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# Perfectionnements aux hélices ."
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La présente invention se rapporte aux hélices aériennes ou @ hélices destinées à l'aéronautique. Elle se rapporte plus parti- culièrement à un moyeu en deux parties pour assembler deux ou un plus grand nombre de pales d'hélice amovibles à un arbre de com- mande, et à une construction particulière des tenons de ces pales qui, en combinaison avec le moyeu spécial de l'hélioe, permet 11 interchangeabilité et le réglage du pas des pales d'hélice dans le moyeu.
L'invention a pour but d'obtenir une hélice aérienne compre- nant un moyeu fendu et des pales amovibles, qui peut être facile** ment montée et démontée, qui permet l'interchangeabilité ou le
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réglage de la position des pales, qui maintiendra rigidement les pales dans la position de réglage choisie par rapport au moyeu et par rapport l'une à l'autre et à toute l'hélice sur l'arbre de commande, et qui permettra de faire le moyeu de l'hélice en acier et les pales en une autre matière. L'invention a pour but de con- struire le moyeu de telle manière que l'hélice toute entière puis se être facilement et rapidement enlevée de l'arbre de commande et replacée par une autre hélice.
L'invention a également pour but d'empêcher le bris de la pale à l'endroit du moyeu ou dans celui-ci, en donnant des dimensions plus grandes à l'extrémité du tenon de la pale et en ménageant, sur la tête de ce tenon, des faces profondes, largement écartées l'une de l'autre, destinées à venir en engagement avec le moyeu. Ces différents buts sont at- teints par une construction d'un poids minimum. Il est également prévu des moyens pour équilibrer les pales de l'hélice dans le sens longitudinal.
En référence au dessin ci-joint:
La figure 1 est une vue en élévation de face de l'hélice montée, fixée sur un arbre moteur, l'aéroplane et le moteur n'é- tant pas représentés.
La figure 2 est une vue, partie en coupe verticale et partie en élévation de côté, de la partie médiane de l'hélice, la moitié de droite de la section adjacente du moyeu étant enlevée pour mon- trer l'extrémité du tenon d'une pale telle que placée normalement dans le moyeu, et l'arbre moteur étant supposé enlevé, cette vue correspondant à une coupe suivant la ligne II-II de la figure 3,
La figure 3 est une vue en coupe horizontale suivant la li- gne III-III de la figure 2, la moitié de droite du moyeu étant re- présentée en coupe, tandis que la moitié de gauche est représentée en vue en plan, et l'arbre moteur et les pales sont supposés en- levés.
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La figure 4 est une vue'en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3, montrant l'arbre moteur en place.
La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 2, montrant un collier de serrage et de graduation permet- tant le réglage du pas de l'hélice, et la figure 6 est une vue, partie en coupe verticale et partie en élévation de face, d'une hélice à trois pales. les hélices aériennes comprennent un moyeu pour l'assemblage de deux ou plusieurs pales profilées de façon à se visser dans l'air lorsqu'on les fait tourner autour d'un arbre axial de com- mande. Les pales peuvent être d'une seule pièce ou distinctes; dans le cas présent elles sont complètement distinctes. L'arbre de l'hélice est entraîné par un moteur à une vitesse très élevée.
Il est essentiel que les pales soient reliées rigidement au moyeu et le moyeu à l'arbre de commande, et que les pales soient parfai- tement équilibrées par rapport à l'axe de l'arbre de commande.
Dans le cas de deux pales, elles sont diamétralement opposées; stil y a trois pales, elles sont disposées à 120 l'une de l'au- tre, et dans chaque cas, toutes les pales doivent être semblables comme poids, longueur, profil, et comme disposition générale,pour donner des résultats satisfaisants.
L'hélice suivant l'invention comprend un moyeu en deux par- ties, à travers lequel passe l'arbre de commande, et des pales amovibles semblables, avec des tenons de section circulaire des- tinés à être serrés entre les moitiés du moyeu lors du montage de l'hélice. Une telle construction permet l'enlèvement ou le rem- placement .rapides d'une ou plusieurs des pales en cas de dété- rioration ou dans le cas ou des pales plus grandes ou plus petites doivent être substituées à celles utilisées, et permet un réglage du pas de chaque pale sans enlever celle-ci.
En référence au dessin, la figure 1 représente une hélice com- plètement montée, comprenant deux pales identiques B, montées dans
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un moyeu H composé de deux moitiés ou sections complémentaires 2 et 3. L'arbre de commande 1 passe à travers le moyeu et est maintenu en position par une vis d'extrémité et un écrou de blo- cage,fixé sur celle-ci.
