Brevet FR2817932A1 — publié le 20020614

l 2817932 PALIER POUR ARBRE DE TRANSMISSION ARRIERE D'HELICOPTERE La présente invention concerne un palier destiné à assurer le guidage en rotation d'un arbre de transmission arrière d'hélicoptère. Lors de l'élaboration de tels paliers on doit tenir compte de leur nombre, de leur rigidité radiale, pour assurer une transmission subcritique ou supercritique en flexion, de même que de leur rigidité axiale, conditionnant l'adaptation dynamique dans cette direction, là également en mode subcritique ou supercritique. Le palier doit aussi être adapté au type, regraissable ou non, du roulement utilisé, à son mode d'alignement et également au mode d'équilibrage de l'arbre porté par ce palier. On connaît déjà les paliers constitués de roulements fixés d'une part à un arbre au moyen d'un manchon de caoutchouc, d'autre part à un support de palier au moyen d'une bague de caoutchouc maintenue sur la structure de l'appareil à l'aide d'une sangle ou d'une tôle formée. Dans d'autres paliers, le roulement est fixé par sa bague intérieure à une bride de l'arbre et par sa bague extérieure à une rotule bloquée à l'aide de bagues en PTFE et permettant de compenser au montage le défaut d'alignement du palier. Cette bague extérieure peut aussi être fixée à un palier relié à un support de palier par des manchons amortisseurs. Les inconvénients des paliers à bagues de caoutchouc résident dans l'introduction d'une souplesse supplémentaire, les paliers devenant ainsi relativement raides en direction radiale mais plus souples en direction axiale, de sorte que rien ne s'oppose efficacement à des glissements dans cette direction et ne garantit par suite de référence précise selon l'axe de la transmission. Cela représente un inconvénient certain sur un hélicoptère à fenestron arrière. Le palier de l'invention devra 2 2817932 apporter au contraire les rigidités souhaitées, tant en direction radiale qu'axiale, ceci avec une maîtrise satisfaisante des jeux. Le but de la présente invention est par conséquent d'obtenir l'établissement d'une vraie référence en axial et une bonne adaptabilité dynamique du palier en directions axiale et radiale, avec des raideurs élevées pour l'obtention d'une transmission subcritique, ceci avec une certaine tolérance du palier vis-à-vis des défauts d'orientation des supports de palier. On souhaite également parvenir à une maintenance aisée avec possibilité d'un graissage du roulement et contrôle de ses points durs. A cet effet, un palier pour arbre de transmission arrière d'hélicoptère, comprenant un roulement fixé par sa bague intérieure audit arbre de transmission ainsi que des moyens de liaison de sa bague extérieure à la structure de l'appareil est, conformément à la présente invention, caractérisé en ce que ledit roulement est de type regraissable et est monté serré par sa bague intérieure sur ledit arbre, de sorte à être bloqué en rotation et en translation sur l'arbre, celui-ci comportant à cet effet un épaulement de butée, en ce que la bague extérieure du roulement est conformée en rotule ou est logée dans une rotule à surface périphérique extérieure sphérique constituée de deux demi rotules accolées, et en ce que ladite rotule est montée elle-même dans le logement sphérique d'un support constitué de deux flasques disposés en vis-à-vis et légèrement écartés l'un de l'autre en direction axiale avant serrage, à savoir un flasque de support pouvant être fixé par des pattes à ladite structure de l'appareil et un flasque de réglage pouvant être fixé sur le précédent au moyens de vis. On peut encore prévoir des joints toriques et élastiques de centrage des deux demi rotules sur la bague extérieure du roulement, ces joints assurant en outre le maintien des demi rotules lors d'une opération de calage du roulement. 