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"Perfectionnements aux hélices à pas variable"
La présente invention se rapporte aux hélices à pas variable, un des buts de l'invention étarxt de réaliser un agencement simple et efficace, actionné à partir de l'arbre de l'hélice, pour varier le pas des pales de l'hélice, cet agencement étant normalement inopérant et étant soumis à l'usure seulement pendant la courte période nécessaire pour amener le changement du pas.
Un autre objet de l'invention consiste à amélio en la construction du moyeu et le montage des pales, ce moyeu étant muni. de l'agencement destiné à changer le pas de l'hélice et consistant en:un mécanisme à engrenages
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en prise constante, actionnés seulement pendant la courte période de changement du pas.
Selon l'invention, dans l'hélice à pas variable, actionnée mécaniquement, le frottement, et, par conséquent l'usure des engrenages sont réduits au minimm., ce qui prolonge grandement la durée des organes; d'autre Part, la vitesse du mécanisme de changement du pas est très , réduite par rapport à la vitesse du moteur qui commande ledit mécanisme.
Le moyeu de l'hélice à pas variable, suivant l'invention, comprend une paire d'engrenages en prise constante et des moyens pour empêcher la rotation de l'un desdits engrenages par rapport au moyeu, ainsi que des moyens pour amener la rotation de l'autre engrenage par rapport au moyeu, lesdits engrenages étant normalement au repos par rapport au moyeu.
Les dessins annexés représentent un mode de réalisation de la présente invention ; dans ces dessins :
La figure 1 est une coupe verticale par un moyeu d'hélice suivant l'invention.
La figure 2 est une coupe horizontale suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coup* horizontale suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la figure 1.
La figure 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la figure 1.
La figure 6 est une coupe verticale, à plus grande échelle, suivant la ligne 6-6 de la figure 5.
La figure 7 est une coupe horizontale suivant la ligne 7-7 de la figure 6.
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La figure) 8 et la figure 8-a, réunies suivant la ligne en pointillé a-a forment une coupe verticale, à très grande échelle, par l'extrémité arrière du moyeu, montrant le mécanisme de changement de pas dans une position pdur amener la rotation des pales d'hélice dans un sens.
La figure 9 est une vue similaire à celle de la figure' 8, montrant le mécanisme de changement du pas dans la position destinée à faire tourner les pales dans ' le sens opposé. '
La figure 10 est une vue similaire à celles des figures 8 et 9, montrant le mécanisme de changement de pa s en position neutre.
La figure 11 est une élévation arrière d'un engrenage en spirale qui peut tourner dans l'un ou l'autre sens, pour augmenter ou diminuer le pas des pales de l'hélice.
La figure 12 est une coupe verticale suivant la ligne 12-12 de la figure Il.
La figure 13 est une élévation de côté d'un engrenage annulaire à denture intérieure, monté pour tourner dans le moyeu et empêché de se déplacer axialement.
La figure 14 est une coupe suivant la ligne 14-14 de la figure 13.
La figure 15 est une élévation de côté d'un engrenage annulaire à denture extérieure, monté dans le moyeu de façon à effectuer un mouvement de rotation et un mouvement aidai, et constamment en prise avec l'engrenage annulaire à denture extérieure.
La figure 16 est une coupe suivant la ligne 16-16 de la figure 15.
La figure 17 est une élévation de côté d'une bague de fermeture qui se visse dans l'ouverture ménagée dans
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le moyeu dans lequel les différents organes se trouvent assemblés.
La figure 18 est une coupe verticale suivant la ligne 18-18 de la figure 17.
La figure 19 est une élévation de coté d'une bague d'embrayage placée de chaque coté des engrenages annulaires et destinée à embrayer un de ces engrenages avec l'engrenage conique et l'autre avec la bagne de fermeture, et vice-versa.
La figure 20 est une coupe verticale suivant la ligne 20-20 de la figure 19.
La figure 21 est une élévation de coté d'une bague excentrique montée dans le moyeu pour tourner et se déplacer axialement et sur laquelle est monté pour tourner l'engrenage droit.
La figure 22 est une coupe verticale suivant la ligne 22 -22 de la figure 21.
La figure 23 est une élévation de coté d'une bague qui se visse dans la bague excentrique pour y maintenir l'engrenage droit.
La figure 24 est une coupe verticale suivait la ligne 24-24 de la figure 23.
En se reportant aux dessins, 1 indique, de façon générale, un moyeu d'hélice à manchons radiaux 2 dans lesquels nt montées les pales de l'hélice, ayant un ferage central 3 dans lequel est fixé l'arbre de commande. La face interne (c'est-à-dire celle tournée vers l'avion) du moyeu est élargie en 4, la partie élargie 4 contenant divers forages et compartiments dans lesquels les divers mécanismes décrits ci-après sont montés.
Les pales de l'hélice 5 présentent dea capa.- chons 6 vissés sur leurs extrémités intérieures, ces pales
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étant fixées pour tourner dans les manchons radiaux 2 par des roulements à billes 7 et 8 et des bagues 9, Chaque bague 9 est vissée dans l'extrémité ouverte d'un des manchons 2 et est empêchée de se desserrer par tout dispo- ¯de blocage
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----- sit1f jJpproprié, par exemple le goujon 10.
Les capuchons 6 possèdent des extrémités cylindriques intérieures 12., de diamètre réduit, qui se prolongent dans les supports 13 montés à la presse dans des manchons 14 de dimensions réduites, prévus dans les extrémités intérieures des manchons 2, Des engrenages 15 sont prévus sur les périphéries des capuchons 6, près de leurs extrémités 12, Chaque capuchon 6 comporte également un rebord 20, près de l'engrenage 15. Des vis 16 empêchent les capuchons 6 de se desserrer des extrémités des pales 5.
