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HELICE
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PALES
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Gene Or Protein
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Trou
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Etre
(3)
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Polymer
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Araldite
(3)
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Rayon
(1)
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Physical
(3/ 4)
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2 bars
(2)
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de 0,90 m
(1)
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de 4 tonnes
(1)
[18][_]
Molecule
(2/ 4)
[19][_]
DES
(3)
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monter
(1)
[21][_]
Generic
(1/ 1)
[22][_]
METAL
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510065A1
Family ID 7964727
Probable Assignee Evra Meubles
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title HELICE D'AVION EN BOIS A MONTAGE AMELIORE DES PALES ET DU
MOYEU
EN Title WOODEN AEROPLANE PROPELLER ASSEMBLY - HAS BLADES MOUNTED ON
METAL HUB WITH BLADE ENDS TREATED TO BE UNAFFECTED BY HUMIDITY
Abstract
_________________________________________________________________
HELICE D'AVION EN BOIS A MONTAGE AMELIORE DES PALES ET DU MOYEU.
LE PIED 5 DE CHAQUE PALE 6 EST IMPREGNE SOUS PRESSION DE RESINE ET
PRESENTE TROIS GORGES ESPACEES 7, 8, 9 AYANT UN PROFIL EN V AVEC UNE
FACE 7A S'OPPOSANT A L'ARRACHEMENT INCLINEE D'UN ANGLE A COMPRIS ENTRE
0 ET 30 TANDIS QUE LE LOGEMENT DES PIEDS 5 PRESENTE TROIS NERVURES 11,
12, 13 CORRESPONDANTES ET QU'UN BOULON DE SERRAGE 15 TRAVERSE LE PIED
DE PALE ET LES DEUX MOITIES ASSEMBLEES DU MOYEU 1 PERPENDICULAIREMENT
A LEUR PLAN DE JOINT.
The aeroplane propeller comprises a hub (1) made up of two metallic
halves containing cavities (4a) which receive the ends of wooden
blades (6). The ends of the blades are impregnated with a material
which suppresses the variation in vol. of the wood due to variations
in humidity. The ends of the blades pref. contain annular grooves
(7,8,9) into which correspondingly shaped ribs (11,12,13) on the
internal surfaces of the cavities locate when the two metallic halves
are secured together.
Description
_________________________________________________________________
L'invention a pour objet une helice d'avion en bois a plusieurs pales;
elle se rapporte plus particulierement a la facon dont chacune des
pales est assemblee avec un moyeu metallique qui est lui-meme cale en
rotation sur l'arbre du moteur de l'avion.
Le bois est une matiere qu'il est toujours avantageux d'utiliser pour
la fabrication des helices destinees aux avions de puissance plutt
faible comme les avions de tourisme ou les avions a rayon d'action
limite. Mais en depit de toutes ses qualites, le bois a un
inconvenient important quand il est utilise pour la confection des
pales d'helice.
Il est toujours sujet a des variations de volume en fonction de
l'humidite de l'atmosphere. Or, un avion est susceptible de se
trouver,en quelques heures, dans des zones ou le climat est tres
different de l'une a l'autre si bien que le bois peut Autre l'objet de
variations de volume dans un sens (par exemple le gonflement) puis
dans l'autre (par exemple la contraction) a une amplitude relativement
grande.
Quand il s'agit d'helices a deux pales opposees, on a tourne la
difficulte en realisant l'helice en une piece, le moyeu en bois ne
faisant qu2ne partie asec les pales. Cette solution rend la
fabrication de l'helice plus difficile; elle ne peut plus etre adoptee
quand il s'agit d'une helice a plus de deux pales, ne serait-ce qu'une
helice tripale. Dans un tel cas, on est contraint de fabriquer les
pales separement et de les assembler avec un moyeu central. En raison
des efforts que ce dernier doit etre capable de supporter - par
exemple une pale de 0,90 m. de long exerce sur le moyeu un effort
d'arrachement de 4 tonnes pendant. tout le temps de la rotation
normale de l'helice - il est preferable de se servir d'un moyeu
metallique. Ce dernier est insensible aux variations d'humidite de
l'air.Quand la pale en bois se contracte dans un climat sec, elle
arrive a avoir un jeu excessif dans la zone de son assemblage avec le
moyeu et elle est susceptible d'etre arrachee du moyeu pendant le vol.
Cet accident s'est produit effectivement, meme quand la pale etait
tenue dans une coquille metallique a l'aide d'une grose gorge
circulaire creusee dans le pied de la pale et dans laquelle penetrait
une protuberance annulaire correspondante de la coquille metallique.
