précédemment évoqué, l’intégralité du support moteur selon l’invention peut être réalisée par fabrication additive, c’est-à-dire à la fois les languettes élastiques et les rainures qui séparent ces languettes élastiques les unes des autres. Autrement dit, lors de la fabrication, de la matière est déposée pour former les languettes élastiques et aucun dépôt de matière n’est réalisé entre deux languettes élastiques successives, de sorte à former les rainures susmentionnées. Avantageusement, aucun usinage n’est donc nécessaire après la fabrication de la pièce, c’est-à-dire que les rainures sont déjà présentes et ne sont pas réalisées par enlèvement de matière. Un tel procédé est ainsi rapide et peut donc être moins coûteux que les procédés de fabrication actuellement mis en œuvre pour réaliser de tels supports moteurs.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, le dégagement sur lequel débouche l’au moins une rainure présente une forme cylindrique dont un axe de révolution s’inscrit dans le plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal du moteur. Selon cet exemple, la dimension la plus grande de la section du dégagement évoquée ci-dessus, correspond à un diamètre d’une base de cette forme cylindrique. Avantageusement, l’ensemble des dégagements formés aux extrémités de chaque rainure présentent une forme cylindrique. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation de l’invention, et que ces dégagements pourraient prendre une forme différente sans sortir du contexte de la présente invention.
Avantageusement, une extrémité libre d’au moins une languette élastique présente une première hauteur supérieure à une deuxième hauteur de cette languette élastique mesurée au plus près de la platine de fixation. On entend par « hauteur », une dimension mesurée dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal du moteur, entre une face interne et une face externe de la languette élastique concernée. On entend par « face interne » d’une languette élastique une face de cette languette élastique tournée vers le moteur lorsque celui-ci est reçu dans cette bague de centrage. On entend par « face externe » une face de cette languette élastique tournée à l’opposé de la face interne.
Selon une caractéristique de l’invention, le support moteur comprend au moins un fourreau adapté pour recevoir, au moins partiellement, le moteur, les lamelles élastiques s’étendant depuis ce fourreau, en éloignement de ce fourreau, selon une direction d’extension principale parallèle, ou sensiblement parallèle, à un axe d’extension principal du moteur.
Selon une caractéristique de l’invention, deux lamelles élastiques successives sont séparées l’une de l’autre par une fente, chaque fente s’étendant depuis une extrémité libre de l’anneau de centrage formée par une juxtaposition des extrémités libres de chaque lamelle élastique, l’extrémité libre d’une lamelle élastique étant l’extrémité de cette lamelle élastique agencée à l’opposé du fourreau.
Selon l’invention, chaque fente s’étend parallèlement à l’axe d’extension principal de l’arbre moteur, et au moins une fente débouche, du côté du fourreau, sur une cavité, cette cavité présentant une section, vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension du moteur, dont une dimension principale est supérieure à une dimension de l’au moins une deuxième rainure mesurée entre deux points, les plus proches, des deux lamelles élastiques successives séparées par cette fente, dans le plan perpendiculaire à l’axe d’extension du moteur.
Autrement dit, cette cavité forme une extrémité de la fente concernée, la plus proche du fourreau. De telles dimensions permettent d’absorber les contraintes mécaniques subies par les lamelles élastiques lors de l’assemblage du dispositif de ventilation ainsi que lorsque le dispositif de ventilation est en fonctionnement. Avantageusement, chaque fente débouche sur une telle cavité. Selon un exemple de réalisation de la présente invention, ces cavités prennent une forme cylindrique, la dimension principale de la section de chacune de ces cavités telle que définit ci-dessus, correspondant alors à un diamètre d’une base de la forme cylindrique de la cavité concernée. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation de l’invention et que ces cavités pourraient présenter une forme différente sans sortir du contexte de la présente invention.
Le support moteur peut comporter une bague de centrage ou un anneau de centrage comportant chacun une ou plusieurs des caractéristiques précédemment évoquées. Il doit également être compris que le support moteur peut comporter à la fois une bague de centrage et un anneau de centrage, formant partie d’un ensemble monobloc en étant agencés à distance l’un de l’autre, de manière à supporter le moteur à chaque extrémité axiale de ce dernier.
Ainsi, selon un exemple de réalisation de la présente invention, l’organe de centrage comprend la bague de centrage telle qu’évoquée ci-dessus, et l’anneau de centrage, la bague de centrage présentant un premier axe de révolution, l’anneau de centrage présentant un deuxième axe de révolution, le premier axe de révolution et le deuxième axe de révolution étant tous deux parallèles à l’axe d’extension principal du moteur. Avantageusement, la bague de centrage et l’anneau de centrage sont formés à distance l’un de l’autre de sorte que la bague de centrage reçoive, au moins partiellement, une extrémité avant du moteur et que l’anneau de centrage reçoive, au moins partiellement, une extrémité arrière de ce moteur. Autrement dit, la bague de centrage est adaptée pour être traversée par une première extrémité axiale du moteur et l’anneau de centrage est adapté pour être traversé par une deuxième extrémité axiale de ce moteur, opposée à la première extrémité axiale, le long de l’axe d’extension principal du moteur.
Selon une caractéristique de l’invention, le fourreau est rendu solidaire de la platine de fixation par au moins un bras de renfort, avantageusement par une pluralité de bras de renforts. La formation de ces bras de renforts permet de positionner le fourreau à distance de la platine de fixation, et donc de positionner la bague de centrage, qui prolonge la zone centrale de la platine de fixation, à distance de l’anneau de centrage, qui prolonge quant à lui le fourreau. Tel que détaillé ci-après, ces bras de renforts permettent également de rendre accessibles les faces externes des languettes élastiques qui forment la bague de centrage, de sorte à permettre le positionnement d’un collier de serrage autour de ces languettes élastiques.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, chaque languette élastique présente une face interne plane, ou sensiblement plane, et au moins une protubérance est formée sur une face interne d’au moins une lamelle élastique. On entend par « face interne » de chaque lamelle élastique, une face de cette lamelle élastique tournée vers le moteur quand celui-ci est reçu, au moins en partie, dans l’anneau de centrage. Autrement dit, la face interne de l’au moins une lamelle élastique concernée présente un profil courbe. Avantageusement, une protubérance est réalisée sur les faces internes de chaque lamelle élastique. Le profil courbe des faces internes des lamelles élastiques permet de faciliter l’insertion du moteur dans l’anneau de centrage en formant à l’extrémité libre de l’anneau de centrage un évasement. Par ailleurs, la protubérance permet de s’assurer que lors de l’insertion, le moteur entre en contact avec les lamelles élastiques, via donc les protubérances formées sur les faces internes des lamelles élastiques, de manière à entraîner un soulèvement de chacune de ces lamelles élastiques, qui s’éloignent d’un axe de révolution de l’anneau de centrage. Une fois le moteur inséré à travers l’anneau de centrage, ces lamelles élastiques reprennent leur position initiale et au moins la protubérance de chacune d’elles vient au contact du moteur, de sorte à assurer le centrage de ce dernier.
Optionnellement, au moins un canal peut être réalisé sur la face interne d’au moins une languette élastique. Cet au moins un canal permet avantageusement de guider une partie du flux d’air généré par la rotation de l’organe de ventilation et de la guider de sorte qu’elle vienne lécher le moteur, de sorte à refroidir ce dernier. Autrement dit, cette partie du flux d’air est adaptée pour capter des calories émises par le moteur, puis pour être évacuée, participant ainsi au maintien du moteur à une température de fonctionnement optimale.
