FR3098263A1

FR3098263A1 - Procédé de montage ET ensemble mécanique COMPORTANT DES CORPS ROULANTS SÉPARÉS PAR DES ENTRETOISES INDIVIDUELLES

Info

Publication number: FR3098263A1
Application number: FR1907406A
Authority: FR
Inventors: Alexandre BAUDU
Original assignee: NTN SNR Roulements SA
Current assignee: NTN Europe SA
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2021-01-08
Anticipated expiration: 2039-07-03
Also published as: FR3098263B1

Abstract

Pour monter un ensemble mécanique (10) comportant deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) entre lesquels est préservé, dans un état opérationnel de l’ensemble mécanique (10), un logement annulaire (50) pour loger des corps roulants (52), l’un des deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) étant pourvu d’un canal d’accès (64) reliant le logement annulaire (50) à l’extérieur, on positionne les sous-ensembles mécaniques (12, 14) dans une position de montage, de façon à ce que soit formé un volume annulaire de montage (78) supérieur au volume du logement annulaire (50), puis on insère chacun des corps roulants dans un espace interdentaire (74) d’un peigne (70) que l’on a au préalable placé en regard du canal d’accès (64) et l’on insère des entretoises individuelles (54), par le canal d’accès (64), chacune entre deux corps roulant (52), après avoir positionné le peigne d’indexation (70) en positionnant une dent (72) en regard du canal d’accès (64). (Fig.2)

Description

Procédé de montage ET ensemble mécanique COMPORTANT DES CORPS ROULANTS SÉPARÉS PAR DES ENTRETOISES INDIVIDUELLES

Domaine technique de l’invention

L'invention se rapporte à un ensemble mécanique tournant comportant deux sous-ensembles mécaniques entre lesquels est préservé, dans un état opérationnel de l’ensemble mécanique, un logement annulaire pour loger des corps roulants, les corps roulants étant destinés à rouler sur au moins deux chemins de roulement opposés des deux sous-ensembles mécaniques pour guider un mouvement de rotation relatif entre les deux sous-ensembles mécaniques autour d’au moins un axe de référence de l’ensemble mécanique tournant. Elle se rapporte en particulier, bien que de façon non exclusive au guidage en rotation d’une pale d'une hélice à calage variable, par rapport à son support formé par un moyeu tournant d’hélice et à un procédé de montage d’un tel ensemble.

De nombreuses hélices sont équipées de pales à calage variable pour optimiser leur fonctionnement. Le pied de la pale est alors monté au moyeu de l’hélice de façon à pouvoir pivoter autour d’un axe de référence de la pale, sensiblement radial par rapport à l’axe de révolution du moyeu, avec une amplitude angulaire qui peut être de plus ou moins 120° de façon à pouvoir modifier l’angle de calage de la pale. Un tel ensemble est décrit par exemple dans le document WO 97/06057, selon lequel le pied de pale est guidé en rotation axiale par l’intermédiaire de deux roulements coaxiaux logés dans une chambre formée dans le moyeu d’hélice, à savoir un premier roulement extérieur à rouleaux coniques positionné à distance de l’axe de révolution de l’hélice et un deuxième roulement intérieur à billes à contact oblique positionné à proximité de l’axe de révolution de l’hélice.

Pour monter cet ensemble, le pied de la pale équipé du roulement à rouleaux coniques et de la bague intérieure du roulement à billes est tout d’abord inséré dans le logement du moyeu de l’hélice, qui est équipé de la bague extérieure du roulement à billes. Dans un deuxième temps, les billes sont insérées une à une par un canal d’accès dans un volume annulaire préservé entre bague intérieure et bague extérieure du roulement à billes. Durant cette phase, les bagues du roulement à billes sont écartées l’une de l’autre pour permettre l’insertion des billes, et un peigne d’indexation annulaire d’assemblage tournant est utilisé pour progressivement répartir les billes arrivant par le canal d’accès sur toute la périphérie du volume annulaire. Enfin, les deux bagues sont rapprochées l’une de l’autre pour emprisonner les billes et mettre en charge les deux roulements, alors que le peigne d’indexation est déplacé à distance du roulement à billes. Pour le démontage, on procède aux opérations dans l’ordre inverse.

En fonctionnement, le roulement à billes à contact oblique a notamment pour fonction de s’opposer à la force centrifuge exercée sur la pale, qui peut être considérable et peut s’accompagner de vibrations. Bien que l’amplitude de variation de l’angle de calage soit relativement faible, on observe en pratique une dégradation de l’état de surface des billes, qui peut être attribuée aux chocs entre billes en l’absence de cage de guidage.

Une solution classique pour limiter les chocs entre billes consiste à équiper le roulement à contact oblique d’une cage ouverte flexible sur laquelle sont montées les billes, comme illustré par exemple dans le document US 2 499 837. Mais une telle solution est difficile à mettre en œuvre lorsque l’on utilise un canal d’accès pour le montage et le démontage des billes.

L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant des moyens permettant d’éviter la dégradation des corps roulants due aux chocs entre corps roulants, alors que le volume de logement des corps roulants n’est accessible, pour leur montage ou leur démontage, que par un canal d’accès.

