CH159747A - Hélice et procédé pour sa fabrication. - Google Patents

Hélice et procédé pour sa fabrication.

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Company Westingh Manufacturing
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description


  Hélice et procédé pour sa fabrication.    L'invention a pour objet une hélice com  portant un moyeu et des pales, ces pales  ayant leurs surfaces de travail formées de       façon    à déterminer une section transversale de  pale diminuant progressivement à     partir    de la  racine de la. pale jusqu'à l'extrémité de     celle-          ci.    Une telle hélice peut être établie .de façon  à être relativement plus légère en poids,     tout     en ayant une plus grande résistance mécani  que que les hélices produites jusqu'à présent,  et de réduire les efforts -de fatigue mécanique  se manifestant surtout dans les racines des  pales d'une hélice de ce genre.  



  De préférence, les pales ont une épaisseur  uniforme depuis leur bord menant à leur bord  suiveur.  



       I2invention    se rapporte en outre à un pro  cédé pour fabriquer des hélices de     ce    genre,  caractérisé en ce qu'on forme des ébauches  ayant l'épaisseur finale des pales d'hélice,  qu'on gauchit ces ébauches de     façon    à les.    amener à l'état de pales .d'hélice et     qu'on     monte celles-ci sur un moyeu.  



  Le dessin     annexé    représente, à titre  d'exemple, quelques formes     d'exécution    de  l'hélice     suivant    la présente     invention.     



  La     fig.    1 est une vue en plan d'une hé  lice;  La     fig.    2 est     une    coupe radiale d'une pale  d'hélice prise perpendiculairement à ses faces  de travail;  La     fig.    $ est une vue développée du bord  périphérique de l'une des pales montrées à la       fig.    1 et une section transversale à travers la  racine de la même pale;  La     fig.    4 est un diagramme     comparatif    de  la fatigue     mécanique    d'une pale d'hélice du  genre montré aux     fig.    1 à 3, sauf     qu'elle    a  une épaisseur uniforme -de la. racine au bord  périphérique;

    La     fig.    5 est un diagramme de la     fatigue     mécanique d'une pale d'hélice effilée de façon  telle qu'en coupe radiale de l'hélice, les deux      faces     donnent,deux    droites convergentes de la  racine au bord périphérique. Cet     effilage    est  appelé dans la suite, par raison de commodité  "effilage droit".

   La pale     s'amincit    jusqu'à  l'épaisseur zéro audit bord;  La     fig.    6 est un diagramme de la fatigue  mécanique d'une hélice du même genre à     ,)ef.-          filage    droit" à     partir    de la racine, la pale  ayant une épaisseur définie à. son bord pé  riphérique;

    La     fig.    7 est un diagramme de la     fatigue          mécanique    d'une pale d'hélice telle que repré  sentée aux     fig.    1 à 3,     l'extrémité    ou bord       périphérique    de     celle-ci    ayant une épaisseur  définie, et l'effilage étant     tel        qu'en.        coupe    ra  diale de l'hélice ses. deux faces     .donnent    deux  lignes courbes allant en se rapprochant à par  tir de la racine jusqu'au bord périphérique.

    Un tel effilage est appelé dans la suite, pour  simplifier, "effilage courbe";  La     fig.    8 est une coupe transversale ra  diale, agrandie, d'une pale d'hélice telle que  représentée aux     fig.    1 à 3 et à laquelle s'ap  plique le diagramme des efforts montré à la       fig.    7;  La fi-. 9 est une section transversale à  travers le moyeu d'une hélice suivant la ligne       IX-IX    de la     fig.    1;  L a     fig.    10 est une coupe radiale à     travers     une pale d'hélice et représente une forme de  construction différente de celle de la     fig.    2  pour figer les pales, au moyeu;

    La     fig-    11 est     une    vue en plan, dessinée  à. une échelle réduite, d'une ébauche dont les  pales d'hélice sont formées;  La     fig.    12 est une coupe radiale suivant  la ligne     V-V    de la     fig.    11;  lia,     fig.    13 est une coupe d'une pale  d'hélice ayant une racine à dents de scie  pour fixer la pale au moyeu;  La fi-. 14 est une coupe d'une pale  d'hélice ayant une forme de racine en queue  d'aronde pour la     fixer    au moyeu;  La     fig.    15 est une vue de bout d'un moyeu  d'hélice sur lequel est montée une pale d'hé  lice incomplète;

      La     fig.    16 est une coupe partielle à tra  vers une étampe à. forger, montrant une pale  dans celle-ci;  La     fig.    17 est une coupe transversale à  travers. une pale d'hélice ayant une épaisseur  variant du bord menant (arête     d'entrée)    au  bord suiveur (arête de sortie) de celle-ci;  La     fig.    18 est une vue en élévation d'une  machine pour tourner des .disques d'ébauche  d'hélice, et  La     fig.    19 -est une vue en plan d'une table  de la machine montrée à la     fig.    18 avec un  disque d'ébauche d'hélice monté sur celle-ci.  