Selon une caractéristique de l’invention au moins un collier de serrage est agencé autour des languettes élastiques, ce collier de serrage étant configuré pour maintenir une position longitudinale du moteur par rapport au support moteur. Autrement dit, ce collier de serrage est configuré pour empêcher les déplacements en translation du moteur, le long de son axe d’extension principal, une fois celui-ci inséré dans l’organe de centrage. Tel qu’évoqué ci-dessus, l’extrémité libre d’au moins une languette élastique présente une première hauteur supérieure au reste de la languette élastique concernée. Cette différence de hauteur génère la formation d’un épaulement sur la languette élastique concernée qui permet avantageusement de s’assurer de la bonne position du collier de serrage. En d’autres termes, en positionnant ce collier de serrage entre la platine de fixation et l’extrémité libre de la languette élastique concernée, l’opérateur s’assure que ce collier de serrage est bien en prise autour des languettes élastiques. L’épaulement forme ainsi butée au collier de serrage. Avantageusement, cette différence de hauteurs est réalisée sur l’ensemble des languettes élastiques constitutives de la bague de centrage, de manière à former une butée qui s’étend sur toute la périphérie de la bague de centrage, cette butée ayant notamment pour fonction d’empêcher le dégagement du collier de serrage avant que celui-ci soit définitivement serré sur la bague de centrage et n’assure la fonction de blocage axial, ou longitudinal, du moteur.
L’organe de centrage du moteur selon l’invention a ainsi une double fonction. D’une part, cet organe de centrage permet de centrer l’axe d’extension principal du moteur sur le premier axe de révolution de la bague de centrage et/ou sur le deuxième axe de révolution de l’anneau de centrage, de sorte à s’assurer que l’organe de ventilation est bien agencé radialement par rapport aux parois de la volute, c’est-à-dire de sorte à assurer qu’un espace radial est ménagé entre l’organe de ventilation et la volute qui le reçoit, et d’autre part cet organe de centrage permet de bloquer longitudinalement le moteur, c’est-à-dire d’empêcher les mouvements de ce moteur le long de son axe d’extension principal, de sorte à s’assurer que l’organe de ventilation est bien agencé axialement par rapport aux parois de la volute, c’est-à-dire de sorte à assurer qu’un espace axial est ménagé entre l’organe et la volute qui le reçoit.
La présente invention concerne également un dispositif de ventilation comprenant au moins un organe de ventilation reçu dans une volute, l’organe de ventilation étant entrainé en rotation par un moteur, et le dispositif de ventilation comprenant au moins un support moteur tel qu’évoqué ci-dessus. Avantageusement, au moins la volute, le support moteur et l’organe de ventilation peuvent être obtenus par fabrication additive.
La présente invention concerne également un dispositif d’assistance à la respiration comprenant au moins un dispositif de ventilation tel qu’évoqué ci-dessus.
D’autres caractéristiques détails et avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, à titre indicatif, en relation avec les différentes vues de l’invention illustrées sur les figures suivantes :
illustre, en perspective, un dispositif de ventilation selon l’invention ;
illustre, en perspective, un support moteur du dispositif de ventilation selon l’invention ;
est une vue de détail d’une bague de centrage d’un organe de centrage du support moteur selon l’invention ;
est une vue de détail d’un anneau de centrage de l’organe de centrage du support moteur selon l’invention
illustre, en coupe longitudinale, le dispositif de ventilation selon l’invention représenté dépourvu d’une volute ;
est une vue éclatée du dispositif de ventilation selon l’invention ;
est une représentation schématique d’un dispositif d’assistance à la respiration comprenant un dispositif de ventilation tel qu’illustré sur la figure 1.
Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
Sur les figures, les dénominations longitudinale, transversale, latérale, gauche, droite, dessus, dessous, se réfèrent à l'orientation, dans un trièdre L, V, T d’un dispositif de ventilation 100 selon l’invention. Dans ce repère, un axe longitudinal L représente une direction longitudinale, un axe transversal T représente une direction transversale, et un axe vertical V représente une direction verticale de l’objet considéré. Dans ce repère, une coupe verticale correspond à une coupe réalisée selon un plan vertical, c’est-à-dire un plan dans lequel s’inscrivent l’axe transversal T et l’axe vertical V du trièdre. Une coupe longitudinale désigne quant à elle une coupe réalisée selon un plan longitudinal, c’est-à-dire un plan dans lequel s’inscrivent l’axe longitudinal L et l’axe vertical V.
La figure 1 illustre, en perspective, un dispositif de ventilation 100 selon l’invention. Ce dispositif de ventilation 100 comprend au moins une volute 110 qui reçoit un organe de ventilation – par exemple visible sur la figure 5 – adapté pour être entraîné en rotation par un moteur 200. Par exemple, le moteur 200 peut être un moteur électrique et comprendre au moins un stator et au moins un rotor, ce rotor étant susceptible de tourner à l’intérieur du stator par un entraînement électromagnétique généré par alimentation électrique d’une bobine montée sur le stator. Plus particulièrement, ce rotor est lié en rotation à un arbre moteur 201, visible sur la figure 6, qui est configuré pour former saillie d’un carter du moteur et qui est lui-même lié en rotation avec l’organe de ventilation. Autrement dit, l’organe de ventilation est plus particulièrement adapté pour être entrainé en rotation par cet arbre moteur. Le moteur 200, et l’arbre moteur 201, s’étendent selon un axe d’extension principal X parallèle à l’axe longitudinal L du trièdre illustré. L’organe de ventilation étant entrainé en rotation par l’arbre moteur, on comprend que cet axe d’extension principal X du moteur forme également un axe de rotation de l’organe de ventilation.
En tournant, l’organe de ventilation génère une force d’aspiration FA, aspirant l’air extérieur dans le dispositif de ventilation 100 par une entrée d’air 101 présente sur une face avant 113 de la volute 110 du dispositif de ventilation 100. Tel que représenté, cette entrée d’air 101 est axiale, c’est-à-dire qu’elle s’étend, majoritairement, selon un axe parallèle à l’axe de rotation de l’organe de ventilation 100, c’est-à-dire parallèle à l’axe d’extension principal X du moteur. L’air extérieur ainsi aspiré est expulsé par une sortie d’air 102 radiale, c’est-à-dire que cette sortie d’air 102 s’étend, majoritairement, selon un axe qui s’inscrit dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation de l’organe de ventilation 100. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation et que l’entrée d’air 101 et la sortie d’air 102 pourraient être agencées différemment sans sortir du contexte de la présente invention.
Le dispositif de ventilation 100 comprend également au moins un support moteur 120 adapté pour recevoir le moteur 200. Ce support moteur 120 comprend au moins une platine de fixation 121 fixée à la volute 110 du dispositif de ventilation 100 et au moins un fourreau 122 adapté pour recevoir, au moins partiellement, le moteur 200. Le fourreau 122 s’étend à distance de la platine de fixation 121 en étant relié à celle-ci par l’intermédiaire d’au moins un bras de renfort 124. Avantageusement, ce fourreau 122 peut être fermé, à son extrémité longitudinale opposée à la platine de fixation, par un bouchon 220. Ce bouchon 220 et sa fonction seront plus amplement décrits ci-après en référence à la figure 5.
Afin de permettre leur fixation l’une par rapport à l’autre, la volute 110 et la platine de fixation 121 peuvent par exemple comprendre chacune un fut 111, 123 percé d’un trou, l’un étant fileté et les trous étant configurés pour être agencés en regard l’un de l’autre lors de l’assemblage de la volute contre la platine de fixation, de sorte à coopérer avec une même vis. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation et que tout autre moyen de fixation connu et compatible avec l’invention peut être utilisé sans sortir du contexte de la présente invention. Optionnellement, la volute 110 peut également comprendre au moins une patte de centrage 114, avantageusement une pluralité de pattes de centrage 114, qui participe au centrage du support moteur 120 par rapport à la volute 110.