Une autre solution proposee pour remedier a ce defaut du bois et
utilisee actuellement consiste a enfermer le pied de la pale dans une
douille metallique qui le ceinture etroitement et a retenir la pale
dans le moyeu grace a plusieurs tirefonds qui sont visses dans le bois
dans le sens longitudinal de la pale. Cette solution qui parait
logique, puisqu'il s'agit de retenir la pale contre l'action d'un
effort de traction longitudinal, n'est pas totalement satisfaisante.
Le pied de la pale est affaibli par les trous des tirefonds; le bois
resiste mal a l'arrachement des filets et sa contraction, quand elle
se produit, tend a diminuer l'effet de retenue des tirefonds.
L'invention a pour but principal d'apporter une helice a plusieurs
pales en bois, a un moyeu metallique, dans laquelle la fixation des
pales se fait d'une maniere offrant toute la resistance voulue a
l'arrachement, cependant que toutes les variations de volume du bois
par suite des variations d'humidite de l'air sont supprimees.
Un but supplementaire de l'invention est de parvenir a une helice
telle que definie ci-dessus dans laquelle le mode de fixation des
pales au m oyeu metallique est favorable a la mise en place dans le
moyeu d'un mecanisme de changement de pas de l'helice pendant sa
rotation.
On atteint ces buts, selon l'invention, en utilisant des pales en ois
dont le pied au moins a ete stabilise en volume par une impregnation
sous pression a l'aide d'une resine connue appropriee; on realise
ensuite dans le pied impregne de chaque pale au moins une et de
preference trois gorges circulaires espacees; on utilise un moyeu
metallique compose de part et d'autre d'un plan de joint de deux
moities s'assemblant a l'aide de boulons pour enserrer chaque pied de
pale dans un logement dont la face interieure presente une ou des
nervures saillantes circulaires qui penetrent respectivement chacune
dans une gorge circulaire du pied de pale4 De preference un trou est
perce a travers le moyeu et le pied de pale perpendiculairement au
plan de joint des deux moities et il contient un boulon de serrage,
Selon un mode de realisation de l'invention, chaque gorge creusee dans
le pied de chaque pale est definie par deux faces planes annulaires
inclinees: celle de ces faces qui s'oppose a l'arrachement de la pale
a une inclinaison par rapport a un plan transversal comprise entre Oo
et 450; de preference peu differente de 3004 L'autre face qui ne
s'oppose pas a l'arrachement a une inclinaison de l'ordre de 600,
On impregne de resine le pied de la pale avant le taillage de celle-ci
a partir d'un bois bien seche,on tourne ce bois pour mettre une
extremite a une grosseur un peu superieure a la grosseur du pied en
veillant a mettre les canaux du bois dans le sens longitudinal de la
pale, on plonge le pied dans un recipient etanche rempli de resine
fluide a la surface de laquelle on cree une pression de l'ordre de I a
2 bars.
On utilise de preference une resine araldite connue dans le commerce
sous le nom de resine F qui s'emploie soit a chaud a 800C, soit a
froid a 20 a 250C, Cette resine est relativement fluide aussitot apres
sa preparation et elle se polymerise assez lentement pour monter dans
le bois nar capillarite et sous l'effet de la pression, On constate
que la resine s'eleve dans la totalitedu pied et meme au-dela, dans la
partie inferieure profilee de la pale. Apres l'impre- gnation, on met
a la grosseur finale et on execute les gorges circulaires dans le pied
de la pale puis on taille celle-ci au profil exact voulu.
On donnera maintenant, sans intention limiez tative, une description
d'un exemple de realisation d'une helice conforme a l'invention. On se
reportera au dessin annexe dans lequel
- la fig, 1 est une vue d'un moyeu metallique pour helice tripale
represente ouvert dans son plan de joint avec une pale dessinee
partiellement pour montrer son pied loge dans le moyeu
- la fig. 2 est un dessin schematique d'une installation servant a
l'impregnation en resine du pied de chaque pale de l'helice de la
figure 1,
- la fig. 3 est une vue simplifiee montrant le montage dlune pale
conformement a l'invention en vue de son association a un mecanisme de
changement de pas,
Une helice conforme a l'invention comprend un moyeu 1, metallique,
compose de deux moities qui s'assemblent ce part et d'autre d'un plan
de joint.La figure 1 montre une moitie 2; le plan de cette figure est
confondu-avec le plan de joint. La reunion solide des deux moities se
fait a l'aide de plusieurs boulons qui sont introduits dans des trous
de passage perpendiculaires au plan de joint.