  L'hélice représentée aux     fig.    1 à 3 com  porte un moyeu 10 et deux pales d'hélice 11  fermées séparément et     reliées    à     celui-ci.    Cha  cune des pales 11 a des bords menant 12 et  suiveur<B>13</B> divergeant     radialement,    le bord       périphérique    ou     extrémité    14 de chaque pale  étant de longueur sensiblement plus grande  que la racine 15. Comme on peut le voir à  la     fig.    1, l'aire de     projection    totale des pales  <B>Il</B> comprend un pourcentage très important  -de l'aire balayée par l'hélice.

   On remarquera  aussi, comme il est montré à la     fig.        3-,    que les  pales ont une épaisseur     uniforme    de leurs  bords menants 12 à leurs bords suiveurs<B>18.</B>  



  En général, on forme des pales d'hélice du  genre précité au moyen d'une ébauche en  forme de plaque, grâce à quoi la pale n'a pas  seulement une épaisseur uniforme du bord  menant au bord     suiveur,    mais aussi dans une       direction    allant de sa racine à son bord péri  phérique.  



  Toutefois, on a trouvé que des pales ainsi  formées sont soumises à. des efforts de tension  excessifs se produisant dans leur racine en  vertu de l'effet de la force centrifuge et que,  pour réduire ces efforts de tension dans la ra  cine, l'épaisseur de la pale d'hélice devra     être     réduite progressivement de la base 15 au  bord périphérique 14.

   Ceci peut être accompli  en effilant convenablement les pales depuis  leur racine à leur bord périphérique, et afin  de réduire les efforts de tension à la racine  de la pale à un minimum, un effilage  "courbe" sera avantageusement employé,  comme on peut le voir à la     fig.    2,

   dans la-      quelle on remarquera que la pale diminue en       é   <B>6</B>     paisseur        depuis        la        racine        15        au        bord        périphé-          rique    14 et qu'un effilage en creux ou  "courbe" est prévu pour que les     tensions    pro  voquées par la force centrifuge et se produi  sant dans la racine 15 puissent être réduites  à un minimum.  



  Ce qui précède se comprend par les dia  grammes des     fig.    4 à 7, dans lesquelles on a  représenté, à titre d'exemple, une étude com  parative des efforts de fatigue dans des pales  d'hélice en diverses sections transversales.  Les chiffres donnés dans ces diagrammes se  rapportent à des calculs d'efforts faits pour  une hélice du genre montré aux     fig.    1 à 3 et  employée dans un ventilateur et faisant cir  culer 2831 mètres cubes d'air par minute à  l'encontre d'une pression statique de 419 mil  limètres de colonne d'eau. Dans le fonction  nement à pleine capacité, les hélices sont com  mandées à une vitesse de rotation de 3520  tours par minute.

   Toutefois, lesdites figures  représentent les efforts dans les pales pour  une marche à approximativement 20 % de  survitesse, ou une vitesse de 4320 tours par  minute.  



  La     fig.    4 montre une coupe d'une pale  d'hélice ayant une épaisseur uniforme depuis  son bord menant au bord suiveur et depuis  sa racine ou base à son extrémité ou bord pé  riphérique. Ceci est le genre de pale qui a  été communément employé jusqu'à présent  dans des ventilateurs à hélice dont on a déjà  parlé. Le diagramme de la     fig.    4 montre les  aires des sections transversales (courbe a)  et les efforts de tension (courbe b) se produi  sant dans une pale d'hélice de ce genre.

   Les  distances radiales des sections     envisagées     sont indiquées comme     abscisses.    les aires des  sections     transversales    comme ordonnées du  côté droit de la courbe et les efforts de     ten-          ion    comme ordonnées du côté gauche de la  courbe. La pale a un rayon de 178 millimè  tres à sa racine et de 533 millimètres à sa  pointe ou bord périphérique.

   Elle a une section  transversale soumise à des tensions à sa ra  cine de seulement 122 centimètres carrés et  à son bord périphérique d'approximativement    <B>303</B> centimètres carrés: L'aire de la section  soumise à des tensions à     n'importe    quel rayon  est égale à la longueur développée de la pale  depuis le bord     menant    au bord suiveur, cor  respondant à ce rayon,     multipliée    par l'épais  seur de la pale à ce rayon.