3 2817932 Ainsi, les deux demi rotules permettent lors du montage que l'opération de calage du roulement compense le défaut d'orientation du support et évitent aussi un chargement excessif du roulement, ceci sans avoir à utiliser des cales ou avoir à effectuer un réglage de l'alignement. En outre, les joints élastiques permettent d'éviter l'inconvénient d'un montage serré de la bague extérieure du roulement dans sa rotule, ce qui serait incompatible avec le jeu interne réduit du roulement. Quant audit flasque de réglage, il permettra d'obtenir le blocage de la bague extérieure du roulement après réglage de l'orientation du roulement et serrage des vis précitées sur le flasque de support qui assure la liaison à la structure. Avant serrage, l'espacement axial entre les deux flasques est compris entre des limites inférieure et supérieure déterminées; le serrage des vis qui fixent ledit flasque de réglage sur le flasque de support procure la maîtrise du blocage du roulement en rotation et celle des contraintes agissant sur le flasque. Ce serrage est effectué jusqu'à mise en contact des deux flasques l'un sur l'autre ou sans mise en contact, selon que le flasque de réglage est fendu ou non fendu, comme ceci sera mieux vu plus bas. En principe, l'utilisation des demi rotules permet d'éviter le recours obligatoire à un roulement à bague extérieure sphérique, quoique ceci soit encore possible, comme ceci a été envisagé plus haut, auquel cas le palier se réduirait à un tel roulement à bague extérieure sphérique monté dans le logement sphérique du support à deux flasques. Selon une autre disposition de la présente invention, on peut encore prévoir que le palier pour arbre de transmission comporte d'une part une bague intermédiaire pouvant se gripper sous l'effet de la chaleur et montée entre la rotule et la bague extérieure du roulement, les diamètres extérieur et intérieur de cette bague intermédiaire présentant un défaut 4 2817932 d'excentricité calibré, et d'autre part un accéléromètre relié à un système d'acquisition du balourd et du désalignement de l'arbre. Ainsi, en cas de dégradation du roulement, l'augmentation de la température conduit au grippage de la bague et par suite à la dilatation des pièces assemblées. Ces dilatations étant différentielles du fait de la nature différente des matériaux constituant ces pièces (dural pour la rotule et les flasques, acier pour le roulement et par exemple titane pour la bague intermédiaire), provoquent le blocage du roulement dans cette bague et sa libération dans son logement. La rotation de l'arbre s'effectue alors autour du diamètre extérieur de la bague intermédiaire, avec un défaut d'excentricité donnant naissance à un balourd calibré, détecté par le système d'acquisition, ce qui avertit de la dégradation du roulement. Dans une variante, le palier pour arbre de transmission comporte d'une part une bague intermédiaire pouvant se gripper sous l'effet de la chaleur et montée entre la rotule et la bague extérieure du roulement, les diamètres extérieur et intérieur de cette bague intermédiaire présentant un désalignement calibré, et d'autre part un accéléromètre relié à un système d'acquisition du balourd et du désalignement de l'arbre. Dans ce cas, la rotation après blocage du roulement dans la bague intermédiaire s'effectue avec un désalignement qui est encore détecté par le système d'acquisition. Avantageusement, ladite bague intermédiaire est constituée de titane et est revêtue à sa périphérie d'un tissu à base de matériau à faible coefficient de fi-ottement, par exemple du PTFE. Des exemples de réalisation de l'invention ont été représentés en coupe axiale aux figures 1 et 2 ci-annexées, les figures la et 2a étant les vues correspondantes de face des paliers; 2817932 la figure 3 est une vue en perspective d'un flasque de support et d'un flasque de réglage non fendu; la figure 4 est une vue en perspective d'un flasque de support et d'un flasque de réglage fendu; la figure 5 est une vue en coupe axiale partielle du palier de l'invention, montrant les jeux axiaux entre flasques d'une part, demi rotules d'autre part; la figure 6 est une vue partielle en coupe d'un autre mode de réalisation d'un palier conforme à l'invention, dans le cas d'un roulement à bague extérieure à surface sphérique, le palier ne comportant donc pas de demi rotules, avec un flasque de réglage non fendu; la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 6, avec un flasque de