Pour se faire est proposé, suivant un premier aspect de l’invention, un procédé de montage d’un ensemble mécanique comportant deux sous-ensembles mécaniques entre lesquels est préservé, dans un état opérationnel de l’ensemble mécanique, un logement annulaire pour loger des corps roulants, les corps roulants étant destinés à rouler sur au moins deux chemins de roulement opposés des deux sous-ensembles mécaniques pour guider un mouvement de rotation relatif entre les deux sous-ensembles mécaniques autour d’au moins un axe de référence de l’ensemble mécanique, l’un des deux sous-ensembles mécaniques étant pourvu d’un canal d’accès reliant le logement annulaire à l’extérieur. Selon ce procédé :

on positionne les sous-ensembles mécaniques dans une position de montage, de façon à ce que soit préservé entre les chemins de roulement opposés un volume annulaire de montage ayant une hauteur, mesurée parallèlement à l’axe de référence, plus grande que le logement annulaire, un peigne d’indexation annulaire présentant des dents espacées étant positionné de manière à pénétrer dans le volume annulaire de montage, le volume annulaire de montage ayant une ouverture suffisante pour permettre un passage des corps roulants depuis le canal d’accès dans le volume annulaire de montage ;
pour chaque corps roulant, on positionne le peigne d’indexation de manière à présenter un espace interdentaire non occupé du peigne d’indexation en regard du canal d’accès et on procède à une insertion du corps roulant par le canal d’accès dans l’espace interdentaire non occupé ;
on procède à une insertion successive d’entretoises individuelles, par le canal d’accès, chacune dans un espace de séparation non occupé situé dans le volume annulaire de montage en regard du canal d’accès et délimité latéralement par au moins un corps roulant déjà inséré parmi les corps roulants ;
avant chaque insertion d’une des entretoises individuelles, on positionne le peigne d’indexation de manière à présenter l’espace de séparation non occupé en regard du canal d’accès.

Dans les conditions d’utilisation, les entretoises individuelles permettent de maintenir les corps roulants à distance les uns des autres et évitent les chocs. Parce qu’elles sont entièrement séparées les unes des autres, les entretoises individuelles peuvent aisément être insérées par le canal d’accès, et le peigne d’indexation est mis à profit pour correctement positionner les espaces de séparation en face du canal d’accès.

Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, on prévoit que lors de l’insertion de chacune des entretoises individuelles, des formes de positionnement constituées sur l’entretoise individuelle et complémentaires avec les dents du peigne d’indexation viennent coopérer avec une dent du peigne d’indexation associée à l’espace de séparation pour assurer un positionnement prédéterminé de l’entretoise individuelle insérée dans l’espace de séparation. On met ainsi à profit le peigne d’indexation pour affiner le positionnement des entretoises individuelles durant le montage, même si ce dernier est réalisé en aveugle.

De préférence, on procède à l’insertion successive des entretoises individuelles, chacune dans un espace de séparation non occupé délimité par deux corps roulants adjacents déjà insérés parmi les corps roulants. En effet, l’alternative, qui consiste à insérer l’entretoise individuelle après insertion d’un des deux corps roulants adjacent mais avant insertion de l’autre, complique le montage et comporte des risques de perte de l’entretoise individuelle au cours du montage.

De manière particulièrement avantageuse, les entretoises individuelles sont insérées sans encliquetage, chacune des entretoises individuelles ayant une forme sans contredépouille suivant un axe d’insertion. Ainsi, il n’est pas nécessaire de forcer l’insertion, ce qui facilite le montage.

Différentes séquences d’insertion des corps roulants et des entretoises individuelles peuvent être envisagés. Suivant un mode de réalisation préféré, on procède à l’insertion des entretoises individuelles après avoir finalisé l’insertion des corps roulants. Cette séquence est particulièrement adaptée si l’on souhaite utiliser un outil d’insertion des corps roulants dans le canal d’accès, puis un outil d’insertion des entretoises individuelles dans le canal d’accès, sans avoir à changer d’outil à chaque insertion. Alternativement, on peut procéder à l’insertion d’au moins certaines des entretoises individuelles en alternance avec l’insertion des corps roulants, bien que cette solution complique le montage et engendre des risques de perte des entretoises individuelles.

Suivant un mode de réalisation, on prévoit qu’après insertion des corps roulants et des entretoises individuelles, on déplace relativement l’un à l’autre les sous-ensembles par un mouvement axial, de manière à amener l’ensemble mécanique dans l’état opérationnel, les corps roulants et les entretoises individuelles étant emprisonnés dans le logement annulaire. Le cas échéant, le déplacement relatif des sous-ensembles peut s’accompagner d’une mise en charge des corps roulants.

De préférence, les formes respectives des chemins de roulement, des corps roulants et des entretoises individuelles sont telles qu’à l’issue du déplacement relatif des sous-ensembles, les entretoises individuelles sont sans contact avec les sous-ensembles au moins dans leurs position et dimensions nominales.

Suivant un mode de réalisation, le déplacement relatif des sous-ensembles est produit par un actionneur, agissant de préférence entre les deux sous-ensembles mécaniques, et logé de préférence entre les deux sous-ensembles mécaniques. L’actionneur peut par exemple être un vérin, de préférence un vérin hydraulique. Des éléments de verrouillage permettent le cas échéant de verrouiller les deux sous-ensembles l’un par rapport à l’autre dans le sens axial dans l’état opérationnel.

