Brevet FR2506187A1 — publié le 19821126

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une hélice à pales notamment, quoique non exclusivement, pour agitateur. Les hélices à pales sont généralement fabriquées par mise en oeuvre de procédés complexes et onéreux nécessitant soit un outillage important comme le moulage qui exige autant de modèles de fonderie qu'il y a de modèles d'hélice, soit des opérations délicates comme le soudage de pales sur un moyeu. En outre, ces procédés ne permettent pas d'obtenir des hélices d'une grande légèreté alors que c'est une de leurs qualités les plus recherchées. Lorsque, par exemple, ces hélices sont utilisées co me outil d'agitateur, leur légèreté permet d'utiliser pour leur entrainement des arbres de petit diamètre et présentant éventuellement un grand porte-a-faux. Le procédé selon l'invention vise à permettre la fabrication d'hélices à pales plates, très légères, très simples et d'un prix de revient très peu élevé. Ce procédé consiste à découper dans une feuille de matière rigide tel qu'en métal ou matière plastique, une étoile présentant autant de branches que l'on désire de pales, à replier chaque branche perpendiculairement au plan de l'étoile le long de sa ligne de Jonction avec le corps de l'étoile qui présente lui-même la forme d'un polygone régulier dont le nombre de côtés est égal à celui des pales, puis à replier d'un angle d'environ 900 chaque pale vers l'extérieur, c'est-à-dire dans le sens opposé à celui du premier pliage suivant une seconde ligne de pliage formant avec la première ligne de pliage un angle égal à l'angle d'incidence désiré pour l'hélice. De préférence, les deux lignes de pliagede chaque ranche d,l'ôfrfrsont sécantes à l'une de leurs estrémités, de manière à former entre elles et avec la partie du bord de la branche comprise entre leurs autres extrémités un triangle de fixation des pales. le second pliage en sens inverse du premier est fait a un angle de 90 si l'on désire un écoulement parallèle ou à un angle supérieur ou inférieur à 90 selon que l'on désire un écoulement divergent ou convergent. Suivant une autre caractéristique intéressante de l'invention, le côté de chaque triangle de fixation d'une pale formE par une partie de l'un des bords de la branche correspondante de ltétoile est affûté. Ce bord libre affûté, qui correspond à un bord d'attaque de l'hélice, peut Jouer le rôle de couteau cisaillant le produit à mélanger. Si on le désire, notamment pour les hélices de grand diamètre, on peut donner aux pales un galbe transversal. La formation de ce galbe peut être facilitée par l'exécution d'une encoche transversale à partir d'au moins une extrémité de la seconde ligne de pliage. Cette hélice peut être fixée à son arbre d'entrainement de toute manière appropriée. Par exemple, dans le cas où elle doit être fixée à l'extrômit libre de l'arbre, pour sa fixation, elle présente un trou central pour le passage d'une vis ôven- tuellement encadrée de deux nervures embouties aptes à s'engager dans deux encoches ménagées à l'extrémité libre de l'arbre considéré,de part et d'autre d'un trou taraudé destiné à recevoir la vis précitez. Dans le cas où cette hélice doit pouvoir être déplacée le long de son arbre d'entraînement, elle peut être fixée sur un moyeu par tout moyen approprié, ce moyeu pouvant lui-même être fixé à l'arbre par tout autre moyen approprié, tel que vis pointeau. La fixation de L'hélice contre un moyeu déplaçable le long de l'arbre peut être obtenue par collage, soudage ou sertissage. Par exemple, le corps central de l'hôlice présente un trou central de fixation et il est prévu un moyeu d'un diamètre supérieur à celui du trou central précité et présentant un prolongement d'un diamètre sensiblement égal à celui de ce trou, de manière à pouvoir être engag dans ledit trou, ce prolongement d'une longueur au plus égaie à l'ôpaisseur du corps de lthélice présentant, à son extrémité libre, des griffes de sertissage rabattables contre la face libre du corps de l'hélice. De préférence, le corps de l'hôlice présente à la périphérie de son trou central, des encoches dont chacune correspond à une griffe de sertissage du moyeu et est engageable au moins partiellement sur la griffe de sertissage considérée. Dans une variante, au lieu des griffes de sertissage, il est prévu, à l'une des extrémités du moyeu, une collerette de section triangulaire dont le diamètre correspond à l'alésage du trou central du corps dthélice et qui est apte à être refoulA contre la face libre de ce corps après engagement dans le trou central. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre de ce procôdô et quelques formes d'exécution de cette hélice: Figure 1 est une vue en plan de l'hélice après la première phase de son procédé de fabrication, ctest-à- dire après découpage Figure 2 en est une vue en plan après formage Figure 3 est une vue en perspective de l'hélice de figure 2 Figure 4 montre un mode de fixation de l'hélice de figures 2 et 3 à son arbre d'entrainement Figures 5 et 6 illustrent une variante du mode de fixation de cette hélice à son arbre d'entratnement. Comme le montre la figure i, cette hélice est obtenue par découpage dans une feuille de matière rigide, telle qu'une tôle d'acier inoxydable ou similaire d'une étoile 2, telle que celle illustrée sur la figure i, et qui présente autant de branches que l'hôlice doit comporter de pales. Dans l'exemple illustré sur le dessin, l'hélice comporte trois pales et, par conséquent, l'étoile 2 présente trois branches 2, 4 et 5 disposées à 1200 les unes par rapport aux autres. On réalise en meme temps que la découpe de cette étoile, la découpe d'un trou central 6. Le corps central de cette étoile à trois branches et qui constituera le corps central de l'hilice, a donc la forme d'un triangle équilatéral 7 auquel chaque branche est liée par une ligne de Jonction respectivement 3a, 4a et . Chaque branche est alors repliée à angle droit par rapport au corps central 7 suivant sa ligne de jonction audit corps qui constitue donc la première ligne de pliage. Selon le pas et l'angle d'incidenceou la pente d'hélice que l'on souhaite obtenir, on exécute un second pliage de chaque pale 3, 4 et Q en sens inverse du premier pliage et suivant une seconde ligne de pliage respectivement 3b, 4b et 5b qui fait avec la première ligne de pliage l'angle 8 déterminé par le pas et la pente précités. Dans un but de simplification et de meilleure résistance de cette hélice, les deux lignes de pliage de chaque bras de l'étoile sont sécantes à l'une de leurs extrémités. Ce second pliage est réalisé à angle droit si l'on souhaite un écoulement de fluide parallèle. Par contre, il peut être effectué à un angle légèrement inférieur ou légèrement supérieur à l'angle droit selon que l'on désire un écoulement convergent ou divergent. On obtient alors lthélice illustrée sur les figures 2 et 3 dont le prix de revient extrêmement peu élevé et la légèreté la rendent particulièrement intéressante. En effet, cette hélice n'est obtenue qu'a partir d'opérations extrême- ment simples susceptibles d'une mécanisation totale permettant sa fabrication d'une manière entièrement automatique. Chaque pale 3c, ic, 5c issue d'un bras 3, 4 ou de l'étoile 2, se trouve ainsi liée au corps central 2 par un triangle de fixation respectivement d, 4d et 5d, dont le côté libre respectivement 3e, 4e et Se peut être affûté de manière à présenter un tranchant pouvant Jouer le rôle de couteau de cisaillage, notamment dans le cas où cette hélice constitue ltoutil d'un agitateur Si on le désire, une opération supplémentaire d'emboutissage peut procurer à chaque pale 3c, 4c, Sc un galbe dont l'obtention peut être améliorée par ménagement, à l'une ou à chaque extrémité de chaque seconde ligne de pliage 3b, 4b, 5b d'encoches 9, tel qu'illustré en traits mixtes sur la figure 1, et dont la profondeur dépend de l'importance du galbe recherché. De par sa légèreté et sa simplicité de conception, cette hélice convient parfaitement à la réalisation d'outils d'agitateurs destinés à être fixés soit à l'extrémité libre, soit à un emplacement variable d'un arbre d'entrainement. Dans le cas où elle doit être fixée à l'extrémité libre de son arbre d'entratnement ii, suivant une forme d'exécution simple de l'invention, telle qutillustrée sur la figure 4, en même temps que l'on découpe l'étoile 2 et son trou central 6, on réalise par emboutissage de part et d'autre du trou 6, deux nervures 12 diamétralement opposées, aptes à être engagées dans deux encoches 13 ménagées à l'extrémité libre de l'arbre Il, de part et d'autre d'un trou taraudé 14 destiné à recevoir une vis de fixation li de cette hélice. Dans le cas où cette hélice doit pouvoir être déplacée le long de son arbre d'entrainement 11, comme l'illustrent les figures 5 et 6, elle est fixée à un moyeu 16 équipé d'un trou radial 17 taraudé pour recevoir une vis pointeau permettant de le bloquer en n'importe quel point de l'arbre 11, l'alésage 18 de ce moyeu 16 étant d'un diamètre correspondant à celui de l'arbre Il. La fixation de l'hélice 2 sur le moyeu i6 pourrait être réalisée par collage ou soudage. Toutefois, suivant une forme d'exécution simple de l'invention, le moyeu 16 pente une extrémité 16a décolletee au meme diamètre que le trou 6 du corps 7 de l'hélice, de manière à pouvoir être engagée dans ce trou. L'extrémité libre correspondante du moyeu 16 présente en outre des griffes li aptes å être serties sur la face libre du corps central 7 de l'hélice. Pour une meilleure immobilisation en rotation de l'hôlice 2 par rapport au moyeu 16, le trou central 6 présente, en correspondance de chaque griffe de sertissage 19, une encoche 21 apte à stengager au moins par tellement sur la griffe li correspondante. Dans une variante d'exécution du mode de fixation de l'hôlice 2 au moyeu 16 tel qu'illustré en traits mixtes sur les figures 5 et 6, à la place des griffes de sertissage 19, il est prévu une collerette 19a de section sensiblement triangulaire rabattable contre la face libre du corps central 7 de lthhtice 2 après engagement du prolongement 16a dans le trou central 6 de l'hélice 2. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seuls modes de mise en oeuvre de ce procédé, ni aux seules formes d'exécution de cette hélice qui ont été décrits ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1. - Procédé de fabrication d'une hélice à pales, caractérisé en ce qu'il consiste a découper dans une feuille de matière rigide tel qu'en métal ou matière plastique une étoila (2) -prôsentant autant de branches (3,4,5) que l'on désire de pales (3c,4c,5c), à replier chaque branche perpendiculairement au plan de l'étoile le long de sa ligne de Jonction (3a,4a,5a) avec le corps (7) de l'étoile (2) qui présente lui-même la forme d'un polygone régulier dont le nombre de côtés est égal à celui des pales, puis à replier d'un angle d'environ 906 chaque pale 2. - Procédé selon la revendication i, caractérisé en ce que les deux lignes de pliage (3a-3b,4a-4b,5a-5b) de chaque branche (c,4c15c) de l'étoile (2) sont sécantes à l'une de leurs extrémités, de manière å former entre elles et la partie (3e,4e,5e) du bord de la branche comprise entre leurs autres extrémités, un triangle de fixation (3d,4d,5d) des pales (3c,4e,5c). 3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second pliage en sens inverse du premier est fait à un angle de 900 si l'on désire un écoulement parallèle ou à un angle supérieur ou inférieur à 90 selon que l'on désire un écoulement divergent ou convergent. 4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le côté de chaque triangle de fixation (3d,4d,5d) d'une pale (3c,4c,5c) formé par une partie de l'un des bords de la branche (3,4,5) correspondante de l'étoile (2) est affûtô. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un galbe trans versal est donné aux pales (3c1.4c,5c). 6. - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour faciliter la formation du galbe de chaque pale (3c,4c,5c),-on exécute une encoche transversale (9) à partir d'au moins une extrémité de la seconde ligne de pliage (3b,4b,5b). 7. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas où elle doit être fixée a' l'extrémité libre de son arbre d'entratnement (11), l'hôlice (2) présente un trou central (6) pour le passage d'une vis (15). 8. - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps (7) de L'hélice (2) présente de part et d'autre du trou central (6) deux nervures embouties (12) diamétralement opposées et aptes à être engagées dans des encoches (13) ménagées pour les recevoir a l'extrômitô libre de l'arbre (11) de part et d'autre du trou taraudé destiné A recevoir la vis (15). 9. - Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 6, caractérisé en ce que dans le cas où elle doit pouvoir être déplacée le long de son arbre d'entrainement (11), l'hélice (2) est fixée sur un moyeu (16) par tout moyen approprié, ce moyeu (16) pouvant lui-même être fixé en n'importe quel point de l'arbre (11) par tout autre moyen approprié tel qu'une vis pointeau. 10. - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps central (7) de l'hôlice (2) présente un trou central de fixation (6) et il est prévu un moyeu (li) d'un diamètre supérieur à celui du trou central (6) et présentant un prolongement (16a) d'un diamètre sensiblement égal à celui du trou (6) de manière à pouvoir être engagé dans le trou (6), ce prolongement, d'une longueur au plus égale à l'épaisseur du corps (7) de lthélice présentant, à son extrémité libre, des moyens de sertissage rabattables contre la face libre (7) du corps de lthélice (2). 11. - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de sertissage rabattables contre la face libre du corps (7) de lthélice (2) sont constitués par des griffes (19). 12. - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le corps (7) de l'hélice (2) présente, à la périphérie de son trou central (6), des encoches (21) dont chacune correspond à une griffe de sertissage (19) du moyeu (16) et est engageable au moins partiellement, sur la griffe de sertissage (19) considôrôe. 13. - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de sertissage sont constitués par une collerette (19a) prévue à l'une des extrémités du moyeu (16), collerette de section sensiblementfriangu- laire et dont le diamètre correspond à celui de l'alésage du trou central (6) du corps (7) de lthélice et qui est apte à être refoulée contre la face libre de ce corps après engagement du prolongement (16a) dans le trou central (6).