Brevet FR3010972A1 — publié le 20150327

Ensemble d'hélice et ensemble de retenue de pale d'hélice Les ensembles d'hélice actuels d'aéronefs et de navires peuvent présenter des pales démontables sur site. Les pales démontables sur site peuvent être fixées à l'extérieur du moyeu par différents moyens, par exemple des boulons ou des éléments de serrage. Selon un aspect, un mode de réalisation de l'invention concerne un ensemble d'hélice comprenant un moyeu comportant au moins une ouverture pour élément de réception, un élément de réception se trouvant dans l'ouverture pour élément de réception et comportant un premier collet définissant une ouverture pour pale, une pale comportant un deuxième collet et une saillie, le deuxième collet étant en butée contre le premier collet et la saillie étant logée dans l'ouverture pour pale, un premier élément de retenue constitué d'ouvertures alignées dans les premier et deuxième collets et d'au moins un boulon passant dans les ouvertures alignées, et un deuxième élément de retenue constitué d'un dispositif de verrouillage comprenant un élément d'arrêt, formé dans la saillie ou l'élément de réception, et un élément de blocage mobile formé dans l'autre élément parmi la saillie et l'élément de réception, sachant que, pour assembler la pale avec l'élément de réception, la saillie est insérée dans l'ouverture pour pale jusqu'à ce que le deuxième collet vienne en butée contre le premier collet, le boulon étant engagé dans les ouvertures alignées, l'élément de blocage étant amené dans l'élément d'arrêt. Selon un autre aspect, un mode de réalisation de l'invention concerne un ensemble de retenue de pale d'hélice, destiné à être utilisé avec un ensemble d'hélice comportant un moyeu, un élément de réception et une pale d'hélice, l'ensemble de retenue de pale d'hélice comprenant un premier élément de retenue, destiné à relier la pale d'hélice fonctionnellement au moyeu, et un deuxième élément de retenue destiné à relier la pale d'hélice fonctionnellement à l'élément de réception, sachant que le deuxième élément de retenue relie la pale d'hélice fonctionnellement à l'élément de réception suite à la défaillance du premier élément de retenue, le deuxième élément de retenue, l'élément de réception et la pale d'hélice étant configurés pour permettre le mouvement de la pale d'hélice suite à la défaillance du premier élément de retenue. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un ensemble d'hélice comprenant un moyeu et une pale, - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'un ensemble d'hélice, - la figure 3 est un écorché du moyeu et de la pale de l'ensemble d'hélice de la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe d'un élément de réception et d'une pale, montrant le deuxième élément de retenue dans une position déverrouillée, - la figure 5 est une vue en coupe d'un élément de réception et d'une pale, montrant le deuxième élément de retenue dans une position verrouillée, et - la figure 6 est une vue en coupe illustrant une partie de la pale se déplaçant radialement pendant que le deuxième élément de retenue est dans une position verrouillée. La figure 1 représente un ensemble d'hélice 10 comprenant un moyeu 12 et plusieurs pales 14. La figure 2 illustre un exemple d'une partie de l'ensemble d'hélice 10 comprenant le moyeu 12 et une pale 14. Le moyeu 12 a une forme sensiblement cylindrique qui tourne autour de l'axe d'hélice et fournit un moyen pour fixer plusieurs pales 14. Le moyeu 12 peut être réalisé à partir de n'importe quel matériau approprié, englobant des métaux ou des matériaux composites. Le moyeu 12 peut avoir n'importe quelle forme appropriée et peut servir à fixer n'importe quel nombre de pales 14. Typiquement, une pale d'hélice 14 est réalisée avec une forme d'élément aérodynamique torsadé et peut être constituée de n'importe quel matériau approprié, tel que du métal ou des matériaux composites. La pale 14 convertit un mouvement rotatoire en une force de propulsion. La pale 14 peut être démontée sur site pour obtenir des avantages en termes de coûts et de maintenance. Les pales démontables sur site peuvent être montées à l'extérieur du moyeu 12 et doivent être maintenues de façon appropriée pendant leur rotation. Le terme "démontable sur site" indique que la pale 14 peut être démontée et remplacée sur place. La figure 3 représente le moyeu 12 et la pale 14 dans un écorché, permettant de voir l'ouverture pour élément de réception 16 du moyeu 12. Le moyeu 12 peut comporter au moins une ouverture pour élément de réception 16. Un élément de réception 18 peut se trouver dans l'ouverture 16 et peut comporter un premier collet 20 définissant une ouverture pour pale 22. L'ouverture pour pale 22 de l'élément de réception 18 peut constituer un logement pour insérer la pale 14. Plus particulièrement, la pale 14 est également représentée comme