   Autrement dit, en  examinant la     fig.    3, il est apparent que l'aire  de la section soumise à des tensions au bord  périphérique est égale à la longueur dévelop  pée mesurée de 12 à 13 multipliée par l'épais  seur de la pale, tandis que l'aire de la section  soumise à des tensions à la racine de la pale  est égale à la longueur relativement plus  courte 12'-13' multipliée par l'épaisseur re  lativement plus grande de la pale. On remar  quera en examinant la     fig.    1 que les lon  gueurs     fléveloppées    d'hélices du genre en  visagé sont sensiblement plus grandes à la pé  riphérie qu'à la     base    ou racine.

   Par consé  quent, si l'épaisseur de la pale est uniforme  depuis sa racine à sa périphérie, la section  soumise     aux    tensions est la plus grande à la  périphérie et la plus petite à la base ou ra  cine de la pale. La courbe représentée à la  fi-. 4 montre que, à cause de l'aire plus     petite     près de la racine de pale et de la     grande     quantité de métal près de la périphérie, les  efforts de tension à la racine sont excessive  ment élevés. L'effort de tension à la racine  d'une pale de ce genre dans les conditions       susénoncées    est de 24494 kg par 6,45     senti-          mètres        carrés.     



  Cet effort de tension peut être réduit en  effilant la pale depuis sa racine à son bord  périphérique. Le cas de limite pour cet effi  lage est celui dans lequel la pale s'effile jus  qu'à une épaisseur zéro à son bord périphé  rique, comme à la     fig.    5. Dans     cette    figure,  on peut voir que la section sous tension aug  mente de la périphérie jusque près de la ra  cine et, par conséquent, un effort de tension  de seulement 8799,8 kg par 6,45 centimètres  carrés existe dans la racine de la pale. Toute  fois, dans la pratique actuelle, la pale doit  avoir une épaisseur définie quelconque à la  périphérie, celle-ci dépendant de la grandeur  de la pale. Une épaisseur de trois millimètres  n'est pas déraisonnable pour     l'hélice    donnée      ici comme exemple.

   Une pale avec un     effilage          "droit"    de la racine à la périphérie de la pale  et une épaisseur à la périphérie de trois mil  limètres est montrée à la     fig.    6,     l'aire    des       sections    sous tension augmentant de la pé  riphérie jusque près de la racine et l'effort de       tension    à. la racine étant de 10614 kg par  6,45     centimètres    carrés.  



  On a trouvé     qu'une    pale à     "effilage     courbe" dont l'épaisseur     diminue    de la     racine     à la périphérie sera     soumise    à un effort de       tension        inférieur    à celui d'une pale qui, en  section radiale, présente un     effilage        "droit",     comme représenté à la     fig.    6.  



  A la     fig.    7, on a montré une forme de  pale qui présente un effilage en creux dit       "courbe"    et dans laquelle l'aire des sections  transversales soumises aux efforts de tension       diminue    progressivement de la racine à la pé  riphérie et qui implique un effort de tension  maximum û la     racine    de la pale de seulement  <B>7938</B> kg par 6,45 centimètres carrés.  



  A la     fig.    8, on a     montré    à plus grande  échelle une coupe radiale à travers une pale  à     laquelle    s'appliquent les     données    de la  courbe de la     fig.    7.

   En     examinant        cette    fi  gure, il est apparent que, pour faciliter la fa  brication, la pale est formée de trois sections  effilées à côtés droits 17, 18 et 19 se rejoi  gnant par des courbes à grands rayons 21 et  22, le tout approchant de la forme d'une  courbe     continue.    La surface des     sections    17,  18 et 19 peut être considérée comme étant  une surface courbée, du fait qu'une     courbe     peut être considérée comme étant composée  d'un nombre     infini    de lignes droites reliées  ensemble.

   Comme on l'a déjà dit, une telle       section    de pale implique un effort de     tension          maximum    à la     portion-racine    de seulement  7938 kg par 6,45 centimètres carrés.  



  Pair     conséquent,    il est     avantageux    de don  ner à la pale la forme représentée aux     fig.    1  à 3, c'est-à-dire de la rendre uniformément  épaisse depuis le bord menant au bord     sui-          veur    et de     lui    donner un effilage     tait    "courbe"  depuis la. racine jusqu'à la périphérie, de façon  à obtenir une     section    sous tension     .diminuant       progressivement de la racine au bord périphé  rique de la pale.  