Les moitiés ou sections complémentaires du moyeu fendu sont des pièces forgées en acier. La moitié avant 2, dont le côté gauche seulement est représenté sur la gauche de la figure 2, comporte un alésage central tronconique 6, à travers lequel passe l'arbre 1. Cet alésage est entouré d'un rebord ou prolongement annulaire extérieur 7, fileté intérieurement, faisant saillie à u- ne certaine distance sur le moyeu. Un épaulement 8 est formé entre la base du rebord 7 et le bord extérieur de l'alésage 6. Deux manchons ou douilles semi-oylindriques, d'une seule pièce, 10 et 11, s'étendent dans des directions diamétralement opposées à par- tir de l'axe de l'alésage 6.
A l'intérieur de ces manchons 10 et 11 sont ménagées de hautes nervures annulaires 12 et 13, situées à une distance relativement grande l'une de l'autre et entre les- quelles est formée une large gorge annulaire 14. Les faces inté- rieures de ces nervures 12 et 13 sont planes et normales à l'a- xe des manchons 10 et 11. Ces nervures sont constituées par une masse considérable de métal, de sorte qu'elles ont une grande résistance. Intérieurement par rapport à la nervure 12, le corps de la pièce forgée présente la forme d'une paroi semi-cylindrique 15. Le manchon diamétralement opposé 10 comporte des nervures an- nulaires intérieures 12 et 13, exactement semblables aux nervures du manchon 11, mais disposées en sens opposé, une gorge annulaire 14, et une paroi semi-cylindrique 15.
Les parties des manchons 10 et 11, situées au delà des nervures extérieures 13, ont une pa- roi mince et sont cylindriques et se terminent par des rebords légèrement évasés vers l'extérieur, 16.
La moitié ou section complémentaire 3 du moyeu comporte un rebord ou prolongement annulaire central arrière 20, avec un alé- sage tronoonique 21, destiné à recevoir l'extrémité tronconique
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de l'arbre de commande 1./
Une rainure de clavette 23 est ménagée dans les parois in- térieures des alésages 6 et 21, et une rainure de clavette cor- respondante est ménagée dans l'arbre 1. Ces rainures de clavette servent à assembler l'arbre de commande au moyeu, lorsque le moyeu est placé sur l'arbre.
La moitié ou section complémentaire 3 du moyeu comporte également des manchons ou douilles semi-cylindriques 10 et 11, dirigés latéralement et diamétralement opposés, avec des nervu- res annulaires intérieures 12 et 13, semblables à tous points de vue et complémentaires aux parties correspondantes de l'autre moitié ou section 2 du moyeu. Lorsque les deux moitiés 2 et 3 du moyeu sont assemblées comme représenté sur la figure 3, les nervures 12 et 13 des deux moitiés sont en alignement, de façon à former des nervures annulaires complètes à l'intérieur des douilles ou manchons constitués par les prolongements semi-cylin- driques complémentaires 10 et 11. les bords extérieurs jointifs des moitiés de manchons ÎO et 11 sont entaillés, de façon à ména- ger entre eux des fentes 25.
Cette disposition a pour but de sé- parer complètement les parties extérieures des douilles de serra- ge, pour permettre uri serrage par compression sur les tenons des pales.
Entre,les alésages cylindriques 15, chaque moitié du moyeu comporte des parois de métal plein, 26 et 27, respectivement. La rainure de clavette 23 s'étend à travers les deux moitiés du ; @ moyeu, le long de la face intérieure des parois 26 et 27, comme représenté plus particulièrement sur la figure 4.
La moitié du moyeu 3 comporte des encoches extérieures 30, à partir de la base desquelles s'étendent des alésages cylindri- ques 31, coïncidant avec des alésages taraudés 32, ménagés en alignement dans la partie pleine de l'autre moitié 2 du moyeu.
Des vis 33, pénétrant dans les alésages taraudés 32, constituent un moyen d'assemblage provisoire d'une moitié de moyeu à l'autre.
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Ces vis servent également à/déterminer et à maintenir l'emplace- ment longitudinal relatif convenable des deux moitiés du moyeu.
Sur le tenon de chacune des pales d'hélice B est formée une tête, destinée à être maintenue par le moyeu décrit ci-dessus.
Les pales sont de préférence faites en alliage d'aluminium,bien qu'elles puissent également être faites en bois contreplaqué ou toute autre matière appropriée . L'extrémité des pales, corres- pondant au moyeu, comprend une partie cylindrique intérmédiaire 35, destinée à s'engager dans la partie extérieure des manchons complémentaires de serrage 10 et 11. antérieurement par rapport à cette partie cylindrique 35 est ménagée une partie tronconique, 36, allant en diminuant de diamètre vers l'intérieur, raccordée à un collet 37, d'une seule pièce avec elles et qui est d'un dia- mètre supérieur à celui de la partie cylindrique 35 du tenon de la pale. Ce collet comprend une face annulaire extérieure 38, si- tuée dans un plan normal à l'axe de la pale.
