<Desc/Clms Page number 1>
Hélice aérienne et hydraulique produisant du travail et absor - bant du travail.
Le problème à résoudre par la présente invention est d'adapter la position des pales d'hélices aériennes et hydrau - liques du genre de celles qui produisent du travail et qui absorbent du travail aux conditions de travail, déterminées par le milieu ambiant, de telle sorte que le nombre de tours des moteurs, respectivement des machines commandées, reste dans les limites les plus favorables pour la transmission de force respective.
Ce problème est résolu conformément à l'invention par le fait qu'aux bras des pales, disposées de façon à pouvoir tourner autour de leur propre axe, sont appliqués excentriquement par rapport aux axes de rotation, des poids fixes qui d'unepart agissent à l'encontre de la tendance des pales à prendre une position correspondant au pas 0 , et qui d'autre part permettent en combinaison avec d'autres organes un agencement du système
<Desc/Clms Page number 2>
d'hélice suivant le principe des régulateurs à force centrifuge.
renfermement à un autre objet de l'invention, un système d'hélice travaillant suivant ce principe, est obtenu en vissant les bras des pales sur des pivotstransversaux correspondants du moyeu, ce qui permet à la fois de tourner les pales et de les déplacer dans le sens longitudinal, de sorte que la force centrifuge des pales se transforme en une force de torsion, qui en combinaison avec la composante de torsion produite par le poids fixe excentrique agit à l'encontre de la force d'un res - sort. La force centrifuge tend à augmenter le pas des pales et par conséquent leur puissance de travail, tandis que la force du ressort tend à diminuer le pas des pales et par conséquent leur puissance de travail.
Afin de ne pas devoir travailler avec des forces trop grandes, il est préférable de donner aux filets de vis, par lesquels les pales sont vissées sur les pi - vots, un faible pas. Ces filets de vis sont agencés en forme de rainures ou gorges hélicoïdales, qui sont remplies de corps à frottement de roulement afin de réduire le frottement. Grâce à la disposition d'un tel coussinet hélicoïdal à frottement de roulement, le libre jeu des forces est encore possible même dans le cas d'un pas très faible.
Conformément à un autre objet de l'invention on emploie comme ressort antagoniste un ressort en spirale ou un ressort de flexion enroulé hélicoïdalement, entourant l'axe du moyeu.
Le choix d'un tel ressort, soumis dans l'ensemble à des efforts de torsion, est justifié par le fait que la disposition cons - tructive de tels ressorts est notablement plus pratique que l'emploi de ressorts de traction et de compression. En effet, le ressort antagoniste doit recevoir, en vue de l'obtention d'une courbe de ressort suffisamment plate, une très longue tension préalable, parce que la courbe de la force de torsion résultant des forces'centrifuges des pales est également plate dans l'étendue du réglage.
D'autres objets de l'invention se rapportent à la liaison
<Desc/Clms Page number 3>
entre le ressort antagoniste et les pales d'hélice, à la dis - position des corps à frottement de roulement dans une cage et au guidage cinématiquement correct de-cette cage.
Conformément à un autre objet de l'invention, on peut aussi obtenir par le déplacement de's centres de pression des faces des pales par rapport aux axes de rotation des pales une correction de la caractéristique de la force de torsion produi- te par les forces centrifuges des pales.
D'autres objets de l'invention se rapportent encore à des butées, qui limitent l'étendue de réglage des hélices aériennes et hydrauliques en ordre de marche, ensuite à des butées et des arrêts pour une position de freinage et de marche arrière des pales, pour une commande automatique de cette disposition par des dispositifs de sondage et pour un blocage des pales d'hélice pour le pas " infini "
Le dernier objet de l'invention consiste en une disposition de graissage assurant d'une façon certaine la conservation de l'ensemble du système d'hélice.
L'invention est représentée au dessin annexé par six figu - res. Comme exemple de réalisation on a choisi une hélice de propulsion à deux pales pour avions, dont la position de marche arrière ou la position de freinage est obtenue automatiquement à l'aide d'une sonde terrestre de construction mécanique.
Fig.1 montre le moyeu du propulseur et les bras des pales en coupe longitudinale, ainsi que la commande du dispositif de marche arrière par une sonde terrestre mécanique.
