Brevet FR2877917A1 — publié le 20060519

Dispositif de montage de pales sur moyeu d'hélice aéronautique, à rouleaux croisés La présente invention concerne un dispositif de montage des pales sur un moyeu d'hélice aéronautique. Les hélices pour avion turbopropulsées nécessitent un degré opérationnel maximum. Pour cela, il existe des systèmes de rétention des pales sur le moyeu, dont le principe permet un démontage et un remontage rapide directement sur l'avion sans avoir à déposer l'hélice et en n'en démontant qu'un minimum d'autres modules. Deux familles de solutions existent. La première, utilisée sur certaines hélices consiste à avoir une ou deux rangées de roulements à billes non préchargés, qui se trouvent chargés axialement par la force centrifuge des pales lorsque l'hélice se met en rotation. Cet effort axial permet alors à ces roulements de reprendre les moments fléchissants en pied de pale résultant des efforts aérodynamiques. Lorsque la puissance de l'hélice augmente et lorsque les efforts sur la pale deviennent importants, on peut utiliser une deuxième famille de solutions consistant à précharger les roulements du pied de pale, comme illustré par exemple dans le document US 4 850 801. Cependant, dans ces solutions, la précharge risque de varier très fortement et même de disparaître à cause de la rigidité du système et des variations dimensionnelles; d'autre part, toutes les pièces en contact sont soumises à des chargements cycliques avec des risques d'usure de contact (en anglais fretting ). Le document US 5 118 256 fait connaître un perfectionnement utilisant un bloc élastomère de précharge pour éliminer ces problèmes. Ces solutions présentent le défaut de nécessiter des outillages de démontage complexes. L'invention a pour but de pallier ce défaut et propose de recourir à un 2877917 2 système entièrement différent de montage des pales. L'invention atteint son but grâce à un dispositif de montage de pale d'hélice dans un moyeu, du type dans lequel un pied de pale est monté libre en rotation dans un logement du moyeu grâce à deux ensembles d'organes de roulement, et où un dispositif de précharge permet de précharger axialement lès organes de roulements, caractérisé en ce que les deux ensembles d'organes de roulement sont regroupés dans un palier à rouleaux croisés formé entre le pied de pale, le moyeu et une couronne servant à précharger le roulement. Les rouleaux croisés peuvent être alternés deux à deux, c'est-à-dire que les rouleaux des deux ensembles sont en nombre égal, ou au contraire les rouleaux d'un ensemble peuvent être plus nombreux que ceux de l'autre. Les rouleaux croisés sont montés, comme connu en soi, dans une cage, laquelle est avantageusement fendue pour permettre un montage et un démontage rapide. Le dispositif de montage de pale de l'invention permet une mise en oeuvre rapide sur l'aile de l'avion et sans outillage complexe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation de l'invention. On se référera aux dessins 20 annexés sur lesquels: - La figure 1 montre en demi-coupe radiale le détail des éléments de roulement du montage d'un pied de pale dans le moyeu d'une hélice conformément à l'invention. - La figure 2 montre schématiquement une hélice à laquelle 25 s'applique l'invention. - La figure 3 montre en coupe radiale le détail des éléments de roulement du montage d'un pied de pale dans le moyeu d'une hélice selon l'art antérieur. 2877917 3 - La figure 4 illustre en perspective, de manière isolée, le roulement à rouleaux croisés utilisé pour monter la pale conformément à l'invention. Une hélice aéronautique 1 comporte plusieurs pales 2 dont le pied 3 est implanté dans un logement approprié 4 d'un moyeu 5. Le pied 3 tourne dans le logement 4 du moyeu 5 grâce à un palier à roulement. Selon l'art antérieur représenté sur la figure 3, correspondant au document US 5 118 256, le palier à roulement comporte un roulement à billes 6 et un roulement à rouleaux coniques 7. Le roulement à billes 6 est interposé entre deux pistes appropriées disposées en opposition oblique respectivement sur le pied 3 et le moyeu 5. Le roulement à rouleaux coniques 7 est interposé entre deux pistes appropriées disposées en opposition oblique, respectivement sur le pied 3 et une bague de