Brevet FR2048026A1 — publié le 19710319

L'invention se rapporte à des rotors d'hélicoptères o,u des hélices aéronautiques pliants ou télescopiques et plus particulièrement à un arbre de transmission qui permet cette action du rotor et qui supporte et fixe le rotor dans la position dépliée. 5 Dans le domaine des. rotors, et en particulier des rotors aéraunautiques utilisés par les avions convertibles où le rotor doit être déplié pour permettre à l'avion de fonctionner en hélicoptère et doit être plié quand l'avion fonctionne à ailes fixes ou dans un autre mode d1opérâtion,la mise au point d'un 10 mécanisme pour déplier et replier le rotor a été difficile d'accomplir. Un rotor aéronautique, tel qu'un rotor d'hélicoptère, doit être supporté par un arbre de transmission assurant la rotation pour permettre au rotor de produire une poussée et de changer le pas des pales en vol, afin de commander l'avion. En 15 conséquence, l'arbre du rotor est soumis à toutes les charges imaginables et doit donc être capable de résister à ces charges. Par exemple un moment de flexion est imposé à l'arbre, ce qui est dû au moment établi par le rotor par rapport au fuselage en vol. En outre, une charge axiale est imposée à l'arbre du rotor, ce 20 qui est due à la poussée transmise par le rotor au fuselage. Une charge de torsion est imposée à l'arbre parce que le rotor est actionné par un moteur pour produire la poussée nécessaire. Ces différentes charges de l'arbrë du rotor de l'hélicoptère sont rendues plus compliquées par le fait que la charge est imposée 25 à. l'arbre sous forme de charge constante et sous forme de charge viberatoire due à la dynamique du rotor. Cette charge lourde est multiple de l'arbre du rotor demande un arbre d'une construction qui élimine tout le jeu quand le rotor est dans sa position déplié pour éditer le frettage qui aû-30 rait lieu autrement entre les parties métalliques conjugées, si le jeu n'était pas éliminé. - Dans les constructions connues, pour fournir un arbre de transmission avec la rigidité nécessaire, on déplaçait le rotor entier avec son système de transmission hors du fuselage pour 35 l'amener dans la position dépliée et on retirait le rotor avec son système de transmission dans- le fuselage pour l'amener dans la position repliée. Des exemples pour ces constructions sont montrés dans les brevets des E.U.A. No. 3370809 et 2481502, mais ces constructions ont un poids excessif et sont très compliquées 70 13870 2048026 ce qui est du au poids du rotor, de l'arbre du rotor et du système de transmission complète qui doivent être déplacés. Pour éviter le déplacement du rotor avec son système de transmission, des arbres télescopiques ont été latilisés- pour 5 permettre le dépliage et lè repliage: mais, avec ces arbres télescopiques, il est difficile de supporter le rotor d'une façon rigide pour éviter le frettage mentionné ci-dessus, et,en outre, il est difficile de maintenir le rotor dans la position dépliée quand un défaut dans le système de commande du rotor se présente. 10 lès rotors télescopiques connus ont également un poids élevé pour résister aux différentes charges mentionnées ci-dessus. Par exemple, dans le brevet des E.U.A. No. 209 4-105 un seul moteur cylindre-piston hydraulique extérieur est relié à 1'arbre du rotor pour fournir le movement télescopique. Un tel système de 15 commande agissant sur un côté de l'arbre du rotor provoque un mouvement unconvenable des arbres télescopiques. L'objet de la présente invention est de fournir des arbres dê rotor télescopiques qui sont d'un poids minimal d'une construction simple, qui ont une grande sûreté de fonctionnement, qui 20 supportent le rotor dans la position déplié de façon à éviter le frettage entre les parties métaliques conjugées et qui, en outre verrouillent le rotor dans la position dépliée. ' Suivant la présente invention le rotor déplié