Brevet FR2873348A1 — publié le 20060127

Dispositif de montage de pales sur moyeu d'hélice, avec précharge des roulements La présente invention concerne un dispositif de précharge réversible des roulements de montage des pales sur un moyeu d'hélice. 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 démonter l'hélice. Deux familles de solutions existent. La première, utilisée sur les hélices de type 247F, 568F, NP2000, consiste à avoir une ou deux rangées de roulements à billes, dont les précharges se font automatiquement par la force centrifuge lorsque l'hélice se met en rotation. Lorsque la puissance de l'hélice augmente et lorsque les efforts sur la pale deviennent importants, on utilise 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 thermiques; d'autre part, toutes les pièces en contact sont soumises à des vibrations 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 en partie ces problèmes, mais le système a une durée de vie limitée induisant des coûts de maintenance élevés. De plus ces solutions présentent un autre défaut majeur, à savoir la nécessité d'avoir des outillages de démontage complexes. Pour pallier ce défaut qu'il constate, le document US 6 213 719 2 2873348 propose de recourir à un système entièrement différent de montage des pales, à savoir le montage par goupilles. Le but de l'invention est de pallier le défaut constaté tout en conservant l'architecture générale d'implantation des pales sur le moyeu de 5 l'hélice. 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 à rotation dans un logement du moyeu grâce à au moins deux roulements, et où un dispositif de précharge permettant de précharger axialement les deux roulements comprend une bague de rétention montée entre l'un des deux roulements et le moyeu de manière à autoriser un déplacement axial de la bague par rapport au moyeu, caractérisé en ce que la bague de rétention est montée rotative entre l'un des deux roulements et le moyeu par l'intermédiaire d'éléments roulants et de pistes hélicoïdales agencés pour entraîner un déplacement axial de la bague lors d'une rotation de celle-ci, des moyens étant prévus pour solliciter la bague en rotation suivant une loi prédéfinie. Avantageusement, ces moyens sont solidaires du moyeu. Ils comprennent un élément d'appui mobile s'appuyant, de préférence tangentiellement, sur la bague pour la solliciter en permanence en rotation. Par exemple, ledit élément d'appui appuie sur une extension radiale de la bague. Cet élément d'appui peut être sollicité par un élément élastique ou par un servomoteur. Dans tous, les cas, il s'agit d'un organe insensible aux variations de dimensions ou de températures des roulements à précharger. 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 3 2873348 lecture d'un mode de réalisation de l'invention. On se référera aux dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 montre en coupe radiale l'implantation d'un pied de pale dans le moyeu d'une hélice. - La figure 2 montre schématiquement en coupe un dispositif de précharge de l'art antérieur. - La figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, montrant le système de précharge conforme à l'invention. - La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV d'un détail du 10 dispositif de la figure 3. - La figure 5 est une vue schématique en perspective d'un pied de pale implanté dans un moyeu conformément à l'invention. Une hélice 1 comporte plusieurs pales 2 dont le pied 3 est implanté dans un logement approprié d'un moyeu 4. Le pied 3 tourne dans le logement du moyeu grâce à deux roulements: un roulement à billes 5 et un roulement à rouleaux coniques 6. Le roulement à billes 5 est interposé entre deux pistes appropriées 7, 8 disposées en opposition oblique respectivement sur le pied 3 et le moyeu 4. Le roulement à rouleaux coniques 6 est interposé entre deux pistes appropriées 9, 10 disposées en opposition oblique, respectivement sur le pied 3 et une bague de rétention 11 s'appuyant contre le moyeu 4. Une bague de rétention de l'art antérieur est illustrée en détail dans le document US 5 118 256 auquel on pourra se reporter. Un autre exemple de bague de rétention de l'art antérieur est montré sur la figure 2 de la présente demande. Elle comporte une partie terminale filetée 12 sur laquelle peut se visser une bague de serrage 13 venant prendre appui sur une portée du moyeu 4. Par le serrage de la bague 13, la bague de rétention 12 peut se déplacer axialement et entraîner, par effet de coin en coopération avec les rouleaux