rétention 8 s'appuyant contre le moyeu 5 par l'intermédiaire d'un bloc élastomère de précharge 9. Selon l'invention, cette disposition complexe est remplacée par celle qu'illustre la figure 1 qui montre que le pied de pale 3 est monté rotatif dans le moyeu 5 grâce à un unique palier de roulement 20 à deux ensembles de rouleaux croisés 10, 10'. Des paliers de roulement indépendants à rouleaux croisés sont connus en soi par les documents US 4 479 683 ou JP 62 292919. Mais ici, le palier est formé en fait en partie par le pied de pale 3, le moyeu 5 et une bague 11. À cet effet, le moyeu 5 emprisonne une cage 21 comportant des rouleaux cylindriques croisés 10, 10' entre le pied 3 et une bague de roulement 11: des pistes de roulements opposées deux à deux 12, 13 et 14, 15 sont formées respectivement sur le pied de pale 3 et la bague 11, et à nouveau sur le pied de pale 3 (à 90 de l'autre piste 12) et directement sur le moyeu 5 ou éventuellement sur une pièce qui lui en est solidaire. La cage de roulement 21 comporte des rouleaux cylindriques 10, 10' croisés de manière alternée, dont le diamètre est légèrement supérieur à la longueur de sorte que certains rouleaux s'appuient sur le pied de pale et la bague 11 et d'autres sur le pied de pale 3 et le moyeu 5. 2877917 4 Un ajustement précis entre le moyeu 5 et la bague 11 permet d'avoir un système pré-chargé, sans jeu. La bague 11 est maintenue serrée contre le roulement 10 par des vis 17 qui traversent un alésage 18 du moyeu 5 et un taraudage 19 de la bague 11. On a représenté sur la figure 4 des rouleaux 10 et 10' régulièrement alternés deux à deux. Cependant, le nombre de rouleaux soumis à la force centrifuge (roulant entre le pied de pale 3 et moyeu 5) peut être plus grand que celui de ceux effectuant la pré-charge (les rouleaux roulant entre le pied de pale 3 et la couronne 11). On peut ainsi adopter une distribution de type 1-2-1- 2-1-2... ou 1-3-1-3-1-3-... Le maneton 16 prolongeant classiquement le pied de pale 3 permet de faire pivoter la pale suivant son axe de rotation XX' et les rouleaux 10, 10' assurent son maintien. Pour démonter rapidement la pale, il suffit de dévisser les vis 17 qui maintiennent la bague 11 assurant la précharge du roulement. En descendant, la bague libère un espace qui permet dans un premier temps de repousser la" cage à rouleaux vers l'extérieur; à cet effet, la cage 21 fait 360 mais est fendue: elle possède une ouverture afin de pouvoir la laisser s'expanser ou se réduire. Dans un second temps, la pale peut être extraite verticalement. Le remontage de la pale se fait dans l'ordre inverse, sachant que la cage 21 à rouleaux 10, 10' a un effet ressort tendant à plaquer les rouleaux vers l'extérieur. Il faut au préalable avoir équipé le moyeu 5 avec la bague 11 retenue par les vis 17 non vissées complètement si elle a été démontée. On peut alors introduire et positionner verticalement en position d'assemblage la pale et ensuite introduire la cage 21 à rouleaux 10, 10', puis positionner la pale en position nominale puis en serrant les vis 17 bloquer la couronne 11 en position assurant la précharge du roulement. Lors d'un simple démontage de pale sur avion, la bague 11 n'est pas démontée. Celle-ci ne peut être démontée que par l'intérieur du moyeu spécifique après déposer et démontage complet de l'hélice. 2877917 6 REVENDICATIONS 1. Dispositif de montage de pale d'hélice aéronautique dans un moyeu, du type dans lequel un pied (3) de pale est monté libre en rotation dans un logement (4) du moyeu (5) grâce à deux ensembles d'organes de roulement (10, 10'), et où un dispositif de précharge (11) permet de précharger axialement les organes de roulements, caractérisé en ce que les deux ensembles d'organes de roulement (10, 10') sont regroupés dans un palier (20) à rouleaux croisés (10, 10') formé entre le pied (3) de pale, le moyeu (5) et une couronne (11) servant à précharger le roulement (20). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux croisés (10, 10') sont alternés deux à deux. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux (10) d'un ensemble peuvent être plus nombreux que ceux (10') de l'autre. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les rouleaux croisés (10, 10') sont montés dans une cage fendue (21).