Fig.2 est une coupe suivant II-II de la figa3, les pivots filetés et les bras des pales n'étant pas coupés.
Fig.3 est une coupe suivant III-III de la fig.2, la boîte de ressort et la partie antérieure de l'axe du propulseur étant supprimées.
Fig.4 montre deux dispositions pour le déplacement des centres de pression de la face des pales.
Fig.5 montre en perspective la décomposition des forces
<Desc/Clms Page number 4>
d'un poids additionnel appliqué excentriquement à une pale.
Fig.6 montre la correction de la courbe de la force de torsion, produite par les forces centrifuges des pales, par la courbe de la force de torsion d'un poids additionnel.
Description et mode de fonctionnement.
Dans le moyeu 1 est fixé un pivot fileté 2, sur lequel sont vissés avec grande mobilité les deux bras de la pale 3 avec intercalation des billes 5 roulant dans les gorges 4. Les billes 5 sont maintenues ensemble par des cages 6. Dans l'exemple de réalisation le guidage cinématique, correct pour le fonctionne - ment irréprochable, de ces cages est assuré par le fait que sur les cages mêmes sont disposées des dentures internes 7 qui en - grènent avec des pignons 8. Ces pignons tournent librement sur des axes 9 des pivotsà vi2 et engrènent d'autre part avec des roues dentées 10 des bras 3 des pales d'hélice.
Les nombres de dents de la couronne dentée interne 7 et de la roue dentée 10 doivent être choisisapproximativement dans le rapport de R+ r , R étant le diamètre extérieur et r le diamètre intérieur
R du cercle de roulement du coussinet à billes hélicoïdal. Le guidage cinématiquement correct de la cage ne doit pas néces - sairement s'effectuer dans le sens de la rotation et par l'in - termédiaire d'une transmission à engrenages. Au contraire ce guidage pourrait aussi s'effectuer par une transmission à le - viers et dans le sens du déplacement longitudinal. L'essentiel de toutes ces dispositions réside dans l'accouplement cinéma - tiquement correct entre le pivot à vis 2 et la pale d'hélice 3 et la cage à billes 7.
La liaison entre le ressort antagoniste 12, dont une ex - trémité est fixée dans le moyeu et l'autre dans la boîte de ressort 11, et les bras 3 des pales d'hélice s'effectue par l'intermédiaire d'une roue conique 13 et des deux segments de roue conique hélicoïdaux 14.
Pendant la marche la force de torsion, proportionnelle à la force centrifuge des pales, agissant dans la direction de
<Desc/Clms Page number 5>
l'axe I-I, tend à visser les pales vers l'extérieur, et ce jusqu'à ce que par la torsion du ressort 12 celui-ci oppose une force égale et antagoniste.
La solidarité entre le ressort 12 et les pales d'hélice peut aussi être assurée, non pas par des engrenages, mais par des câbles ou des bielles. La force de ressort commune pour toutes les pales d'hélice peut aussi être fournie par plusieurs ressorts, appliqués par exemple aux bras des pales, à condition que ces ressortssoient amenés par un accouplement correspondant à agir ensemble sur tous les bras de pales.
Les forces de torsion résultant des forces centrifuges des pales augmentent comme les forces centrifuges elles-mêmes avec le carré de la vitesse angulaire. Ces forces de torsion sont portées à la fig.6 dans un système de coordonnées, dont les abscisses sont la torsion des pales en degrés d'arc et les ordonnées les forces. Elles représentent une courbe C, qui est très tendue dans l'étendue du réglage. La courbe de la force du ressort est une ligne droite et indiquée par F à la fig.6.
Le point d'intersection de C et de F donne le nombre de torsions maximum. Afin d'obtenir un réglage très précis, il est préfé - rable que l'angle formé entre C et F soit le plus petit possi ble. Or, conformément à l'invention il est effectivement possi - ble pour l'étendue de réglage d'obtenir une correction de la courbe C par l'application de poidsadditionnels aux pales d'hélice, et ce. excentriquement à leur axe de rotation. Aux figs.2 et 3, un tel poids additionnel 15 est disposé de façon à pouvoir tourner autour de l'axe de la pale et à être fixé en place,. La fig.5 montre en perspective comment une telle masse effectue le, torsion de la pale.