Le peigne d’indexation n’a pas vocation à rester dans le logement annulaire, en contact avec les corps roulants, après le montage. Ainsi, on peut avantageusement prévoir que le déplacement relatif des sous-ensembles soit accompagné d’un retrait du peigne d’indexation, le peigne d’indexation retiré étant de préférence solidaire d’un des deux sous-ensembles.

L’insertion des entretoises individuelles par le canal d’accès peut s’avérer délicate, notamment si la longueur du canal d’accès est supérieure à son plus grand diamètre. On peut avantageusement prévoir qu’après insertion des corps roulants et avant insertion des entretoises individuelles, on insère dans le canal d’accès un manchon de guidage assurant un guidage, de préférence sans rotation, des entretoises individuelles dans le canal d’accès.

Le cas échéant, on peut également prévoir qu’avant insertion des corps roulants, on insère dans le canal d’accès un manchon réducteur assurant un guidage des corps roulants dans le canal d’accès, le canal d’accès ayant une section plus grande que les corps roulants. On peut ainsi prévoir un canal d’accès ayant une section importante, sans impacter négativement le guidage des corps roulants lors du montage. Lors du démontage, un tel canal d’accès à grande section peut être mis à profit pour extraire rapidement les corps roulants et les entretoises individuelles en une seule opération, sans risque de coincement.

Suivant un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un ensemble mécanique comportant deux sous-ensembles mécaniques entre lesquels est préservé un logement annulaire enveloppant dans lequel sont logés des corps roulants, les corps roulants étant aptes à rouler sur au moins deux chemins de roulement opposés des deux sous-ensembles mécaniques pour guider un mouvement de rotation relatif entre les deux sous-ensembles mécaniques autour d’au moins un axe de référence de l’ensemble mécanique, l’un des deux sous-ensembles mécaniques étant pourvu d’un canal d’accès reliant le logement annulaire à l’extérieur, l’ensemble mécanique comportant en outre un peigne d’indexation annulaire présentant des dents espacées, sans contact avec les corps roulants, l’ensemble mécanique étant apte à être amené de l’état opérationnel à un état de montage, dans lequel est préservé entre les chemins de roulement opposés un volume annulaire de montage ayant une hauteur, mesurée parallèlement à l’axe de référence, plus grande que le logement annulaire, le peigne d’indexation annulaire étant positionné de manière à pénétrer dans le volume annulaire de montage, le volume annulaire de montage ayant une ouverture suffisante pour permettre un passage des corps roulants depuis le canal d’accès dans le volume annulaire de montage, les corps roulants étant séparés deux à deux par des entretoises individuelles qui, dans l’état opérationnel de l’ensemble mécanique, sont sans contact avec le peigne d’indexation.

Suivant un mode de réalisation, la section du canal d’accès est adaptée au passage des corps roulants, et à leur guidage jusque dans le volume annulaire de montage. Mais en pratique, une faible section du canal d’accès peut compliquer le démontage de l’ensemble mécanique et, notamment, imposer un démontage séquencé des entretoises, puis des corps roulants. Suivant un mode de réalisation, préféré, le canal d’accès a une section permettant le passage d’une bille de diamètre supérieure à 1,2 fois, de préférence supérieure à 1,4 fois le diamètre minimal des corps roulants. En élargissant le canal d’accès, on facilite l’extraction en vrac des corps roulants et des entretoises lors du démontage. Il peut alors s’avérer utile de prévoir pour le montage un manchon réducteur tel qu’évoqué précédemment.

Suivant un mode de réalisation préféré, des formes de positionnement complémentaires avec les dents du peigne d’indexation sont constituées sur les entretoises individuelles.

Dans l’état opérationnel, la distance entre les chemins de roulement opposés et les dimensions des entretoises individuelles sont de préférence telles que les entretoises individuelles ne peuvent s’échapper du logement annulaire.

Dans l’état opérationnel, dans des conditions nominales, les entretoises individuelles sont de préférence sans contact avec les sous-ensembles. On limite ainsi les frottements et les risques d’usures des entretoises.

Suivant un mode de réalisation, un actionneur de l’ensemble mécanique est apte à induire un déplacement axial relatif des deux sous-ensembles pour faire passer l’ensemble mécanique de l’état de montage à l’état opérationnel, et inversement le cas échéant, l’actionneur étant logé de préférence entre les deux sous-ensembles mécaniques.

Le cas échéant, on peut prévoir que l’un et/ou l’autre des deux sous-ensembles mécaniques soit fabriqué d’une seule pièce. Alternativement, et suivant un mode de réalisation préféré, au moins un des deux sous-ensembles mécaniques comporte au moins une bague annulaire sur laquelle est formé l’un des chemins de roulement opposés.

Suivant un mode de réalisation, on prévoit que l’un des deux sous-ensembles mécaniques, que l’on peut qualifier d’intérieur, est constitué par un arbre, de préférence creux, présentant deux épaulements opposés entre lesquels est montée une bague de roulement intérieure sur laquelle est formé un chemin de roulement intérieur constituant l’un des chemins de roulement opposés précédemment évoqués. La bague est en appui axial sur l’un des deux épaulements opposés. Cette bague n’est pas monobloc, mais constituée de deux demi-bagues séparées l’une de l’autre suivant un diamètre, ce qui permet son montage. Un autre roulement a vocation à être monté en appui contre l’autre des deux épaulements, ce qui permet une mise en tension de l’arbre et une mise en charge des deux roulements à l’aide d’un actionneur, lorsqu’on déplace axialement l’un par rapport à l’autre les deux sous-ensembles pour finaliser le montage. Un tel montage est particulièrement adapté à la reprise d’efforts axiaux importants, tels qu’on les rencontre par exemple dans l’application de l’invention au montage d’une pale d’hélice à calage variable. L’arbre évoqué est alors le pied de pale logé dans un logement du moyeu d’hélice.