Les bagues filetées 9 présentent des épaulements circulaires 17 sur leurs faces internes, près de leurs extrémités extérieures, et comportent, à proximité des épaulements 17, des entaill es ou creux circulaires 18 dans lesquels sont placées des rondelles en cuir 19 destinées à retenir la graisse.
En assemblant les différentes parties sur les pales 5, pour les fixer dans les douilles 2, on glisse d'bord les bagues 9 sur les extrémités internes des pales, ensuite les rondelles 19 et les paliers 8 et 7, dans l'ordre spécifié. On visse ensuite les capuchons 6 qui sont bloqués par des goujons 16. Les pales et les parties ainsi assemblées sont ensuite Introduites dans les manchons 2. les bagues 9 étant vissées dans les extrémités externes des douilles et bloquées par des vis 10.
En se reportant à la figure 1, on voit que, dans ce mode d'assemblage des parties, les supports 7 se trouvent solidement fixés entre les extrémités internes des
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bagues 9 et les rebords 20 et que les supports 9 se trouvent serrés entre les épaulements 17 et les extrémités externes des chapeaux 6. On garnit de graisse tout autour des diffé- rentes parties pendant l'assemblage.
Cette construction constitue un moyen simple et efficace pour maintenir solidement les pales 5 dans les douilles 2, tout en leur permettant une rotation facile dans les supports 7 et 8, au moyen de vis dans fin 22 qui s'engrènent avec les engrenages 15.
Ces vis sans fin 22 sont montées dam des forages transversaux 23 sur les supports 24 et 25 et solidement maintenues en place par des cap@chons de ferme- ture 26 comportant des prolongements cylindriques 26a qui @ 24 serrent les paliers entre leurs extrémités et les épaculement@
23a (figure 3). Des engrenages d'angle 27 sont fixés aux extrémités des arbres 22a des vis sans fin disposés près des paliers 25.
Un arbre 28 est monté dans des supports 28a et 28b, emmanché dans un forage 29, à angle droit et sur le même plan par rapport aux forages 23, des engrenages d'angle
30 et 31 étant rigidement fixés à des extrémités opposées de l'arbre. L'engrenage d'angle 30 Tient en prias avec l'un des engrenages 27 et l'engrenage 31 avec l'autre ongrenage 27, En se reportant aux figures 5 et 6, on voit que lee engrenages 27,30 et 31 sont disposés de telle façon que, l'arbre 28 étant mis en rotation, les vis sans fin 22 tourneront en sens opposé.
Un engrenage 32, monté librement sur l'arbre
28 et dans le milieu de celui-ci, possède des plateaux d'embrayage 33 et 34. Des organes d'embrayage 35 et 36, clavetés à glissement sur l'arbre 28, sur des cotés opposés de l'engrenage 32, sont munis de plateaux d'embrayage 37 et
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38 qui sont normalement forcés à venir en gangagement avec les plateaux d'embrayage 33 et 34 sous l'action des ressorts 39 et 40. Lorsque l'on fait tourner l'engrenage 32 dans un sens, il viendra s'embrayer sur l'arbre 28 grâce au mécanisme d'embrayage monté sur un des côtés et lorsqu'il tournera dans le sens inverse, il sera embrayé sur l'arbre 28 par le mécanisme d'embrayage de l'autre coté. Des chapeaux 41 forment les c@@trémités du forage 29.
En face du forage 29, et dans le même plan et parallèlement à celui-ci, se trouve un forage 42 dans lequel sont vissés des contre-poids 43 et 44 qui peuvent être bloquésddans toute position désirée par les vis de blocage 45 et 46. Ces contre-poids sont destinés à équilibrer con- . venablement l'hélice après l'assemblage de toutes les parties.
Une rainure annulaire 47 a été ménagée dans la face de la partie élargie 4 du moyeu. En prévoyant cette rainure 47 sur la face interne de la partie 4 du moyeu, il se forme un rebord cylindrique extérieur 48 entourant la rai. nure et un prolongement intérieur tubulaire 49 entourant le forage 3. La portion de la partie 4 qui contient les forages 23, 29 et 42 est carrée, comme indiqué en 4-b. Cette forme a été choisie uniquement pour diminuer le poids.
Les parties représentées dans les figures 11 à 24 sont assemblées dans la rainure 47 et coopèrent l'une avec l'autre pour faire tourner les engrenages 32 qui, de leur côté, et par l'intermédiaire des différents arbres, engrenages et vis sans fin décrits font tourner les pales 5.
Chacune des parties représentées dans les figures 11 à 24 sera d'abord décrite en détail et ensuite la manière de les assembler dans la rainure 47.
Les figures 11 et 12 représentent un engrenage
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hélicoïdal qui engrène avec l'engrenage 32 et qui l'actionne dans les deux sens, Cet engrenage indiqué, de façon généra- le, par la référence 50, comporte un disque 51 ayant@un fora- ge central cylindrique 52. Des dents hélicoïdales 53, taillés lées dans une de ses faces, partent vers l'extérieur, du fore ge 52 à la périphérie du disque, Un rebord cylindrique 54, écarté intérieurement d'une faible distance de la périphérie du disque, part vers l'extérieur des faces opposées du dis- que, Huit pattes 55, écartées l'une de l'autre, sont égale- ment prévues sur cette face.
Un engrenage annulaire, à dents intérieures, représenté de façon générale par la référence 56, est indiqua en détail dans les figures 13 et 14, Cet engrenage est formé en taillant des dents 57 sur la face interne d'une bague 58, dont la face externe est circulaire et concentri- que aux dents 57 et a le même diamètre que le diamètre extérieur du rebord 54 de l'engrenage 50. Huit pattes similaires 59 se trouvent disposées à distance l'une de l'autre, sur un côté de la bague 58 et font saillie extérieu. autres rament, et huit/pattes 60 sont également disposées à distan- ce l'une de l'autre et font saillie extérieurement, du coté opposé de la bague 58.