Dans cette figure X-X représente l'axe de rotation du propulseur, Y-Y l'axe de rota - tion de la pale d'hélice, et le plan Y-0-Z le plan de révolu - tion des axes des pales d'hélice. Un poids G appliqué à l'un des bras de pales tourne dans un plan parallèle à Y-0-Z. Ce plan est représenté à la fig.5 par ses lignes d'intersection
<Desc/Clms Page number 6>
avec le bras de pale, le plan X-O-Z et un plan passant par le point G et perpendiculaire à l'axe Y. Dans ce plan se manifeste la force centrifuge P produite par la masse G et partant du point de pénétration A de la droite X dans le plan de révolu - tion du point G.
La composante de torsion D, envisagée seule pour le système de réglage, dans le plan perpendiculaire à l'axe Y, est obtenue par la décomposition de la force P suivant un parallélépipède rectangle des forces. Ces forces de torsion deviennent 0 (zéro) aux points 0, 90, 180, 270, puisque le pa - ra.llélépipède des forces se réduit aux points 0 et 180 à un rectangle, et dans le plan Y-O-Z aux points 90 et 270 à une droite = P. La partie supérieure de la fig. 6 montre deux cour - bes de forces de torsion à phases décalées de deux poids. diffé - rente. Ces forces se manifestent suivant la rotation du poids en lignes sinusoïdes autour de l'axe de la pale.
Les parties des sinusoïdes qui se trouvent au-dessus de la ligne des zéros ont pour mission d'effectuer une torsion de la pale en sens inverse des aiguilles d'une montre, tandis que les parties qui se trouvent au-dessous de la ligne des zéros ont pour mission d'effectuer une torsion dans le sens des aiguilles d'une montre.
Comme on est à même de déterminer cette courbe d.es forces de torsion sous le rapport de la grandeur par le choix du poids et sous le rapport du décalage des phases par le choix de l'ap - plication de ce poids, il sera facile d'obtenir une correction de la courbe C dans l'étendue de réglage de 35 par l'addition ou la soustraction d'une courbe D choisie judicieusement. A la fig. 6 la courbe C est corrigée par la portion correspondante de la courbe plus plate D, et on obtient comme caractéristique du régulateur d'hélice une courbe C-D, qui montre dans sa partie supérieure la courbe désirable d'un régulateur pseudo-astatique.
Toutes les masses qui se trouvent dans la pale d'hélice à l'extérieur du plan.de révolution agissent de la même façon que cette masse 15 représentée. Par la répartition naturelle de ces masses il se produit une force de torsion, qui agit à l'en -
<Desc/Clms Page number 7>
contre de la. force de torsion résultant de la force centrifuge totale des pales, en gênant la manifestation de cette force de torsion. Son action nuisible peut être annulée par des poids additionnels, disposés excentriquement à la manière du poids 15.
Mais non seulement par l'application de poids auxiliaires, mais aussi par le déplacement excentrique des centres de pres - sion des faces des pales il est possible d'obtenir des forces de torsion qui peuvent servir dans le sens positif ou négatif à modifier les forces de torsion résultant des forces centri - fuges. La. fig.4 montre à, titre d'exemple deux dispositions de ce genre. La partie gauche de cette figure montre comment la lame ou pale d'hélice 16 peut tourner autour d'un pivot 17 dans le bras de pale 3 et comment la courte extrémité de cette lame, tournée vers l'axe de rotation de l'hélice, peut être immobilisée dans une coulisse du bras de pale.
De très faibles déplacements de l'axe de la lame d'hélice par rapport à l'axe du bras de pale ont déjà. pour effet de changer dans une grande mesure les forces de torsion résultant des pressions de l'air ou de l'eau. La fig. 4 montre à droite une disposition, grâce à laquelle il est possible d'obtenir par un déplacement relative - ment grossier de faibles différences dans l'effet de ces forces.
Dans une fraisure de la lame 16 de l'hélice se trouve un disque plat circulaire 18 , déplaçable excentriquement. Dans la figure ce disque occupe la position correspondant à, l'effet maximum.
Dans la position indiquée en pointillé son effet est nul.