est maintenu en position par des arbres concentriques qui sont reliés et sup-25 portés par des anneaux coniques à plusieurs pièces. Les anneaux coniques engagent des sièges coniques formés sur un des deux arbres et les anneaux coniques s'étendent entre les deux arbres et ont une forme sélectée pour former des supports espacés le long de l'axe de rotation de l'arbre du rotor. • 30 Suivant un autre aspect de 1*invention,1'arbre télescopique est verrouillé en position quand le rotor se trouve dans la position dépliée. Selon encore un autre aspect de la présente inventiontdes moyens sont utilisés pour éviter la continuation du mouvement 35 télescopique quand le rotor se trouve dans la position complètement dépliée. ... Suivant la présente invention,- le système de verrouillage pour l'arbre du rotor est commandé" d'une façon; hydraulique et est fabriqué afin de maintenir sa; fonction de verrouillage 13870 2048026 quand un défaut dans le système hydraulique se présente. Le joint formé entre les arbres télescopiques n'est pas affecté par la poussée du rotor et par la charge de flexion et de torsion. 5 D'autres particularités de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 représente un rotor pliant suivant la présente invention. 10 La figure 2 représente l'arbre télescopique avec son dispo sitif de commande et son système de verrouillage dans la position dépliée. La figure 3 représente l'arbre télescopique avec son dispositif de commande et son système de•verrouillage dans la posi-15 tion repliée. Les figures 1 à 3 représentent un rotor aéronautique 10, qui est illustré sous forme de rotor d'hélicoptère, comprenant un moyeu 12 qui peut tourner autour de l'axe de rotation 14 et qui s'étend du fuselage 16 de l'avion. Plusieurs pales de rotor 18 20 se projettent vers l'extérieur du moyeu 12 et tournent avec le moyeu pour fournir la poussée et les fonctions de contrôle. Les pales 18 sont montées au moyeu 12 afin de pouvoir changer le pas autour de l'axe 15" et la commande pour le changement de pas est obtenue par le plateau oscillant 17 qui est relié à 25 une corne de changement de pas 19 conventionnelle par un levier pivotant 21. Parce que le rotor 10 est du type télescopique, plusieurs des pièces sont représentées.dans la position étendue dans la figure 2 et dans la figure 3 dans la position retirée. 30 Le moyeu 12 est relié à, ou peut faire partie avec l'arbre 20 qui à son tour est supporté à l'intérieur de l'arbre extérieur 22 et l'arbre 20 est relié à l'arbre 22 par des cannelures axiales 24, afin d'assurer la rotation des deux arbres 20 et 22 autour de l'axe 14 pour entraîner 3e rotor. L'arbre 20 peut être 35 déplacé, d'une façon télescopique le long de l'axe 14 par rapport à l'arbre 22, pour déplacer le moyeu 12 du rotor et les pales 14 entre la position étendue indiquée par des traits continus et la position retirée indiquée par des lignes pointillées. L'arbre extérieur 22 est supporté dans des roulements anti- 70 13870 H 2048026 friction 26 et 30 qui peuvent être des roulements à billes ou des roulements à galets. L'arbre 22 est supporté d'une façon concentrique par rapport à l'axe 14 par la transmission ou la cage de la transmission 32. Un moteur conventionnel (pas représenté) 5 commande les arbres 22 et.20 par la transmission 34, qui peut être du type décrit plus en détail dans le brevet des E.U.A. No. 2911 851» et de cette façon le rotor 10 est actionné pour tourner autour de l'axe 14, -afin de produire, la poussée. Un mécanisme cylindre-piston Hydraulique 36 sert à déplacer 10 l'arbre 20 par rapport à l'arbre 22 et un mécanisme cylindre -piston hydraulique 28 sert à verrouiller l'arbre 20 dans la position étendue d'une manière qui sera maintenant décrite. Le mécanisme 36 comprend un arbre 40 qui est concentrique autour de l'axe 14 et est relié à l'arbre extérieur 22 par des 15 cannelures 42. L'arbre 40 