Dans l’exemple illustré, le support moteur 120 comprend une pluralité de bras de renfort 124, qui s’étendent chacun, tel qu’évoqué précédemment, entre la platine de fixation 121 et le fourreau 122. Les bras de renfort sont espacés l’un de l’autre de sorte qu’ils dégagent un accès au moteur 200.
L’organe de ventilation étant reçu dans la volute 110 du dispositif de ventilation 100, on comprend que pour permettre la liaison mécanique entre cet organe de ventilation et l’arbre moteur, un orifice de passage, traversé par l’arbre moteur, est ménagé dans la platine de fixation. Avantageusement, cet orifice de passage est ménagé dans une zone centrale de la platine de fixation.
Afin d’assurer qu’un flux d’air continu et homogène soit expulsé par la sortie d’air 102, il est important que la rotation de l’organe de ventilation ne soit pas gênée à l’intérieur de la volute, et que l’espace ménagé autour de l’organe de ventilation pour permettre sa rotation soit sensiblement homogène dans chaque zone de la volute. Plus particulièrement, la position de l’organe de ventilation dans la volute est assurée pour qu’un espace axial soit sensiblement le même en amont et en aval de l’organe de ventilation, c’est-à-dire ici du côté de l’entrée d’air 101 et du côté du support moteur 120, et pour qu’un espace radial ménagé entre l’organe de ventilation et les parois de la volute 110 soit sensiblement constant sur tout le pourtour de l’organe de ventilation.
La position de l’organe de ventilation est notamment assurée par une position fiable du moteur et de son arbre moteur par rapport au support moteur 120. A cet effet, le support moteur 120 comprend au moins un organe de centrage 130, 140 du moteur 200 et de l’arbre moteur 201 correspondant.
Dans l’exemple illustré sur les figures, l’organe de centrage 130, 140 comprend une bague de centrage 130 et un anneau de centrage 140, étant entendu que ce qui va être décrit par la suite pourrait être mis en œuvre avec un organe de centrage formé uniquement d’une bague de centrage notamment. Tel que représenté, le moteur 200, et notamment le carter à l’intérieur duquel s’étendent le stator et le rotor lié en rotation à l’arbre moteur, traverse à la fois la bague de centrage 130 et l’anneau de centrage 140.
L’organe de centrage 130, 140 sera décrit plus en détails ci-après.
Selon l’invention, le support moteur 120 est une pièce monobloc, c’est-à-dire qu’au moins l’organe de centrage 130, 140, la platine de fixation 121, le fourreau 122 et les bras de renfort 124 forment un unique ensemble qui ne peut être séparé sans entrainer la détérioration d’au moins l’un de ces éléments. Avantageusement, le support moteur 120 peut être obtenu par fabrication additive, c’est-à-dire par tout procédé de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de matière, par empilement de couches successives. Par exemple, le support moteur 120 peut être réalisé par impression tridimensionnelle. L’utilisation de ce genre de procédé de fabrication permet de réaliser l’intégralité du support moteur 120 en une seule étape. En outre, de tels procédés de fabrication permettent avantageusement de se passer de la réalisation préalable de moules, généralement coûteux à produire.
Le dispositif de ventilation 100 tel qu’il vient d’être évoqué est destiné à être utilisé dans un dispositif d’assistance à la respiration 1, illustré schématiquement à la figure 7. Ce dispositif d’assistance à la respiration 1 comporte un boîtier 2 à l’intérieur duquel sont agencés plusieurs composants parmi lesquels le dispositif de ventilation 100. Le boîtier 2 présente sur une face avant une interface homme-machine 3, permettant de paramétrer le fonctionnement du dispositif d’assistance à la respiration 1 en fonction de l’état du patient et du type de détresse respiratoire qui le concerne, et deux embouts de raccordement 4, l’un étant raccordé à un tuyau d’admission d’air 5 et l’autre étant raccordé à un tuyau d’évacuation 6, ces deux tuyaux permettant l’intubation du patient pour forcer alternativement l’inspiration et l’expiration de celui-ci. Le boîtier 2 loge, outre le dispositif de ventilation 100, des conduits de circulation de fluide et des vannes permettant de bloquer ou autoriser le passage de fluide en direction du patient ou depuis le patient. Plus particulièrement, la sortie d’air 102 du dispositif de ventilation est raccordé à un conduit d’alimentation 7 sur lequel est disposée une première vanne 8, par exemple une électrovanne, qui bloque ou autorise le passage d’air en direction du tuyau d’admission d’air 5. Un conduit d’arrivée d’oxygène 7’ peut également être présent de manière à être raccordé au conduit d’alimentation 7 en amont de cette première vanne 8. Un conduit de retour de dioxyde de carbone 9 est disposé dans le boîtier 2, dans le prolongement du tuyau d’évacuation 6, et une deuxième vanne 8’, par exemple une électrovanne, est configurée pour bloquer ou autoriser l’expiration du patient.
La fixation du dispositif de ventilation 100 dans le dispositif d’assistance à la respiration peut être effectuée uniquement par l’intermédiaire des conduits respectivement fixés à l’entrée d’air 101 et la sortie d’air 102, ou bien par une fixation sur le boîtier par l’intermédiaire d’au moins un organe de fixation 103, le cas échéant associé à un dispositif d’amortissement de vibrations, par exemple une cale en caoutchouc de type silentbloc ®. Selon l’exemple illustré, le dispositif de ventilation 100 comprend au moins deux de ces organes de fixation 103 mais il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation qui ne doit pas être compris comme limitant l’invention.
La figure 2 illustre, en perspective, le support moteur 120 seul et rend mieux visible l’organe de centrage formé ici de la bague de centrage 130 et de l’anneau de centrage 140.
La bague de centrage 130 est formée d’une pluralité de languettes élastiques 131, formant chacune une saillie de la platine de fixation 121, chaque languette élastique 131 étant adaptée pour venir au contact d’une extrémité avant du moteur – non illustrée sur la figure 2. Deux languettes élastiques 131 successives sont séparées l’une de l’autre par une rainure 132. Chaque rainure 132 s’étend depuis une extrémité libre de la bague de centrage 130, c’est-à-dire depuis une extrémité de cette bague de centrage 130 située à l’opposé de la platine de fixation 121. Autrement dit, la bague de centrage 130 est formée d’une alternance de languettes élastiques 131 et de rainures 132. On entend ici, et dans le reste de la description, par le terme « élastique », un élément qui présente la capacité de reprendre sa forme initiale après avoir subi une déformation mécanique, et notamment une flexion.
L’anneau de centrage 140 comprend quant à lui une pluralité de lamelles élastiques 141, formant chacune une saillie du fourreau 122, chaque lamelle élastique 141 étant adaptée pour venir au contact d’une extrémité arrière du moteur. Deux lamelles élastiques 141 successives sont séparées l’une de l’autre par au moins une fente 142. Chaque fente 142 s’étend depuis une extrémité libre de l’anneau de centrage 140, c’est-à-dire depuis une extrémité de cet anneau de centrage 140 située à l’opposé au fourreau 122.Autrement dit, l’anneau de centrage 140 est formé d’une alternance de lamelles élastiques 141 et de fentes 142.
Tel que précédemment évoqué, le support moteur 120 peut être fabriqué par fabrication additive. Notamment, le support moteur 120 peut être réalisé par impression tridimensionnelle, et notamment via impression laser, couche par couche, d’une poudre de polyamide, de type PA12. Il convient de comprendre que l’ensemble du support moteur 120 est réalisé par un tel procédé de fabrication additive, de sorte que les rainures 132 sont réalisées en même temps que les languettes élastiques 131 et de sorte que les fentes 142 sont quant à elles réalisées en même temps que les lamelles élastiques 141. En d’autres termes, une fois le support moteur fabriqué par fabrication additive, aucun usinage supplémentaire n’est requis. Notamment, les rainures 132 et les fentes 142 ne sont pas obtenues par un enlèvement de matière ultérieur à l’opération de fabrication additive, mais par une omission de dépôt de matière dans les zones destinées à former ces rainures et ces fentes lors de cette opération de fabrication additive.