  En ce qui concerne les     proportions    des  pales d'hélice envisagées,     l'hélice    est     préféra-          blement        formée    de     façon    que la surface de       projection    des pales     constitue    une     portion    im  portante d'une surface de     disque        annulaire          (aire    balayée par l'hélice).

   Comme on a mon  tré à la     fig.    1, la surface de     projection    est  préférablement environ égale à     2/3    de la sur  face de disque. De plus, comme montré à la       fig.    8, il est préférable de     maintenir    le pas  des pales     constant    de leur base à leur extré  mité, tandis que le pas augmente du bord  d'entrée ou menant 12 de la pale au bord de  sortie ou suiveur 13.

   Par exemple, dans la  construction décrite, l'hélice a un diamètre de  105,4 cm, un pas de 86,36 cm à son bord me  nant et un pas de 144,4 cm à sa bord     suiveur.     Le rapport entre les pas du bord suiveur et  du bord menant est, par conséquent, égal à  1,67, mais il est évident qu'il peut varier lé  gèrement.  



  Pour faciliter la fabrication de l'hélice,  les pales 11 sont     formées    séparément     @du     moyeu 10 et y sont reliées après, par exem  ple par voie de soudage ou brasage.  



  Suivant la     fig.    2, on remarquera que la  racine 15 de la pale est fixée dans un     6vide-          ment    ou rainure convenable 23 aménagée  dans le moyeu, la pale étant brasée au  moyeu comme on peut le voir en 24 et 24'.  



  La     fig.    10 représente une pale 25 simi  laire     @à    la pale 11 montrée à la     fig.    2, sauf  que le moyeu de l'hélice est pourvu de ner  vures saillantes hélicoïdales 26 limitant une  rainure 27     destinée    à recevoir la racine de la  pale. La pale peut alors être maintenue dans  la     rainure    au moyen de rivets passant à tra  vers les nervures 26 et la racine de la pale.       TJ.    est évident que d'autres moyens convena  bles de     fixation    des pales au moyeu pour  raient être employés.  



       Etant        arrivé    à une forme de pale d'hé  lice qui est d'un poids minimum et     d'une          résistance    mécanique     maximum,    il est égale  ment avantageux de prévoir une     forme    de  moyeu d'hélice qui présente les mêmes carac-      -éristiques. A ce point de vue, le moyeu re  présenté est établi sous forme de     tambour     pourvu d'une nervure annulaire intérieure  disposée     centralement    31     (fig.    9), qui est per  cée en 32 pour recevoir l'arbre de l'hélice  (non représenté).

   Cette nervure 31 est soli  daire de la paroi du tambour de moyeu 33  et est     pourvue    de rebords annulaires s'éten  dant latéralement 34 pour former une portée  allongée pour l'arbre et ainsi     augmenter    la  rigidité de la construction complète.  



  Pour empêcher des     déformations    provo  quées par la force centrifuge, des     disques-          entretoises    35 et 36 sont engagés dans les ex  trémités opposées du tambour de moyeu 33  et y sont fixés à demeure,     préférablement    par  fusion de métal, par exemple par soudage en  37. Les disques 35 et 36 sont percés     pour    le  passage de l'arbre d'hélice, en 38 et 39, res  pectivement, et, bien que ces disques ne  soient pas représentés comme étant pourvus  de rebords -d'appui, tels que les rebords 34  sur la nervure de support 31, il est évident  que de pareils rebords pourraient y être pré  vus, soit sur l'un des disques ou sur les deux  disques, si les conditions le rendaient désira  ble.  



  De plus, des organes de butée formés par  des nervures annulaires intérieures 41 sont  prévus sur la paroi intérieure du tambour de  moyeu 33 près de chaque extrémité de ce  dernier pour servir d'arrêts pour les disques  de support respectifs. Cette simple -disposi  tion permet d'accélérer considérablement     l'as-          sembla.ge    de ces disques de support :de bout,  du fait qu'elle détermine la bonne mise en po  sition des disques respectifs en ce sens qu'il  suffit de pousser simplement chaque disque  dans le tambour jusqu'à     ce    qu'il bute contre  son organe de butée respectif, après quoi il  peut être soudé au tambour comme indiqué  en 37.  



  Bien que dans l'exemple décrit, on ait       prévu    une forme de pale d'hélice dans laquelle  les deux surfaces de travail de la pale s'incur  vent depuis leurs racines à leurs bords péri  phériques, il est évident que les hélices con-    nues jusqu'à présent peuvent être sensible  ment perfectionnées en formant seulement  une des surfaces de travail de leurs pales de  façon qu'elle donne     une    courbe dans une  coupe radiale, la pale étant     effilée,de    façon à  avoir une section qui diminue progressive  ment.