La fig.3 montre comment à l'aide d'un manchon 19, dépla - câble longitudinalement sur l'arbre 1 de l'hélice., mais empêché de tourner sur cet arbre., et de deux nez 20 déplacés de 1800 l'un par rapport à l'autre, d'une part, et à l'aide de butées 21 et 22 sur les bras de pales, d'autre part, il est possible de limiter l'étendue de réglage de l'hélice en ordre de marche.
La fig.3 montre la position correspondant au pas le plus faible et par conséquent à la production de travail la plus faible.
Afin d'obtenir un freinage et le cas échéant après l'at -
<Desc/Clms Page number 8>
terrissage une marche en arrière de l'avion, il faut déplacer le manchon 19 d'une quantité telle que la butée 22 passe au - dessous du nez 20 jusqu'à ce que la butée 23 vienne s'appuyer contre le nez 20. En ramenant le nez 20 dans l'encoche 24 on peut utiliser le moteur en pleine marche pour le freinage, respectivement pour la marche en arrière.
Le freina,ge de l'avion dans le voisinage du sol peut être effectué automatiquement après l'étranglement du moteur, en ce sens que par des moyens a.uxiliaires mécaniques, tels que des leviers de sonde, le train d'atterrissage se posant sur le sol, ou par un câble traînant, etc, , ou encore par des sondes acous - tiques, électriques, respectivement des sondes réagissant à distance par des masses, le renversement de l'hélice est effec - tué soit directement, soit par l'intermédiaire d'un relais.
La fig.l montre comme exemple de réalisation une sonde terrestre 25, qui est montée à rotation dans un support 26 solidement fixé à l'avion. Lorsque la sonde 25 touche le sol, elle repousse par son nez 28 et vers le bas le cône 27 guidé dans le support 26, et fait tourner par l'intermédiaire d'une tige de traction 29, à l'encontre de l'action d'un ressort 30, le levier coudé 31 autour de son centre de rotation fixe 32, de telle sorte que le manchon 19 se déplace vers la droite d'une quantité telle que la butée 22 passe au-dessous du nez 20 (voir fig.3). Sous l'action du ressort 30 le nez 20 glisse dans l'encoche 24 et maintient l'hélice dans la position de marche arrière.
Lors de la descente de la tige de traction 29, une butée 33 qui se trouve sur cette tige, a amené le levier 34, influençant les étrangleurs des carburateurs, sur puissance, mais celle-ci, par suite de l'inertie des masses du moteur, ne se manifeste qu'après que le nez 20 s'est engagé dans l'encoche 24.
L'application de ce principe de renversement de marche dans sa possibilité de commande multiple est importante non seulement pour les-avions, mais aussi pour les navires, qui
<Desc/Clms Page number 9>
peuvent ainsi être freinés à temps par des sondes de fond de construction mécanique ou des sondes à distance du type acous - tique ou thermique à l'approche de hauts fonds, de récifs et de glaciers (icebergs).
Dans le cas d'avions à plusieurs moteurs la présence d'un moteur, qui ne se trouve pas dans l'axe principal de l'avion, devient doublement désa,gréable par suite de la résistance uni - latérale de l'air. Cette résistance nuisible du groupe de mo - teurs désaxé peut être diminuée en plaçant l'hélice de propul - sion au pas " infini ", de façon qu'elle oppose un minimum de résistance à l' air.
La fig.3 montre comment par un déplacement suffisant du manchon 19 la butée 23 peut passer au-dessous du nez 20, et comment la pale d'hélice peut tourner sous l'action du ressort jusqu'à ce que les butées 20 et 35 se touchent. Cette pale peut être verrouillée dans la position voulue par le nez 20 s'enga - geant dans l'encoche 36.
Afin d'assurer le libre jeu du régulateur d'hélice, il est indispensable de prévoir un graissage irréprochable. Conformé - ment à l'invention ce graissage est effectué de la façon la plus simple par le fait que le lubrifiant amené par la soupape sphérique 37 est réparti par les canaux 38, 39 et 40 de telle sorte qu'il ne peut arriver, qu'après lubrification des parties les plus éloignées de l'axe de l'hélice, aux parties plus pro - ches de cet axe, tels que les coussinets à billes 41 et 42 et les roues d'angle 13 et 14.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.