Brevet FR2061536A1 — publié le 19710625

La présente invention est relative au montage des éléments ou pales de rotors, notamment pour hélicoptères, et elle concerne plus particulièrement un mécanisme de montage dans lequel les moments de flexion engendrés dans la pale du rotor sont transmis à une fusée du moyeu du rotor. Les pales du rotor principal et du rotor de queue ou hélice anticouple des hélicoptères sont généralement attachées à des fusées montées sur l'arbre moteur, autour de l'axe desquelles les pales peuvent tourner pour le changement de pas, et auxquelles les pales sont généralement fixées de façon à peu près rigide suivant les autres axes. Les pales du rotor principal et du rotor de queue sont soumises à des moments de flexion sous l'effet des variations cycliques des forces de portance ou de poussée exercées par les pales dans le vol de translationw Cette variation cyclique résulte du fait que, pendant la moitié de sa révolution, la pale avance dans le vent relatif tandis que, pendant l'autre moitié de sa révolution, elle recule par rapport au vent relatif.Par conséquent, lorsque l'hélicoptère vole en translation, la pale subit, pendant toute la durée de sa rotation, des efforts et des moments de flexion qui varient cycliquement et qui doivent étre transmis à la structure porteuse par l'intermédiaire de la fusée du moyeu. Un but de l'invention consiste donc à réaliser un dispositif de montage de pale de rotor dans lequel les moments de flexion dt- une pale de rotor sont transmis à la fusée du moyeu du rotor en un point où le rayon de courbure est relativement grand, pour éviter ainsi les concentrations de contraintes. Suivant l'invention, les contraintes engendrées dans la fusée du moyeu du rotor par les moments de flexion d?un rotor sont ré- duites au minimum. Un autre but de l'invention est de réaliser un montage de ro tor de queue dans lequel les moments de flexion d'une pale du ro tor sont transmis à la fusée du moyeu du rotor en un point où le rayon de courbure est relativemert grand, pour éviter ainsi les concentrations de contraintes. Suivant l'invention, pour transmettre les moments de flexion engendrés dans une pale de rotor d'hélicoptère avec le minimum de contraintes à une fusée on réalise un dispositif comprenant un organe d'assemblage placé à une extrémité de cette fusée, une Zor- ge périphérique juxtaposée à cet organe et une articulation montée sur cette fusée et destinée à porter une attache de pied de pale. Une bague de transmission est montée dans ladite gorge, entre l'articulation de l'attache de pied de pale et ltorgane d'assemblage pour isoler cet organe des fortes concentrations de contraintes. D'autres caractéristiques et avantage-s de l'invention apparaî- tront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné unlquement à titre d'exemple - la Fig. 1 est une vue de la queue d'un hélicoptère, montrant les pales du rotor montées en position de fonctionnement; la Fig. 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif de montage du rotor de queue suivant l'invention; - la Fig. 3 est une vue en coupe d'une partie du moyeu sur lequel les pales du rotor sont montées, cette vue servant à montrer la façon dont l'effort exercé sur la pale du rotor est transmis à la fusée. Sur la Fig. 1, on a montré un rotor de queue, désigné dans son ensemble par la référence 10, qui comprend des pales 11 et 12 montées sur le moyeu 13 du rotor pour tourner autour d'un axe 14. Le moyeu 13 du rotor est accouplé à l'arbre de sortie 15 d'un réducteur 16 à engrenages qui est lui-même monté sur la partie de queue 17 (représenté de façon partielle). Les pales 11 et 12 du rotor sont accouplées au moyeu 13 au moyen d'attaches constituées par des chapes, 18 et 19 respectivement, dont chacune est munIe d'un guignol de pas, qui sert à commander le pas des pales Le guignol de pas de la chape 18 est accouplé à la tte 21 de pas collectif au moyen d'une biellette 22. De même, le guignol de pas de la chape 19 est également accouplé à la tête 21 de pas collectif par une biellette de commande (non représentée) qui est analogue à la biellette 22. Un tube de commande du pas collectif (non représenté) est monté à l'intérieur de l'arbre de sortie 15 du réducteur 16 et relié à la tête 21. Pour faire varier le pas des pales 11 et 12 du rotor, le pilote met le tube de commande du pas collectif en position d'extension ou en position rétractée à l'intérieur de l'arbre de sortie 15 du réducteur 16, pour éloigner ou rapprocher la tête 21 du moyeu 13. Le déplacement de la tête 21 fait tourner les pales 11 et 12 du rotor autour de leurs fusées respectives, qu'on décrira dans la suite, en faisant ainsi varier le pas des pales du rotor. La Fig. 2 est une vue en perspective éclatée de l'accouple ment du rotor de queue, qui transmet lteffort de la pale soumise à des contraintes de battement à la fusée 26, en un point où le rayon de courbure est relativement grand. Un congé arrondi 27 forme la transition entre le moyeu 13 et la partie cylindrique de la fusée 26. La fusée 26 comprend une gorge de transmission 28, une gorge 29 de dégagement des filets, et une partie terminale filetée 31. Une fusée 32, analogue par sa construction à la fusée 26, et décalée de 180 par rapport à celle-ci, constitue le support pour