   Bien qu'il soit entendu que cette der  nière forme rentre dans le cadre de l'inven  tion, il est avantageux, comme on l'a repré  senté au dessin, de cintrer les deux surfaces  de travail des pales, afin de rendre les pales  plus symétriques, et afin     d'éviter    une charge  excentrique de     celles-ci.    De plus, bien qu'on  ait décrit jusqu'à présent une hélice ayant  une     grande    surface de projection en compa  raison de la surface balayée et mie épaisseur  de pale uniforme depuis le bord menant au  bord suiveur,

   on peut aussi prévoir -des sec  tions transversales â aires     diminuant    progres  sivement des racines aux bords périphériques  dans des hélices dans lesquelles l'épaisseur  des pales n'est pas uniforme depuis le bord  menant au bord suiveur.  



  Dans le procédé suivant l'invention, les  pales de l'hélice sont fabriquées séparément  du moyeu et sont ensuite reliées à celui-ci. La       fig.    11 représente une ébauche     plate    50 sous  forme de disque annulaire à partir de laquelle  les pales d'hélice sont formées. L'ébauche 50  est usinée de façon à présenter une section ra  diale telle que montrée à la     fig.    12,     cette     section correspondant,     comme    on le remar  quera, à la     section    de la pale d'hélice montrée  à la     fig.    3.

   De     cette    façon, on     -donne    à la pale  l'effilage en creux approprié depuis sa,     racine     15 à son bord périphérique 14. Un disque pa  reil peut être tourné à la dimension désirée  et être effilé exactement pour une dépense  relativement petite.  



  On peut même, si on le désire, soumettre  les pales à un polissage parfait     pendant     qu'elles sont encore réunies sous forme de  disque. Bien qu'il soit préférable -de     former     l'ébauche en disque 50 en la travaillant à la  machine, il est évident qu'elle peut aussi être  formée de toute autre manière connue, par  exemple par voie de forgeage, de laminage,  d'estampage,     ete.         Les pales de l'hélice ont de préférence  leurs racines     :disposées    en     quelque    sorte en  pas d'hélice autour du moyeu. En dévelop  pant une de ces pales dans un plan., on trou  vera que sa racine détermine sensiblement  l'arc d'un cercle ayant approximativement  deux fois le diamètre du moyeu de l'hélice.

    Par conséquent, l'ébauche en disque 50 est  formée de façon à avoir un diamètre intérieur  qui est approximativement égal     @à    deux fois  le diamètre de la rainure de     retenue    dans le  moyeu de l'hélice, tandis que sa largeur ra  diale est approximativement égale à la lon  gueur d'une pale de sa racine à son extré  mité ou     bord    périphérique.  



  Par conséquent, en prévoyant une ébauche  plate 50 en forme de disque annulaire       (fig.    11) ayant sensiblement la même sec  tion radiale que les pales     (fig.    3) et ayant un  diamètre intérieur 50' d'environ deux fois ce  lui de la rainure du moyeu     (fig.    3), on peut  obtenir plusieurs pales, par exemple au nom  bre de quatre, en découpant simplement le  disque en segments, comme on le voit à la       fig.    11 qui représente un disque 50<B>à</B> quatre  segments 51, 52, 53 et 54.

   Après que ces ,seg  ments ont été coupés dans le disque 50, ils  peuvent être courbés ou gauchis de façon à  leur donner la forme et le pas voulus     (fig.    3),  après quoi les pales ainsi formées peuvent  être fixées dans la rainure du moyeu, par  exemple en les soudant en 24 et 24'     (fig.    2).  



  Il ressort de ce qui précède qu'avec le pro  cédé décrit pour fabriquer les hélices, les pa  les de l'hélice peuvent être     fabriquées    facile  ment, rapidement et à bon marché. On re  marquera que tout le travail à la machine  peut être exécuté pendant que les pales sont  des parties du disque et que le travail à la  machine se fait sur quatre pales ù la fois. De  cette façon, toutes les opérations d'usinage  peuvent être accomplies avant que les pales  soient tordues pour leur donner la forme fi  nale.

   Ceci est d'une importance considérable,  particulièrement au point de vue de la fa  brication, parce que si les pales sont usinées  à la machine après qu'elles sont coulées ou  forgées, ce qui a été considéré jusqu'à pré-    sent comme étant absolument nécessaire, les  opérations d'usinage     deviennent    longues, la  borieuses et très coûteuses, en raison de la  forme irrégulière des pales. Le procédé sui  vant l'invention pour fabriquer et assembler  les pales simplifie et raccourcit, par consé  quent,     considérablement    la fabrication tout  en réduisant le prix de revient d'hélices du  genre envisagé.  