Chaque languette élastique 131 s’étend depuis la zone centrale 125 de la platine de fixation 121, c’est-à-dire depuis la zone dans laquelle est ménagé l’orifice de passage adapté pour être traversé par l’arbre moteur précédemment évoqué.
Ainsi, l’orifice de passage est bordé par une paroi interne 126, avec une première section cylindrique de section circulaire ou sensiblement circulaire et qui s’étend majoritairement parallèlement à l’axe longitudinal L du trièdre illustré, et une deuxième section tronconique. Tel que représenté, chaque languette élastique 131 s’étend en prolongement axial de la paroi interne 126, et notamment de la première section cylindrique de cette paroi interne 126 selon une direction parallèle à l’axe d’extension principal X du moteur, c’est-à-dire parallèlement à l’axe longitudinal L du trièdre illustré. Chaque languette élastique 131 s’étend en éloignement de la platine de fixation 121, ici en direction du fourreau 122 et de l’anneau de centrage 140. Chaque languette élastique présente une extrémité libre 133, à l’opposé de la platine de fixation 121, l’extrémité libre 133 d’une languette élastique 131 étant séparée de l’extrémité libre 133 de la languette élastique 131 voisine par la présence d’une des rainures 132. On peut ainsi définir l’extrémité libre de la bague de centrage 130 comme une alternance d’extrémités libres 133 de languettes élastiques 133 et d’interstices formés par les rainures 132.
Tel que plus amplement détaillé ci-dessous, en référence à la figure 3, l’extrémité libre 133 d’au moins une languette élastique 131 présente une première hauteur supérieure à une deuxième hauteur mesurée en tout autre point de la languette élastique 131 concernée. On entend par « hauteur » une dimension de la languette élastique 131 mesurée selon une droite qui s’inscrit dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal X du moteur, entre une face interne de la languette élastique 131 concernée et une face externe de cette languette élastique 131, la face interne de la languette élastique correspondant à une face de cette languette élastique tournée vers le moteur lorsqu’il est monté sur le support moteur 120 et la face externe étant la face de cette languette élastique tournée à l’opposé de sa face interne. A des fins de compréhension, l’axe d’extension principal X du moteur est représenté, bien que ce moteur ne soit pas illustré.
Tel qu’évoqué précédemment, deux languettes élastiques 131 successives sont séparées l’une de l’autre par une rainure 132, chaque rainure 132 s’étendant depuis l’extrémité libre de la bague de centrage 130, vers la platine de fixation 121. Au moins une rainure 132, avantageusement l’ensemble des rainures 132, débouche, du côté de la platine de fixation 121, sur un dégagement 134. Ces dégagements 134 forment ainsi, respectivement, une extrémité longitudinale de la rainure 132 concernée. Tel que plus amplement décrit ci-après, ces dégagements 134 participent à conférer aux languettes élastiques 131 leur élasticité, et à améliorer la résistance mécanique de ces languettes élastiques 131, c’est-à-dire qu’ils leur permettent de mieux résister aux contraintes qu’elles subissent à la fois lors de l’insertion du moteur dans la bague de centrage 130 et lorsque le dispositif de ventilation est en fonctionnement.
Les lamelles élastiques 141 s’étendent quant à elles, respectivement, depuis une paroi périphérique 223 du fourreau 122, en éloignement de ce fourreau 122 et selon une direction parallèle à l’axe d’extension principal X du moteur, c’est-à-dire selon une direction longitudinale. Autrement dit, chaque lamelle élastique 141 s’étend en prolongement axial de la paroi périphérique 223 du fourreau 122, selon la direction parallèle à l’axe d’extension principal X du moteur, en direction de la platine de fixation et de la bague de centrage 130. Par exemple, la paroi périphérique 223 du fourreau peut être une paroi cylindrique à section circulaire. Chacune de ces lamelles élastiques 141 présentent une extrémité libre 143 située à l’opposé du fourreau 122, l’extrémité libre 143 d’une lamelle élastique 141 étant séparée de l’extrémité libre 143 d’une lamelle élastique 141 voisine par la présence d’une des fentes 142. On peut ainsi définir une extrémité libre de l’anneau de centrage 140 comme la juxtaposition, en alternance, d’extrémités libres 143 de lamelles élastiques 141 et d’interstices formés par les fentes. La forme particulière de ces lamelles élastiques 141 est plus amplement décrite ci-après en référence aux figures 3 et 5.
Tel qu’évoqué ci-dessus, deux lamelles élastiques 141 successives sont séparées l’une de l’autre par une fente 142, chaque fente 142 s’étendant depuis l’extrémité libre de l’anneau de centrage 140. Au moins l’une de ces fentes 142, avantageusement l’ensemble de ces fentes 142, débouche, du côté du fourreau 122, sur une cavité 144. Autrement dit, ces cavités 144 forment, respectivement, une extrémité longitudinale de la fente 142 concernée. Tel que plus amplement décrit ci-après, ces cavités 144 participent à conférer aux lamelles élastiques 141 leur élasticité, et à améliorer la résistance mécanique de ces lamelles élastiques 141. En d’autres termes, ces cavités 144 permettent aux lamelles élastiques 141 de mieux résister aux contraintes que ces lamelles élastiques 141 subissent à la fois lors de l’insertion du moteur dans la l’anneau de centrage 140 et lorsque le dispositif de ventilation est en fonctionnement.
L’organe de centrage est configuré de telle sorte que la bague de centrage 130 présente une forme de révolution définie autour d’un premier axe de révolution R1, que l’anneau de centrage 140 présente également une forme de révolution défini autour d’un deuxième axe de révolution R2, et que ces deux axes de révolution sont au moins sensiblement parallèles entre eux. Avantageusement, le premier axe de révolution R1 et le deuxième axe de révolution R2 peuvent être confondus. Toutefois, lorsque le support moteur 120 est réalisé par fabrication additive, les côtes des pièces sont associées à des tolérances de fabrication de l’ordre du dixième de millimètre, de sorte qu’un léger décalage peut être observé entre l’agencement de l’organe de centrage souhaité et le support moteur effectivement obtenu, les premier et deuxième axes de révolution R1, R2 pouvant alors être décalés l’un par rapport à l’autre sans sortir du contexte de la présente invention. Selon l’exemple illustré sur la figure 2, le premier axe de révolution R1, le deuxième axe de révolution R2 et l’axe d’extension principal X du moteur sont confondus. En tout état de cause, les languettes élastiques 131 s’étendent, majoritairement, depuis la platine de fixation 121, en direction de l’anneau de centrage 140 tandis que les lamelles élastiques 141 s’étendent, majoritairement, depuis le fourreau 122, en direction de la bague de centrage 130, et l’élasticité de la bague de centrage 130 et de l’anneau de centrage 140 permet de gommer le décalage des axes de révolution R1, R2 potentiellement induit par la réalisation du support moteur 120 en fabrication additive.
Dans l’exemple illustré, le support moteur 120 comprend par ailleurs un dispositif de centrage 222 configuré pour assurer le centrage du support moteur 120 par rapport à la volute du dispositif de ventilation, qui vient ici en complément des pattes de centrage 114 précédemment décrites. Il convient de noter qu’un seul de ces moyens de centrage pourrait être mis en œuvre, ou que des moyens de centrage différents pourraient être mis en œuvre sans sortir du contexte de l’invention.
