Brevet FR2126409A1 — publié le 19721006

-1" 2126409 La présente invention concerne les hélicoptères et vise notamment un dispositif de repliage des pales de rotor, mû par un moteur. les dispositifs connus de repliage des pales de rotor d'un 5 hélicoptère, mus par un moteur, comprennent des mécanismes hydrauliques et électriques. Les mécanismes de type hydraulique utilisent un vérin et une transmission mécanique pour chaque pale de rotor. Mis à part les problèmes d'alimentation en fluide sous pression du dispositif de pivotement ils comportent généralement des méca-10 nismes de verrouillage actionnés séparément, ce qui nécessite un équipement compliqué de fonctionnement séquentiel. Les mécanismes de type électrique utilisent un réducteur mécanique qui, du fait des restrictions de place, doit être monté à l'extérieur du contour de la pale ou de la monture de la pale. Ces mécanismes compor-15 tent eux aussi des dispositifs de verrouillage à commande séparée. Ces deux types de mécanisme sont donc compliqués et lotirds et leur forme aérodynamique est imparfaite, ce qui pose des problèmes de fiabilité et d'entretien et impose de sérieuses limitations de fonctionnement du fait du poids accru des caractéristiques élevées 20 de traînée. L'invention a pour objet un dispositif de repliage de pales d'hélicoptère, mû par un moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur dont l'arbre de sortie est agencé de manière à entraîner un réducteur à rapport élevé, concentrique à l'axe-charnière au-25 tour duquel la pale pivote, et des organes qui coopèrent, avec l'arbre de sortie du moteur pour verrouiller automatiquement la pale de rotor lorsque le moteur est arrêté. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et à l'examen des dessins annexés, qui re-30 présentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue partielle latérale et en coupe d'un mode de réalisation préféré de l'invention incorporé au système de rotor d'un hélicoptère. 35 La figure 2 est une vue en plan du mécanisme de la figure 1. Sur les dessins, l'extrémité intérieure d'un bras 11 est reliée à l'extrémité extérieure d'un bras 12 par une charnière 13. L'extrémité intérieure du bras 12 est montée sur des paliers de changements de pas 14 disposés sur un prolongement 25 d'un moyeu 72 06425 -2- 2126409 de rotor (non représenté) et l'extrémité extérieure du bras 11 peut être raccordée à une pale de rotor non représentée. Les efforts centrifuges sont absorbés par une tige de liaison 35. Un élément annulaire 15 est cl ave té en 26 dans un alésage 5 formé dans l'extrémité intérieure du bras 11 qui s'encastre entre les branches d'une fourche 16 qui termine l'extrémité extérieure du bras 12. L'élément annulaire 15 est retenu dans des alésages formés dans les branches 16 par des organes de retenue 17 et 18 respectivement qui sont vissés sur les branches 16 et servent de 10 surfaces de roulement dans lesquelles l'élément 15 peut pivoter. Un moteur électrique 19 est vissé sur l'organe de retenue 17 de façon que l'arbre de sortie 27 du moteur coïncide avec l'axe de la charnière 13. L'arbre de sortie 27 entraîne un réducteur de rapport élevé 20 par l'intermédiaire d'un train épicycloïdal 24,1e 15 réducteur 20 étant concentrique à l'axe-chamière. Des dents formées sur la sortie du réducteur 20 engrènent en 21 avec des dents formées dans l'alésage de l'élément annulaire 15 afin de faire pivoter ce dernier dans les surfaces de roulements ménagées dans les organes de retenue 17 et 18, respectivement. Tout pivotement 20 ainsi obtenu est transmis par la partie clavetée 26, de sorte que le bras 11 pivote autour de la charnière 13 avec la pale de rotor qui lui est fixée. Un frein électromagnétique 22, qui est logé dans un carter 28 autour de l'arbre de sortie 27 fonctionne de manière à bloquer 25 l'arbre 27 lorsque l'alimentation en courant électrique du moteur 19 cesse et à le libérer lorsque le moteur 19 marche. Le carter 28 sert également de support à des axes 29 qui comportent des paliers sur lesquels sont montés les pignons 30 du train épicycloïdal 24. Des couvercles protecteurs 23 sont montés sur les organes de 30 retenue 17 et 18 pour empêcher l'infiltration de la poussière et de l'humidité. Le réducteur à rapport élevé 20 représenté dans ce mode de réalisation avantageux de l'invention est un réducteur à déformation ondulatoire ou élément d'entraînement harmonique.Le principe 35 et le fonctionnement de ce type de réducteur sont décrits dans le brevet britannique N° 790 171 et ne font pas partie de la présente invention , son agencement n'étant décrit que brièvement, dans le cadre de son application à la présente invention. 