est maintenu dans sa position par un écrou 44. L'arbre 40 est espacé de l'arbre 22 et coopère avec celui-ci pour définir une chambre annulaire 46 entre l'arbre 40 et l'arbre 22. Parce que l'arbre 40 est relié à l'arbre 22, il peut tourner avec celui-ci autour de l'axe 14. L'arbre 20 et un 20 autre arbre 48 sont placés dans la chambre annulaire 46 et l'arbre 48 est relié à l'arbre 20 par des boulons 49 pour tourner avec l'arbre 20 autour de l'axe 14 et pour être déplacé avec l'arbre 20 le long de l'axe 14. Les arbres 40, 48, 20 et 22 ont de préférence une section 25 circulaire et sont concentriques autour de l'axe 14. Des manchons 50 et 52 se projettent de l'arbre 48 et coopèrent avec l'anneau 54 qui s'étend de l'arbre 40 pour former des chambres annulaires 56. et 58 entre les arbres 40 et. 48. Quand on introduit sélectivement un fluide hydraulique dans la chambre 56 ou 30 la chambre 58 par des moyens conventionnels, par exemple par une soupape de commande 60, une bague collectrice hydraulique 62 et une conduite. 64 reliée à l'ouverture 66 et, par conséquent, à la chambre 56, ou à l'ouverture 68 et, par conséquent, à la chambre 58, les arbres 48 et 20 peuvent être déplacés le long de l'axe 35 14 pour sortir le rotor 10, du, ou pour retirer le rotor 10 dans le fuselage. Le mécanisme cylindre-piston hydraulique 38 sert à verrouiller l'arbre 22 dans la position étendue et pour déverrouiller l'arbre pour pouvoir le retirer. Le mécanisme 38 comprend un 40 manchon 70 qui enveloppe l'arbre 48 et qui comprend des anneaux 70 13870 2048026 - s* - 72 et 74- s1 étendant du manchon 70 et coopérant avec , le manchon et avec un anneau 76 .qui s'étend de l'arbre 4-8 pour définir des chambres annulaires 78 et 80. Par conséquent, quand on introduit sélectivement un fluide hydraulique.par l'ouverture 82 dans la 5 chambre de verrouillage 78, ou par 1'ouverture 84- dans la chambre de déverrouillage 80, le manchon 70 peut .être déplacé le long de l'axe 14- par rapport à l'arbre 4-8. Un anneau de verrouillage 86 est relié au manchon 70 et, par conséquant, cet anneau de verrouillage est déplacé avec le manchon 70. L'anneau de ver-10 rouillage et de déverrouillage 86, qui est préférablement divisé en plusieurs parties pour faciliter l'assemblage, est relié au manchon 70 par le joint 88 et comprend des cannelures 90 dans sa surface extérieure et ces cannelures coopèrent avec les cannelures 24- formées dans la surface intérieure de l'arbre 22, 15 afin de relier l'anneau conique 90 à l'arbre 22 pour qu'il puisse tourner avec l'arbre 22 autour de l'axe 14- et pour qu'il puisse être déplacé le long de l'axe 14-. La surface extérieure cannelée de l'anneau conique 86 s'appuie contre la surface intérieure cannelée de l'arbre 22 et la surface intérieure conique 92 de 20 l'anneau 86 s'appuie contre et coopère avec le siège conique 94-de l'arbre 20 pour verrouiller 1-'arbre 20 dans la position étendue, selon une manière qui sera maintenant décrite. L'anneau conique 98 est placé à l'extrémité extérieure de l'arbre 22 et est relié à l'arbre 22 pour pouvoir tourner avec 25 celui-ci. L'anneau 98 comprend une surface extérieure 100 qui s'appuie contre une surface 102 sur.1'arbre 22 et l'anneau 98 comprend également une surface intérieure conique 104- qui s'appui contre un siège correspondant conique 106 sur. l'arbre 20. Les sièges 106 est 94- sont espacés axialement le long de l'axe 14- et, 30 comme représenté le mieux dans la figure 2, les sièges supportent l'arbre 20 par l'arbre 22 et ils forment un joint entre les deux arbres qui donne à l'arbre 22, quand il se trouve dans la position complètement étendue, l'apparence de faire virtuellement partie avec l'arbre 20. Les angles des sièges 106 et 94- sont 35 opposés ou inversés par rapport à l'axe 14- et l'engagement du siège conique 106 avec 1'anneau'conique 98 prévient un mouvement de l'arbre 20 au-delà de sa position complètement étendue, représentée dans la figure 2, sans tenir compte de la charge de l'arbre 22 due à Ta poussée du rotor. 