Brevet FR2571016A2 — publié le 19860404

FR 2571016 A2 19860404 FR 8415501 A 19841001 Le brevet déposé le 21 Novelnbre 1983 sous le N 8318490 concerne un dispositif de montage d'une hélice sur son arbre pour lequel l'hélice n'est pas centrée par une alésage conique sur un arbre conique, mais est centrée sur un arbre cylindrique par l'intermédiaire, d'une part d'un jeu de bagues coniques minces comprimées l'une dans l'autre, et d'autre part par une douille cylindrique qui est vissée sur la face arrière de l'hélice et est frettée à froid contre une partie cylindrique de l'arbre.L'objet de la présente addition est une simplification du dispositif décrit dans le brevet principal, ceci tant au point de vue forme et nombre de pièces que du point de vue encombrement: Coté face avant 1 du moyeu de l'hélice, rien n'est changé par rapport au brevet principal, si ce n'est que la cale 19 qui comprime les bagues coniques minces 12 & 13 contre la douille 50 est poussée par une rondelle belleville 51 qui est elle meme comprimée par le manchon d'étanchéité 39 qui est serré sur la face avant 1 de l'hélice par les vis 15; le but de cette rondelle belleville 51 est de simplifier le réglage de l'épaisse de la cale 19. Les bagues coniques minces 12 & 13 peuvent avantageusement etre réalisées en bronze auto lubrifiant.C'est du cesté face arrière 2 de l'hélice que la présente addition al > portc des avantages importants de simplification et d'encombrement, ceci par la mise en valeur: 1) des techniques de collage qui ont fait beaucoup de progrès au cours de ces dernières années, ceci en collant dans le moyeu de l'hélice une douille réalisée dans un tube d'acier,ou de fonte centrifugée, au lieu d'avoir une douille d'acier avec flasque qui est vissée avec grande précision sur la face arrière 2 de l'hélice. 2) des possibilités des cannelures en développante de cercle avec centrage sur flanc pour transmettre un couple élevé avec un encombrement réduit; le frettage à froid de la douille cannelée sur l'arbre cannelé étant réalisé avec un serrage réduit par rapport au brevet principal, ceci par le fait que le frettage à froid a comme unique but de suprimer le jeu de montage des cannelures en assurant un centrage sans jeu et non de transmettre le couple de propulsion ainsi que son effort de poussée. En conséquence la douille peut être montée sur l'arbre sans avoir besoin de dégraisser, ce qui facilite le montage. Les éfforts de poussée sont repris par un écrou approprié qui est vissé sur la douille et au moins une vis appropriée qui est vissée dans. l'arbre d'hélice.Pour une longueur suffisante des cannelures sur l'arbre, ce sont les épaisseurs de l'écrou qui est vissé sur la douille qui détermine la position axiale de l'hélice sur son arbre, en cas de besoin, une cale d'épaisseur peut être interposée entre la douille cannelée et l'écrou. La figure ci annexée représente à titre indicatif et non limitatif le dispositif de montage d'une hélice stir son arbre selon la présente addition. La douille 50 est collée en 51 dans le moyeu de l'hélice, ceci d'une manière connue; le collage ne se fait pas sur toute la longueur du moyeu mais un chambrage 52, coté face arrière 2 de l'hélice, est réservé pour permettre, sans créer de contraintes anormales dans la douille 50, de comprimer la partie 53 de la douille 50 contre la partie cannelée 54 de l'arbre 5.Cette partie 53 de la douille 50 cornporte à l'extérieur un cone 55 dont l'angle est voisin de 10 et à l'intérieur, des cannelures en développantes 56 pour centrage sur flanc éxécutées d'une Iiianière connue selon norme Française E 22-141 ou toute autre norme similaire. La partie cannelée 54 de l'arbre 5 est également éxécutée selon les normes précitée, ceci pour montage libre, donc avec un jeu non négligeable. I1 éxiste des quantités importantes de machines outil dans le monde qui sont capables d'éxécuter ces usinages pour des prix très abordables, -les controles se font avec des inslruiiients classiques et il n'y a pas besoin, comn,e pour les cones, d'avoir des calibres de controle spécifiques à chaque type d'hélice.Après montas de l'hélice sur son arbre, des arrondis d'entré facilitant d'une manière connue l'introduction des cannelures femelles 56 de la douille 50 sur les cannelures males 54 de l'arbre 5, le disque 57, qui a un alésage conique 58 correspondant au cone 55 de la partie 53 de la douille 50, est mis en place. L'écrou 59 est alors vissé sur le filetage 60 de la douille 50 ceci jusqu'à ce que l'extrémité arrière de la douille 50 soit en contact avec l'écrou 59. La vis 61 est alors vissée dans l'arbre 5 à l'aide du filetage 62, les trous 63 servant à recevoir les ergots de la clef de serrage; pour faciliter le serrage , en se servant d'un treuil par exenlple, la clef ( non représentée sur la figure ) peut être plaquée contre la tette de la vis 61 à l'aide d'une vis qui est vissée dans le trou fileté 64.Lors des blocages de l'écrou 59 et de la vis 61, blocages qui définissent la position axiale de l'hélice sur son arbre 5, les vis 65 ( une douzaine de vis réparties d'une façon équidistante sur le mênie rayon de percage ) ainsi que les contre écrous 66 sont dévissées.