Les figures 15 et 16 montrent un engrenage annulaire 61, à denture externe, dont les dents 62 sont taillées sur la périphérie, concentriquement au forage cen- tral agrandi 63. Huit pattes 64 sont disposées, espacées l'u- ne de l'autre, sur un côté de l'engrenage et partent vers l'extérieur, huit pattes similaires 65, également écartées l'une de l'autre, partant extérieurement, du coté opposé de l'engrenage. Cet engrenage comporte moins de dents que l'engrenage 56 et, en position assemblée, s e trouve toujours en prise avec l'engrenage 56. En fonctionnement, l'engrenage
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56 est amené à rouler autour de l'engrenage 61 et à faire tourner les pales 5 dans un sens, l'engrenage 61 étant amené à rouler autour de l'engrenage 56 pour faire tourner les pales dans le sens opposé.
En raison de la différence dans le nombre des dents, la réduction obtenue est grande.
Par exemple, si l'engrenage 56 comporte cinquante dents et l'engrenage 61 quarante-neuf dents, 1"un des engrenages devrait rouler autour de l'autre cinquante fois pour effectuer une révolution. Il en résulterait ainsi une réduction de 50 à 1.
La bague de fermeture pour la rainure ou coulisse 47 représentée aux figures 17 et 18, est indiquée de façon générale par la référence 66. Cette bague de fermeture comprend un disque ayant un forage central agrandi 67 et un rebord annulaire 68 se prolongeant versl'extérieur sur un de ses cotés, la périphérie du rebord étant filetée comme indiqué en 69. Huit pattes similaires 70, à égale distance l'une de l'autre, font extérieurement saillie de la même face que le rebord 68. Les largeurs des pattes 70, et par conséquent des espaces entre elles, sont les mêmes que les partes 55 et leurs espaces correspondants.
Les figures 19 et 20 représentent une bague d'embrayage indiquée généralement par la référence 71. Le diamètre extérieur de cette bague est le même que le diamètre intérieur des rebords 54 et 68, Le bord intérieur de la bague 71 comporte huit entailles 72, de mêmes dimensions et forme que les pattes 55 et 70, Deux de ces bagues sont utilisées, l'une étant assemblée avec l'engrenage hélicoïdal 50, les entailles 72 s'adaptant tout autour des pattes 55, et l'autre bague étant assemblée a@ec la bague de fermeture 66, les rainures 72 d'adaptant autour des pattes 70. Plusieurs pattes 73 font extérieurement saillie
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d'un coté de la bague 71.
Les figures 21 et 22 sont des vues de détail d'un organe de commande indiqué de façon générale par la référence 74 et comprenant une partie cylindrique courte 75 présentant un rebord radial 76 à une extrémité, son autre extrémité étant diminuée comme en 77., un épaulement 78 étant formé entre la périphérie de la partie 75 et la périphérie de la partie diminuée 77. Les périphérie@ ties 75 par- et 77 sont concentriques. L'organe est foré concentriquement sur environ la moitié de sa profondeur et est filetée en 79, le reste étant foré excentriquement, comme indiqué en 80.
Une bague 81, dont les détails sont représentés aux figures 23 et 24, porte un rebord en 82 et est filetée en 83, étant vissée dans le forage 79. Cette bague 81 présente un forage exoentrique 84 de même diamètre, et sur la même ligne que le forage 80 lorsqu'elle est assemblée dans l'organe de commande 74.
Un prolongement 85 boulonné à l'avant du moteur 86 par des boulons 87 présente une extrémité ouverte, agrandie, près de l'arrière du moteur. Ce prolongement 85 comporte une rainure circulaire 88 ménagée dans sa périphérie, près de son extrémité ouverte dans laquelle est montée pour tourner une bague 89.
Le prolongement: 85 est foré concentriquement à la rainure 88 d'une certaine distance en arrière de son extrémité ouverte, comme indiqué en 90. Une bague 91;, clavetée ep. 9la de façon à glisser et à se déplacer axialement dans le forage 90, est constituée par deux moitiés boulonnées ensemble et présente une rainure 93.sur sa face interne. Les côtés de la rainure 92 sont garnis d'une manière telle que de la garniture de frein, à coefficient de frottement élevé, indiqué par les références 93 et 94.
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La bague 89 possède plusieurs pattes 95 qui traversent des encoches droites 96 prévues dans le prolongement 85 et pénètrent dans des encoches angulaires 97 ménagées lors açon, lorsque 1 dans la périphérie de la bague 91. Dette cette façon, la bague 89 tourne, la bague 91 sera ramenée en arrière ou avancée selon le sens de rotation de la bague 89. La rotation de la bague 89 est effectuée en déplaçant une tige 98 dont une extrémité est reliée à un bras 99 d'un levier coudé 100 pivoté en ICI au moteur. L'autre bras 102 du levier coudé est relié par une tige 103 à un bras 105 faisant extérieurement saillie de la bague 89.
Pour assembler les différentes parties décrites dans la rainure 47, l'engrenage hélicoïdal 50 est introduit le premier, cet engrenage venant en prise avec l'engrenage 32 comme indiqué en 106. Un coté du forage 29 coupe la rainure 47 en 107 ( figures 3 et 6). Une bague 108 est ensuite vissée dans la rainure 47 et un collier 109 est vissé sur le prolongement tubulaire 49. L'extrémité externe de la bague 108 présente un creux annulaire 110 et l'extrémité extérieure du collier 109 a un rebord annulaire 111 qui traverse le forage 52 de l'engrenage 50. La périphérie de l'engrenage 50 s'adapte dans le creux 110 et le rebord 54 se prolonge dans la bague 108. De cette façon, la bague 108 et le collier 109 supportent et mettent en position, de façon à tourner, l'engrenage 50 dans la rainure 47.