Suivant un mode de réalisation, l’un des deux chemins de roulements opposés est un chemin de roulement intérieur tourné radialement vers l’extérieur et vers l’autre des deux chemins de roulements opposés, qui est un chemin de roulement extérieur tourné radialement vers l’intérieur. Il peut s’agir notamment, et de manière préférentielle, de chemins de roulement ayant en coupe axiale un rayon de courbure constant et une forme concave, pour guider des corps roulants constitués par des billes. D’autres configurations sont toutefois envisageables, par exemple pour des corps roulants constitués par des rouleaux cylindriques, des rouleaux en tonneaux, ou des rouleaux coniques.

Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, chacune des entretoises individuelles a une forme sans contredépouille suivant un axe d’insertion. Ainsi, les entretoises sont conformées pour qu’il ne soit pas nécessaire de forcer l’insertion entre les corps roulants, ce qui facilite le montage. De préférence, chacune des entretoises individuelles comporte deux faces concaves opposées, contenues chacune dans une enveloppe épousant la forme d’une surface de révolution et ayant de préférence un contact ponctuel ou linéaire avec un corps roulant adjacent parmi les corps roulants.

Suivant un mode de réalisation, l’ensemble mécanique comporte au moins une cale annulaire destinée à entrer en contact avec les corps roulants et maintenir les corps roulants dans le volume annulaire de montage dans l’état de montage.

Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, l’un des sous-ensembles mécaniques est un moyeu d’hélice et l’autre des sous-ensembles mécaniques est un pied de pale d’hélice.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
la figure 1, une vue en coupe d’un ensemble mécanique selon un premier mode de réalisation de l’invention, dans une première phase de montage ;
la figure 2, une vue en coupe de l’ensemble mécanique de la figure 1, dans une deuxième phase de montage ;
la figure 3, une vue en coupe de l’ensemble mécanique de la figure 1, dans une troisième phase de montage ;
la figure 4, une vue en coupe de l’ensemble mécanique de la figure 1, dans un état opérationnel ;
la figure 5, une vue de côté d’une entretoise individuelle de l’ensemble mécanique des figures 1 à 4 ;
la figure 6 une vue de dessus de l’entretoise individuelle de la figure 5 ;
la figure 7, une vue en coupe de l’entretoise individuelle de la figure 5, suivant un plan de coupe VII-VII illustré sur la figure 5 ;
la figure 8, une vue isométrique de l’entretoise individuelle de la figure 5 ;
la figure 9, une vue schématique d’une insertion de l’entretoise individuelle de la figure 5 entre deux billes positionnées dans des espaces interdentaires d’un peigne de l’ensemble mécanique de la figure 1 ;
la figure 10, une vue schématique le l’entretoise individuelle de la figure 5 insérée entre les deux billes de la figure 9 ;
la figure 11, une vue en coupe d’un ensemble mécanique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, dans une première phase de montage ;
la figure 12, une vue en coupe de l’ensemble mécanique de la figure 11, dans une deuxième phase de montage ;
la figure 13, une vue en coupe de l’ensemble mécanique de la figure 11, dans une phase de démontage.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

description DÉTAILLÉE de modes de réalisation

Sur les figures1à4est illustré un ensemble mécanique10comportant deux sous-ensembles mécaniques12,14, à savoir un sous-ensemble mécanique extérieur constitué par un moyeu d’hélice12et un sous-ensemble mécanique intérieur constitué par un pied de pale14d’hélice à angle de calage variable, dont une partie au moins est logée à l’intérieur du moyeu d’hélice12dans une cavité16étagée de forme générale cylindrique.

Sur les figures1et2, les deux sous-ensembles mécaniques12,14sont positionnés l’un par rapport à l’autre dans une première position axiale, correspondant à un état de montage de l’ensemble mécanique10. Sur les figures3et4, les deux sous-ensembles mécaniques12,14sont positionnés l’un par rapport à l’autre dans une deuxième position axiale, la figure4correspondant à un état opérationnel de l’ensemble mécanique. Sur les figures, la pale, dont le pied14est représenté, est destinée à être positionnée au-dessus du pied14, dans le prolongement de l’axe vertical100qui est un axe de référence du pied de pale14et de la pale. Le moyeu d’hélice12, dont une partie seulement est représentée, est quant à lui apte à tourner autour d’un axe de révolution200de l’hélice, qui est horizontal sur les figures et situé sous le pied de pale14, à distance de celui-ci. L’axe de référence100du pied de pale14est destiné à être un axe de pivotement du pied de pale14et de la pale, permettant de faire varier l’angle de calage de la pale.

Le guidage du pivotement du pied de pale14par rapport au moyeu d’hélice12autour de l’axe de référence100est assuré par deux roulements coaxiaux18,20centrés sur l’axe de référence. Chaque roulement comporte une bague intérieure22,24solidaire du pied de pale14, une bague extérieure26,28destinée, dans l’état opérationnel de la figure4, à être solidaire du moyeu d’hélice12.