réglage fendu; et les figures 8 et 9 sont de vues partielles en coupe axiale d'un palier du type de celui de la figure 5, montrant l'existence d'un jeu radial entre la rotule et la bague extérieure du roulement. Sur les figures 1 et la, le roulement regraissable 1 est bloqué par sa bague intérieure 2 entre un épaulement 3 de l'arbre 4 et un segment d'arrêt 5, et sa bague extérieure 6 est montée dans une rotule constituée de deux demi rotules 7 à surface périphérique extérieure sphérique. Ces demi rotules sont elles-mêmes montées dans le logement sphérique 8 d'un support constitué de deux flasques, l'un de support, l'autre de réglage, respectivement 9 et 10, disposés en vis-à-vis et légèrement écartés l'un de l'autre en direction axiale avant serrage. Le fiasque de support 9 peut être fixé par des pattes 11 à la structure (non représentée) de l'appareil, et le flasque de réglage 10 peut être fixé sur le précédent au moyen de quatre vis 12. On a prévu en outre des joints toriques et élastiques 13 de centrage des deux demi rotules 7 sur la bague extérieure 6 du roulement, ceci avec 6 2817932 les effets mentionnés dans ce qui précède. Enfin on a référencé en 14 les vis qui permettent la fixation des pattes 11 sur la structure fixe. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 2a, les références 1, 3, 5, 7 à 12 et 14 désignent les mêmes éléments que dans les figures précédentes. L'arbre 4' est ici tubulaire, et le roulement 1 est bloqué entre un épaulement 3 d'une bride 4" assurant la liaison, par l'intermédiaire d'un accouplement souple et de boulons 15, à l'arbre suivant 44, et un segment d'arrêt 5 analogue à celui de la figure 1. Une bague intermédiaire 16 pouvant se gripper sous l'effet de la chaleur est ici montée entre la rotule 7 et la bague extérieure du roulement 1, les diamètres extérieur et intérieur de cette bague intermédiaire 16 présentant un défaut d'excentricité ou un désalignement calibrés, ceci dans le but et avec les résultats indiqués plus haut. Enfin on a représenté en 17 l'accéléromètre fixé sur le flasque 10, relié à un système (non représenté) d'acquisition du balourd et du désalignement de l'arbre, et permettant par suite de détecter le grippage du roulement 1. Commne indiqué plus haut, le flasque de réglage 10 peut être non fendu ou fendu. Par l'expression "flasque non fendu", on entend désigner un flasque constitué d'une plaque rigide comportant une ouverture centrale à contour fermé (cf. figure 3) pour le passage de la demi rotule 7 correspondante, comme cela est toujours le cas du flasque de support. On conçoit qu'un tel flasque de réglage aura une grande rigidité radiale. Par l'expression "flasque fendu", on entend désigner au contraire un flasque constitué d'une plaque rigide en forme de U (cf. figure 4) et comportant par conséquent, pour le passage de la demi rotule 7 correspondante, une ouverture centrale à contour ouvert. On conçoit qu'un tel flasque fendu sera radialement et élastiquement déformable lorsqu'il sera pressé axialement sur la surface extérieure sphérique de la demi rotule 7 2817932 correspondante ou sur la surface sphérique de la bague extérieure du roulement, dans le cas de ce mode de réalisation. De là découlent des modes de réglage différents du serrage du roulement, selon que le flasque de réglage est non fendu ou fendu (voir aussi figure 5). Dans le cas d'un flasque de réglage 10 non fendu (figure 3), le jeu axial initial jl entre les deux flasques 9 et 10 ne peut être nul, car l'effort de serrage des vis de fixation du flasque de réglage 10 sur le flasque de support 9 passerait directement par ces flasques, sans aucun effet de serrage sur les demi rotules et donc sur le roulement. Ce jeu j I peut être au contraire relativement important. Après serrage des vis, ce jeu se réduit mais ne doit pas s'annuler pour éviter des contraintes mécaniques excessives sur les demi rotules 7 et sur la bague extérieure 6 du roulement 1. Par suite, on prévoira un couple de serrage imposé des vis de fixation du flasque de réglage 10 sur le flasque de support 9. Dans tous les cas, le jeu j2 entre les deux demi rotules 7 ne devra pas être