On introduit ensuite une bague d'embrayage 71, les encoches 72 de la bague s'adaptant sur les pattes 55 de l'engrenage hélicoïdal 50. Comme on le voit sur les figures 8 à 10 la largeur de la bague 71 est inférieure à la profondeur des pattes 55. La bague d'embrayage est montée pour glisser en dedans du rebord 54, mais, ainsi que l'indiquent les figures 8 10, elle n'est jamais dégagée des pattes 55.
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Par conséquent l'engrenage hélicoïdal 50, se déplacera toujou jours avec la bague 71.
L'engrenage annulaire 56, à denture tinterne, est introduit ensuite et se trouve supporte, de façon à tourner, dans la bagne 108, entre l'extrémité du rebord 54 et: la bague de fermeture 66.
La bague 91 est ensuite assemblée autour de la périphérie du rebord 76 de l'organe de commando 74. On glisse ensuite la bagne de fermeture 66 sur la partie formant corps et l'autre bague d'embrayage 71 est introduite dans le rebord 68, les encoches 72 venant en engagement avec les pattes 70. Cette bague ést également montée pour effectuer un mouvement de glissement, mais les encoches 72 ne sent jamais hors d'engagement avec les pattes 70, de sorte que la bague 71 tournera toujours avec le moyeu. L'engrenage annulaire 61 à denture extérieure est ensuite monté sur l'extrémité diminuée 77 et la bague 81 est vissée dans le forage 79, de façon à supporter, pour tourner, 1"engrenage 61 sur le prolongement 77 entre l'épaulement 78 et le rebord 82.
Cet assemblage est ensuite glissé sur le collier 109 et la bague de fermeture 66 est vissée dans l'extrémité ouverte de la rainure 47, maintenant ainsi en place les parties assemblées. Comme on le voit sur les figures 1 et 8 à 10, en raison de l'excentricité du forage 80 dans l'organe central 74, l'engrenage annulaire 61, à denture externe, sera toujours en prise avec l'engrenage annulaire 56, à denture intérieure, en un point- ce point étant opposé au point d'excentricité maximum entre le forage 81 et la périphérie de la partie formant corps 75. Des ressorts Ils tendent à déplacer les bagcxes d'embrayage vers les engrenages 56 et 61.
On fixe ensuite le moyeu sur l'arbre de commande de façon quelconque connue, non représentée, la bague 91
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étant en place à l'intérieur du forage 90 dans le prolonge-
88 ment 85 et la bague 89 serrée dans la rai nure avec les boulons traversant les encoches 96 et pénétrant dans les encoches 97On relie -'ensuite les tiges de commande 98 et
103 et le levier coudé 100 dans leurs places correspondantes.
En fonctionnement, si l'on désire tourner les pales dans un sens, on amène les différentes panties reliées dans la position représentée aux figures 1, 2 et 8, 8a, en tournant la bague 89 dans le sens approprié, par les articulations 98 à 105 destinées à ce but. Les pattes 64 sur l'engrenage annulaire 61, à denture externe, sont ainsi amenées en engagement avec les pattes 55 de l'engrenage héli- coïdal 50 qui constitue une connection de commande entre les ' deux engrenages. Les ressorts 112 déplaceront la bague d'em- brayage 71, contenue dans le rebord 68 sur la bague de ferme- ture 66, vers les pattes 60 sur l'engrenage 56, de sorte que les pattes 73 de la bague d'embrayage viendront en engagement avec les pattes 60 de l'engrenage 56.
De cette façon, l'en- grenage 56 sera embrayé sur le moyeu, par les pattes 6 0 et
73 et la bague d'embrayage 71, les encoches 72, les pattes
70 et la bague de fermeture 66, et sera empêché de tourner par rapport audit moyeu. L'organe de commande 74 est maintenu fixe par le contact à friction avec la bague 91 par l'intermédiaire de la garniture de freinage 92.
Lorsque le moyeu tourne, l'engrenage intérieur 56 tourne avec lui, ce qui fait tourner l'engrenage annulaire 61 sur l'organe de commande 74, et en raison' du fait que les engrenages sont en prise seulement en un seul point par suite de l'excentricité de l'organe de commande et comme ce point change constamment au fur et à mesure que tourne le moyeu autour de l'organe de commande fixe, l'engrenage annulaire 61, à denture extérieure viendra rouler sur la partie interne de l'engrenage annulaire
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56, à denture -Sterne, quinconfèrera à l'engrenage 61 une faible rotation par rapport au moyeu.
Par conséquent, l'eng renage 61 étant embrayé avec l'engrenage hélicoïdal 50, celui-ci tournera ensemble avec lui qui, de son côté, par l'intermédiaire de l'engrenage 32 et les différents engrenages et vis sans fin décrits précédemment, amènera la rotatior des pales 5.
Lorsque l'on désire faire tourner les pales dans le sens opposé, on fait tourner la bague 89 pour amener les parties dans la position représentée sur la figure 9. Dans cette position, l'engrenage 30 se trouve embrayé sur l'engre nage 56 à denture interne par les pattes 55, les entailles 72, la bague d'embrayage 71 et les pattes 73 de la bague d'embrayage et pattes 59 de l'engrenage intérieur; et l'engrenage annulaire 61 à denture externe est fixé sur le moyeu par les pattes 65 et 70 et la bague de fermeture 66.
Au fur et à mesure que tourne le moyeu, l'embrayage à denture interne 56 sera amené à rouler autour de l'embrayage annulaire 61, qui se trouve embrayé sur le moyeu, Ce roulement de l'embrayage à denture interne lui conférera une faible rotation par rapport au moyeu qui, de son coté, imprimera à l'engrenage 50 une rotation dans le sens opposé à celle qui lui avait été condérée par l'engrenage 61, L'engrenage hélicoldal et les parties qui s'y rattachent feront ensuite tourner les pales dans le sens opposé.