Le roulement18le plus éloigné de l’axe de révolution200de l’hélice est un roulement18à rouleaux coniques40, orienté de façon que son centre de poussée soit plus éloigné de l’axe de révolution200de l’hélice que le roulement18lui-même. La bague intérieure22de ce roulement18à rouleaux coniques est en appui axial contre un épaulement30formé sur le pied pale14, l’épaulement30étant tourné vers l’axe de révolution200du moyeu d’hélice12. Il s’agit d’une bague en deux parties, séparées l’une de l’autre par le plan des figures1à4. La bague extérieure26du roulement18à rouleaux coniques est solidaire d’un piston32, mobile axialement dans une jupe cylindrique34de la cavité16formée dans le moyeu d’hélice12. Une chambre à volume variable36est délimitée entre la jupe cylindrique34et le piston32, qui peut être alimentée en fluide hydraulique pour actionner le piston32entre les positions des figures1et2d’une part et des figures3et4d’autre part. Le piston32constitue ainsi avec la chambre à volume variable36un vérin hydraulique38incorporé à l’ensemble mécanique10dans la cavité16. Entre les bagues intérieure22et extérieure26sont positionnés des rouleaux coniques40, guidés et retenus par une cage42. Sur les figures1et2, les bagues intérieure22et extérieure26sont à distance l’une de l’autre, et les rouleaux coniques40sont maintenus au contact de la bague intérieure22par la cage42, elle-même retenue axialement par une bride non illustrée sur les figures.

Le roulement20le plus proche de l’axe de révolution200est un roulement à billes à contact oblique orienté de façon que son centre de poussée soit plus proche de l’axe de révolution200que le roulement20lui-même. La bague extérieure28de ce roulement à billes20est frettée dans le moyeu d’hélice12alors que sa bague intérieure24est solidaire du pied de pale14, en appui contre un épaulement44du pied de pale14, tourné à l’opposé de l’axe de révolution200du moyeu d’hélice12. Ainsi, les deux roulements18,20sont disposés en O, au sens où ils sont positionnés axialement entre leurs centres de poussée. La bague intérieure24est en deux parties, séparées l’une de l’autre par le plan des figures1à4. Le roulement à billes20présente des chemins de roulement opposés, l’un46sur la bague intérieure24et l’autre48sur la bague extérieure28, et délimitant ensemble, dans l’état opérationnel de la figure4, un logement annulaire50pour les billes52et pour des entretoises individuelles54interposées entre les billes52. Ce logement50est enveloppant, au sens où les billes52et les entretoises individuelles54ne peuvent s’en échapper du fait de la faible distance entre les chemins de roulement46,48.

Comme illustré sur les figures5à8, chacune des entretoises individuelles54comporte deux faces concaves opposées56, présentant chacune une portion de guidage58épousant la forme d’une calotte sphérique dont le rayon est légèrement supérieur à celui des billes, de façon à réaliser un contact ponctuel avec les billes adjacentes, et une portion d’insertion60épousant une forme cylindrique ayant le même rayon de courbure que celui de la portion de guidage58, et se raccordant sans rupture de pente avec la portion de guidage58. Les entretoises individuelles54ont une forme sans contredépouille suivant un axe d’insertion300parallèle à l’enveloppe cylindrique de la portion d’insertion60. Une découpe constitue des formes de positionnement59de l’entretoise individuelle54 .

Le cas échéant, le roulement à billes20peut comporter une deuxième bague de roulement intérieure62, ou contre-bague, également en deux parties séparées l’une de l’autre par le plan des figures1à4. Cette deuxième bague de roulement intérieure62vient compléter le chemin de roulement intérieur46pour réaliser un chemin de roulement plus enveloppant. De façon connue, et non illustrée, les bagues intérieures22,24,62en deux parties des deux roulements18,20sont maintenues sur le pied de pale par des anneaux élastiques ou tout autre moyen de fixation.

Dans le moyeu d’hélice12est formé un canal d’accès64ouvert sur l’extérieur et débouchant à l’intérieur de la cavité étagée16au niveau du roulement à billes20à contact oblique. Dans la position de montage, lorsque le pied de pale14est au-dessus de l’axe de révolution200du moyeu d’hélice12et que l’axe de référence100du pied de pale14est dans un plan vertical qui contient également l’axe de révolution200du moyeu d’hélice12, le canal d’accès64est ascendant depuis l’extérieur vers la cavité étagée16du moyeu d’hélice12. Une cale annulaire66est frettée dans le moyeu d’hélice12et forme l’embouchure intérieure68du canal d’accès64. Le canal d’accès64est de préférence orienté de façon à ce que son embouchure intérieure68soit plus éloignée de l’axe de révolution200que son embouchure extérieure69.

Le piston32est solidaire d’un peigne d’indexation annulaire70, qui présente des dents72espacées et des espaces interdentaires74conformés en arc de cercle, en nombre égal au nombre de billes52du roulement à billes20.

Le montage du pied de pale14est effectué de la façon suivante.

Dans un premier temps, on positionne la cavité étagée16du moyeu d’hélice12de façon que son axe principal soit vertical, avec l’orientation illustrée sur les figures1à4. La bague extérieure28du roulement à billes20et la cale annulaire66ont au préalable été frettées dans la cavité étagée16. On insère dans la cavité étagée16du moyeu d’hélice12un assemblage non cohérent constitué par le pied de pale14, le roulement à rouleau18, le piston32et le peigne d’indexation70, jusqu’à atteindre la position de la figure1, dans laquelle le piston est dans une position basse, alors que moyeu d’hélice12et le pied de pale14reposent sur un support de montage76, à une distance prédéfinie l’un de l’autre.

