Brevet FR2685047A1 — publié le 19930618

La présente invention a pour objet un dispositif mécanique permettant à un objet solidarise radialement à un arbre menant par un axe de pivoter d'un angle précis autour dudit axe tout en etant entraîné en rotation par ledit arbre menant, ce dispositif s'appliquant particulièrement, mais non exclusivement, à la variation en vol du pas d'une hélice. On connaît déjà des dispositifs pour faire varier le pas d'une hélice, mais la plupart d'entre eux ne permettent de réaliser cette opération qu'au sol, moteur arrêté. Or la variation du pas d'une hélice présente un intérêt particulier pour certains épisodes du vol, à savoir soit le décollage, soit le vol proprement dit, soit l'atterrissage. Le fait de ne pouvoir intervenir sur la géométrie des hélices qu'au sol n'autorise donc que l'optimisation d'un des épisodes du vol. Pour pallier cette difficulté, des dispositifs ont eté proposés permettant de faire varier le pas d'une hélice pendant le vol, toutefois ces dispositifs sont soit complexes et coûteux, soit peu fiables. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif qui permet de faire varier en vol le pas d'un nombre quelconque d'helices, tout en étant de conception simple, réalisé avec peu de pièces et donc peu coûteux. Le dispositif objet de la présente invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte une broche cylindrique réalisée en un matériau de résistance mécanique élevée, comme l'acier, percée axialement d'un canal, comportant dans sa partie centrale deux gorges disposées longitudinalement, diametralement opposées, en forme de V largement ouvert, dont la découpe est hélicoïdale, les parois desdites gorges étant en tous points perpendiculaires à leur fond et une section transversale de ladite broche sur la longueur des gorges formant un disque comportant deux encoches carres ou rectangulaires diamétralement opposées. Conformément à l'invention, la broche cylindrique est associée à deux pignons coniques de forme et de dimensions identiques, munis intérieurement d'un perçage axial de diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur de la broche, dans la paroi duquel sont pratiquées, diamétralement opposées, deux gorges hélicoïdales de même courbure que celle des gorges de la broche, chaque pignon étant en outre percé radialement d'un orifice débouchant dans une des gorges. Encore conformément à l'invention, la broche est introduite étroitement, sans jeu, dans le perçage axial desdits pignons qui sont positionnes de manière que leurs ailes soient en regard et que les gorges dont ils sont munis soient en regard des gorges de ladite broche, de façon à former au niveau de chaque gorge un espace helicoïdal, formé en partie par une gorge de la broche et en partie par une gorge d'un pignon, espace dont la section transversale est en tout point un carre ou un rectangle. Conformément à l'invention, dans chacun des quatre espaces hélicoïdaux ainsi formés est placée étroitement, sans jeu, une clavette helicoïdale comportant un orifice fileté destiné à venir en regard de l'orifice radial correspondant du pignon, dans lequel est introduite une vis permettant la solidarisation des clavettes aux pignons. Les pignons sont positionnés sur la broche de part et d'autre de la pointe du V aplati que forme longitudinalement chaque gorge, le déplacement longitudinal d'un pignon sur ladite broche entraînant la rotation dudit pignon. Encore conformément à l'invention, un pignon conique est interposé et engrène entre les deux pignons de la broche, ledit pignon conique étant solidarisé à l'objet que l'on veut faire pivoter, par exemple une hélice dont l'axe longitudinal passe par l'axe dudit pignon conique. D'autres pignons identiques peuvent être associés aux pignons de la broche, disposés radialement et régulièrement espacés, chacun pouvant être associé à une hélice. Le dispositif selon l'invention peut être disposé dans un moyeu porteur d'hélices, dans une cavité propre d'une part à maintenir les pignons de la broche appliqués sur les pignons des hélices, et d'autre part à maintenir la broche non pivotante mais susceptible d'un déplacement longitudinal. A cet effet la broche peut comporter une feuillure longitudinale dans laquelle s'engage partiellement un plot solidaire dudit moyeu. Ainsi un mouvement longitudinal de la broche a pour effet un déplacement des clavettes dans les gorges de ladite broche, qui entraîne un pivotement des pignons de la broche en sens inverse l'un de l'autre, avec pour résultat un pivotement des pignons coniques des hélices. Le déplacement longitudinal de la broche peut être commandé par une tige la traversant, et autour de laquelle peut tourner librement le moyeu porteur d'hélices, le déplacement de cette tige pouvant être commandé à une certaine distance, avec une grande précision, par un motoréducteur. Les avantages et les caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé - la figure 1 représente une vue en perspective partielle et en éclaté du dispositif selon l'invention. - la figure 2a représente une vue en plan de la broche de ce dispositif. - la figure 2b représente une vue en coupe transversale de la broche de ce même dispositif selon un plan coupant les gorges longitudinales. - la figure 3a représente une vue en coupe diamétrale d'un