Après avoir amené les pales à tourner dans un ou l'autre sens, dans la position désirée, la bague 83 tourne pour placer les parties dans la position neutre représentée sur la figure 10. Dans cette position, les parties reste* ront toutes fixes par rapport au moyeu et tourneront avec lui
Afin d'empêcher que les pales soient manoeuvrées trop loin, par erreur, on a prévu un mécanisme d'arrêt automatique
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qui arrêtera la rotation des pales lorsque celles-ci atteignent un point déterminé à l'avance, dans un sens ou l'autre.
Le mécanisme est décrit dans ce qui suit.
Comme indiqué précédemment, lorsque l'on fait tourner l'engrenage 32 dans un sens, il est embrayé sur l'arbre 28 par l'organe d'embrayage 33 et lorsqu'on le fait tourner dans le sens opposé, il est embrayé sur l'arbre 28 par l'autre organe d'embrayage 36 (figures 5, 6 et 7).
L'organe d'embrayage 35 comprend une partie cylindrique 115 ayant à un des bouts de plateau d'embrayage 37 et à son autre bout le rebord 116, et est monté à glissement et claveté sur l'arbre 28 au moyen de la clavette .
117. Une bague 118 à filetage extérieur est clavetée à glissement en 119 sur la partie 115, à l'extérieur.
L'autre organe d'embrayage 36 est similaire à l'organe d'embrayage 35 et comprend un organe cylindrique 120 ayant à un bout le plateau d'embrayage 38 et une bride annulaire 121 à l'autre bout, et se trouve claveté, de façon à glisser, sur l'arbre 28, au moyen de la clavette 122. Une bague à filetage externe 123, similaire à la bague 118, est clavetée, de façon à glisser, sur l'extérieur de la partie 120.
Les organes de support 28-a et 28-b comportent des prolongements cylindriques 125 et 126, respectivement, qui sont forés et filetés en 127 et 128.
Pour l'assemblage, on visse la bague 118 dans le forage fileté 127 de l'organe de support 28-a et la bague 123 est vissée dans le forage fileté 128 de l'organe de support 28-B.
Lorsque l'engrenage 23 est amené à tourner dans un sens de fapn à venir positivement en engagement avec l'organe 35, la bague 118 sera écartée de l'engrenage 32 et la
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bague 123 sera déplacée vers l'embrayage 32. Lorsque ce dernier engrenage aura effectué un nombre de tours détermine. à l'avance, la bague 118 viendra en engagement avec le reb rebord 116 de l'organe d'embrayage 35 et amènera le plateau d'embrayage 37 hors d'engagement avec le plateau d'enrayage 33, ce qui permettra à l'engrenage 32 de tourner sans entrainer en rotation l'arbre 28 et les différentes parties qui y sont attachées.
Après la séparation des plateaux d'embrayage 33 et 37, les plateaux d'embrayage 34 et 38 glisseront simplement l'un sur l'autre, l'organe d'embrayage 36 étant amené en arrière et en avant sur l'arbre 28, à l'encontre de l'action du ressort 90.
De façon similaire, lorsque l'engrenage 32 tourne dans le sens opposé, il viendra en engagement positif avec l'organe d'embrayage 36 par l'intermédiaire des plateaux d'embrayage 34 et 38. La bague 123 sera ainsi écartée de l'engrenage 32 et la bague 118 sera amenée vers de dernier, et après un certain nombre de révolutions de l'engrenage 52, déterminés à l'avance, la bague 123 amènera en engagement le rebord 121 et hors engagement l'organe d'embrayage 36 de l'engrenage 32, permettant ainsi la rotation de ce dernier sans faire tourner l'arbre 28. Les limites de rotation des pales 5 dépendent du réglage initial des bagnes 118 et 123 lorsque les parties se trouvent assemblées. Ces limites varient pour les différents types d'hélices, moteurs et avions, et pour le type particulier de service auquel ces avions sont destinés.
Pour amener la modification de ces limites, il sera nécessaire de démonter toutes les parties dans le forage 29 et régler à nouveau les bagues 118 et 123.
Ce mécanisme permet donc de réaliser un dispositif simple, efficace et sûr pour limiter, de façon positive, les variations du pas des pales d'hélice.
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Il résulte de ce qui précède que le mécanisme décrit est simple et efficace, contenu en entier dans l'in- térieur du moyeu d'hélice et permet de faire varier le pas des pales des hélices pendant leur fonctionnement, les parties étant établies et disposées de telle sorte qu'elles ne fonotionnent que pendant la période très courte nécessaire à faire le changement du pas des pales. Ces affiles sont également établies et disposées de façon à e jamais subir aucun choc ou effort trop considérables, et, en tenant compte de ce qu'elles ne fonctionnent que pendant une durée de temps très réduite, ces parties dureront indéfiniment, avec une usure des plus minimes.
Il est entendu que diverses modifications peuvent âtre apportées à la construction et à la disposition des différentes parties, sans sortir du cadre de l'invention.
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"Improvements to variable-pitch propellers"
The present invention relates to variable-pitch propellers, one of the aims of the invention etarxt to achieve a simple and effective arrangement, actuated from the propeller shaft, for varying the pitch of the propeller blades, this arrangement being normally inoperative and being subjected to wear only during the short period necessary to bring about the change of pitch.
Another object of the invention consists in improving the construction of the hub and the assembly of the blades, this hub being provided. of the arrangement for changing the pitch of the propeller and consisting of: a gear mechanism
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in constant mesh, actuated only during the short period of change of pitch.
According to the invention, in the mechanically actuated variable-pitch propeller, the friction, and consequently the wear of the gears, are reduced to a minimum, which greatly prolongs the life of the components; on the other hand, the speed of the pitch change mechanism is greatly reduced compared to the speed of the motor which controls said mechanism.
The hub of the variable-pitch propeller, according to the invention, comprises a pair of constantly meshed gears and means for preventing the rotation of one of said gears relative to the hub, as well as means for bringing about the rotation. of the other gear relative to the hub, said gears being normally at rest relative to the hub.
