Brevet FR2466394A2 — publié le 19810410

FR 2466394 A2 19810410 FR 8020925 A 19800930 Rotor pour appareil à voilure tournante La présente invention se rapporte à un perfectionnement de l'objet de la demande de brevet no 7807683 qui concerne un rotor pour appareil à voilure tournante, comportant des pales qui, par l'intermédiaire de palierspermettant des déplacements angulaires, sont montées mobiles en rotation sur la tête du rotor, et pour lesquelles une partie centrale de la tête du rotor comporte des supports s'étendant radialement vers l'ex- térieur, la partie centrale de la tête étant, d'une part, un corps intégral en matériau composite fibreux, dans lequel les supports de pales ont la forme d'une fourche dont les deux branches sont réalisées plates perpendiculairement au plan du rotor, et un raccordement étant, d'autre part, réalisé, dans chaque support de pale, entre les deux branches de la fourche et la pale ou le pied de pale correspondant, ce rac- cordement pouvant être soumis à compression dans le sens lon- gitudinal de la pale, mais permettant des déplacements angu- laires de cette dernière, et le pied de pale étant prolongé jusqu'au palier permettant des déplacements angulaires, qui est prévu au pied ou talon du support de pale, par une pièce intermédiaire enjambant le raccordement susceptible d'être soumis à compression. Ladite pièce intermédiaire peut faire partie intégrante de la pale de rotor ou du pied de pale, mais peut aussi être un composant amovible, que l'on peut retirer du pied de pale, par exemple sous la forme d'une fourche, selon la demande de brevet RFA P 28 27 320.3. Cepen- dant, le point commun à tous les modes de réalisation possi- bles de la pièce intermédiaire est que celle-ci constitue un prolongement du pied de pale dans le cadre d'un raccordement sans articulation de la pale. Etant donné que les pales de rotor sans articulation présentent une tendance aux vibra- tions instables, lorsque l'amortissement des mouvements de traînée est insuffisant, un objet de la présente invention est de mettre au point un dispositif d'amortissement appro- prié, qui soit d'une grande efficacité dans le sens des mouve- ments de traînée des pales, le mode de raccordement simple des pales restant maintenu dans un rotor du type précédement men- tionné. Ce problème est résolu, selon la présente invention, par le fait que la bague extérieure du palier permettant les déplacement angulaires de la pale est l'élément central d'une pièce façonnée qui est ajustée, de part et d'autre du support de pale, aux branches planes de fourche de celui-ci, et qu'un raccordement à grand pouvoir d'amortissement qui ne cède élas- tiquement qu'aux mouvements de ladite pièce dans le plan du rotor, est réalisé entre chaque branche de fourche et ladite pièce. Le dispositif d'amortissement est atcti palier per- mettant les déplacements angulaires de la pale. La présente 1F invention met à profit la connaissance du fait que ladite pièce intermédiaire qui s'appuie dans le palier permettant les déplacements angulaires de la pale, peut, en tant que prolongement du pied de pale, sous l'effet des efforts de flexion dus à la-traînée, servir en fait de levier, l'axe longitudinal (parallèle à l'axe de rotation du rotor) du raccordement susceptible d'être soumis à compression consti- tuant l'axe de pivotement du levier, dont le mouvement rela- tif par rapport au support de pale ou à ses branches de four- che conduit à une déformation par cisaillement du raccordement élastique entre les branches de fourche et la pièce façonnée montée.sur la bague extérieure du palier permettant les dépla- cements angulaires. L'importance de la déformation par cisail- lement ou.de la force d'amortissement du raccordement élasti- que qui est de préférence réalisé avec un élastomère, est es- sentiellement déterminée par la distance qui sépare ce raccor- dement de l'axe longitudinal du raccordement pouvant être soumis à compression, de sorte qu'en donnant une longueur appropriée à la pièce intermédiaire, on peut déjà obtenir un grand effet ou degré d'amortissement avec une force d'amortissement rela- tivement faible. Notamment dans le cas.d'un rotor comportant une bague extérieure de palier métallique, des plaques réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure de part et d'autre du support de pale, sont recouvertes d'une couche d'élastomère, une plaque de recouvrement métallique, assemblée par liaison de matière, constituant le lien entre chaque couche d'élasto- mère et la branche de fourche correspondante. De préférence, un raccordement est réalisé entre les plaques de recouvrement et les branches de fourche, au moyen de boulons qui traversent les deux branches de fourche de part en part et qui sont ajustés sans jeu dans les plaques de re- couvrement, mais ajustés avec un jeu radial qui est fonction de l'élasticité maximale de l'élastomère,-dans les plaques réa- lisées d'un seul tenant avec la bague extérieure. Selon une autre caractéristique additionnelle de la présente invention, les plaques réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure présentent des fentes longitudinales, de part et d'autre de cette dernière, dans une zone qui va au- delà du boulon correspondant, et chaque fente est comblée par au moins deux couches d'élastomère, et une plaque intercalaire - métallique dans laquelle le boulon est ajusté sans jeu, à l'exception d'un intersticesubsistant au fond de la fente en fonction de l'élasticité maximale de l'élastomère. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale verticale, - correspondant à la figure 3 de la demande de brevet no 78 07 683 - d'un bras de la partie centrale de la tête de rotor, en liaison avec un pied de pale, et - la figure 2 est une coupe, à plus grande échelle, selon II-II de la figure 1. Pour réaliser la suspension de chaque pale de rotor dans le support de pale 2 de fourche, ou bras de rotor, d'une partie centrale de la tête de rotor, le pied de pale 6 est prolongé, selon la demande de brevet no 7807683, à l'aide d'une pièce intermédiaire 6.1, au-delà d'un palier radial-axial en élas- tomère 8, jusqu'à un palier radial en élastomère 13. La pièce intermédiaire 6.1 peut,ainsi que cela est représenté sur le dessin, être reliée de façon amovible à une fourche 11, fixée dans le palier radial en élastomère 13, par l'intermédiaire d'un tenon 11.1, et faire partie intégrante du pied de pale 6, ou bien aussi être reliée de façon amovible de ce dernier. Dans le cadre de la présente invention, la pièce intermédiaire 1o 6.1 ne joue un rôle que dans la mesure o elle permet à un dispositif d'amortissement, réuni au palier radial en élasto- mère 13 par l'intermédiaire de la bague extérieure 13.1 de celui-ci, de mettre à profit le principe de la transmission des forces selon la loi du levier la pièce intermédiaire 6.1, servant de levier, dont l'axe de pivotement est constitué par l'axe longitudinal 7.1 du palier radialaxial en élastomère 8 (axe parallèle à l'axe de rotation du rotor), permet d'obtenir, en cas de sollicitation du pied de pale 6 par des efforts de flexion dus à la traînée, des forces relativement importantes en vue de la déformation par cisaillement des couches 13.2, 13.3, qui sont en un matériau élastomère ayant une grande capa- cité d'amortissment, par exemple du silicone, du polyuréthane, ou un mélange de caoutchouc. A cet effet, la bague extérieure 13.1 du palier radial en élastomère 13 est l'élément central d'une pièce façonnée qui, à l'aide de deux plaques métalliques 13.4, réalisées d'un seul tenant avec la bague, est ajustée, de part et d'autre du support de pale 2, aux deux branches de fourche 2.1, à faces planes, dudit support, ladite pièce façon- née étant, de part et d'autre, assemblée par liaison de matière (par exemple par vulcanisation) avec une couche d'élastomère 13.2 (pour chaque plaque métallique 13.4), par l'intermédiaire d'une plaque de recouvrement métallique 13.5, reliée à la cou- che d'élastomère par liaison de matière, sur la branche de four- che opposée 2.1. En même temps, un raccordement est réalisé en- tre les plaques de recouvrement 13.5 et les deux branches de fourche 2.1 du support de pale 2, à l'aide de deux boulons 13.6 traversant les deux branches de fourche de part en part, boulons qui sont ajustés sans jeu dans les plaques de recouvrement, tandis qu'ils sont ajustés dans les plaques métalliques 13.4, réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure 13.1, avec un jeu radial 13.7 qui est fonction de l'élasticité maximale de la couche d'élastomère 13.2. La pièce intermédiaire 6.1 du pied de pale 6 ou la bague extérieure 13.1 du palier radial en élastomère 13 peut, par conséquent, se déplacer par rapport au support de pale 2, dans le sens de traînée des pales, dans la mesure o le permet le jeu 13. 7 existant entre les boulons 13.6 et les plaques métalliques 13.4 prévues sur la bague ex- térieure 13.1, avec une déformation par cisaillement des cou- ches d'élastomère 13.2. Il en résulte un amortissement des mouvements de traînée des pales. Pour permettre une augmenta- tion supplémentaire du degré d'amortissement, on peut prévoir que les plaques métalliques 13.4, réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure 13.1, soient pourvues de fentes lon- gitudinales, de part et d'autre de la bague extérieure 13.1, dans une zone allant au-delà du boulon 13.6 correspondant, ainsi que le montre la figure 2, de sorte que deux couches d'élastomère supplémentaires 13.3, avec une plaque interca- laire métallique 13.9, soient insérées et ajustées dans cha- que fente 13.. Etant donné que, d'une part, chaque boulon 13.6 est aussi ajusté, sans