Le collet 37 est sui- vi d'une partie 38a, allant en diminuant de diamètre vers l'inté- rieur et qui à son tour est suivie d'une partie dtextrémité cylin -drique 39, d'un diamètre supérieur à celui de la partie cylindri -que 35 du tenon de la pale et comprenant une face annulaire exté -rieure 40 normale à l'axe de la pale. Le collet 37 n'est pas aus- si large que la gorge annulaire 14, et la partie d'extrémité cy- lindrique 39 ne s'étend pas vers l'intérieur jusqu'à la base de la partie cylindrique 15 des sections du moyeu.
La nervure 12 n' est pas aussi large que la gorge entre les faces 38a et 40 du te- non de la pale ,Par conséquent, la tête de la pale peut être fa- cilement et rapidement introduite dans l'une des sections du moyeu et lorsque l'autre section du moyeu est appliquée et serrée par dessus elle, le tenon de la pale est immobilisé, de façon à ne plus pouvoir être enlevé, par le contact des faces 38 et 40 du te- non de la pale avec les faces intérieures, normales à l'axe de la pale, des nervures 13 et 12, respectivement.
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En donnant à la tête de la pale u-n diamètre plus grand qui au tenon de celle-ci, les faces 38 et 40, destinées à venir en engagement avec les nervures du moyeu pour empêcher que la pale se détache sous l'action de la force centrifuge, peuvent être suffisamment profondes, sans réduire de manière nuisible la ré- sistance du tenon de la pale. Une grande difficulté qu'on rencon- tre avec des pales amovibles réside en ce que des filetages ou analogues, venant en engagement avec des nervures, réduisent la résistance des pales et donnent pour résultat un bris des pales à l'endroit ou à l'intérieur du moyeu.
La construction suivant la présente invention, avec une tête élargie, une seule gorge large et profonde dans la tête, et une paires de nervures épaisses et profondes sur le moyeu pour venir en engagement avec la tête élargie du tenon de la pale, a obvié à ces inconvénients et a don -né pour résultat une disposition complètement satisfaisante pour la coopération entre le moyeu et la pale.
Un collier de serrage R entoure les extrémités extérieures des douilles du moyeu. Ce collier est de préférence fait en deux moitiés 45, 46, reliées par un axe 47, comportant une tête à une extrémité et un trou 48 à l'autre extrémité, pour recevoir une goupille pour le maintenir en position. Les extrémités libres des moitiés du collier R comportent des prolongements alésés pour recevoir un boulon tangentiel 49, comportant une tête non circulaire 50 à une extrémité et un bout fileté, destiné à rece- voir un écrou 51, à son autre extrémité.
Le prolongement 52, destiné à recevoir la tête de boulon 50, comporte une paroi 53 contre laquelle prend appui une face plane de la tête 50 du bou- lon, de manière à immobiliser le boulon en l'empêchant de tournoi lorsqu'on visse l'éorou 51 sur l'extrémité filetée opposée dé
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ce boulon. L'écrou 5 aïaa comprend plusieurs rainures 54, destinées à recevoir une goupille 55p passant à travers un trou dans l'extrémité filetée du boulon 49, pour em- pêcher l'écrou de se dévisser pendant la rotation de 1'hélice.
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Lorsque le tenon d'une pale est placé entre les moitiés ou sections complémentaires 2 et 3 du moyeu, ces deux moitiés rap- prochées l'une de l'autre sur le tenon, les vis 33 serrées à fond, et le collier de serrage R correspondant appliqué autour des ex- trémités extérieures des manchons de serrage 10 et 11, et l'écrou 51 vissé à fond sur le boulon 49, on obtient un serrage absolument rigide de la pale dans la douille du moyeu correspondante.
Jusqu'à ce que l'écrou 51 soit vissé à fond sur le boulon 49, la pale peut tourner autour de son axe longitudinal dans le moyeu, et on peut par conséquent régler le pas de la pale d'hélice. Le serrage du collier maintiendra le réglage du pas pendant le mouve- ment de l'hélice. En desserragt l'écrou 51, on peut changer ra- pidement, comme on le désire, le pas de la pale dans le moyeu.pour faciliter ce réglage du pas, un trait de repère fixe est ins- crit sur le tenon de la pale, ee trait de repère coopérant avec une graduation sur la face extérieure des rebords 16 des manchons 10 -11, comme représenté sur la figure 5.