le montage de la pale 12 du rotor sur le moyeu 13. Sur la Fig. 2, on n'a représenté que l'articulation de la pale 11 du rotor, étant entendu qu'un mécanisme d'articulation analogue est utilisé pour relier la pale 12 du rotor à la fusée 32. La pale 11 est boulonnée à la chape 18 par des vis à métaux 36 et 37. Une entretoise cylindrique 38 est montée dans la cavité 39 de la chape 18. Cette cavité 39 comprend une partie terminale filetée 41. Une bague 42 à section arrondie est montée sur la fusée 26, au niveau du congé 27, pour former un point de référence pour les autres parties du mécanisme d'articulation de la pale. Une garniture d'étanchéité 43 encercle la surface externe de la bague arrondie 42 pour former un écran entre l'atmosphère et les pièces de l'articulation, afin d'empocher les poussières et les particules étrangères d'user les pièces usinées à des tolérances étroites. Un écrou 44 de retenue de la chape, qui comprend une partie filetée 46. : destinée à coopérer avec la partie filetée 41 de la cavité 39, est monté sur la fusée 26. Le diamètre intérieur de l'écrou 44 de retenue de la chape est tel qu'il existe un certain intervalle entre la fusée 26 et cet écrou afin de permettre à l'écrou de tourner par rapport à la fusée. La garniture d'étanchéité 43 est maintenue en place par un presse-garniture 47 qui présente une périphérie extérieure conique complémentaire de la forme intérieure conique de l'écrou 44 de retenue de la chape. Les divers éléments ne doivent pas être considérés comme assemblés nécessairement dans l'ordre dans lequel on les décrit dans la présente description. Contre l'extrémité de la bague arrondie 29, sont juxtaposées, en direction de la partie filetée 31, une ou plusieurs rondelles de calage 48 qui servent à définir la position de la bague de transmission 52, comme on le décrira dans la suite. Deux roulements à billes 49 et 51, qui comprennent des surfaces de portée inclinées ainsi que des surfaces de portée radiales, sont emmanchés à force sur la fusée 26. A leur suite, une bague de transmission 52 en deux partiès est montée dans la gorge de transmission 28. Cette bague de transmission 52 est composée de deux parties semi-circulaires, qui présentent une surface interne arrondie complémentaire de la courbure de la gorge de transmission 28. Cette bague est maintenue en place et coincée dans la gorge par une bague de coincement 53 qui présente une périphérie interne conique. La bague 42 à profil arrondi, les roulements 49 et 51, la bague de transmission 52 et la bague de coincement 53 sont maintenus en position sur la fusée 26 par un écrou 54 qui est lui-même monté sur la partie filetée 31. Un jeu d'éléments analogues est nécessairement prévu dans le mécanisme d'articulation qui sert à relier la pale 12 du rotor à la fusée 32. il n'est donc pas nécessaire de représenter sur le dessin le mécanisme d'articulation~de la pale 12. La Fig. 3 montre le mécanisme d'articulation de la Fig. 2 assemblé pour soutenir la pale Il du rotor sur la fusée 26. Dans le moyeu 13 du rotor représenté, la fusée 26 est perpendiculaire à 1'axe de rotation 14; le moyeu est entraîné par l'arbre de sortie 15 qui émerge du réducteur 16 (Fig. 2). Suivant l'invention, la chape 18 du rotor est fixée à la fusée 26 de la façon suivante. Tout d'abord, on emmanche la bague 42 à profil arrondi sur la fusée 26, à force, jusqu a ce qu'elle s' appuie sur le congé arrondi 27. Ensuite, on enfile l'écrou 44 de retenue de la chape sur la fusée 26 et on glisse la garniture d'étanchéité 43 sur la bague 42. Ensuite, on monte le presse-garniture 47 en position et on presse la garniture 43 dans l'intervalle formé entre la bague 42 et le pressegarniture.Après cela, on emmanche sur la fusée 26 le roulement 49, puis le roulement 51. On place ensuite la bague de transmission 52 dans la gorge de transmission 28, en l'appliquant contre la bague du roulement 51. On place ensuite la bague de coincement 53 sur la bague de transmission 52 de telle façon que la surface externe conique de la bague fendue soit en contact avec la surface interne conique de la bague de coincement. On place maintenant la ou les rondelles de calage 48 sur la fusée 26, entre la bague 42 et la bague de roulement 49. Le nombre de rondelles de calage 48 qui sont montées sur la fusee 26 est tel que la bague fendue 52 s'ap puie dans la partie extérieure de la gorge de transmission 28. Ceci est représenté sur la Fig. 3, sur laquelle le bord du roulement 51 déborde au-delà de l'arête de la gorge de transmission 28. Après avoir monté le nombre voulu de rondelles sur la fusée 26, on serre l'écrou 54 sur les filets 31 pour emboîter la bague de coincement 53 à force sur la bague de transmission 52. A la suite du montage des éléments qu'on a décrits jusqu'à présent, on glisse l'entretoise cylindrique 38 sur l'ensemble, en la mettant en contact avec les surfaces externes des roulements à billes 49 et 51. Finalement, on emmanche la chape 18 du rotor sur l'entretoise 38 et on visse l'écrou 44 de retenue de la chape dans les filets 41 de la cavité 39 pour placer la chape en position appropriée. Dans certaines applications-, il peut être souhaitable de monter des cales 56 entre le bord rabattu de l'entretoise cylindrique 38 et la surface externe de la bague du roulement 