Brevet FR2003638A1 — publié le 19691114

06*:r>1 i 2003633 L'invention est relative au montage sur arbre des hélices, rotors, roues et autres organes métalliques du même genre, en un assemblage permettant la transmission de couples et de poussées à ces organes, et plus particulièrement, à un ensemble comportant un man-5 chon métallique séparé entre l'arbre et le moyeu de l'organe ainsi monté, ce manchon ayant une surface extérieure tronconique et étant emmanché à force à l'intérieur du moyeu, dont la surface intérieure a une forme tronconique similaire, pour permettre la transmission des couples et des poussées entre le manchon et le moyeu, et la com-10 binaison du moyeu et du manchon étant emmanché à force sur l'arbre en un assemblage permettant la transmission des couples et des poussées entre le manchon et l'arbre. L'invention est relative également à un procédé de réalisation, d'un tel assemblage. 15 Dans la réalisation de tels assemblages, destinés au montage d' organes de dimensions et de poids élévés, tels que, par exemple, hélices de navires du type de ceux utilisés jusqu'ici, un encastrement très précis de la face extérieure, de forme tronconique, du manchon avec la face intérieure, de forme tronconique, du moyeu était capi-20 tal au moment de l'emmanchement à force du manchon à l'intérieur du moyeu par traction. Avec une hélice de navire, il fallait beaucoup de temps et de compétence, et beaucoup de travail manuel, pour obtenir un bon contact d'encastrement d'un minimum de 60 de l'ensemble des surfaces, les tolérances sur le fini des surfaces d ' appariement 25 étant de l'ordre de 7 microns, et même de tels degrés de fini se révèlent comme donnant, au mieux, un coefficient de frottement apparent de 0,185 entre le manchon et le moyeu. Grâce à la présente invention, la réalisation d'un emmanchement à force, de caractéristiques données, du manchon à l'intérieur du 30 moyeu, en un tel assemblage, est rendue possible sans qu'il soit besoin d'effectuer les longues opérations préparatoires de finissage de grande précision sur les surfaces tronconiques devant être appariées, opérations considérées jusqu'ici comme indispensables, et de plus, un coefficient de frottement beaucoup plus élevé peut être 35 obtenu dans des conditions d'emmanchement à froce semblables à celles utilisées jusqu'ici, ce coefficient pouvant aller parfois jusqu'à s'accroître dans un ra^parr; de 1 à 7« En raison de l'accroissement du coefficient de frottement entre , 2003633 69 06^51 le manchon et le moyeu, il est possible d'augmenter, voire de doubler, l'épaisseur du manchon, ce qui permet une économie considérable sur le prix de revient de l'hélice, car le prix de revient du matériau constitutif du manchon ne représente qu'une petite fraction, 5 par exemple un huitième, de celui du bronze, matériau normalement utilisé pour la fabrication des hélices. De plus, un emmanchement à froce efficace du manchon à l'intérieur du moyeu, permettant la transmission des couples et des poussées, peut être obtenu avec un serrage du moyeu sur le manchon, net-10 tement inférieur à celui nécessité jusqu'ici, la réduction de ce serrage étant inversement proprotionnelle à l'accroissement du coefficient de frottement. La réduction du serrage nécessaire du moyeu sur le manchon présente un gros avantage, du point de vue de l'effet des contraintes 15 exercées sur le moyeu, sur les caractéristiques de fatigue des hélices de navire, par exemple. Conformément à l'invention, il est prévu le montage d'une hélice, d'un rotor ou d'une roue sur un arbre, montage basé sur l'utilisation d'un manchon métallique séparé, de surface extérieure tron-20 conique, monté sur l'arbre en un assemblage permettant la transmission des couples et des poussées et emmanché à force en un assemblage permettant la transmission des couples et des poussées à 1' intérieur du moyetj&e: l'organe à monter, moyeu dont la surface intérieure à une forme tronconique correspondant à celle de la surface 25 extérieure du manchon, ce montage étant caractérisé par l'inclusion, entre la surface extérieure du manchon et la surface intérieure du moyeu, d'une couche d'une composition de résine synthétique durcis-sahle ou à prise à froid. La composition de résine synthétique préférée actuellement est 30 celle connue sous le nom d'Araldite, qui présente de bonnes propriétés de liaison, lorsqu'èlle a terminé sa prise, et une bonne résistance au cisaillement, ainsi que d'excellentes propriétés d'isolement électrique. Un exemple d'assemblage conforme à la présente invention, tel 35 qu'il est appliqué au montage de l'hélice d'un navire, est représenté en coupe axiale sur la figure unique du dessin d'accompagnement. Si l'on se réfère à ce dessin, la référence 10 correspond à un arbre d'hélice se terminant par une partie de forme tronconique 11 3 2003638 69 06651 et une extrémité filetée 25. L'hélice comprend un moyeu 12 et un certain nombre de pales 13 coulées d'une seule pièce avec le moyeu. Entre la partie tronconique 11 de l'arbre et le moyeu 12 se 5 trouve un manchon métallique 14 de surfaces extérieure et intérieure tronconiques. L'angle au sommet de la surface intérieure du manchon correspond à celui de la partie tronconique 11 de l'arbre et la surface intérieure du moyeu 12 a une forme tronconique qui correspond à la 10 forme tronconique de la surface extérieure du manchon 14. Le sommet de chacune des surfaces tronconiques est disposé en dehors de l'arbre 10 -(c'est -à-dire vers la gauche de la figure). Pour réaliser l'assemblage représenté, la