Les figures 3 et 4 sont des vues de détails, respectivement, de la bague de centrage 130 et de l’anneau de centrage 140.
La figure 3 illustre ainsi la bague de centrage 130 constituée de la pluralité de languettes élastiques 131 séparées les unes des autres par les rainures 132. Chaque languette élastique 131 est définie par au moins sa face interne 135 tournée vers le moteur lorsque celui-ci est engagé dans la bague de centrage 130 et au moins sa face externe 136 tournée à l’opposé de la face interne 135, c’est-à-dire à l’opposé du moteur lorsque celui-ci est engagé dans la bague de centrage 130. Cette bague de centrage 130 présente ainsi une circonférence interne formée par les faces internes 135 des languettes élastiques 131, et une circonférence externe formée par les faces externes 136 des languettes élastiques 131.
Au moins un canal 139 est réalisé sur la face interne 135 d’au moins une languette élastique 131. Avantageusement, un canal 139 est réalisé sur la face interne 135 de chaque languette élastique 131. Selon l’exemple illustré, ces canaux 139 s’étendent plus particulièrement parallèlement à l’axe longitudinal L, parallèlement à l’axe d’extension principal X du moteur 200, depuis l’extrémité libre 133 de la languette élastique 131 concernée, jusqu’à la paroi interne 126 qui délimite l’orifice de passage 127 ménagé dans la zone centrale de la platine de fixation 121. Plus particulièrement, chaque canal 139 s’étend sur l’une des languettes élastiques 131, sur la portion cylindrique de la paroi interne 126 et sur la portion tronconique de cette paroi interne 126. Les canaux 139 sont ainsi adaptés pour capter de l’air présent dans la volute et guider une partie de l’air aspiré par la rotation de l’organe de ventilation le long du moteur de sorte à permettre un refroidissement de ce dernier. Plus particulièrement, il convient de comprendre que, du côté de la volute, une extrémité longitudinale des canaux est disposée dans la portion tronconique de la paroi interne de sorte que cette extrémité n’est pas recouverte par l’extrémité longitudinale correspondante du carter du moteur. L’air présent dans la volute peut ainsi s’engouffrer dans ces canaux et circuler par suite le long de la première zone du moteur en prise avec la bague de centrage. En sortie des canaux, l’air a tendance à continuer à s’étendre le long du carter, et permet un refroidissement du moteur en captant les calories dégagées au niveau du carter. La partie de l’air ainsi aspiré est adaptée pour capter des calories émises par le moteur en cours de fonctionnement, de sorte à limiter l’échauffement de ce moteur, et ainsi maintenir ce dernier à une température optimale, par exemple inférieure à 100°C.
Tel qu’évoqué ci-dessus, l’extrémité libre 133 d’au moins une languette élastique 131 présente une première hauteur h1 supérieure à une deuxième hauteur de la languette élastique 131 concernée, mesurée en tout autre point de cette languette élastique 131. Par exemple, cette deuxième hauteur peut être mesurée en un point de la languette élastique 131 le plus proche de la platine de fixation 121. Cette deuxième hauteur est par exemple représentée sur la figure 5. Il en résulte qu’un épaulement 233 est formé entre l’extrémité libre 133 de la languette élastique 131 concernée et le reste de cette languette élastique 131. Avantageusement, cette forme particulière permet à l’extrémité libre 133 de la languette élastique 131 de former butée à un collier de serrage adapté pour être agencé autour de la bague de centrage 130 et éviter ainsi qu’il ne s’échappe longitudinalement avant d’être définitivement serré sur la bague de centrage. Tel que plus amplement décrit ci-après en référence à la figure 5, ce collier de serrage s’étend ainsi autour de la circonférence externe de la bague de centrage 130, formée par les faces externes 136 des languettes élastiques 131. Selon l’exemple illustré ici, toutes les languettes élastiques 131 formant la bague de centrage 130 sont structurellement identiques, de sorte que les caractéristiques décrites ci-dessus en référence à l’une d’elles sont directement transposables aux autres.
Avantageusement, toutes les languettes élastiques 131 peuvent présenter une dimension longitudinale identique, c’est-à-dire une dimension mesurée entre la paroi interne 126 depuis laquelle elles s’étendent, jusqu’à leur extrémité libre 133, parallèlement à l’axe longitudinal L du trièdre illustré. En conséquence, une face arrière 231 de chaque extrémité libre 133 de chaque languette élastique 131 s’étend dans un plan perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, à l’axe d’extension principal de l’arbre moteur, c’est-à-dire un plan vertical, ou sensiblement vertical, selon l’orientation arbitraire donnée aux figures. Autrement dit, toutes les faces arrière 231 des extrémités libres 133 des languettes élastiques 131 s’étendent dans un même plan vertical, et participent à former l’extrémité libre de la bague de centrage 130.
Optionnellement, au moins un chanfrein 230 peut être formé sur la face interne 135 d’au moins une languette élastique 131, et plus particulièrement sur la face interne 135 de l’extrémité libre 133 de cette languette élastique 131. Selon l’exemple illustré ici, un chanfrein 230 est formé sur la face interne 135 de l’extrémité libre 133 de chaque languette élastique 131.
Tel que précédemment évoqué, chaque rainure 132 débouche, du côté de la platine de fixation 121 sur un dégagement 134. Afin d’assurer la fonction susmentionnée, à savoir conférer aux languettes élastiques 131 une élasticité suffisante pour leur permettre de résister aux contraintes subies lors de l’insertion du moteur à travers la bague de centrage 130 ainsi que lorsque ce moteur est en fonctionnement, tout en assurant le centrage du moteur, ces dégagements 134 présentent des dimensions particulières.
Ainsi, au moins un dégagement 134, avantageusement l’ensemble des dégagements 134, présente une section verticale, vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal de l’arbre moteur, c’est-à-dire un plan vertical selon l’orientation arbitraire donnée aux figures, dont une dimension principale D1 est supérieure à une dimension D2 mesurée, dans le même plan vertical, entre deux points, les plus proches, des deux languettes élastiques 131 successives séparées par la rainure 132 qui débouche sur le dégagement 134 concerné. Tel que cela est particulièrement visible sur la figure 3, cette différence de dimensions participe à créer un amincissement à la base de chaque languette élastique 131 qui permet notamment de faciliter la déformation élastique de ladite languette élastique, notamment par flexion autour d’un axe de basculement passant par les deux dégagements 134 entourant cette languette. Cette zone d’amorce de flexion permet ainsi de moins contraindre les languettes élastiques à chaque déformation.
Selon l’exemple illustré, au moins un dégagement 134, avantageusement l’ensemble des dégagements 134, présente, respectivement, une forme cylindrique dont un axe de révolution R3 s’inscrit dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal de l’arbre moteur, c’est-à-dire dans un plan vertical. Selon cet exemple, la dimension principale D1 de la section de chaque dégagement 134 mentionnée ci-dessus forme un diamètre d’une base de cette forme cylindrique. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation de l’invention et que ces dégagements pourraient présenter une forme différente sans sortir du contexte de l’invention.
La figure 4 illustre quant à elle l’anneau de centrage 140 constitué de la pluralité de lamelles élastiques 141 séparées les unes des autres par les fentes 142. Chaque lamelle élastique 141 est définie par au moins une face interne 145 tournée vers le moteur lorsque celui-ci est engagé dans l’anneau de centrage 140 et au moins une face externe 146 tournée à l’opposé de la face interne 145, c’est-à-dire à l’opposé du moteur lorsque celui-ci est engagé dans l’anneau de centrage 140. Cet anneau de centrage 140 comprend ainsi au moins une circonférence interne formée par les faces internes 145 des lamelles élastiques 141, et au moins une circonférence externe formée par les faces externes 146 des lamelles élastiques 141.