70 13870 2048026 Il est également noté que l'anneau conique 86. et verrouillé par soi-même et ne peut pas être déverrouillé quand le système hydraulique 38 est défectueux et, par conséquent, le fluide hydraulique ne peut. pas. être alimenté dans les chambres 78 et 80. 5 FONCTIONNEMENT Avec le rotor 10 dans la position complètement retirée, indiquée par des lignes pointillés dans la figure 1, du fluide hydraulique sera dirigé dans la chambre 56 pour déplacer le rotor dans la position étendue, indiqué par des traits continus 10 dans la figure 1. Le fluide hydraulique entre dans la chambre 56 par l'ouverture 66 et par le système d'alimentation hydraulique 60 - 64 qui a été mentionné plus haut et qui peut être du type représenté plus clairement dans le brevet des E.U.A. No. 2.925.130. Par la pression hydraulique les arbres 48 et 20 sont 15 déplacés vers le haut, ou vers le côté gauche, comme représenté dans les dessins, jusqu'à ce qu'ils arrivent dans la position indiquée par des traits continus dans les figures 1 ou 2. Quand 1'ouverture 82 passe au-delà de 1'anneau 54- et vient en communication avec la chambre 56, le fluide hydraulique est dirigé 20 par l'ouverture 82 dans la chambre 78 pour déplacer le moteur hydraulique 38 vers le côté gauche pour amener l'anneau conique de verrouillage 86 dans la position représentée dans la figure 2, afin de verrouiller l'arbre 20 dans la position complètement étendue et afin de coopérer avec l'anneau conique 88 pour suppor-25 ter l'arbre 20 dans la position complètement -étendue dans des points espacés axialement pour éviter le frettage des parties conjugées métalliques quiestck à un mouvement entre les parties conjugées métalliques par les charges du rotor mentionnées plus haut. 30 Pour retirer le rotor 10 vers la position indiquée par des lignes pointillés dans la figure 1, un fluide hydraulique est dirigé dans la chambre 58 par 1'ouverture 68 et par conséquent par l'ouverture 84 dans la chambre de déverrouillage 80. Parce que la surface exposée 110 de la chambre 80 est plus grande 35 que la surface exposée. 112 de la chambre 58, le mécanisme 38 se déplacera vers le côté droit ce qui provoque également un mouvement 1'anneau de verrouillage conique 86 vers le côté droit pour déverrouiller l'arbre 20, et, par conséquent, l'arbre 48 est 70 13870 * 2048026 déplacé aussi'vers le côté droit pour retirer l'arbre 20. Quand l'anneau 74- engage la projection 114- et ainsi interrompe le mouvement du moteur 38, les arbres 20 et 48.vont commencer de se déplacer de la position étendue, représentée par des traits con-5 tinus dans la figure 1,. vers la position retirée, indiquée par . des lignes pointillés. De la description précédente il ressort que le moteur hydraulique 36 sert à déplacer l'arbre 20 par rapport à l'arbre ' 22 et que le moteur hydraulique 38 sert à verrouiller l'arbre 10 20 dans la position complètement étendue et de déverrouiller l'arbre 20 pour pouvoir le retirer dans sa position initiale. Il ressort également que les anneaux coniques 86 et 98 s'étendent entre les arbres 20 et 22 quand le rotor est dans sa position étendue et coopèrent avec les arbres 20 et 22 pour former un 15 joint virtuellement intégral entre les arbres qui prévient que l'arbre 20 soit déplacé au-delà de sa position étendue et qui aussi évite que l'arbre 20 soit retiré si un défaut dans le système hydraulique se présente. 