51. Ces cales servent à fixer avec précision la position de l'axe des vis 36 et 37 par rapport à l'axe 14. En fonctionnement, le moment de flexion engendré par. la pale 11 du rotor est transmis à la fusée 26 par l'intermédiaire de la bague de transmission 52 en deux parties qui reçoit la poussée de la bague du roulement 51. Bien que l'on ait décrit le mécanisme de montage dans son application à un rotor de queue, il va de soi que ce mécanisme peut être utilisé dans d'autres applications, par exemple dans le rotor principal. R E V E N D I C A T I O N S 1. - Dispositif servant à transmettre un moment de flexion exercé dans une attache d'élément de rotor au moyen de ce rotor, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend une fusée fixée au moyeu du rotor et comportant, à une extrémité, des moyens d'assemblage, et une gorge périphérique qui est adjacente à ces moyens d'assemblage, des moyens d'articulation montés sur la fusée pour supporter l'attache, une bague de transmission placée dans ladite gorge, en contact avec les moyens d'art-iculation, et des organes qui sont en contact avec lesdits moyens de retenue et qui servent à fixer la bague de transmission et les moyens d'articulation de la fusée. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des organes de coincement interposés entre les moyens de retenue et la bague de transmission pour engager à force cette bague dans ladite gorge, et l'appliquer contre les moyens d'articulation. ).- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments qui servent à fixer la position de la bague de transmission lorsqu'aucun moment de flexion ne s 'exerce dans 1 attache. 4.- Dispositif servant à transmettre un moment de flexion exercé dans une attache d'élément de rotor à un moyeu de rotor, caractérisé en ce qu'il comprend une füsée fixée au moyeu du rotor, présentant une extrémité filetée et une gorge périphérique dont le rayon de courbure est grand comparativement au rayon de courbure de ladite extrémité filetée, cette gorge étant adjacente à l'extrémité filetée, un dispositif de roulement monté sur la fusée pour réaliser le montage rotatif de l'attache, une bague de transmission encastrée dans ladite gorge et en contact avec le dispositif de roulement et des moyens de retenue montés sur ltex- trémité filetée pour fixer la bague de transmission et le dispositif de roulement sur la fusée. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comprennent une bague de coincement présentant une surface interne conique en contact avec ladite bague de transmission. 6. - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une cale en contact avec le dispositif de roulement, à l'opposé par rapport à la bague de transmission, et qui sert à fixer la position de cette bague de transmission lorsque le moment de flexion exercé dans l'attache est nul. 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la bague de transmission comprend deux parties semi-circulaires dont chacune présente une surface interne de rayon de courbure à peu près égal au rayon de courbure de la gorge périphérique. 8.- Mécanisme d'articulation servant à relier un élément de rotor soumis à des contraintes de battement à un moyeu de rotor,ce mécanisme étant caractérisé en ce qu'il comprend une attache d'élément de rotor qui est fixée à cet élément de rotor, une fusée fixée au moyeu du rotor et présentant une extrémité filetée et une gorge périphérique dont le rayon de courbure est grand comparativement au rayon de courbure de l'extrémité filetée, cette gorge étant adjacente à ladite extrémité filetée, une bague à section arrondie montée sur la fusée, à l'extrémité de celle-ci qui est attachée au moyeu du rotor, un presse-garniture situé à un certain écartement de la bague à profil arrondi et qui forme, entre luimême et cette bague, un intervalle constituant une gorge périphérique, une garniture d'étanchéité montée dans ladite gorge périphérique formée entre le presse-garniture et la bague à section arrondie, un dispositif de roulement monté sur la fusée, contre la bague à section arrondie, pour réaliser le montage rotatif de l'attache d'élément de rotor, une bague de transmission placée dans la gorge périphérique de la fusée, en contact avec le dispositif de roulement, à l'opposé de la bague à section arrondie, et des moyens de retenue en prise avec l'extrémité filetée de la fusée et qui servent à fixer la bague de transmission, le dispositif de roulement, le presse-garniture et la bague à section arrondie sur la fusée. 9.- Mécanisme suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une cale placée entre la bague à section arrondie et le dispositif de roulement pour soumettre la bague de transmission à une précontrainte. 10.- Mécanisme suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une entretoise cylindrique placée entre le dispositif de roulement et l'attache d'élément de rotor. ll.- Mécanisme suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un écrou de retenue de l'attache qui sert à fixer l'attache d'élément de rotor au dispositif de roulement. 12.- Mécanisme suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il présente une gorge de dégagement des filets,pratiquée dans la fusée, entre la gorge périphérique de cette fusée et l'extrémité filetée de cette fusée.