ayant un deuxième collet 24 et une saillie 26, et la saillie 26 peut être logée dans l'ouverture pour pale 22. Lorsque cela est réalisé, le deuxième collet 24 de la pale 14 peut venir en butée contre le premier collet 20 de l'élément de réception 18. Le premier collet 20 et le deuxième collet 24 peuvent tous deux comporter des ouvertures 28 alignées, à travers lesquelles un boulon 30 peut être engagé pour fixer le premier collet 20 et le deuxième collet 24. Il est possible d'utiliser plusieurs ouvertures 28 alignées et des boulons 30 correspondants pour fixer le premier collet 20 et le deuxième collet 24. Un premier élément de retenue 32 peut être formé par les ouvertures 28 alignées dans les premier et deuxième collets 20 et 24 et le boulon 30 traversant celles-ci. Le premier élément de retenue 32 peut agir comme système de retenue primaire pour relier la pale 14 fonctionnellement au moyeu 12. D'autre part, un deuxième élément de retenue 40 peut être inclus dans l'ensemble d'hélice 10 et est représenté comme comportant un dispositif de verrouillage 42 avec un élément d'arrêt 44, formé dans la saillie 26 ou l'élément de réception 18, et un élément de blocage 46 mobile formé dans l'autre élément parmi la saillie 26 et l'élément de réception 18. Dans l'exemple illustré, l'élément d'arrêt 44 est représenté sous forme de rainure 48 dans la saillie 26 de la pale 14, et l'élément de blocage 46 mobile est réalisé dans l'élément de réception 18. Indépendamment de l'endroit où se situent l'élément d'arrêt 44 et l'élément de blocage 46 mobile, l'élément de blocage 46 mobile peut s'engager dans l'élément d'arrêt 44 pour ajouter un effort supplémentaire de retenue de la pale 14 sur le moyeu 12. Dans l'exemple illustré, l'élément de blocage 46 mobile est représenté sous la forme d'une bille 50, pouvant être retirée de manière sélective, qui peut être retenue dans la rainure 48 pendant le fonctionnement. Toutefois, cet exemple n'est pas imitatif et il est possible d'utiliser tout type d'élément d'arrêt et d'élément de blocage mobile, y compris par exemple un élément de blocage mobile comme un verrou de type segment, un verrou de type ergot, ou autre. La saillie 26 et l'élément de blocage 46 mobile peuvent avoir des dimensions permettant le mouvement radial de la saillie 26 dans l'ouverture pour pale 22. Un verrou 52, pouvant être déplacé entre une position verrouillée et une position déverrouillée, peut également être inclus dans le deuxième élément de retenue 40. Le verrou 52 est illustré comme présentant un piston avec un creux 54 tel que, lorsque le verrou 52 est dans la position déverrouillée, l'élément de blocage 46 mobile et la bille 50 puissent être reçus dans le creux 54. Un élément de précontrainte 56, qui peut maintenir le verrou 52 dans la position verrouillée pendant le fonctionnement de la pale 14, peut également être inclus dans le deuxième élément de retenue 40. L'élément de précontrainte 56 peut être n'importe quel dispositif approprié et est représenté à titre exemple sous la forme d'un ressort. En variante, d'autres dispositifs ou procédés de précontrainte, par exemple de type hydraulique et pneumatique, peuvent être utilisés pour maintenir le verrou 52 dans la position verrouillée pendant le fonctionnement. Une partie formant logement 58 peut également être incluse dans le deuxième élément de retenue 40 et peut contenir le verrou 52 et l'élément de précontrainte 56. La figure 4 illustre le deuxième élément de retenue 40 dans la position déverrouillée où la pale 14 peut être séparée du moyeu 12 sans gêner l'aptitude au fonctionnement du deuxième élément de retenue 40 et conserve la possibilité de remplacer la pale sur site. Une pression hydraulique peut être introduite à travers la partie formant logement 58 et peut déplacer le verrou 52 et l'élément de précontrainte 56. Plus particulièrement, à mesure que la pression hydraulique remplit la partie formant logement 58, la force de l'élément de précontrainte 56 est surmontée et le verrou 52 est poussé en direction de la position déverrouillée. Lorsque l'élément de précontrainte 56 et le verrou 52 sont amenés à la position déverrouillée, comme montré, l'élément de blocage 46 mobile peut être déplacé de manière telle qu'il soit engagé dans le creux 54 du verrou 52. De cette manière, l'élément de blocage 46 mobile n'est pas retenu dans la rainure 48, et la pale 14 n'est pas retenue par le deuxième élément de retenue 40. Ensuite, dès lors que le premier élément de retenue 32 est dégagé, la pale 14 peut être retirée de l'élément de réception 18 en passant par l'ouverture pour pale 22. Cela peut également être considéré comme étant une position de maintenance pour le deuxième élément de retenue 40. La figure 5 représente le verrou 52 dans la position verrouillée dans laquelle la pale 14 est reliée fonctionnellement au moyeu 12 par l'intermédiaire