Au moins une lamelle élastique 141 présente un rayon de courbure non nul. Autrement dit, cette au moins une lamelle élastique 141 présente un profil, vu dans un plan longitudinal, courbe. Il résulte de cette courbure qu’une protubérance est formée sur la face interne 145 de la lamelle élastique 141 concernée. Selon l’exemple illustré ici, toutes les lamelles élastiques 141 sont identiques et présentent cette protubérance. Tel que plus amplement décrit ci-dessous en référence à la figure 5, cette forme particulière des faces internes 145 des lamelles élastiques 141 permet de faciliter l’insertion du moteur à travers l’anneau de centrage 140.
Avantageusement, toutes les lamelles élastiques 141 peuvent présenter une dimension longitudinale identique, c’est-à-dire une dimension mesurée entre la paroi périphérique 223 du fourreau 122 au niveau de laquelle elles prennent naissance, jusqu’à leur extrémité libre 143, parallèlement à l’axe longitudinal L du trièdre illustré. En conséquence, une face avant 149 de chaque extrémité libre 143 de chaque lamelle élastique 141 s’étend dans un plan perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, à l’axe d’extension principal de l’arbre moteur, c’est-à-dire un plan vertical, ou sensiblement vertical, selon l’orientation arbitraire donnée aux figures. Autrement dit, toutes les faces avant 149 des extrémités libres 143 des lamelles élastiques 141 s’étendent dans un même plan vertical, et participent à former une extrémité libre de l’anneau de centrage 140.
Tel que précédemment évoqué, au moins une fente 142, avantageusement l’ensemble des fentes 142, débouche, du côté du fourreau 122, sur une cavité 144. Afin d’assurer la fonction susmentionnée, à savoir conférer aux lamelles élastiques 141 une élasticité suffisante pour leur permettre de résister aux contraintes subies lors de l’insertion du moteur à travers l’anneau de centrage 140 ainsi que lorsque ce moteur est en fonctionnement, tout en assurant le centrage du moteur, ces cavités 144 présentent des dimensions particulières.
Ainsi, au moins une cavité 144, avantageusement l’ensemble des cavités 144, présente une section verticale, vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal de l’arbre moteur, c’est-à-dire un plan vertical selon l’orientation arbitraire donnée aux figures, dont une dimension principale D3 est supérieure à une dimension D4 mesurée, dans le même plan vertical, entre deux points, les plus proches, des deux lamelles élastiques 141 successives séparées par la fente 142 qui débouche sur le cavité 144 concernée. Tel que cela est particulièrement visible sur la figure 4, cette différence de dimensions participe à créer un amincissement à la base de chaque lamelle élastique qui permet notamment de faciliter la déformation élastique de ladite lamelle élastique, notamment par flexion autour d’un axe de basculement passant par les deux cavités 144 entourant cette lamelle élastique 141. La zone d’amorce de flexion ainsi formée permet de moins contraindre les lamelles élastiques à chaque déformation.
Selon l’exemple illustré, ces cavités 144 présentent, respectivement, une forme cylindrique dont un axe de révolution R4 s’inscrit dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal de l’arbre moteur, c’est-à-dire dans un plan vertical. Selon cet exemple, la dimension principale D3 de la section de chaque cavité 144 mentionnée ci-dessus forme un diamètre d’une base de cette forme cylindrique.
La figure 5 illustre une vue en coupe longitudinale du dispositif de ventilation 100 selon l’invention représenté dépourvu de sa volute. Sur cette figure 5, le moteur 200 est représenté schématiquement. Ainsi, tel que précédemment évoqué, on note que le moteur 200 traverse au moins l’anneau de centrage 140 et la bague de centrage 130, la bague de centrage 130 coopérant avec une extrémité avant 204 du moteur et l’anneau de centrage 140 coopérant avec une extrémité arrière 202, distincte de l’extrémité avant, du moteur 200. Ce moteur 200 est reçu, partiellement, dans le fourreau 122 du support moteur 120. Plus particulièrement, l’extrémité arrière 202 de ce moteur 200 est au moins partiellement reçue dans le fourreau 122. Cette extrémité arrière 202 est en outre porteuse d’au moins un élément de connexion électrique – non visible sur la figure 5 - adapté pour permettre le raccordement électrique du moteur 200 à une source d’énergie externe. Le fourreau 122 s’étend ainsi entre une extrémité avant 128 depuis laquelle s’étendent les lamelles élastiques 141 de l’anneau de centrage 140 et une extrémité arrière ouverte 129. Tel que représenté, cette extrémité arrière ouverte 129 est au moins partiellement fermée par le bouchon 220.
Dans l’exemple illustré, un espace libre 221 est formé entre l’extrémité arrière 202 du moteur 200 et le bouchon 220. Avantageusement, cet espace libre 221 permet d’utiliser des moteurs de tailles différentes sur un même support moteur 120, réduisant ainsi les coûts de fabrication d’un tel support moteur 120.
Le bouchon 220 présente une forme tronconique afin de faciliter son insertion dans une portion tronconique correspondante du fourreau 122 et il présente un organe de préhension 224 qui facilite sa manipulation, notamment lors de son insertion et de son désengagement par rapport à l’extrémité arrière ouverte 129 du fourreau 122. En outre, ce bouchon 220 présente une découpe – non illustrée ici - prévue pour permettre le passage de câbles électriques permettant de raccorder l’au moins un élément de connexion électrique 202 à la source d’énergie externe. Avantageusement, on pourra prévoir de fermer totalement l’extrémité arrière ouverte 129 du fourreau 122 une fois le raccordement électrique réalisé, par exemple en coulant une résine autour des câbles électriques susmentionnés.
Le bouchon 220 a notamment pour fonction d’empêcher un passage d’air à travers le moteur dû à un différentiel de pression entre la volute et l’extrémité arrière 129 du fourreau 122, c’est-à-dire l’extrémité de ce fourreau 122 tournée à l’opposé de la volute. En tournant, l’organe de ventilation 112 entraine la formation d’un flux d’air au moins partiellement comprimé. En d’autres termes, la pression de l’air au niveau de l’extrémité avant 204 du moteur 200 est supérieure à la pression atmosphérique à laquelle pourrait être exposée l’extrémité arrière 202 de ce moteur 200 si le fourreau 122 n’était pas fermé par le bouchon. Une telle différence de pression pourrait entrainer un appel d’air frais via le fourreau 122 et une circulation d’air dans le moteur 200, ce qui risquerait d’endommager ce moteur 200, notamment en asséchant les roulements de ce moteur 200. La fermeture de l’extrémité arrière 129 du fourreau 122, par le bouchon 220 et par la résine, permet de supprimer cette différence de pression et ainsi de protéger le moteur 200 pour en assurer son bon fonctionnement.
Tel que représenté, l’arbre moteur 201 est lié en rotation à l’organe de ventilation 112 par l’intermédiaire d’un insert 205. Cet insert 205 présente une base de forme générale circulaire et comprend au moins une tige filetée 215 qui s’étend depuis un centre de cette base. Tel que représenté, la base et la tige filetée 215 présentent un conduit interne dans lequel est reçu l’arbre moteur 201. L’insert 205 peut notamment être réalisé en aluminium et l’arbre moteur 201, réalisé en acier, peut être fretté dans l’insert, ou monté avec un très léger jeu de 0 à 3 microns. Dans ce dernier cas, l’immobilisation, en translation et rotation, de l’insert sur l’arbre moteur est réalisée au moyen de vis de pression, vissées dans un taraudage traversant l’insert, de manière à venir en appui contre l’arbre moteur. De manière avantageuse, on prévoit deux taraudages diamétralement opposés sur l’insert, et deux vis de pression, de manière à limiter l’impact sur le balourd de l’ensemble tournant qui aurait un impact négatif sur l’équilibrage de cet ensemble, ce qui est important ici étant donné les vitesses de rotation pouvant atteindre 1000 tr/sec.