surface extérieure du manchon 14 et la surface intérieure du moyeu 12 sont toutes deux iS enduites d'Araldite à l'état liquide et le manchon 14 est introduit à l'intérieur du moyeu 12 et emmanché à force sous l'action d'une pression longitudinale appliquée d'une manière quelconque connue, cette pression longitudinale étant maintenue jusqu'à ce que l'Aral-dite ait pris en une couche en contact étroit avec les surfaces du %Q manchon et du moyeu. Pour un assemblage du type de celui représenté, l'alésage du manchon 14 utilisé est usiné pour s'unir à la partie tronconique 11 de l'arbre et l'ensemble formé par le moyeu et le manchon est engagé autour de cette partie tronconique de l'arbre et emmanché à for-JjS ce sur cette partie tronconique. Lorsque le manchon 14 est emmanché à force à l'extrémité tronconique 11 de l'arbre, conformément à la description précédente, cela implique un certain degré de dilatation du manchon 14, accompagné d'une pression exercée vers l'extérieur sur le moyeu 12 et, 30 en conséquence l'avantage d'un nouvel accroissement du coefficient de frottement entre le manchon et le moyeu. La forme tronconique de la section externe du manchon 14 peut être remplacée à son extrémité avant par la formation de sillons cir-conférentiels 18 creusés dans la surface de cette section externe, ^5 ou bien, en variante ou conjointement, de sillons circonférentiels 24, creusés dans la surface intérieure du moyeu 12, ces sillons 18 et/ou 24 étant remplis d'Araldite, le but et l'effet de ce remplacement étant de permettre une réduction progressive des contraintes 4 2003638 69 06651 de serrage ou de blocage sur l'arbre del'.hélice, et un soulagement progressif des contraintes radiales, ce qui présente un avantage du point de vue de la résistance de l'arbre à la fatigue. lorsque de tels sillons 18 et 24 sont prévus pour le soulage-5 ment des contraintes, le remplissage d'Araldite peut s'effectuer en posant le pré-assemblage de l'hélice et du manchon sur son extrémité arrière, c'est-à-dire avec cette extrémité arrière vers le bas, et en versant l'Araldite à-l'intérieur des sillons et en la laissant prendre. 10 L'Araldite, qui a un coefficient d'élasticité d'environ 1/20 de celui du matériau constitutif du manchon 14, n'impose qu'une contrainte négligeable au manchon. L'extrémité avant de l'assemblage du moyeu et du manchon peut être usinée, comme montré,de façon à présenter un retrait annulaire 15 26 et un anneau 15 de métal analogue à celui du moyeu 12 peut être introduit à l'intérieur de ce retrait 26 et soudé au moyeu, de la façon représentée en 17, pour rendre étanche la jonction aux extrémités avant du moyeu et du manchon. h 9 0 0 ' • > 5 2003638 REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation du montage, sur arbre, d'une hélice, d'un rotor ou d'une roue, en un assemblage permettant la transmission de couples et de poussées, du type comprenant un manchon mé~ 5 tallique séparé, à surface extérieure tronconique, monté en un assemblage permettant la transmission de couples et de poussées sur l'arbre, et emmanché à force en un assemblage permettant la transmission de couples et de poussées, à l'intérieur d'un moyeu dont la section intérieure a une forme tronconique correspondant à celle 10 de la surface extérieure du manchon, moyeu appartenant à l'organe à monter, caractérisé par le fait qu'on introduit une couche d'une composition à l'état liquide de résine synthétique durcissable ou à prise à froid entre la surface extérieure du manchon et la surface intérieure du moyeu, et qu'on applique une pression entre la 15 surface extérieure du manchon et la surface intérieure du moyeu jusqu'à ce que cette composition ait fait prise. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la composition introduite de résine durcissable ou à prise à froid est celle connue sous le nom d'Araldite. 20 3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, carac térisé par le fait que la composition à l'état liquide est appliquée à la surface extérieure du manchon ou à la surface intérieure du moyeu ou à ces deux surfaces, le manchon étant ensuite emmanché à force à l'intérieur du moyeu, par une force axiale appliquée pour 25 tirer le manchon vers l'intérieur du moyeu, cette force axiale appliquée au manchon étant maintenue jusqu'à ce que la composition appliquée entre le manchon et le moyeu ait fait prise. 4. Montage sur arbre d'une hélice, d'une couronne mobile ou d' une roue, en un assemblage permettant la transmission de couples et 30 de poussées, du type comprenant un manchon métallique séparé, à surface extérieure tronconique, monté en un assemblage permettant la transmission de couples et de poussées sur l'arbre, et emmanché à force en un assemblage permettant la transmission de couples et de poussées, à l'intérieur d'un moyeu dont la surface intérieure a 35 une forme tronconique correspondant à celle de la surface extérieure du manchon, moyeu appartenant à l'organe à monter, ce montage étant caractérisé par une coucha, ayant fait prise,d'une composition de résine synthétique durcissable ou à prise à froid en contact intime 6 2003638 06651 avec la surface extérieure du manchon et la surface intérieure du moyeu. 5. Montage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la couche ayant fait prise est une couche d'Araldite. 6. Montage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moyeu est isolé électriquement de l'arbre par la couche de résine synthétique durcissable ou à prise à froid appliquée entre le manchon métallique et le moyeu.