The accompanying drawings show one embodiment of the present invention; in these drawings:
Figure 1 is a vertical section through a propeller hub according to the invention.
Figure 2 is a horizontal section taken on line 2-2 of Figure 1.
Figure 3 is a horizontal shot * taken along line 3-3 of Figure 1.
Figure 4 is a vertical section taken on line 4-4 of Figure 1.
Figure 5 is a vertical section taken on line 5-5 of Figure 1.
Figure 6 is a vertical section, on a larger scale, taken on line 6-6 of Figure 5.
Figure 7 is a horizontal section taken on line 7-7 of Figure 6.
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Figure) 8 and figure 8-a, united along the dotted line aa form a vertical section, on a very large scale, by the rear end of the hub, showing the change of step mechanism in a position for bringing the rotation propeller blades in one direction.
Fig. 9 is a view similar to that of Fig. 8, showing the pitch changing mechanism in the position for rotating the blades in the opposite direction. '
Figure 10 is a view similar to those of Figures 8 and 9, showing the step change mechanism in neutral position.
Figure 11 is a rear elevation of a spiral gear which can rotate in either direction to increase or decrease the pitch of the propeller blades.
Figure 12 is a vertical section taken on line 12-12 of Figure II.
Fig. 13 is a side elevation of an internally toothed ring gear mounted to rotate in the hub and prevented from moving axially.
Figure 14 is a section taken on line 14-14 of Figure 13.
Fig. 15 is a side elevation of an externally toothed ring gear mounted in the hub for rotational and assisted movement, and constantly in engagement with the externally toothed ring gear.
Figure 16 is a section taken on line 16-16 of Figure 15.
Figure 17 is a side elevation of a closure ring which screws into the opening in the
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the hub in which the various organs are assembled.
Figure 18 is a vertical section taken on line 18-18 of Figure 17.
FIG. 19 is a side elevation of a clutch ring placed on each side of the annular gears and intended to engage one of these gears with the bevel gear and the other with the closing pen, and vice versa.
Figure 20 is a vertical section taken on line 20-20 of Figure 19.
Figure 21 is a side elevation of an eccentric ring mounted in the hub to rotate and move axially and on which is mounted to rotate the spur gear.
Figure 22 is a vertical section taken on line 22-22 of Figure 21.
Figure 23 is a side elevation of a ring which screws into the eccentric ring to hold the spur gear there.
Figure 24 is a vertical section taken along line 24-24 of Figure 23.
Referring to the drawings, 1 indicates in general a propeller hub with radial sleeves 2 in which the propeller blades are mounted, having a central ferage 3 in which the control shaft is fixed. The internal face (that is to say that facing the plane) of the hub is widened at 4, the widened part 4 containing various boreholes and compartments in which the various mechanisms described below are mounted.
The blades of the propeller 5 have capa.- chons 6 screwed on their inner ends, these blades
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being fixed to rotate in the radial sleeves 2 by ball bearings 7 and 8 and rings 9, Each ring 9 is screwed into the open end of one of the sleeves 2 and is prevented from loosening by any device. blocking
EMI5.1
----- sit1f jJppropriate, for example stud 10.
The caps 6 have inner cylindrical ends 12, of reduced diameter, which extend into the supports 13 press-mounted in sleeves 14 of reduced dimensions, provided in the inner ends of the sleeves 2, Gears 15 are provided on the peripheries of the caps 6, near their ends 12, Each cap 6 also has a flange 20, near the gear 15. Screws 16 prevent the caps 6 from loosening from the ends of the blades 5.
The threaded rings 9 have circular shoulders 17 on their inner faces, near their outer ends, and have, near the shoulders 17, circular notches or hollows 18 in which are placed leather washers 19 intended to retain the grease .
By assembling the different parts on the blades 5, to fix them in the bushes 2, we first slide the rings 9 on the inner ends of the blades, then the washers 19 and the bearings 8 and 7, in the specified order. The caps 6 are then screwed, which are blocked by studs 16. The blades and the parts thus assembled are then inserted into the sleeves 2. the rings 9 being screwed into the outer ends of the sleeves and blocked by screws 10.
Referring to Figure 1, it can be seen that, in this mode of assembly of the parts, the supports 7 are securely fixed between the internal ends of the
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rings 9 and flanges 20 and that the supports 9 are clamped between the shoulders 17 and the outer ends of the bonnets 6. Grease is coated all around the various parts during assembly.
This construction provides a simple and effective means of securely holding the blades 5 in the sockets 2, while allowing them easy rotation in the supports 7 and 8, by means of end screws 22 which mesh with the gears 15.
These worm screws 22 are mounted in transverse boreholes 23 on the supports 24 and 25 and securely held in place by closure caps 26 comprising cylindrical extensions 26a which clamp the bearings between their ends and the shoulders. @
23a (figure 3). Angle gears 27 are attached to the ends of the worm shafts 22a arranged near the bearings 25.
A shaft 28 is mounted in supports 28a and 28b, fitted into a borehole 29, at right angles and on the same plane with respect to the bores 23, of the angle gears
30 and 31 being rigidly attached to opposite ends of the shaft. The angle gear 30 is held in prias with one of the gears 27 and the gear 31 with the other gears 27. Referring to figures 5 and 6, it can be seen that the gears 27, 30 and 31 are arranged such that, with the shaft 28 being rotated, the worms 22 will rotate in the opposite direction.
A gear 32, freely mounted on the shaft
28 and in the middle thereof, has clutch plates 33 and 34. Clutch members 35 and 36, slidably keyed on shaft 28, on opposite sides of gear 32, are provided. of clutch plates 37 and
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38 which are normally forced into gangagement with the clutch plates 33 and 34 under the action of the springs 39 and 40. When the gear 32 is rotated in one direction, it will engage on the shaft 28 thanks to the clutch mechanism mounted on one side and when it rotates in the opposite direction, it will be engaged on the shaft 28 by the clutch mechanism on the other side. Caps 41 form the hoppers of the borehole 29.