coniques 5, la précharge relative des roulements 5, 6. La constitution de la bague de rétention de l'invention, représentée 4 2873348 seulement schématiquement sur la figure 1, est détaillée sur les figures 3 à 5. La bague 11 et le moyeu 4, au niveau du logement de pied de pale, ont une forme respective adaptée pour permettre un déplacement axial de la bague 11 par rapport au moyeu 4. Selon l'invention, ce déplacement axial est provoqué par la rotation de la bague 11, laquelle est montée à cet effet dans le moyeu 4 par l'intermédiaire d'organe de roulements 15 coopérant avec deux pistes conjuguées 16 et 17 formées respectivement sur la bague 11 et sur le moyeu 4, les deux pistes 16, 17 constituant un chemin de guidage hélicoïdal grâce auquel une rotation de la bague 11 s'accompagne d'une translation axiale de la bague 11 par rapport au moyeu 4. Cette translation met donc plus ou moins en charge les deux roulements 5 et 6. Les éléments roulants 15 représentés sont des billes, mais il est clair qu'il peut s'agir de billes, de rouleaux, de rouleaux alternés, recyclés ou non. L'absence de recyclage est possible du fait de la faible amplitude du mouvement axial. De manière connue en soi, il est possible de prévoir des cages reliant les éléments roulants entre eux, réalisées en matériaux souples, de manière à faciliter le montage. La bague 11 présente une partie formant bride 18 sur laquelle est formée au moins une extension radiale 19, de préférence deux (cf. figure 5), servant d'appui à un dispositif 20 de précharge monté sur le moyeu 4 et destiné à solliciter en permanence la bague 11 en rotation, et donc, par la transformation hélicoïdale, à induire en permanence une précharge sur les deux roulements 5 et 6. Le dispositif 20 représenté sur la figure 4 est simplement constitué par un boîtier 21 solidaire du moyeu 4 et comportant un piston 22 poussé contre l'extension radiale 19 de bague par un dispositif élastique 23. Celui-ci peut être constitué de ressorts, de rondelles Schnorr, ou de tout autre éléments élastiques ou permettant d'obtenir une force d'appui conforme à une certaine loi de précharge définie. Il est avantageusement prévu un amortissement. Compte tenu de la réversibilité des éléments roulants 15, la précharge sera indépendante des dilatations différentielles et autres 2873348 perturbations. Le dispositif de précharge 20 peut aussi être adapté pour faire varier la précharge en fonction de conditions particulières: par exemple, une liaison avec l'organe tournant (la pale) peut permettre de faire varier la précharge en fonction de la position angulaire de la pale. De façon générale, on peut utiliser pour le dispositif 20 un servomoteur permettant plus facilement de faire varier la précharge en fonction des conditions d'utilisation, en introduisant un effort suivant une loi prédéfinie. 6 2873348 REVENDICATIONS 1. Dispositif de montage de pale d'hélice dans un moyeu, du type dans lequel un pied (3) de pale est monté à rotation dans un logement du moyeu (4) grâce à au moins deux roulements (5, 6), et où un dispositif de précharge permettant de précharger axialement les deux roulements (5, 6) comprend une bague de rétention (11) montée entre l'un (6) des deux roulements et le moyeu (4) de manière à autoriser un déplacement axial de la bague (11) par rapport au moyeu (4), caractérisé en ce que la bague de rétention (11) est montée rotative entre ledit roulement (6) et le moyeu (4) par l'intermédiaire d'éléments roulants (15) et de pistes hélicoïdales (16, 17) agencés pour entraîner un déplacement axial de la bague (11) lors d'une rotation de celle-ci, des moyens (20) étant prévus pour solliciter la bague (11) en rotation suivant une loi prédéfinie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (20) sont solidaires du moyeu (4). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens (20) comprennent un élément d'appui mobile (22) s'appuyant sur la bague (11) pour la solliciter en permanence en rotation. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément d'appui (22) appuie sensiblement tangentiellement sur la bague (11). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément d'appui (22) appuie sur une extension radiale (19) de la bague (11). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit élément d'appui (22) est sollicité par un élément 7 2873348 élastique (21) ou par un servomoteur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague (11) est montée entre un roulement à rouleaux coniques (6) et le moyeu (4).