72 06425 - 3 - 2126409 Le train épicycloïdal 24 entraine un générateur d'ondes à deux lobes 36 qui tourne dans un palier 31 disposé dans l'organe de retenue 18. Le générateur d'ondes 36 coopère par l'intermédiaire de paliers 32 avec une couronne dentée déformable 33 comportant 5 des jeux supérieur et inférieur de dents d1engrènement .Le jeu inférieur de dents d1engrènement engrène avec une denture fixe 34 formée sur l'élément de retenue 18 et le jeu supérieur des dents d'engrènement fait partie des dents de sortie 21 qui engrènent avec des dents formées dans l'alésage de l'élément annulaire 15.La 10 rotation du générateur d'ondes 36 provoque la venue en prise des jeux supérieur et inférieur de dents sur la couronne dentée déformable 33 avec les dents du réducteur fixe 24 et de l'élément annulaire 15 en deux points diamétralement opposés, la réduction étant déterminée par le nombre de dents en prise. Dans l'agence-15 ment particulier représenté, qui est du type double ou différentiel, on obtient des réductions et des puissances de couple extrêmement élevées, pour un encombrement et un poids réduits. Les cotes suivantes, utilisées de façon non limitative dans la présente invention donnent -un rapport de réduction dans l'élément d'en- 20 traînement harmonique de 1007 à 1 „ Nombre de lobes de générateur d'ondes 2 Nombre de dents du jeu inférieur sur la couronne dentée déformable 292 Nombre de dents correspondantes sur le réducteur fixe 294 2 5 Pas diamétral. 48,47 Nombre de dents du jeu supérieur sur la couronne dentée déformable 253 Nombre de dents correspondantes sur l'élément annulaire 255 30 Pas diamétral » 42 Couple de sortie -maximum en fonctionnement 23,77 kg/ en? Couple de sortie maximum statique 49,44 kg/cm^ 35 Dans le mode de réalisation représenté, le train épicycloïdal de réduction 24 a un rapport de réduction de 6 à 1 , ce qui donne une réduction totale de 6042 à 1. 72 06425 -4- 2126409 le niveau élevé de couple de sortie statique est une caractéristique de l'élément de type différentiel décrit et procure un avantage irréversible qui empêche les surcharges momentanées de la pale, du fait par exemple des bourrasques de vent pendant le re-5 pliage, d'inverser la source d'énergie. Il est possible cependant qu'un certain degré de "glissement" se produise, pour certaines conditions de vibrations, qui serait inacceptables dans le système de rotor d'un hélicoptère<> La présente invention évite un tel effet par l'emploi du 10 frein électromagnétique 22. Du fait que le rapport de réduction entre le moteur et le pivotement de la pale est très élevé, le moteur 19 et le frein 22 sont des organes peu encombrants et légers» Le moteur électrique 19 est un moteur de 2CV. Le frein 22 agit par l'intermédiaire du réducteur pour mainte-15 nir un couple de sortie bloqué élevé dans le système lorsque l'alimentation en courant du moteur 19 cesse. Il constitue donc un mécanisme très efficace de verrouillage des pales qui bloque solidement les pales dans toute position donnée. Lorsque le moteur 19 marche, le frein 22 libère l'arbre de sortie 27 pour permettre la 20 rotation à la sortie du réducteur 20 qui fait pivoter l'élément annulaire 15. Ce pivotement est transmis par la partie clavetée 26 qui fait pivoter le bras 11 et la pale de rotor qui lui est fixée autour de la charnière 13. Le pivotement du bras 11 peut être commandé automatiquement, 25 par exemple par des interrupteurs de fin de course dont le fonctionnement commande l'alimentation du moteur 19 en courant électrique. En plus d'un verrouillage en position extrême, c'est-à-dire complètement