nul non plus, faute de quoi le roulement I ne pourrait être bloqué. Dans le cas d'un flasque fendu, beaucoup plus flexible en direction radiale et qui peut d'ailleurs être constitué d'alliage léger, on doit calculer les jeux j 1 et j2 selon les considérations suivantes: le jeu initial j 1 entre le flasque de réglage 10 et le flasque-support 9 doit être réduit pour éviter des contraintes mécaniques excessives, étant donné que l'on prévoit dans ce cas qu'en fin de serrage du flasque de réglage 10 sur le flasque de support 9, ces deux flasques seront en contact l'un avec l'autre (j'l = 0), ce qui devra déterminer le serrage du roulement. Le jeu initial j2 devra être supérieur à une valeur j'2 non nulle, obtenue au serrage, et j I deviendra donc j'l = 0 après serrage, j2 devenant j'2 non nul. On comprend que j 1 devra être adapté pour déformer légèrement le flasque de réglage fendu 10 et mettre en pression les différents éléments selon le cheminement des 8 2817932 forces dans les pièces en contact, ceci pour assurer une pression suffisante sur les demi rotules et assurer le blocage du roulement. Ce jeu jl devra toutefois être assez faible pour pouvoir passer après serrage à j'l = 0 pour la mise en contact précitée du flasque de réglage 10 sur le flasque de support 9, de façon à éviter que l'opérateur puisse appliquer un couple de serrage excessif risquant d'appliquer une pression trop importante et d'endommager les deux demi rotules par effet de coin, par suite d'un coincement des demi rotules sur les flasques. Il importe aussi de remarquer que la fixation du flasque de réglage 10 sur le flasque de support 9 par quatre boulons ou vis rend l'ensemble du palier "fail-safe", car il n'y aurait pas de conséquence grave en cas de rupture de l'un de ces moyens de fixation, ou en cas de rupture du flasque fendu 10 en deux ou trois morceaux, car ce flasque resterait alors en place et assumerait l'essentiel de sa fonction. Aux figures 8 et 9 on a montré l'avantage qu'il y a à prévoir un jeu radial j3 entre la rotule, constituée ici des deux demi rotules 7, et la bague extérieure 6 du roulement. En effet, ce jeu permet d'éviter que lors du serrage des deux flasques 9, 10 l'un sur l'autre, la cage du roulement ne soit comprimée en direction radiale. Dans ce cas, deux joints 18 sont intercalés au niveau de ce jeu j3 pour assurer le centrage et le maintien des deux demi rotules 7. Dans le mode de réalisation de la figure 6, o les flasques de support 9 et de réglage non fendu 10 sont du même type que précédemment, il n'y a pas de demi rotules, ce rôle étant rempli par une bague extérieure à surface périphérique sphérique 6' du roulement 1. Dans ce cas, le jeu j'l après réglage est différent de 0 pour les mêmes raisons que celles indiquées plus haut, le réglage étant réalisé par limitation du couple de serrage exercé sur les vis ou boulons de la liaison des deux 9 2817932 flasques. Il y a lieu de noter que cette solution impose un jeu radial plus important dans le roulement, car la mise en pression directement sur la bague externe du roulement risque d'en réduire le jeu radial naturel, généralement très faible, et par suite de le détériorer. Dans le mode de réalisation de la figure 7, le jeu axial final j'l après serrage peut être nul, puisque le serrage se fait avec déformation radiale programmée du flasque de réglage fendu 10, comme dans le mode de réalisation qui comporte les demi rotules. La présente invention présente l'avantage de permettre l'utilisation d'un même roulement standard pour un certain nombre de paliers d'un même tronçon d'arbre de transmission arrière d'hélicoptère, même si ces paliers doivent présenter des caractéristiques différentes, en évitant, par exemple, l'emploi d'un roulement spécial "autoalignant" pour l'un d'eux, et par suite le risque d'intervertir des roulements de types différents dans une même transmission. En outre, le "rotulage" est possible lors du montage et de la mise au point sur hélicoptère, avant serrage complet. Ensuite, si des désalignements dynamiques se produisent, ils sont compensés par les jeux du roulement. 