\ Après blocage de l'écrou 59 et de la vis 61, le disque en acier 57 est tourné sur les cones 55, 58 pour mettre les trous borgnes 67 en face des têtons 68 des vis 65; les vis 65 sont alors vissées dans l'écrou 59 pour mettre les têtons 68 en contact avec les fonds des trous borgnes 67.Ensuite, comme il est habituel de le faire pour les disques de frettage à froid, les vis 65 sont serrées les unes après les autres dans un ordre déterminé et chaque fois d'une valeur prédéterminée, ceci progressivement, pour déplacer axialement le disque 57 avec son cone 58 sur le cone 55 de la partie 53 de la douille 50; ce déplacement axial du disque 57 comprime la partie 53 de la douille 50 et élimine le jeu entre les cannelures en développante à centrage sur flanc 56 et 54 de la douille 50 et de l'arbre 5; lorsque le jeu est complètement éliminé, les contre écrous 66 sont alors sérrés contre l'écrou 59. Après les opérations précitées, les vis 15,coté face avant 1 de l'hélice, sont sérrées et freinées, ensuite la vis 61 est freinée par un moyen quelconque par rapport à écrou 59.Après ces opérations l'hélice est parfaitement assemblée sur son arbre et le casque 34 peut être fixé à l'aide des vis 69. I1 est évident que pour faciliter l'opération de collage, la partie 51 de la douille 50 ainsi que l'alésage correspondant de l'hélice peuvent etre léger ment coniques, usinages qui sont plus délicats que les usinages cylindriques mais qui, pour ce collage, n'ont pas besoin d'avoir les précisions requises pour les montages d'hélice habituels " arbre conique dans alésage conique avec ou sans clavette". I1 est évident que sans rien changer au caractère de l'invention, ce dispositif d'assemblage peut etre utilisé pour assembler autre chose qu'une hélice sur son arbre, par exemple une turbine hydraulique ou un volant d'inertie; la douille 50 peut également être l'arbre lent creux d'un réducteur de vitesse. La figure ci annexée représente à l'échelle 1/8 une hélice et un arbre capables de transmettre 29000 CV à 122 t/m avec un effort de poussée de 2000 KN. I1 y a 60 cannelures en développante module 10 avec une longueur utile de 120 mm, ceci fait pour le couple nominal une pression spécifique sur les cannelures de 80 N/mm2 et une torsion à fond de cannelures ,pour l'arbre, de 40 N/mm2. La torsion sur la douille est de 55 N/mm2. La composante torsion, traction sui la partie collée a une contrainte de 3,4 N/mm2. Pour les tolérances d' usinage des cannelures en développante selon la norme E 22-141, la course axiale du disque 57 pour élimination complète du jeu se situe entre 1 et 2 mm. Toutes ces valeurs montrent que cet assemblage est parfaitement viable. I1 est à noter que, pour les opérations de montage et de démontage de l'hélice, la vis 61 peut hêtre remplacée par la tige ou la vis d'un verin mécanique ou hydraulique dont le corps est alors vissé sur l'écrou 59, ce verin permet alors de pousser ou d' extraire l'hélice par rapport à son arbre; ceci est particulièrement pratique pour les changements de grosses hélices sous l'eau, sans avoir besoin de passer en calle sèche. REVENDICATIONS 1) Dispositif de montage d'une hélice sur son arbre selon brevet déposé le 21 Novembre 1983 sous le NO 8318490 caractérisé en ce que une douille (50) est collée à l'intérieur de l'alésage (51) de l'hélice, la partie arrière (53) de cette douille (50) comportant sur sa partie extérieure un cone (55) et sur sa partie intérieure des cannelures en développante (56) pour centrage sur flanc, ces cannelures (56) étant sur des cannelures correspondantes (54) taillées pour montage libre avec centrage sur flancs sur l'extrémité arrière de l'arbre d'hélice (5), un disque (57) à alésage conique (58) étant appliqué contre la partie conique (55) de la douille (50) et un déplacement axial du disque (57) réalisant une compression de la partie arrière (53) de la douille (50) pour éliminer le jeu de montage entre les cannelures (56) de la douille (50) et les cannelures (54) de l'arbre (5), un centrage sur flanc sans jeu étant ainsi réalisé. 2) Dispositif de montage d'une hélice sur son arbre selon revendication 1 de la présente addition caractérisé en ce que la douille (50) comporte à son extrémité arrière un filetage (60) sur lequel un écrou (59) est vissé, cet écrou (59) étant rendu solidaire de l'arbre (5) par au moins une vis (61), une pluralité de vis (65) vissées dans la partie extérieure de l'écrou (59) servant à déplacer axialement le disque (57) sur la partie conique 555) de la douille (50).