  Bien qu'on ait montré à la     fig.    2 un  moyen pour figer les pales dans une rainure  du moyeu d'hélice par soudage en 24 et 24', il  est évident que d'autres moyens de fixation  pourraient être employés, comme, par exem  ple, des dispositifs à saillies ou à dentures de  verrouillage prévues sur la racine de chaque  pale. La     fig.    13 montre une pale 55 qui a  une racine 56     pourvue    de dents de scie 57  dont les faces latérales divergent vers le  bord périphérique de la pale, tandis qu'en       fig.    14, une pale 18 est montrée, dans la  quelle les parois latérales de la racine 60  divergent vers la base de celle-ci.

   Dans cha  cune de ces figures, on remarquera que les  parties saillantes de la racine de la pale sont  destinées     à,    s'engager dans des évidements  aménagés dans les parois latérales de la rai  nure du moyeu de l'hélice. Les pales mon  trées aux     fig.    13 et 14 sont montées sur leurs  moyeux correspondants en insérant ou glis  sant leur racine dans les rainures respectives,  celles-ci ayant des extrémités ouvertes dans  les faces transversales des moyeux.  



  Lorsque les pales sont fixées au moyeu de  l'hélice par les moyens représentés aux     fig.    13  et 14, c'est-à-dire en glissant les pales dans  la rainure du moyeu, la racine de la pale  ayant été tournée en un cercle parfait, du  fait qu'elle a été découpée dans un disque  circulaire de la manière dont on a déjà parlé,  ne coïncidera ordinairement pas exactement  avec la rainure hélicoïdale :

  du moyeu et, bien  que la différence en courbure soit tellement  petite qu'elle peut être considérée comme né  gligeable avec les moyens de fixation des pa  les par soudage, comme à la     fig.    3, cette dif  férence de courbure peut cependant devenir      gênante, lorsque les racines des pales sont  pourvus de dents de scie ou de saillies laté  rales qui sont. glissées ou insérées dans des  évidements     correspondants    de la rainure de  retenue du moyeu.  



  A 'la fi,. 15, on a montré un moyeu cy  lindrique 61. sur lequel est montée une pale  d'hélice (dessinée en lignes pointillées) du  genre représenté à la     fig.    14. On remarquera  que la courbure de la base de la pale et la.       courbure    du fond de la. rainure dans le  moyeu de l'hélice sont différentes.

   La diffé  rence maximum entre ces courbes, ou le dé  placement relatif maximum d'une courbe par  rapport à l'autre est indiqué par la lettre de  référence     a'.    Il convient de faire remarquer  que dans la construction d'un genre ou l'autre  d'hélice qu'on a décrit ci-dessus, une relation  définie entre     n'    et la. profondeur ou dimension  radiale des dentures ou de la racine de la  pale telle qu'indiquée par la lettre de réfé  rence b' aux fi-. 13 et 14 est nécessaire,  comme il est expliqué plus loin, cette relation  devant être telle que a' soit plus petit que  b'. Aussi longtemps que cette relation est  maintenue, il importe peu que le rayon de  courbure. de la rainure de retenue soit plus  grand ou plus petit que le rayon de courbure  de la base de la racine de la pale.  



  La     fil;.    16 représente une étampe 62 pour  changer le rayon de courbure de la base de la  racine de pale, de façon à se conformer avec la  rainure du moyeu. On comprendra par cette fi  gure que, comme la dimension a' est plus     pe-          tite    que la dimension b', l'étampe 62 peut  réaliser un agrippement sur les parois laté  rales 59 de la racine 60, de façon à forcer la  racine de la pale à avancer de la. distance a',  c'est-à-dire jusqu'au point 63 de l'étampe 62.  de façon que la courbure de la racine de la  pale coïncidera exactement avec celle du  fond de la rainure du moyeu d'hélice.

   Il res  sort aussi de la fi--. 16 que, si la distance a'  était plus grande que b', il serait impossible  d'amener l'étampe 62 à attaquer la racine 60  dans une partie intermédiaire quelconque, par  exemple au point 64. Pour une pale telle que  représentée à la.     fig.    13, si ces conditions    n'étaient pas remplies, les rainures ou den  tures dans l'étampe 62 croiseraient les rai  nures dans la racine de la pale et dans une  condition pareille, il serait impossible à l'ou  til de réaliser une attaque convenable sur la  racine et, par suite, il serait     impossible    de  gauchir la racine de la pale à sa forme con  venable.  