Dans cette position, les bagues de roulement22,26du roulement à rouleaux18sont éloignées l’une de l’autre. De même, les chemins de roulement opposés46,48du roulement à billes20sont éloignés l’un de l’autre, d’une distance sensiblement supérieure au diamètre des billes52. Cette distance est suffisante pour que soit constituée entre les chemins de roulement46,48et l’embouchure68du canal d’accès64une ouverture de largeur supérieure au diamètre des billes52. Un volume annulaire de montage78est constitué entre les chemins de roulement46,48, et délimité extérieurement par la cale annulaire66et intérieurement par la deuxième bague de roulement intérieure62. Le peigne d’indexation70pénètre dans ce volume annulaire de montage78.

La bague extérieure26du roulement à rouleau étant accessible depuis l’extérieur, il est alors possible de faire tourner depuis l’extérieur la bague extérieure26, le piston32et le peigne d’indexation70, de façon à présenter en face du canal d’accès un espace interdentaire74non occupé, et d’y insérer une bille52avant de répéter l’opération en tournant le peigne d’indexation70d’un pas. A chaque pas de rotation du peigne d’indexation70, la bille52qui vient d’être insérée et toutes celles qui la précèdent tournent d’une fraction de tour sur le chemin de roulement46de la bague intérieure24et sur la cale annulaire66.

Lorsque toutes les billes52ont été insérées, les billes52sont séparées deux à deux par des espaces dits de séparation80(figure9), imposés par les dents72du peigne d’indexation70, et destinés à être occupés chacun par une entretoise individuelle54. Pour procéder au montage des entretoises individuelles54, on insère tout d’abord un manchon d’adaptation82(figure2) dans le canal d’accès64, puis on procède à l’insertion successive des entretoises individuelles54par le canal d’accès64équipé du manchon d’adaptation82, en prenant soin, avant chaque insertion, de présenter en face du canal d’accès64un espace de séparation80(donc une dent72du peigne d’indexation70) non encore occupé entre deux billes52, en faisant tourner pas à pas le peigne d’indexation70qui entraîne avec lui l’ensemble des billes52et des entretoises individuelles54déjà positionnées. L’insertion des entretoises individuelles54est facilitée par le fait qu’elles ne présentent pas de contredépouille et qu’elles sont dimensionnées aux dimensions de l’espace de séparation80, de sorte qu’elles peuvent se glisser entre les deux billes adjacentes52sans effort notable, sans encliquetage et sans déformation élastique, lorsque l’insertion est effectuée parallèlement à l’axe d’insertion300de l’entretoise individuelle54. Ce mouvement a été illustré de façon schématique sur les figures9et10. Les creux de positionnement59des entretoises individuelles54ont une forme complémentaire à celle des extrémités des dents72, de sorte que chaque dent72du peigne d’indexation70vient se positionner précisément dans le creux de positionnement59de l’entretoise individuelle54correspondante, imposant ainsi à l’entretoise individuelle54une position unique dans l’espace de séparation80durant le montage.

Une fois les opérations de montage des billes52et de montage des entretoises individuelles54achevées, il n’existe plus qu’un jeu fonctionnel minimal en sens circonférentiel entre les billes52et les entretoises individuelles54.

On injecte alors un fluide hydraulique dans la chambre à volume variable36, ce qui a pour effet de repousser axialement vers le haut le piston32et la bague extérieure26du roulement à rouleaux coniques18, qui couvrent tout d’abord une course morte avant que la bague extérieure26n’entre en contact avec les rouleaux40. Le peigne d’indexation70sort du volume annulaire de montage78et n’est plus en contact ni avec les billes52, ni avec les entretoise individuelles54, qui restent en place dans le volume annulaire de montage78.

Après avoir couvert cette course morte, le piston32continue sa progression vers le haut. Le mouvement ascendant du piston32est transmis au pied de pale14par l’intermédiaire de la bague extérieure26, des rouleaux40et de la bague intérieure22du roulement à rouleaux18. Le pied de pale14entraîne avec lui les bagues intérieures24,62du roulement à billes, et les billes52, qui viennent au contact avec le chemin de roulement48de la bague extérieure28du roulement à billes20. Le volume annulaire de montage78se réduit progressivement jusqu’à prendre la dimension du logement annulaire50de la figure3, lorsque les billes52entrent en contact avec le chemin de roulement extérieur48. Le cas échéant, la pression hydraulique appliquée dans la chambre à volume variable36permet une mise en charge des roulements antagonistes18,20et une mise en tension du pied de pale14.

Enfin, on sécurise le positionnement du piston par un écrou84vissé sur un filetage86de la bague extérieure26du roulement à rouleaux conique18, et qui solidarise au moyeu d’hélice12le piston32et la bague extérieure26. On peut alors relâcher la pression dans la chambre à volume variable36. Par ailleurs, on referme le canal d’accès à l’aide d’un bouchon88(figure4).

En position opérationnelle, sur la figure4, la rotation du moyeu d’hélice12autour de son axe de révolution200permet d’entraîner l’hélice et la pale. Un mécanisme de réglage de l’angle de calage de la pale, non illustré sur les figures, permet de maintenir ou modifier, selon les besoins, l’angle de calage de la pale, en faisant tourner le pied de pale14dans ses roulements de guidage18,20autour de l’axe de référence100, et en bloquant le pied de pale14dans la position angulaire souhaitée.