L'hélice complètement montée est assemblée à l'arbre de com- mande, de la manière suivante: l'extrémité de l'arbre de commande 1 est tronconique, de façon à pouvoir s'engager dans les alésages tronconiques/21 et 6 du moyeu, comme représenté plus particulière- ment sur la figure 4. Cette extrémité de l'arbre comporte égale- ment une rainure de clavette, destinée à être amenée en coïnci- dence avec la rainure de clavette 23 du moyeu, représentée sur la figure 4. Une clavette 59 est engagée dans les rainures de cla- vette amenées en coïncidence.
L'extrémité avant 61 de l'arbre de commande est filetée et est destinée à recevoir un écrou d'extré- mité à filetage intérieur, 6. Lorsqu'on visse cet écrou, celui- ci appelle l'arbre moteur 1 à fond à l'intérieur des alésages tronconiques 21,6 des sections de moyeu 2 et 3, et amène les sec- tions d@ moyeu étroitement en contact entre elles dans leur par- tie médiane. L'écrou 63 s'applique sur l'épaulement 8 à la base
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du rebord 7 de la moitié avant 2 du moyeu. Il est prévu un man- chon ou écrou de blocage 65 qui comprend un filetage extérieur destiné à venir en prise avec le filetage intérieur du rebord 7, et cet éorou 65 est vissé à fond de façon à venir en engagement avec le rebord extérieur 66 de l'éorou 63 vissé sur l'arbre mo- teur.
Il est prévu une série de trous radiaux 67 dans cet écrou 63, et une série correspondante de trous radiaux dans ltécrou de blocage 65; ces trous sont disposés autour des deux éorous 63 et 65 dans une position radiale à une courte distance l'un de l'au-
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été tre, de sorte que lorsque les deux écrous on amenés par vissa- ge dans leur position finale. on peut introduire une goupille 68 à travers une paire de trous amenés en coïncidence dans les deux écrous 63 et 65, en reldant ainsi ces deux écrous entre eux en empêchant l'un ou l'autre de se détacher par suite de vibrations de l'hélice pendant sa rotation.
Les pales sont faites soigneusement semblables comme poids et dimensions sur toute leur étendue, et sont vérifiées par rap- port à une pale servant de gabarit, de façon à être interchan- geables. Elles sont de préférence proportionnées de telle maniè- re que l'axe des parties cylindriques 35 et 39 passera par le centre de masse d'une section transversale quelconque de la pale normale à cet axe. Par cette construction des pales, on obtient un équilibrage parfait malgré des changements d'inclinaison ou de pas. Ceci diminue des vibrations périodiques indésirables qui ré- sultent parfois d'un mouvement rapide de rotation de l'hélice.
La figure 6 représente un moyeu pour trois pales. Une des- cription étendue de cette variante n'est pas nécessaire, car elle est sensiblement semblable à la construction décrite ci-dessus.Le moyeu comprend encore deux moitiés ou sections complémentaires 2a et 3a, dont chacune comporte trois prolongements radiaux en forme de douilles ou manchons,'pour la réception et le serrage des tenons des pales de l'hélice, disposées à 1200 ltune de l'au-
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tre autour de l'axe de l'arbre de commande. Les moitiés du moyeu sont provisoirement réunies entre elles au moyen de boulons 70, munis d'écrous d'extrémité 71, destinés à être immobilisés par des goupilles 72. Ce moyeu reçoit des pales comprenant un tenon ayant exactement la même construction que celle décrite ci-des- sus.
L'intérieur des manchons de serrage est le même que dans le cas du moyeu à deux pales, et les parties correspondantes sont désignées par les mêmes nombres de référence que dans la forme de réalisation précédente, suivis de l'indice a.
Cette figure 6 montre une variante du collier de serrage R ; les deux extrémités d'une barre circulaire d'une seule piè- ce sont filetées et passent à travers une pièce de liaison 80.
Des écrous 81 se vissent sur les filetages aux extrémités de cette barre circulaire et, lorsqu'ils sont vissés à fond, ils appliquent avec force le collier de serrage contre les extrémités du manchon correspondant du moyeu. Dans l'une ou l'autre forme de réalisation du collier de serrage, en déplaçant légèrement celui-ci vers l' intérieur ou l'extérieur le long du manchon du moyeu, on peut faire varier l'équilibrage effectif de la pale d'hélice serrée dans ce moyeu, de sorte que lorsqu'il existe une légère différent ce dans le poids d'une pale comparativement aux autres, elle peut être compensée en déplaçant un ou plusieurs des colliers de serrage vers l'intérieur ou l'extérieur jusqu'à ce qu'un équili- brage exact soit obtenu.
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