2817932 REVENDICATIONS 1. Palier pour arbre de transmission arrière d'hélicoptère, comprenant un roulement fixé par sa bague intérieure audit arbre de transmission ainsi que des moyens de liaison de sa bague extérieure à la structure de l'appareil, caractérisé en ce que ledit roulement (1) est de type regraissable et est monté serré par sa bague intérieure (2) sur ledit arbre (4), de sorte à être bloqué en rotation et en translation sur l'arbre, celui-ci comportant à cet effet un épaulement de butée (3), en ce que la bague extérieure (6) du roulement est conformée en rotule ou est logée dans une rotule à surface périphérique extérieure sphérique constituée de deux demi rotules (7) accolées, et en ce que ladite rotule est montée elle-même dans le logement sphérique (8) d'un support constitué de deux flasques (9, 10) disposés en vis-à-vis et légèrement écartés l'un de l'autre en direction axiale avant serrage, à savoir un flasque de support (9) pouvant être fixé par des pattes (] 1) à ladite structure de l'appareil et un flasque de réglage (10) pouvant être fixé sur le précédent au moyens de vis (12). 2. Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des joints toriques et élastiques (13) de centrage des deux demi rotules (7) sur la bague extérieure (6) du roulement, ces joints assurant en outre le maintien des demi rotules (7) lors d'une opération de calage dudit roulement (1). 3. Palier pour arbre de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part une bague intermédiaire (16) pouvant se gripper sous l'effet de la chaleur et montée entre la rotule (7) et la bague extérieure du roulement (1), les diamètres extérieur et intérieur de cette bague intermédiaire présentant un défaut d'excentricité calibré, et I 1 2817932 d'autre part un accéléromètre (17) relié à un système d'acquisition du balourd et du désalignement de l'arbre (4'). 4. Palier pour arbre de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part une bague intermédiaire (16) pouvant se gripper sous l'effet de la chaleur et montée entre la rotule (7) et la bague extérieure du roulement (1), les diamètres extérieur et intérieur de cette bague intermédiaire (16) présentant un désalignement calibré, et d'autre part un accéléromètre (17) relié à un système d'acquisition du balourd et du désalignement de l'arbre (4'). 5. Palier selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite bague intermédiaire (16) est constituée de titane et est revêtue à sa périphérie d'un tissu à base de matériau à faible coefficient de frottement. 6. Palier selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit matériau à faible coefficient de frottement est du PTFE. 7. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flasque (10) de réglage est constitué d'une plaque rigide comportant une ouverture centrale à contour fermé pour le passage de la demi rotule (7) correspondante. 8. Palier selon la revendication 7, caractérisé par la présence d'un jeu axial initial (jl) non nul entre les deux flasques (9, 10) ce jeu se réduisant après serrage des vis de fixation (12) mais sans s'annuler, étant en outre prévu un couple de serrage imposé desdites vis lors de la mise en pression du flasque de réglage (10) sur le flasque de support (9), le jeu (j2) entre les deux demi rotules (7) étant de même non nul au montage, pour diminuer lors du serrage des vis. 9. Palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit flasque de réglage (10) est constitué d'une 12 2817932 plaque rigide en forme de U et comportant, pour le passage de la demi rotule (7) correspondante. une ouverture centrale à contour ouvert. 10. Palier selon la revendication 9. caractérisé en ce que le jeu initial (jl) entre le flasque de réglage (I10) et le flasque-support (9) est r1cduit. étant prévu qu'en fin de serrage de ces deux flasques l'unI sur l'autre. ils seront en contact l'un avec l'autre (j'l = O) pour déterminer le serrage du roulemllent (I), le jeu initial (j2) entre demi rotules étant supérieur à une vaIleur (j') non nulle, obtenue aul serrage. I 1. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un jeu (j3) entre la rotule et la bague extérieure (6, 6') cdudit roulement.