  Les hélices décrites ci-dessus sont pour  vues de pales qui, bien qu'elles diminuent en  épaisseur     depuis    leur racine à leur partie pé  riphérique, ont une épaisseur uniforme de  puis leur bord menant à leur bord suiveur.  Toutefois, le procédé de fabrication décrit est  aussi applicable à des hélices dans lesquelles  l'épaisseur des pales varie du bord     menant    au  bord suiveur. On a représenté à. la     fig.    17, à       titre    de variante, une section transversale  d'une pale d'hélice 66 d'une forme connue en  aérodynamique, ayant un bord menant rela  tivement épais 67 et un bord suiveur relative  ment mince 68.  



  Pour former des pales du genre représenté  à la.     fig.    17 suivant le procédé décrit, ou pour  produire des pales d'hélice ayant n'importe  quel ordre de grandeur d'épaisseur variable  depuis leur bord menant à leur bord suiveur,  le disque montré à la     fig.    11 peut être monté  sur une machine à table tournante, par exem  ple sur la, table 70 d'une raboteuse désignée  dans l'ensemble par 71 dans les     fig.    18 et 19.

    Un outil convenable 72 est disposé de façon  connue pour pouvoir être déplacé librement  dans une direction perpendiculaire. à la table  70, et pour produire un tel mouvement sui  vant une loi donnée pour obtenir l'épaisseur  désirée des pales, une came 73 est prévue au  tour de la table, un galet 74 est disposé pour  glisser sur cette came et provoquer suivant les  contours de celle-ci, l'abaissement et le soulè  vement de l'outil 72, de     façon    à réaliser la.  profondeur de coupe voulus dans l'ébau  che 75.  



  Comme on pourra le voir, le profil de la  came 73 est établi de façon que le disque  peut être ensuite coupé en     quatre    sections ou  ébauches de pale, chaque ébauche de pale      ayant un bord menant relativement épais cor  respondant aux parties 77 de la came et un  bord suiveur relativement mince correspon  dant aux parties 78 de la came. Dans la ma  chine représentée, l'outil 72 est maintenu sta  tionnaire, tandis que la table est disposée  pour tourner, l'essentiel étant toutefois     qu'un     mouvement relatif soit produit entre l'outil  à couper et le     disque-ébauche.    La forme de la  came peut être variée pour produire des pales  ayant des courbures variées depuis .leur bord  menant à leur bord suiveur.  