70 13870 1 2048026 REVENDICATIONS 1. Arbre de commande télescopique pour rotor d'hélicoptère comprenant un premier arbre monté pour tourner autour d'un axe de rotation et un second arbre concentrique par rapport au 5 premier arbre et monté pour pouvoir tourner avec le premier arbre et pour être déplacé .par rapport au premier arbre d'une manière télescopique entre une position étendue et une position retirée, caractérisé en ce que le second arbre comprend des sièges coniques espacés axialement, en ce qu'un premier anneau 10 conique est supporté de façon à pourvoir engager le premier siège conique sur le second arbre quand celui-ci est dans la position étendue, et en ce qu'un deuxième anneau conique est supporté pour pouvoir engager le second siège conique sur le second arbre quand celui-ci est- dans la position étendue, afin de supporter le se-15 cond arbre par les anneaux coniques espacés axialement coopérant avec les sièges coniques espacés axialement sur le second arbre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor est relié au second arbre. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en 20 ce que les sièges coniques sont inclinés dans des directions opposées par rapport à l'axe de rotation. 4-, Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que des moyens hydrauliques sont prévus pour*déplacer le second arbre par rapport au premier arbre. 25 5. Dispositif selon la revendication 4- caractérisé en ce que des moyens hydrauliques sont prévus pour amener le second anneau en engagement avec ou pour déplacer le second anneau hors engagement avec le second siège conique sur le second arbre quand ce-lui-ci se trouve dans la position étendue. 30 6. Dispositif selon la revendication 5» caractérisé en ce que le second anneau comprend des moyens de commande, pour appliquer une force hydraulique contre le second anneau quand il est en engagement avec le second arbre. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que 35 les moyens hydrauliques pour déplacer le second arbre comprennent un troisième arbre qui est placé concentriquement dans le premier arbre, relié au premier arbre pour tourner avec celui-ci autour de l'axe de rotation et espacé du premier arbre pour définir une première chambre annulaire, un quatrième arbre qui est placé dans 70 13870 2048026 3 la première ch.àmbre annulaire, relié au second arbre pour pouvoir se déplacer par rapport au troisième arbre et pour pouvoir tourner avec le troisième arbre et qui définit une deuxième chambre annulaire avec le troisième arbre, et les moyens hydrauliques 5 comprenant également un anneau supporté par le troisième arbre et s'étendant entre le troisième et le quatrième arbre pour diviser la deuxième chambre annulaire en deux parties. 8. Dispositif selon la revendication 7» caractérisé en ce que les moyens hydrauliques pour commander le second anneau compren- 10 nent un manchon qui enveloppe le quatrième arbre et qui est formé pour définir un moteur cylindre-piston hydraulique avec le quatrième arbre, et des ouvertures pour diriger sélectivement un fluide hydraulique dans le moteur cylindre-piston hydraulique pour déplacer le second anneau le long de l'axe de rotation pour 15 l'engager avec le second siège conique sur le second arbre quand celui-ci se trouve dans la position étendue et pour déplacer le second anneau hors d'engagement aveG le second siège conique pour déverrouiller le second arbre et le quatrième arbre. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que 20 des moyens sont prévus pour commander les moyens hydrauliques afin de déplacer le second arbre de la position retirée vers la position étendue et pour ensuite commander le moteur cylindre-piston hydraulique en engagement avec le second anneau du second arbre et pour commander le moteur cylindre-piston hydraulique 25 pour déplacer le second anneau hors d'engagement avec le second arbre et pour ensuite commander le second arbre pour le déplacer par rapport au premier arbre de sa position étendue vers la position retirée. 10. Dispositif selon la revendication 9» caractérisé en ce 30 que des arrêts sont prévus pour limiter le mouvement du second arbre par rapport au premier arbre dans les deux directions de déplacement.