Opposite the borehole 29, and in the same plane and parallel to it, there is a borehole 42 in which are screwed counterweights 43 and 44 which can be blocked in any desired position by the locking screws 45 and 46. These counterweights are intended to balance con-. venably the propeller after assembly of all parts.
An annular groove 47 has been made in the face of the widened part 4 of the hub. By providing this groove 47 on the internal face of part 4 of the hub, an external cylindrical rim 48 is formed surrounding the spoke. nure and a tubular interior extension 49 surrounding the borehole 3. The portion of part 4 which contains the boreholes 23, 29 and 42 is square, as indicated in 4-b. This shape was chosen only to reduce weight.
The parts shown in Figures 11 to 24 are assembled in the groove 47 and cooperate with each other to rotate the gears 32 which, for their part, and through the various shafts, gears and worm screws described rotate the blades 5.
Each of the parts shown in Figures 11 to 24 will first be described in detail and then how to assemble them in the groove 47.
Figures 11 and 12 represent a gear
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helical which meshes with gear 32 and which actuates it in both directions. This gear, generally indicated by the reference 50, comprises a disc 51 having a cylindrical central bore 52. Helical teeth 53, cut in one of its faces, go outwards, from the drill 52 at the periphery of the disc, A cylindrical rim 54, spaced internally a small distance from the periphery of the disc, goes outwards from the opposite faces of the disc, Eight tabs 55, spaced apart from each other, are also provided on this face.
An annular gear, with internal teeth, generally represented by the reference 56, is shown in detail in Figures 13 and 14, This gear is formed by cutting teeth 57 on the inner face of a ring 58, whose face outer diameter is circular and concentric with teeth 57 and has the same diameter as the outer diameter of flange 54 of gear 50. Eight similar tabs 59 are spaced apart from each other on one side of the gear. ring 58 and protrude externally. other rows, and eight / legs 60 are also arranged at a distance from each other and project outwardly, on the opposite side of the ring 58.
Figures 15 and 16 show an annular gear 61, externally toothed, the teeth 62 of which are cut around the periphery, concentrically with the enlarged central borehole 63. Eight tabs 64 are arranged, spaced apart from each other. , on one side of the gear and go outwards, eight similar tabs 65, also spaced apart from each other, going outwards, on the opposite side of the gear. This gear has fewer teeth than gear 56 and, in the assembled position, is still in engagement with gear 56. In operation, the gear
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56 is caused to roll around the gear 61 and rotate the blades 5 in one direction, the gear 61 being caused to roll around the gear 56 to rotate the blades in the opposite direction.
Due to the difference in the number of teeth, the reduction obtained is great.
For example, if gear 56 has fifty teeth and gear 61 has forty-nine teeth, 1 "one of the gears would have to roll around the other fifty times to complete one revolution. This would result in a reduction from 50 to 1. .
The closing ring for the groove or slide 47 shown in Figures 17 and 18 is generally indicated by the numeral 66. This closing ring comprises a disc having an enlarged central bore 67 and an annular flange 68 extending outwardly. on one of its sides, the periphery of the rim being threaded as indicated at 69. Eight similar tabs 70, at an equal distance from each other, project outwardly from the same face as the rim 68. The widths of the tabs 70 , and therefore spaces between them, are the same as partes 55 and their corresponding spaces.
Figures 19 and 20 show a clutch ring generally indicated by the reference 71. The outer diameter of this ring is the same as the inner diameter of the flanges 54 and 68, The inner edge of the ring 71 has eight notches 72, same dimensions and shape as the legs 55 and 70, Two of these rings are used, one being assembled with the helical gear 50, the notches 72 fitting all around the legs 55, and the other ring being assembled to @with the closing ring 66, the grooves 72 adapting around the tabs 70. Several tabs 73 protrude externally.
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on one side of the ring 71.
Figures 21 and 22 are detail views of a control member generally indicated by the reference 74 and comprising a short cylindrical portion 75 having a radial flange 76 at one end, its other end being reduced as at 77., a shoulder 78 being formed between the periphery of the part 75 and the periphery of the diminished part 77. The peripheries 75 and 77 are concentric. The member is drilled concentrically to about half of its depth and is threaded at 79, the remainder being drilled eccentrically, as shown at 80.
A ring 81, the details of which are shown in FIGS. 23 and 24, carries a flange at 82 and is threaded at 83, being screwed into the borehole 79. This ring 81 has an exoentric borehole 84 of the same diameter, and on the same line. as the borehole 80 when assembled in the controller 74.
An extension 85 bolted to the front of the engine 86 by bolts 87 has an enlarged open end near the rear of the engine. This extension 85 comprises a circular groove 88 formed in its periphery, near its open end in which a ring 89 is mounted to rotate.
The extension: 85 is drilled concentrically to the groove 88 at a certain distance behind its open end, as indicated at 90. A ring 91 ;, keyed ep. 9la so as to slide and move axially in the borehole 90, consists of two halves bolted together and has a groove 93.on its internal face. The sides of the groove 92 are lined in such a manner as the brake lining, with a high coefficient of friction, indicated by the references 93 and 94.
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The ring 89 has several tabs 95 which pass through straight notches 96 provided in the extension 85 and penetrate into angular notches 97 formed during açon, when 1 in the periphery of the ring 91. Debt this way, the ring 89 rotates, the ring 91 will be brought back or advanced according to the direction of rotation of the ring 89. The rotation of the ring 89 is effected by moving a rod 98, one end of which is connected to an arm 99 of an angled lever 100 pivoted HERE to the motor . The other arm 102 of the bent lever is connected by a rod 103 to an arm 105 projecting externally from the ring 89.