Chaque moitie est conformee en coquille et les deux moitiC-s tiennent
entre elles les pieds des pales de l'helice. Dans cet exemple, il
s'agit d'une helice tripale; les deux moities 2 du moyeu presente donc
trois logements 4A, 4B, 4C A 1200 les uns des autres. Sur la figure 1
seul le logement 4A est represente avec un pied de pale mis en place
dans ce logement. La pale 6 est dessinee partiellement en dehors du
moyeu 1. I1 s'agit d'une pale dont le pied a ete stabilise contre les
variations dues aux variations d'humidite.
Dans le pied 5 de la pale 6 sont prevues trois gorges circulaires 7,
8, 9 espacees en sens longitudinal.
Le nombre exact de ces gorges n'est pas strictement impose par
l'invention. Mais il y a lieu de considerer qu'un nombre plus eleve de
gorges 7, 8, 9 commencerait a affaiblir le pied de pale, ou
necessiterait une augmentation de sa longueur sans reelle utilite par
ailleurs; inversement, un nombre plus faible de gorges (deux ou meme
une seule) reduirait la resistance de la pale a l'arrachement.
Chaque gorge 7, 8, 9 est definie par deux faces planes annulaires
inclinees qui ee rejoignent en donnant a la gorge un profil en V. On
distingue une premiere face 7A ou 8A ou 9A, qui est disposee de facon
a s'opposer a l'arrachement de la pale 6 hors du moyeu 1 sous l'effet
d' une force F en sens longitudinal le long de l'axe geo metrique 1O
de la pale 6, Catte face 7A ou 8A ou 9A fait avec un plain transversal
perpendiculaire a l'axe geometrique 10 un angle a compris entre O et
450-, de preference egal a 300 envi- ron comme dans l'exemple decrit
ici,
On distingue une seconde face 7B? 8B, 9B qui ne s'oppose pas a
l'arrachement de la pale 6, Cette. seconde face fait avec le meme plan
transversal un angle b dont la valeur est de 600 environ.
L'angle prefere de 30 a l'avantage d'opposer une forte resistance a
l'arrachement et de permettre l'usinage des pieds de pale de maniere
automatique a l'aide d'un outil reproducteur; un angle plus faible de
30 a 00 donne une face qui s'oppose encore mieux a l'arrachement mais
qui ne permet plus une bonne reproduction automatique.
Chaque logement 4A, 4BC 4C presente sur sa face interieure trois
nervures saillantes circulaires ll, 12, 13 qui ont une disposition et
un profil prevus pour un bon assemblage avec les gorges 7, 8, 9 afin
que chaque pied de pale soit bien enserre, sans jeu, entre les deux
moities du moyeu.
En outre, un trou 14 est perce a travers les deux moities du moyeu et
a travers chaque pied de pale, sensiblement au milieu de chaque pied 5
perpendiculairement au plan de joint.
Chaque trou 14 est traverse par un boulon 15,
En plus des dispositions expliquees ci-dessus pour bien ancrer chaque
pied 5 des pales 6 dans le moyeu 1, il est prevu selon l'invention de
stabiliser les pieds 5 contre les variations doges au changement
d'humidite,
L'impregnation est faite apres tournage du pied 5 a une grosseur
superieure a sa dimension finale sans ebauche des gorges 7, 8, 9; elle
est faite a l'aide de tout produit approprie. De preference, selon
l'invention, on utilise une resine araldite connue sous le nom de
resine F qui existe sous deux formules, l'une s'employant a 800C,
l'autre a 20 - 250 C.
I1 est souhaitable que la resine soit bien fluide des sa preparation
pour qu'elle penetre facilement dans le bois et qu'elle penetre
facilement dans le bois et qu'elie durcisse assez lentent pour qu'elle
penetre profondement dans le pied de la pale.
La figure 2 illustre schematiquement une maniere possible d'impregner
les pieds 5 des pales 6. On ebauche la forme cylindrique du pied 5
dans une piece de bois en veillant a mettre les canaux du bois dans le
sens longitudinal de la pale 61 On introduit le pied 5 dans le
recipient 16 a travers un couvercle 17 muni d'un joint annulaire 18
qui s'applique autour du pied 5. On prepare de la resine dont on
remplit le recipient 16 en laissant echapper l'air de celuici a l'aide
d'un vase 19 sureleve et raccorde au au recipient 16 par un tube
transparent 20 qui permet de verifier la descente de resine pendant
toute l'operation.On ferme le vase 19 avec un couvercle a travers
lequel on cree sur la surface de la resine une pression d'air
P de 1 a 2 bars, Tout autre agencement permettant d'introduire de la
resine sous pression dans les pieds des pales pourrait entre utilise.
Avec l'installation que l'on vient de decrire, on constate que la
resine impregne bien la totalite du pied et monte meme un peu dans la
partie inferieure de la pale.