  Comme on l'a déjà dit, le     disque-ébauche     est     coupé    en serments 81, 82, 83 et 84 après  avoir été usiné à la machine, ces segments  étant ensuite gauchis ou courbés de façon à  recevoir la forme désirée avant de les monter  sur le moyeu de l'hélice.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS I Hélice comportant un moyeu et des pales, ces pales ayant leurs deux faces ou sur faces de travail formées de façon à déter miner une section transversale de pale diminuant progressivement à partir de la racine de la pale jusqu'à l'extrémité de celle-ci. II Procédé pour fabriquer une hélice suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on forme des ébauches planes ayant l'épais seur finale des pales d'hélice, qu'on gau chit ces ébauches, de façon à les amener à l'état de pales d'hélice et qu'on monte ces pales d'hélice sur un moyeu.
    SOUS-REVENDICATIONS 1 Hélice selon la revendication I, caracté risée en ce que les pales ont une épaisseur uniforme depuis leur bord menant à leur bord suiveur. 2 Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1, -caractérisée en ce que les surfaces de travail des pales se rapprochent l'une vers l'autre dans une direction allant de leur racine vers leur extrémité. $ Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces de travail des pales sont incurvées depuis leur racine à leur extré mité.
    4 Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisée en ce que l'aire de projection de ses pales est égale à au moins la moitié de l'aire totale balayée par- l'hélice. 5 Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisée en ce que l'aire de projection de ses pales est approximativement 2/3 de l'aire totale ba layée par l'hélice. 6 Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1,
    caractérisée en ce que ses pales sont formées de façon à avoir une plus grande longueur dévelop pée depuis leur bord menant à leur bord suiveur à leur extrémité ou bord p6riphé- rique qu'à leur racine. 7 Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisée en ce que les bords menant et suiveur sensible ment droits des pales de l'hélice divergent depuis la racine au bord périphérique des pales. 8 Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisée en ce que l'une au moins des surfaces de travail de ses pales présente en section radiale une courbure à convexité tournée vers l'autre surface de travail.
    9 Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisée en ce que les pales ont un pas axial qui aug mente du bord menant au bord suiveur de la palette 10 Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisée en ce que les pales ont le même pas de leur ra cine à leur extrémité.
    11 Hélice suivant la revendication I et les sous-revendications 1 et 9, caractérisée en ce que le rapport entre les pas du bord suiveur et du bord menant est approxima tivement .de<B>1,67.</B> 1. ? Hélice suivant la revendication I et la sous-revendication 1., caractérisée en ou tre en ce que le moyeu comprend un or gane cylindrique creux, une nervure inté rieure disposée centralement dans ledit organe cylindrique creux et des pièces de support. à l'intérieur dudit organe cylin drique placées à une certaine distance de ladite nervure intérieure.
    18 Hélice suivant la. revendication I et les sou-revendications 1 et 12, caractérisée en ce que les pièces de support précitées consistent en des disques qui sont espacés sensiblement également de chaque côté de la nervure centrale précitée.. ces disques étant fixés à l'organe de moyeu cylindri que par voie de fusion de métal.
    14 Hélice suivant la revendication I et les sous-revendications 1 et 12, caractérisée par des organes de butée pour lesdites piè ces de support, disposés à l'intérieur de l'organe de moyeu cylindrique et placés à une distance sensiblement égale de cha que côté de la. nervure centrale précitée.
    15 Hélice suivant la revendication I et les sous-revendications 1 et 12, caractérisée en ce que la. nervure centrale précitée et les pièces de support- précitées ont des ou vertures alignées pour recevoir l'arbre de l'hélice. 16 Procédé suivant la revendication II, ca ractérisé en ce que toutes les opérations d'usinage sont exécutées sur les ébauches planes avant de les gauchir pour leur don ner la forme finale. 17 Procédé suivant la revendication II et la sous-revendication 16,
    caractérisé en ce que les ébauches de pales sont formées à partir d'une ébauche en forme de disque annulaire ayant une section radiale qui correspond à la, section radiale des pales d'hélice, la périphérie intérieure de l'ébau che correspondant à la racine des pales, et en ce que le disque-ébauche est divisé par découpage en une pluralité de sec tions. <B>18</B> Procédé suivant la revendication II et les sous-revendications 16 et 17, caractérisé en ce qu'on gauchit les sections précitées pour former des pales ayant des bases qui sont de forme exactement hélicoïdale.
    19 Procédé suivant la revendication II et les sous-revendications 16 et 17, caractérisé en ce qu'on forme les ébauches de pales à partir d'un disque annulaire ayant un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre d'un cercle dont la racine d'une pale développée forme un arc, qu'on tra vaille ce disque d'après la section ra diale de pale à obtenir et qu'on découpe le disque en quadrants.
    ?0 Procédé suivant la revendication II et la sous-revendication 16, caractérisé en ce qu'on forme les ébauches à partir d'un disque annulaire, plat, ayant un diamètre intérieur approximativement égal à deux fois le diamètre du moyeu et une largeur radiale approximativement égale à la lon gueur d'une pale de son extrémité ou bord périphérique à sa racine,
    qu'on usine le disque de façon que sa section radiale soit celle d'une pale et qu'on divise le disque en une pluralité de sections. 21 Procédé suivant la revendication II et les sous-revendications 16 et 17 pour former des pales ayant une épaisseur variable de leur bord menant à. leur bord suiveur, ca- ractérisé en ce qu'on usine l'ébauche en forme de disque, de telle façon qu'elle ait des sections transversales, c'est-à-dire des sections pratiquées selon des circonfé rences ayant pour centre le centre.
    de l'ébauche, composées d'une pluralité de sections transversale,, de pales de bord menant en bord suiveur, disposées bout à. bout. 22 Procédé suivant la. revendication II, ca ractérisé en ce qu'on forme un moyeu cy lindrique creux et qu'on y pratique des rainures hélicoïdales de pas sensiblement uniforme, et qu'on fixe les racines des pa les dans ces rainures.
    23 Procédé suivant la revendication II et la sous-revendication 22, caractérisé en ce qu'on forme des saillies complémentaires sur la racine de l'ébauche de pale et sur les parois de la rainure de retenue du moyeu et qu'on rend la profondeur radiale maximum des saillies supérieure au dé placement maximum que la racine de la pale est destinée à subir par rapport au fond de la rainure dans le moyeu lors du montage de la. pale sur ce dernier.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2458351A1 (fr) * 1979-06-11 1981-01-02 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Procede de production d'une roue a aubes pour le rotor d'une turbopompe moleculaire et rotor equipe de telles roues a aubes

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FR2458351A1 (fr) * 1979-06-11 1981-01-02 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Procede de production d'une roue a aubes pour le rotor d'une turbopompe moleculaire et rotor equipe de telles roues a aubes

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