Pour le démontage, on procède de façon inverse, en ôtant le bouchon88et en dévissant l’écrou84, ce qui a pour effet, en l’absence de pression dans la chambre à volume variable36, de permettre au pied de pale14de se déplacer sous l’effet de son propre poids, et d’écarter l’un de l’autre les chemins de roulement opposés46,48du roulement à billes20. Il devient alors possible d’extraire dans un premier temps les entretoises individuelles54, puis dans un deuxième temps les billes52, par le canal d’accès64. L’ensemble mécanique10passe ainsi d’un état opérationnel sur la figure4à un état démonté sur la figure 1, en passant les étapes de démontage successives des figures3et2.

Suivant une variante de réalisation, on peut faciliter l’extraction des billes52et des entretoises individuelles54en élargissant le canal d’accès64pour que sa section devienne sensiblement supérieure à celle des billes52, suivant le mode de réalisation des figures11à13. On a alors intérêt à prévoir, lors du montage, un manchon réducteur90(figure11) qui permet que l’insertion des billes52s’effectue de façon précise et sans à-coups, puis, à l’intérieur de ce manchon réducteur90, un deuxième manchon de guidage82pour l’insertion des entretoises individuelles54(figure12). Le manchon réducteur90peut le cas échéant être en deux pièces92,94. Pour le démontage, comme illustré sur la figure13, on enlève le manchon de guidage82et au moins une partie92de manchon réducteur90, de manière à mettre à profit pour l’extraction des billes52la section élargie du canal d’accès64. Ici, la pièce inférieure94du manchon réducteur90a été conservée pour former une goulotte. On peut alors procéder en vrac à l’extraction des billes52et des entretoises individuelles54, qui tombent alternativement dans la goulotte94sous l’effet de leur propre poids lorsque l’on fait tourner le peigne d’indexation70autour de l’axe de référence.

Naturellement, les exemples représentés sur les figures et discutés ci-dessus ne sont donnés qu'à titre illustratif et non limitatif. Il est explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux les différents modes de réalisation illustrés pour en proposer d'autres.

Le vérin hydraulique38constitué par le piston32et la chambre à volume variable36constituée dans la cavité étagée16du moyeu d’hélice12peut être le cas échéant remplacé par tout autre type d’actionneur, dont la source d’énergie peut être hydraulique, pneumatique ou électrique, par exemple un actionneur motorisé à vis sans fin.

Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour un homme du métier à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n’a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques rendent de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.

Claims

Procédé de montage d’un ensemble mécanique (10) comportant deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) entre lesquels est préservé, dans un état opérationnel de l’ensemble mécanique (10), un logement annulaire (50) pour loger des corps roulants (52), les corps roulants (52) étant destinés à rouler sur au moins deux chemins de roulement opposés (48, 46) des deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) pour guider un mouvement de rotation relatif entre les deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) autour d’au moins un axe de référence (100) de l’ensemble mécanique (10), l’un des deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) étant pourvu d’un canal d’accès (64) reliant le logement annulaire (50) à l’extérieur, procédé suivant lequel :
on positionne les sous-ensembles mécaniques (12, 14) dans une position de montage, de façon à ce que soit préservé entre les chemins de roulement opposés (46, 48) un volume annulaire de montage (78) ayant une hauteur, mesurée parallèlement à l’axe de référence, plus grande que le logement annulaire (50), un peigne d’indexation (70) annulaire présentant des dents (72) espacées étant positionné de manière à pénétrer dans le volume annulaire de montage (78), le volume annulaire de montage (78) ayant une ouverture suffisante pour permettre un passage des corps roulants (52) depuis le canal d’accès (64) dans le volume annulaire de montage (78) ;

pour chaque corps roulant (52), on positionne le peigne d’indexation (70) de manière à présenter un espace interdentaire (74) non occupé du peigne d’indexation (70) en regard du canal d’accès (64) et on procède à une insertion du corps roulant (52) par le canal d’accès (64) dans l’espace interdentaire (74) non occupé ;
caractérisé en ce que :
l’on procède à une insertion successive d’entretoises individuelles (54), par le canal d’accès (64), chacune dans un espace de séparation (80) non occupé situé dans le volume annulaire de montage (78) en regard du canal d’accès (64) et délimité latéralement par au moins un corps roulant (52) déjà inséré parmi les corps roulants (52) ;