jeu, dans la plaque intercalaire 13.9 correspondante, et que, lorsque les fentes 13.8 sont comblées, il subsiste à leur fond, un interstice 13.10 dont la largeur correspond à l'élasticité maximale des couches d'élastomère 13.3, et que, d'autre part, les couches d'élas- tomère 13.3 sont assemblées par liaison de matière, à la fois avec la plaque intercalaire correspondante 13.9 et avec la plaque métallique 13.4 correspondante de la bague extérieure 13.1, une déformation par cisaillement-et, de ce fait, un amor- tissement du mouvement de traînée des pales se produiront aussi dans ces couches d'élastomère supplémentaires 13.3 lors d'un mouvement de pivotement de la pièce intermédiaire 6.1 dans le plan du rotor. Ainsi, grâce à plusieurs raccordement en élastomère, à action simultanée, entre la bague extérieure 13.1 ou les plaques métalliques 13.4, réalisées d'un seul tenant avec cette bague, d'une part, et chaque branche de fourche 2.1 du- support de pale 2, d'autre part, on obtient, en intercalant les boulons 13.6, un amortissement efficace des mouvements de traînée des pales, et l'on satisfait en même temps à l'exi- gence qui veut que l'on puisse remplacer de façon simple le palier radial en élastomère 13. Le cas échéant, d'autres rac- cordements en élastomère peuvent être prévus entre la bague extérieure 13.1 et les branches de fourche 2.1, selon le prin- cipe ressortant de la figure 2. REVENDICATIONS 1. Rotor pour appareil à voilure tournante, comportant des pales qui, par l'intermédiaire de paliers permettant des déplacements angulaires, sont montées mobiles en rotation sur la tête du rotor, et pour lesquelles une partie centrale de ccrnxorte la tête du rotorCtes supports s'étendant radialement vers l'ex- térieur, la partie centrale de la tête étant, d'une part, un corps intégral en matériau composite fibreux, dans lequel les supports de pales ont la forme d'une fourche dont les deux branches sont réalisées plates perpendiculairement au plan du rotor, et un raccordement étant, d'autre part, réalisé, dans chaque support de pale, entre les deux branches de la fourche et la pale ou le pied de pale correspondant, ce raccordement pouvant être soumis à compression dans le sens longitudinal de la pale, mais permettant des déplacements angulaires de cette dernière, selon les revendications 1 et 4 de la demande de brevet no 7807683, et le pied de pale étant prolongé jus- qu'au palier permettant les déplacements angulaires de la pale, qui est prévu au pied ou talon du support de pale, par une pièce intermédiaire enjambant le raccordement susceptible d'être soumis à compression, caractérisé en ce que la bague extérieure (13.1) du palier permettant les déplacements angu- laires de la pale est l'élément central d'une pièce façonnée qui est ajustée, de part et d'autre du support de pale (2), aux branches planes de fourche (2.1) de celui-ci, et qu'un raccordement à grand pouvoir d'amortissement (couche d'élasto- mère 13.2, 13.3) qui ne cède élastiquement qu'aux mouvements de ladite pièce dans le plan du rotor est réalisé entre chaque branche de fourche et ladite pièce. 2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ceI edit raccordement à grand pouvoir d'amortis- sement et qui cède élastiquement est réalisé à l'aide d'un élas- tomère. 3. Rotor selon la revendication 1 ou 2, notamment rotor comportant une bague extérieure métallique (de palier), caractérisé en ce que des plaques (13.4) réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure (13.1) de part et d'autre du E support de pale 2 sont recouvertes d'une couche d'élastomère, une plaque de recouvrement métallique (13,.5) assemblée par liaison de matière, constituant le lien entre chaque couche d'élastomère (13.2) et la branche de fourche correspondante. 4. Rotor selon la revendication 3, caractérisé en qu'un raccordement est réalisé entre les plaques de recouvrement (13.5) et les branches de fourche (2.1), au moyen de boulons (13.6) qui traversent les deux branches de fourche de part en part et qui sont ajustés sans jeu dans les plaques de recouvrement (13.5), mais ajustés avec un jeu radial (13.7) qui est fonction de l'élasticité maximale de l'élastomère dans les plaques (13.4) réalisées d'un seul tenant avec la bague extérieure (13.1). 5. Rotor selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les plaques (13.4) réalisées d'un seul tenant avec la bague (13.1) présentent des fentes longitudi- nales, de part et d'autre de cette dernière, dans une zone qui va au-delà du boulon (13.6) correspondant, et que chaque fente (13.8) est comblée par au moins deux couches d'élastomère (13.3) et une plaque intercalaire métallique (13.9) dans la- quelle le boulon est ajusté sans jeu, à l'exception d'un. inter- stice (13.10) subsistant au fond de la fente en fonction de l'élasticité maximale de l'élastomère.