Le taillage ulterieur de celle-ci et l'execution des gorges permettent
de verifier que l'impregnation s'est faite convenablement.
On se reportera maintenant a la figure 3 pour decrire uniquement a
titre d'exemple une variante de montage d'un pied de pale conformement
a l'invention. Ce montage a pour seul but de faire ressortir un
avantage supplementaire de l'invention. Celle-ci favorise, en effet,
l'association de toute pale en bois avec un mecanisme de changement de
pas en vol.
Au lieu de serrer le pied 5 directement entre les deux parties d'un
moyeu 1, on interpose une coquille 21 en deux parties dont l'interieur
est pourvu de gorges 8 exactement comme decrit plus haut pour chaque
logement 4A 4B, 4C. Les deux parties de la coquille 21 sont tenues
serrees autour du pied 5 a leur extremite avant par un collier 22
visse sur un filetage conique sur la coquille 21; a l'extremite
arriere, eloignee de la partie profilee de la pale, la coquille est
tenue fermee par une baque 23 egalement vissee sur un filetage
conique* Cette bague 23 est pourvue d'une denture exterieure 24, Quand
cet ensemble est enferme dans un moyeu en deux parties qui contient le
collier 22 et la bague 23 en les retenant contre les efforts
d'arrachement mais en leur laissant une liberte de rotation autour de
l'axe geometrique 20;; on peut modifier en vol le pas de l'helice en
agissant sur la denture 24 par l'intermediaire d'un moteur electrique
par exemple,
On notera que le profil dissymetrique decrit plus haut des gorges 8 a
deux faces inclines est preferable mais non obligatoire,
L'impregnation du pied de chaque pale permet de prevoir des gorges
ayant un autre profil, si on le juge souhaitable, par exemple des
gorges a profil demi-circulaire auxquelles correspondent des
bourrelets complementaires sur la surface interieure de chaque
logement 4A1 4B 4C.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Helice ayant des pales (6) en bois eut un moyeu(1) metallique en
deux parties assemblees contenant entreelles le pied (5) de chaque
pale a l'interieur d'un logement (4A), caracterisee en ce que le pied
(5) de chaque pale (6) est impregne d'une matiere supprimant
substantiellement les variations de volume du bois dues aux variations
d'humidite.2. Helice selon la revendication 1, caracteriseeen ce que
la surface de chaque pied (5) est creusee d'au moins une gorge
circulaire (8) definie par deux faces planesannulaires inclinees se
rejoignant en V, la face (8A)s'opposant a l'arrachement de la pale
faisant un anglecompris entre 0 et 450, de preference 300 envirqn,
avec un plan transversal perpendiculaire a l'axe geometrique(10) de la
pale (6), tandis que la surface interieure dulogement (4A) presente
une nervure circulaire saillante(12) s'ajustant dans la gorge (8).3.
Helice selon la revendication 2, caracterisee esce que le pied (5) de
chaque pale (6) est creuse de trois gorges circulaires (7,8,9)
espacees en sens longitudinal, chaque logement (4A,4B,4C) ayant trois
nervures correspondantes (11, 12, 13).4. Helice selon la revendication
2, caracterisee en ce que la face (8B) de chaque gorge (8) ne
s'opposant pas a l'arrachement fait un angle de 600 environ avec le
plan transversal perpendiculaire a l'axe geometrique (10) de la
pale.5. Helice selon la revendication 1, caracterisee en ce qu'un trou
(14) est perce en travers des deux parties du moyeu (1)
perpendiculairement au plan de joint de ces parties, au milieu de
chaque pied (5) des pales (6) et un boulon de serrage (15) passe a
travers chaque trou (14).6. Helice selon la revendication 1,
caracterisee en ce que le pied (5) de chaque pale (6) est impregne
d'une resine araldite qui a ete introduite sous pression dans les
canaux du bois.7, Helice selon la revendication 2r caracterisee en ce
que le logement de chaque pied (5) de chaaue pale (6? est menage dans
une coquille (21) en deux parties ayant interieurement au moins une
neryure circulaire (12) correspondant a la gorge (8) ces deux parties
etant reunies ensemble a leur extremite avant par un collier (21)
visse et a leur extremite arriere par une bague vissee (23) ayant une
denture exterieure (24) chaque coquille (21) etant retenue entre les
deux parties assemblees du moyeu (1) avec une possibilite de rotation
autour de l'axe geometrique longitudinal (10) de la pale (6).8. Helice
selon la revendicatiqn 1 caracterisee en ce que chaque pied (5) est
creuse de trois gorges espacees a profil demi-circulaire chacune;
chaque logement (4A, 4B. 4C) presentant sur sa surface interieure
trois bour- relets correspondants.
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