Par ailleurs, une fois l’organe de ventilation insérée autour de l’arbre moteur, la tige filetée 215 de l’insert s’étend à travers l’organe de ventilation 215. La tige filetée est configurée pour coopérer avec un organe de maintien 206, qui est notamment vissé sur cette tige filetée 215 afin de maintenir l’organe de ventilation 112 en position sur l’insert 205. L’organe de maintien 206 peut par exemple être un écrou.
Un espace 207 est ménagé entre l’organe de ventilation 112 et l’ensemble des parois qui délimitent la volute 110, de sorte à assurer une rotation sans heurt de l’organe de ventilation 112. Tel qu’évoqué ci-dessus, cet espace 207 est maintenu, au moins en partie, grâce à l’organe de centrage 130, 140. Plus particulièrement, la bague de centrage 130 et l’anneau de centrage 140 permettent de maintenir la position du moteur 200 et donc de l’arbre moteur 201 de ce moteur 200 radialement, c’est-à-dire dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal X du moteur 201, cet axe d’extension principal X étant confondu avec l’axe de rotation de l’organe de ventilation 112.
Tel que cela a été évoqué précédemment, un collier de serrage 232 est agencé autour de la bague de centrage 130, c’est-à-dire sur la circonférence externe de cette bague de centrage 130, de manière à empêcher les déplacements axiaux du moteur 200 par rapport au support moteur 120. Ces déplacements axiaux du moteur peuvent être dus aux vibrations du moteur lors de son fonctionnement et également aux différences de pression d’air générées par la rotation de l’organe de ventilation 112. Lors du fonctionnement du dispositif de ventilation 100, et donc lors de la rotation de l’organe de ventilation 112, une pression mesurée à droite de cet organe de ventilation 112 sur la figure 5, c’est à dire du côté du moteur 200 est supérieure à une pression mesurée à gauche de cet organe de ventilation 112 sur la figure 5, c’est-à-dire du côté de l’entrée d’air du dispositif de ventilation 100. Il résulte de cette différence de pression que le moteur 200 tend à se déplacer, le long de son axe d’extension principal X, en direction de l’organe de ventilation 112. Un tel déplacement n’est pas souhaitable car il entrainerait un déplacement de l’organe de ventilation 112, qui pourrait générer une compression d’air non homogène, voir dans un cas extrême générer un contact entre l’organe de ventilation 112 et une paroi de la volute 110, gênant alors sa rotation et donc le bon fonctionnement du dispositif de ventilation 100. Le collier de serrage 232 permet avantageusement de maintenir la position du moteur 200, et donc de l’arbre moteur 201 de ce moteur 200, le long de son axe d’extension principal X.
Il est notable que le collier de serrage est ici plus particulièrement agencé autour de la bague de centrage, c’est-à-dire l’élément participant à former l’organe de centrage qui est le plus près de la volute. Au cours du fonctionnement du dispositif de ventilation, et donc du moteur, le carter de ce dernier tend à se dilater sous l’effet de la chaleur dégagée. Il est dès lors avantageux de figer la position longitudinale du moteur au plus près de l’organe de ventilation, pour assurer que la position de l’organe de ventilation ne soit pas ou peu impactée par la dilatation du moteur.
Autrement dit, un blocage axial de l’arbre moteur 201 est assuré par le collier de serrage 232 et par la bague de centrage 130, tandis qu’un blocage radial de cet arbre moteur 201 est assuré par l’organe de centrage 130, 140 dans son ensemble, c’est-à-dire à la fois par la bague de centrage 130 et par l’anneau de centrage 140. Selon un exemple de réalisation non illustré ici, l’organe de centrage pourrait toutefois être dépourvu de l’anneau de centrage, c’est-à-dire ne comprendre que la bague de centrage autour de laquelle est agencé le collier de serrage, sans sortir du contexte de la présente invention.
Alternativement, les languettes élastiques pourraient être dimensionnées de sorte à pouvoir se passer du collier de serrage, c’est-à-dire que selon cette alternative, les languettes élastiques seules suffisent à assurer le maintien de la position axiale du moteur. Toutefois, tel que précédemment évoqué, lorsque le support moteur est réalisé par fabrication additive les tolérances de fabrication peuvent être importantes si bien que l’utilisation du collier de serrage est préférée afin d’assurer un blocage longitudinal efficace du moteur 200.
Enfin, tel que précédemment évoqué, les lamelles élastiques 141 qui forment l’anneau de centrage 140 présentent chacune un profil courbe, générant une protubérance 240 sur la face interne 145 de ces lamelles élastiques 141. Tel que représenté, cette protubérance 240 est au contact du moteur 200 et participe ainsi au blocage radial de ce moteur 200. Tel que détaillé ci-après en référence à la figure 6, cette forme des lamelles élastiques 141 facilite le montage du moteur 200 dans le support moteur 120.
Ainsi, les languettes élastiques 131 se distinguent des lamelles élastiques 141 notamment par la forme que présentent leurs circonférences internes respectives, les languettes élastiques 131 présentant, chacune, une face interne 135 plane et les lamelles élastiques 141 présentant, chacune, une face interne 145 courbe.
En référence à la figure 6 qui est une vue éclatée du dispositif de ventilation 100 selon l’invention, nous allons maintenant décrire un procédé d’assemblage de ce dispositif de ventilation 100.
Dans un premier temps, l’arbre moteur 201 est fretté dans l’insert 205. L’organe de ventilation 112 est ensuite emmanché sur la tige filetée 215 de l’insert 205, puis l’organe de maintien 206 est vissé sur cette tige filetée 215. L’ensemble comprenant le moteur 200, l’insert 205, l’organe de ventilation 112 et l’organe de maintien 206 ainsi formé est appelé ci-après « ensemble rotatif ». Cet ensemble rotatif est ensuite inséré dans le support moteur 120, par l’orifice de passage ménagé dans la zone centrale de la platine de fixation 121, de sorte que le moteur 200 s’étende à travers la bague de centrage 130 et l’anneau de centrage 140. La volute 110 est alors fixée sur la platine de fixation 121 grâce aux moyens de fixation précédemment décrits.
Tel que décrit ci-dessus, les languettes élastiques 131 présentent, chacune, un axe de basculement autour duquel elles sont capables de se déformer élastiquement. Lorsque l’ensemble rotatif est inséré à travers la bague de centrage 130, les languettes élastiques 131 se déforment, notamment par flexion autour de cet axe de basculement de sorte que leurs extrémités libres respectives s’écartent du premier axe de révolution de la bague de centrage 130. Une fois le moteur en position à travers la bague de centrage 130, les languettes élastiques 131 reprennent leur position initiale et participent alors au centrage du moteur 200, et plus particulièrement à l’alignement de l’axe d’extension principal X de ce moteur avec le premier axe de révolution de la bague de centrage 130.
La forme courbe des faces internes des lamelles élastiques qui forment l’anneau de centrage 140 facilite l’insertion de moteur 200 dans cet anneau de centrage 140. Le moteur 200 arrive ainsi en butée sur les protubérances formées sur ces faces internes des lamelles élastiques, entrainant un écartement de ces lamelles élastiques 141, notamment par flexion autour de l’axe de basculement de chacune de ces lamelles élastiques 141 précédemment décrit, un tel écartement permettant l’insertion du moteur. On entend ici par « écartement des lamelles élastiques » le fait que ces lamelles élastiques sont repoussées en éloignement du moteur. Ces lamelles étant élastiques, elles reprennent leur position initiale après avoir subi cet écartement et elles viennent alors au contact du moteur 200, participant ainsi au centrage de ce dernier, et plus particulièrement à l’alignement de l’axe d’extension principal X de ce moteur avec le deuxième axe de révolution de l’anneau de centrage 140.