des deux pignons de la broche. - la figure 3b représente une vue en plan de ce même pignon. - la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif selon l'invention intégré dans un moyeu porteur d'hélices. Si on se réfère à la figure 1 on peut voir que le dispositif selon 1 r invention comprend une broche 2 comportant un canal axial 22, une feuillure longitudinale 23 et un renflement d'extrémité 24 et sur laquelle sont enfilés deux pignons 3 et 4 identiques qui sont positionnés face à face. Si on se réfère également aux figures 2, on peut voir que la broche 2 comporte deux gorges 20 et 21 diamétralement opposees dont les bords forment un V aplati, et dont la découpe est hélicoïdale, la figure 2b montrant qu'en n importe quel point de cette broche 2 les deux gorges 20 et 21 sont parfaitement symétriques. Si on se réfère également aux figures 3 on peut voir que les pignons 3, 4 comportent d'une part des ailes coniques 30, 40, d'autre part un orifice axial cylindrique 31, 41, d'un diamètre sensiblement égal à celui de la broche 2, dans lequel sont pratiquées deux gorges hélicoïdales 32, 33 et 42, 43 diamétralement opposés. L'assemblage des pignons 3 et 4 à la broche 2 est réalisé de manière que leurs ailes respectives 30, 40 soient en regard et que les gorges hélicoïdales 32, 42 soient en regard de la gorge 20 et les gorges 33 et 43 en regard de la gorge 21, les pignons 3, 4 étant positionnés de part et d'autre des pointes des V aplatis formés par les gorges 20, 21. Pour maintenir cet assemblage, des clavettes 5 hélicoïdales, c'est-à-dire de forme exactement adaptée à l'espace créé par le rapprochement des gorges 32, 42, 33, 43 des pignons 3 et 4 avec les gorges 20 et 21 de la broche 2, sont insérées dans ces espaces et solidarisées aux pignons 3 et 4 par l'intermédiaire de vis introduites dans des orifices 34, 35, 44, 45 ménagés dans les pignons 3, 4, les clavettes 5 comportant chacune un orifice fileté. Entre les pignons 3 et 4 sont intercalés et engrenés étroitement, sans jeu, des pignons 6, dont un seul est représenté sur la figure 1, chacun de ces pignons 6 étant solidaire d'une hélice. Si on se réfère maintenant à la figure 4 on peut voir que le dispositif 1 est intégré dans un moyeu 60 porteur d'hélices, avantageusement plongé dans un bain d'huile contenu dans une cavité 63, de manière que les pignons 3, 4 soient maintenus serrés sur les pignons 6, chacun solidaire d'une hélice 61. On peut voir egalement que les clavettes 5 sont solidarisées aux pignons 3, 4 par l'intermédiaire de vis 50 introduites dans les orifices 34, 35, 44, 45. Dans le canal axial 22 de la broche 2 est introduite une tige 62 commandée en translation longitudinale par un motoréducteur non représenté, permettant de déplacer très précisément la tige 62,dont une extrémite est solidarisée à la broche 2 au niveau du renflement 24 que presente cette dernière. Lors du déplacement de la tige 62 la broche 2, qui lui est solidarisée, se déplace longitudinalement, ce qui a pour effet, du fait de la forme des gorges 20 et 21, que les clavettes 5, donc les pignons 3 et 4, se déplacent angulairement. Les pignons 3 et 4 étant chacun sur des branches différentes du V aplati des gorges 20 et 21, ils se déplacent angulairement dans des sens opposés et d'une même valeur, entraînant en pivotement le pignon 6, donc l'hélice 61. Ceci est rendu possible par le fait que la broche 2 est maintenue non pivotante par rapport au moyeu 60, grâce à un plot, non représenté, solidaire de ce moyeu, engagé dans la feuillure 23, non visible sur cette figure. Le dispositif selon l'invention permet ainsi de modifier à volonté le pas d'une ou plusieurs hélices, avec une souplesse d'action et une précision particulièrement avantageuses. Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède et qui est susceptible de subir un certain nombre de modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Dispositif permettant à un objet solidarisé radialement à un arbre menant par un axe de pivoter d'un angle precis autour de cet axe, ledit dispositif étantdestiné notamment à la variation du pas d'une hélice, caractérisé en ce qu'il comprend une broche cylindrique (2) percée axialement d'un canal (22) et comportant dans sa partie centrale deux gorges (20, 21) disposees longitudinalement, diamétralement opposées, en forme de V largement ouvert, dont la découpe est hélicoïdale, associée à deux pignons coniques (3, 4) de forme et de dimensions identiques, munis intérieurement chacun d'un perçage axial (31, 41) de diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur de la broche (2), dans la paroi duquel sont pratiquées, diamétralement opposees, deux gorges helicoïdales (32, 42) de même courbure que celle des gorges (20, 21) de la broche (2), une clavette hélicoïdale (5) étant introduite dans chacun des quatre espaces hélicoïdaux ainsi formés, chaque clavette hélicoïdale (5) comportant un orifice fileté disposé en regard d'un orifice radial (34, 44) ménagé dans chaque pignon (3, 4) et dans lequel est introduite une vis (50) permettant la solidarisation des clavettes (5) aux pignons (3, 4), lesquels sont positionnés sur la broche (2) de part et d'autre de la pointe des V aplatis formés par les gorges (20, 21), et engrènent avec un pignon conique (6) solidarise à l'objet à faire pivoter.