allongée et complètement repliée, la présente invention permet un verrouillage solide de la pale dans toute position in-30 termédiaire, lorsque le moteur cesse d'être alimenté en courant électrique. La présente invention permet ainsi d'obtenir un mécanisme de repliage des pales de rotor mû par un moteur, à la fois sûr et efficace, léger, simple et d'un entretien facile. Le système auto-35 matique de verrouillage incorporé évite l'emploi de mécanismes externes de verrouillage indépendants, ce qui contribue à simplifier le fonctionnement puisqu'on évite les complexités d'un verrouillage séquentiel des pales. Ceci, ajouté au fait que l'installation 72 06425 -5- 2126409 est disposée autour de l'axe de la charnière, signifie que du point de vue aérodynamique, le mécanisme de repliage est de ligne très épurée de sorte que la traînée est réduite au minimum. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de 5 réalisation décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. C'est ainsi qu'on peut utiliser une source d'énergie différen-10 te, bien qu'il soit évidemment plus avantageux d'utiliser la même source d'énergie pour le moteur et pour le frein. ' la présente invention peut s'appliquer à des systèmes de pales de rotor autres que celui décrit. Elle peut par exemple constituer les organes d'actionnement du dispositif de repliage décrit 15 dans la demande de brevet français N° 72 03.754 déposée le 4 Février 1972 par la Demanderesse, le rapport de réduction indiqué dans l'exemple décrit convient pour une application particulière et il est bien évident que ce rapport peut varier considérablement suivant les applications envisagées. 72 06425 -6- 2126409 -EETMBIOMIONS; 1.- Dispositif de repliage de pales d'hélicoptères, mû par un moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur dont l'arbre de sortie est agencé de manière à entraîner vin réducteur à rapport élevé, concentrique à l'axe-charnière autour duquel la pale pivote, 5 et des organes qui coopèrent avec l'arbre de sortie du moteur pour verrouiller, automatiquement la pale de rotor lorsque le moteur est arrêté. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes qui coopèrent avec l'arbre de sortie comprennent 10 un frein agencé de manière à bloquer l'arbre lorsque le moteur est arrêté et à libérer ledit arbre lorsque le moteur marche. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur et le frein sont mûs électriquement. 4.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, carac-15 térisé en ce que la charnière est^disposée à l'extrémité extérieure d'un premier bras qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir d'une tête de rotor. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le premier bras est monté de manière à pouvoir pivoter autour 20 de son axe longitudinal. 6o- Dispositif suivant la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément annulaire est monté de manière à pouvoir pivoter dans des alésages parallèles formés concentrique-ment à l'axe de la charnière dans une extrémité en forme de four-25 cke du premier bras, ledit élément annulaire portant sur son diamètre interne des dents pouvant engrener avec la sortie du réducteur à rapport élevé, et portant sur son diamètre externe un assemblage claveté pouvant coopérer avec un alésage formé à l'extrémité d'un deuxième bras disposé entre les faces internes de l'extrémité 30 en forme de fourche . 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'autre extrémité du deuxième bras peut être raccordée à une pale de rotor d'hélicoptère. 8.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, 35 caractérisé en ce que l'arbre de sortie du moteur entraîne un réducteur à rapport élevé par l'intermédiaire d'un train épicycloïdal. 72 06425 -7- 2126409 9.- Diepositif suivaxit l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le frein est disposé dans un logement fixé au carter du rr.oteur, ledit logement servant au montage des pignons du train épicycloïdal. 10.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 9» caractérisé en ce que le réducteur à rapport élevé comprend un engrenage à déformation ondulatoire.