On procède ensuite au réglage en position de l’organe de ventilation à l’intérieur de la volute. L’ensemble rotatif est poussé en direction de la volute 110, c’est-à-dire vers la gauche selon l’orientation de la figure 6, le long de l’axe d’extension principal X du moteur 200, jusqu’à ce que l’organe de ventilation 112 soit en butée contre la face avant 113 de la volute 110, c’est-à-dire une face de cette volute 110 depuis laquelle s’étend l’entrée d’air 101. Une première marque est alors faite sur le moteur 200, au droit l’extrémité libre de la bague de centrage 130 en partie formée par les extrémités libres 133 des languettes élastiques de cette bague de centrage 130. L’ensemble rotatif est ensuite déplacé à l’opposé de la volute 110, c’est-à-dire vers la droite selon l’orientation de la figure 6, jusqu’à ce que l’organe de ventilation 112 vienne en butée contre une face arrière de la volute 110 formée par la platine de fixation 121, et plus particulièrement ici par le dispositif de centrage 222 du support moteur 120. Une deuxième marque est alors réalisée sur le moteur 200, au droit de la surface arrière de la bague de centrage 130. L’ensemble rotatif est ensuite de nouveau déplacé longitudinalement jusqu’à ce que l’extrémité libre de la bague de centrage 130 soit centrée par rapport à ces deux marques. Le collier de serrage est alors positionné autour de la bague de centrage 130 afin de fixer la position longitudinale de l’ensemble rotatif par rapport au support moteur, assurant ainsi une position optimale de l’organe de ventilation, dans laquelle il est à égale distance de la face avant 113 de la volute 110 et de la paroi définissant la face arrière de cette volute 110. Enfin, le moteur 200 est raccordé à la source d’énergie externe, le bouchon 220 étant ensuite mis en place de sorte à fermer l’extrémité arrière ouverte 129 du fourreau 122 et une résine étant coulée au niveau de la découpe de ce bouchon 220 afin de rendre hermétique le fourreau 122.
On comprend de ce qui précède que la présente invention propose un support moteur pour un dispositif de ventilation particulièrement adapté pour être réalisé par fabrication additive, c’est-à-dire par un procédé de fabrication rapide, et aisé à mettre en œuvre par des moyens de fabrication ne nécessitant pas la réalisation de moules.
La présente invention ne saurait toutefois se limiter à l’exemple de réalisation spécifiquement décrit dans ce document, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.

Claims (16)

  1. Support moteur (120) pour un dispositif de ventilation (100) d’un dispositif d’assistance à la respiration, comprenant au moins une platine de fixation (121) adaptée pour être fixée à une volute (110) du dispositif de ventilation (100), le support moteur (120) comprenant au moins un organe de centrage (130, 140) d’un moteur (200) adapté pour entrainer en rotation un organe de ventilation (112) du dispositif de ventilation (100), caractérisé en ce que l’organe de centrage (130, 140) comprend une pluralité de languettes élastiques (131) formant une bague de centrage (130) et/ou une pluralité de lamelles élastiques (141) formant un anneau de centrage (140), cette bague de centrage (130) et/ou cet anneau de centrage (140) étant adaptés pour recevoir, au moins partiellement, le moteur (200), et en ce que la pluralité de languettes élastiques (131) et/ou la pluralité de lamelles élastiques (141) forment un ensemble monobloc avec le support moteur (120).
  2. Support moteur (120) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il est intégralement réalisé par fabrication additive.
  3. Support moteur (120) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les languettes élastiques (131) s’étendent depuis une zone centrale (125) de la platine de fixation (121), en éloignement de cette platine de fixation (121), selon une direction d’extension principale parallèle, ou sensiblement parallèle, à un axe d’extension principal (X) du moteur (200).
  4. Support moteur (120) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une rainure (132) sépare deux languettes élastiques (131) successives, chaque rainure (132) s’étendant parallèlement à un axe d’extension principal (X) du moteur (200), depuis une extrémité libre de la bague de centrage (130), cette extrémité libre de la bague de centrage (130) étant formée par une juxtaposition des extrémités libres (133) des languettes élastiques (131) qui forment la bague de centrage (130).
  5. Support moteur selon la revendication précédente, dans lequel au moins une rainure (132) débouche, du côté de la platine de fixation (121), sur un dégagement (134), ce dégagement (134) présentant une section, vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal (X) du moteur (200), dont une dimension principale (D1) est supérieure à une dimension (D2) de l’au moins une rainure (132) mesurée entre deux points, les plus proches, des deux languettes élastiques (131) successives séparées par cette rainure (132), selon une droite qui s’inscrit dans le plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal (X) du moteur (200).
  6. Support moteur (120) selon la revendication précédente, dans lequel le dégagement (134) sur lequel débouche l’au moins une rainure (132) présente une forme cylindrique dont un axe de révolution (R3) s’inscrit dans le plan perpendiculaire à l’axe d’extension principal (X) du moteur (200).
  7. Support moteur (120) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une extrémité libre (133) d’au moins une languette élastique (131) présente une première hauteur (h1) supérieure à une deuxième hauteur (h2) de cette languette élastique (131) mesurée au plus près de la platine de fixation (121).
  8. Support moteur (120) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un collier de serrage (232) est agencé autour des languettes élastiques (131), ce collier de serrage (232) étant configuré pour maintenir une position longitudinale du moteur (200).
  9. Support moteur (120) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un fourreau (122) adapté pour recevoir, au moins partiellement, le moteur (200), les lamelles élastiques (141) s’étendant depuis ce fourreau (122), en éloignement de ce fourreau (122), selon une direction d’extension principale parallèle, ou sensiblement parallèle, à un axe d’extension principal (X) du moteur (200).
  10. Support moteur (120) selon la revendication précédente, dans lequel deux lamelles élastiques (141) successives sont séparées l’une de l’autre par une fente (142), chaque fente (142) s’étendant depuis une extrémité libre de l’anneau de centrage (140) formée par une juxtaposition des extrémités libres (143) de chaque lamelle élastique (141), l’extrémité libre (143) d’une lamelle élastique (141) étant l’extrémité de cette lamelle élastique (141) agencée à l’opposé du fourreau (122).
  11. Support moteur (120) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de centrage (130, 140) comprend la bague de centrage (130) et l’anneau de centrage (140).
  12. Support moteur (120) selon la revendication précédente, dans lequel la bague de centrage (130) présente un premier axe de révolution (R1) et l’anneau de centrage (140) présente un deuxième axe de révolution (R2), le premier axe de révolution (R1) et le deuxième axe de révolution (R2) étant tous deux parallèles à l’axe d’extension principal (X) du moteur (200).
  13. Support moteur (120) selon l’une quelconque des revendications 11 ou 12, dans lequel chaque languette élastique (131) présente une face interne (135) plane, ou sensiblement plane, et dans lequel au moins une protubérance (240) est formée sur une face interne (145) d’au moins une lamelle élastique (141).
  14. Support moteur (120) selon la revendication précédente, dans lequel au moins un canal (139) est réalisé sur la face interne (135) d’au moins une languette élastique (131).
  15. Dispositif de ventilation (100) comprenant au moins un organe de ventilation (112) reçu dans une volute (110), l’organe de ventilation (112) étant entrainé en rotation par un moteur (200), et le dispositif de ventilation (100) comprenant au moins un support moteur (120) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  16. Dispositif d’assistance à la respiration comprenant au moins un dispositif de ventilation (100) selon la revendication précédente.
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