avant chaque insertion d’une des entretoises individuelles (54), on positionne le peigne d’indexation (70) de manière à présenter l’espace de séparation (80) non occupé en regard du canal d’accès (64).
Procédé de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l’insertion de chacune des entretoises individuelles (54), des formes de positionnement (59) constituées sur l’entretoise individuelle (54) et complémentaires avec les dents (72) du peigne d’indexation (70) viennent coopérer avec une dent (72) du peigne d’indexation (70) associée à l’espace de séparation (80) et assurent un positionnement prédéterminé de l’entretoise individuelle (54) insérée dans l’espace de séparation (80).
Procédé de montage selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l’on procède à l’insertion successive des entretoises individuelles (54), chacune dans un espace de séparation (80) non occupé délimité par deux corps roulants (52) adjacents déjà insérés parmi les corps roulants (52).
Procédé de montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les entretoises individuelles (54) sont insérées sans encliquetage, chacune des entretoises individuelles (54) ayant une forme sans contredépouille suivant un axe d’insertion (300).
Procédé de montage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’on procède à l’insertion des entretoises individuelles (54) après avoir finalisé l’insertion des corps roulants (52).
Procédé de montage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’après insertion des corps roulants (52) et des entretoises individuelles (54), on déplace relativement l’un à l’autre les sous-ensembles (12, 14) par un mouvement axial, de manière à amener l’ensemble mécanique (10) dans l’état opérationnel, les corps roulants (52) et les entretoises individuelles (54) étant emprisonnés dans le logement annulaire (50).
Procédé de montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le déplacement relatif des sous-ensembles (12, 14) est produit par un actionneur (38), agissant de préférence entre les deux sous-ensembles mécaniques (12, 14), et logé de préférence entre les deux sous-ensembles mécaniques (12, 14).
Procédé de montage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déplacement relatif des sous-ensembles (12, 14) est accompagné d’un retrait du peigne d’indexation (70), le peigne d’indexation (70) retiré étant de préférence solidaire d’un des deux sous-ensembles (12, 14).
Procédé de montage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’après insertion des corps roulants (52) et avant insertion des entretoises individuelles (54), on insère dans le canal d’accès (64) un manchon de guidage (82) assurant un guidage, de préférence sans rotation, des entretoises individuelles (54) dans le canal d’accès (64).
Procédé de montage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’avant insertion des corps roulants (52), on insère dans le canal d’accès un manchon réducteur (90) assurant un guidage des corps roulants (52) dans le canal d’accès (64), le canal d’accès (64) ayant une section plus grande que les corps roulants (52).
Ensemble mécanique (10) comportant deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) entre lesquels est préservé un logement annulaire (50) enveloppant dans lequel sont logés des corps roulants (52), les corps roulants (52) étant aptes à rouler sur au moins deux chemins de roulement opposés (48, 46) des deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) pour guider un mouvement de rotation relatif entre les deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) autour d’au moins un axe de référence (100) de l’ensemble mécanique (10), l’un des deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) étant pourvu d’un canal d’accès (64) reliant le logement annulaire (50) à l’extérieur, l’ensemble mécanique (10) comportant en outre un peigne d’indexation (70) annulaire présentant des dents (72) espacées, sans contact avec les corps roulants (52), l’ensemble mécanique étant apte à être amené de l’état opérationnel à un état de montage, dans lequel est préservé entre les chemins de roulement opposés (46, 48) un volume annulaire de montage (78) ayant une hauteur, mesurée parallèlement à l’axe de référence, plus grande que le logement annulaire (50), le peigne d’indexation (70) annulaire étant positionné de manière à pénétrer dans le volume annulaire de montage (78), le volume annulaire de montage (78) ayant une ouverture suffisante pour permettre un passage des corps roulants (52) depuis le canal d’accès (64) dans le volume annulaire de montage (78), caractérisé en ce que les corps roulants (52) sont séparés deux à deux par des entretoises individuelles (54) qui, dans l’état opérationnel de l’ensemble mécanique (10), sont sans contact avec le peigne d’indexation (70).
Ensemble mécanique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le canal d’accès (64) a une section permettant le passage d’une bille de diamètre supérieure à 1,2 fois, de préférence supérieure à 1,4 fois le diamètre minimal des corps roulants.
Ensemble mécanique selon l’une quelconque des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que des formes de positionnement (59) complémentaires avec les dents (72) du peigne d’indexation (70) sont constituées sur les entretoises individuelles (54).
Ensemble mécanique selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que dans l’état opérationnel, la distance entre les chemins de roulement opposés (46, 48) et les dimensions des entretoises individuelles (54) sont telles que les entretoises individuelles (54) ne peuvent s’échapper du logement annulaire (50).
Ensemble mécanique selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que dans l’état opérationnel, dans des conditions nominales, les entretoises individuelles (54) sont sans contact avec les sous-ensembles (12, 14).
Ensemble mécanique selon l’une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu’un actionneur (38) de l’ensemble mécanique (10) est apte à induire un déplacement axial relatif des deux sous-ensembles pour faire passer l’ensemble mécanique de l’état de montage à l’état opérationnel, et inversement le cas échéant, l’actionneur (38) étant logé de préférence entre les deux sous-ensembles mécaniques (12, 14).
Ensemble mécanique selon l’une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que qu’au moins un des deux sous-ensembles mécaniques (12, 14) comporte au moins une bague annulaire (24, 28) sur laquelle est formé l’un des chemins de roulement opposés (46, 48).
Ensemble mécanique selon l’une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que chacune des entretoises individuelles (54) a une forme sans contredépouille suivant un axe d’insertion (300).
Ensemble mécanique selon l’une quelconque des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que chacune des entretoises individuelles (54) comporte deux faces concaves opposées (56), contenues chacune dans une enveloppe épousant la forme d’une surface de révolution et ayant de préférence un contact ponctuel ou linéaire avec un corps roulant (52) adjacent parmi les corps roulants (52).
Ensemble mécanique selon l’une quelconque des revendications 11 à 19, caractérisé en ce que l’un des sous-ensembles mécaniques est un moyeu d’hélice (12) et l’autre des sous-ensembles mécaniques est un pied de pale d’hélice (14).