du premier élément de retenue 32 et du deuxième élément de retenue 40. Lorsque le verrou 52 est dans la position verrouillée, l'élément de blocage 46 mobile ne peut plus être engagé dans le creux 54 et est alors retenu par l'élément d'arrêt 44. Cela peut également être considéré comme étant la position d'utilisation pour le deuxième élément de retenue 40. Pour assembler la pale 14 avec l'élément de réception 18, le piston 52 doit être actionné, de sorte que le piston 52 se déplace à la position déverrouillée et la bille 50 peut être retirée et permet le passage de la saillie 26 dans l'ouverture pour pale 22. La saillie 26 peut ensuite être insérée dans l'ouverture pour pale 22 jusqu'à ce que le deuxième collet 24 vienne en butée contre le premier collet 20. Ensuite, des boulons 30 peuvent être insérés à travers les ouvertures 28 alignées pour relier la pale 14 fonctionnellement au moyeu 12. Le piston 52 peut ensuite être désactivé et l'élément de blocage 46 mobile peut être engagé dans l'élément d'arrêt 44 pour continuer à relier la pale 14 fonctionnellement au moyeu 12 De cette manière, le deuxième élément de retenue 40 peut fournir un système de fixation secondaire pour relier la pale 14 fonctionnellement au moyeu 12. Suite à la défaillance du premier élément de retenue 32, le deuxième élément de retenue 40 peut continuer à garantir que les pales 14 soient maintenues de façon appropriée pendant leur rotation. Le deuxième élément de retenue 40 peut fournir un autre cheminement des efforts pour maintenir la pale 14. De manière facultative, en cas de défaillance d'un système de fixation primaire, le dimensionnement de la saillie 26 et de l'élément de blocage 46 mobile peut autoriser le mouvement radial de la saillie 26, créant un état de déséquilibre. Par exemple, la figure 6 montre que la saillie 26 et le dispositif de verrouillage 42 peuvent être dimensionnés de manière telle que la saillie 26 peut se déplacer radialement pendant que le deuxième élément de retenue 40 est dans la position verrouillée. Cela peut créer un état de déséquilibre et fournir un retour d'information sur les vibrations pour un opérateur de l'aéronef. Les vibrations perceptibles peuvent alerter l'équipage sur la défaillance de fixation primaire et permettre d'effectuer les actions appropriées, par exemple la coupure du moteur ou l'atterrissage de l'aéronef. Les modes de réalisation décrits ci-dessus apportent différents avantages, y compris le fait que le deuxième élément de retenue relie la pale d'hélice fonctionnellement à l'élément de réception suite à la défaillance du premier élément de retenue, et le fait que le deuxième élément de retenue, l'élément de réception et la pale d'hélice sont configurés pour permettre le mouvement de la pale d'hélice suite à la défaillance du premier élément de retenue, ce qui peut provoquer des vibrations pouvant être détectées par l'équipage de l'aéronef. Cela peut permettre que la pale remplaçable sur site puisse être certifiée. D'autre part, les modes de réalisation décrits ci-dessus permettent de continuer de pouvoir remplacer la pale sur site et ne nécessitent pas d'outils spéciaux pour remplacer la pale. En outre, le remplacement de la pale n'a pas de conséquences sur la fonctionnalité du moyeu ou de l'élément de réception. D'autre part, les conceptions actuelles reposent sur le fait que la précontrainte des roulements est effectuée sur site, ce qui nécessite l'utilisation d'outils encombrants qui doivent être disponibles sur de nombreux sites au niveau mondial, ainsi que des opérations de serrage très spécifiques qui sont difficiles à contrôler de manière précise. La présente description utilise des exemples pour divulguer l'invention, y compris le mode de réalisation préféré, et également pour permettre à tout homme du métier de mettre en oeuvre l'invention, y compris de réaliser et d'utiliser n'importe quel dispositif ou système et de mettre en oeuvre n'importe quels procédés incorporés. Le champ d'application brevetable de l'invention est défini par les revendications et peut inclure d'autres exemples se présentant à l'esprit de l'homme du métier. Ces autres exemples se situeront dans le champ d'application des revendications, s'ils comportent des éléments de structure qui ne sont pas différents par rapport au sens littéral des termes des revendications, ou s'ils comportent des éléments de structure équivalents avec des différences non substantielles par rapport au sens littéral des termes des revendications. REVENDICATIONS1. Ensemble d'hélice pour un aéronef, comprenant : un moyeu comportant au moins une ouverture pour élément de réception; un élément de réception se trouvant dans l'ouverture pour élément de réception et comportant un premier collet définissant une ouverture pour pale; une pale comportant un deuxième collet et une saillie, le deuxième collet étant en butée contre le premier collet et la saillie étant logée dans l'ouverture pour pale; un premier élément de retenue constitué d'ouvertures alignées dans les premier et deuxième collets et d'au moins un boulon passant dans les ouvertures alignées; un deuxième élément de retenue constitué d'un dispositif de verrouillage comprenant un élément d'arrêt, formé dans la saillie ou l'élément de réception, et un élément de blocage mobile formé dans l'autre élément parmi la saillie et l'élément de réception, caractérisé en ce que, pour assembler la pale avec l'élément de réception, la saillie est insérée dans l'ouverture pour pale jusqu'à ce que le deuxième collet vienne en butée contre le premier collet, le boulon étant engagé dans les ouvertures alignées, l'élément de blocage étant amené dans l'élément d'arrêt. 2. Ensemble d'hélice selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'arrêt est constitué d'une rainure dans la saillie de la pale. 3. Ensemble d'hélice selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de blocage mobile est constitué d'une bille,pouvant être retirée de manière sélective, qui est retenue dans la rainure pendant le fonctionnement. 4. Ensemble d'hélice selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième élément de retenue comprend en outre un piston pouvant être déplacé entre une position verrouillée et une position déverrouillée. 5. Ensemble d'hélice selon la revendication 4, caractérisé en ce que lorsque le piston est dans la position déverrouillée, la bille est reçue dans un creux dans le piston, de manière à ce que la bille ne soit pas retenue dans la rainure et la pale ne soit pas retenue par le deuxième élément de retenue. 6. Ensemble d'hélice selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le deuxième élément de retenue comprend en outre un élément de précontrainte pour maintenir le piston dans la position verrouillée pendant le fonctionnement de la pale. 7. Ensemble d'hélice selon la revendication 6, caractérisé en ce que le piston et l'élément de précontrainte peuvent être déplacés à la position déverrouillée par une pression hydraulique introduite à travers une partie formant logement du deuxième élément de retenue. 8. Ensemble d'hélice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la saillie et l'élément de blocage ont des dimensions autorisant le mouvement radial de la saillie dans l'ouverture pour pale au cours d'un état de déséquilibre. 9. Ensemble d'hélice selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de blocage est constitué d'une bille de verrouillage, d'un verrou de type segment ou d'un verrou de type ergot. 10. Ensemble d'hélice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pale peut être séparée du moyeu sans nuire à l'aptitude au fonctionnement du deuxième élément de retenue. 11. Ensemble de retenue de pale d'hélice, destiné à être utilisé avec un ensemble d'hélice comportant un moyeu, un élément de réception et une pale d'hélice, l'ensemble de retenue de pale d'hélice comprenant : un premier élément de retenue destiné à relier la pale d'hélice fonctionnellement au moyeu; et un deuxième élément de retenue destiné à relier la pale d'hélice fonctionnellement à l'élément de réception; caractérisé en ce que le deuxième élément de retenue relie la pale d'hélice fonctionnellement à l'élément de réception suite à la défaillance du premier élément de retenue, le deuxième élément de retenue, l'élément de réception et la pale d'hélice étant configurés pour permettre le mouvement de la pale d'hélice suite à la défaillance du premier élément de retenue. 12. Ensemble de retenue de pale d'hélice selon la revendication 11, caractérisé en ce que le deuxième élément de retenue est constitué d'un dispositif de verrouillage comprenant un élément d'arrêt, formé dans la pale d'hélice ou l'élément de réception, et un élément de blocage mobile formé dans l'autre élément parmi la pale d'hélice et l'élément de réception. 13. Ensemble de retenue de pale d'hélice selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément d'arrêt est constitué d'une rainure dans la pale d'hélice. 14. Ensemble de retenue de pale d'hélice selon la revendication 13, caractérisé en ce que le deuxième élément de retenue comprend un piston pouvant être déplacé entre une positionverrouillée et une position déverrouillée, et en ce que lorsque le piston est dans la position déverrouillée, l'élément de blocage est logé dans une partie du piston, de manière à ce que l'élément de blocage ne soit pas retenu dans la rainure et en ce que la pale d'hélice ne soit pas retenue par le deuxième élément de retenue. 15. Ensemble de retenue de pale d'hélice selon la revendication 14, caractérisé en ce que le deuxième élément de retenue comprend en outre un élément de précontrainte pour maintenir le piston dans la position verrouillée pendant le fonctionnement de la pale d'hélice.