To assemble the different parts described in the groove 47, the helical gear 50 is introduced first, this gear engaging with the gear 32 as indicated at 106. One side of the borehole 29 intersects the groove 47 at 107 (figures 3 and 6). A ring 108 is then screwed into the groove 47 and a collar 109 is screwed onto the tubular extension 49. The outer end of the ring 108 has an annular recess 110 and the outer end of the collar 109 has an annular flange 111 which passes through it. the bore 52 of the gear 50. The periphery of the gear 50 fits into the recess 110 and the flange 54 extends into the ring 108. In this way, the ring 108 and the collar 109 support and position , so as to rotate, the gear 50 in the groove 47.
A clutch ring 71 is then introduced, the notches 72 of the ring fitting on the lugs 55 of the helical gear 50. As can be seen in Figures 8 to 10, the width of the ring 71 is less than the depth of tabs 55. The clutch ring is mounted to slide within the flange 54, but, as shown in Figures 8-10, it is never disengaged from the tabs 55.
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Consequently, the helical gear 50 will always move with the ring 71.
The annular gear 56, with internally toothed teeth, is then introduced and is supported, so as to rotate, in the prison 108, between the end of the flange 54 and: the closing ring 66.
The ring 91 is then assembled around the periphery of the rim 76 of the commando member 74. The closure 66 is then slipped over the body part and the other clutch ring 71 is inserted into the rim 68, the notches 72 coming into engagement with the tabs 70. This ring is also mounted to perform a sliding movement, but the notches 72 never feel out of engagement with the tabs 70, so that the ring 71 will always rotate with the hub . The annular gear 61 with external teeth is then mounted on the diminished end 77 and the ring 81 is screwed into the bore 79, so as to support, for rotation, 1 "gear 61 on the extension 77 between the shoulder 78 and the ledge 82.
This assembly is then slipped over the collar 109 and the closure ring 66 is screwed into the open end of the groove 47, thus holding the assembled parts in place. As seen in Figures 1 and 8 to 10, due to the eccentricity of the bore 80 in the central member 74, the annular gear 61, with external teeth, will always be in engagement with the annular gear 56, internally toothed, at a point this point being opposite the point of maximum eccentricity between the bore 81 and the periphery of the body part 75. Springs These tend to move the clutch bags towards the gears 56 and 61.
The hub is then fixed on the control shaft in any known manner, not shown, the ring 91
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being in place inside the bore 90 in the extension
88 ment 85 and the ring 89 clamped in the groove with the bolts passing through the notches 96 and entering the notches 97 Then connect the control rods 98 and
103 and the angled lever 100 in their corresponding places.
In operation, if it is desired to turn the blades in one direction, the various panties connected are brought into the position shown in Figures 1, 2 and 8, 8a, by turning the ring 89 in the appropriate direction, by the joints 98 to 105 intended for this purpose. The tabs 64 on the externally toothed annular gear 61 are thus brought into engagement with the tabs 55 of the helical gear 50 which constitutes a control connection between the two gears. The springs 112 will move the clutch ring 71, contained in the flange 68 on the locking ring 66, towards the tabs 60 on the gear 56, so that the tabs 73 of the clutch ring will come up. in engagement with the legs 60 of the gear 56.
In this way, the gear 56 will be engaged on the hub, by the lugs 6 0 and
73 and the clutch ring 71, the notches 72, the tabs
70 and the closure ring 66, and will be prevented from rotating relative to said hub. The control member 74 is held stationary by the frictional contact with the ring 91 via the brake lining 92.
As the hub rotates, the inner gear 56 rotates with it, which rotates the ring gear 61 on the actuator 74, and due to the gears being only engaged at one point as a result. of the eccentricity of the control member and as this point changes constantly as the hub rotates around the stationary control member, the annular gear 61, with external teeth, will roll on the internal part of the annular gear
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56, with -Sterne toothing, quinconfèrer gear 61 a small rotation relative to the hub.
Consequently, the reengineering gear 61 being engaged with the helical gear 50, the latter will rotate together with it which, for its part, via the gear 32 and the various gears and worms described above, will bring the rotation of the blades 5.
When it is desired to rotate the blades in the opposite direction, the ring 89 is rotated to bring the parts into the position shown in FIG. 9. In this position, the gear 30 is engaged on the gear 56. internally toothed by the lugs 55, the notches 72, the clutch ring 71 and the lugs 73 of the clutch ring and lugs 59 of the internal gear; and the annular gear 61 with external teeth is fixed on the hub by the tabs 65 and 70 and the closing ring 66.
As the hub rotates, the internally toothed clutch 56 will roll around the annular clutch 61, which is engaged on the hub, This internally toothed clutch bearing will give it a low rotation relative to the hub which, for its part, will impart to the gear 50 a rotation in the opposite direction to that which had been conducted to it by the gear 61, The helical gear and the parts which are attached to it will then make turn the blades in the opposite direction.
After having caused the blades to turn in either direction, in the desired position, the ring 83 rotates to place the parts in the neutral position shown in figure 10. In this position, the parts will all remain fixed by relative to the hub and will rotate with it
In order to prevent the blades from being maneuvered too far, by mistake, an automatic stop mechanism has been provided.
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which will stop the rotation of the blades when they reach a predetermined point, in one direction or the other.
The mechanism is described in the following.
As indicated above, when the gear 32 is rotated in one direction, it is engaged on the shaft 28 by the clutch member 33 and when it is rotated in the opposite direction, it is engaged on the shaft 28 by the other clutch member 36 (Figures 5, 6 and 7).
The clutch member 35 comprises a cylindrical part 115 having at one of the ends of the clutch plate 37 and at its other end the flange 116, and is slidably mounted and keyed on the shaft 28 by means of the key.
117. A ring 118 with an external thread is slidably keyed at 119 on part 115, on the outside.
The other clutch member 36 is similar to the clutch member 35 and comprises a cylindrical member 120 having at one end the clutch plate 38 and an annular flange 121 at the other end, and is keyed, so as to slide, on the shaft 28, by means of the key 122. An externally threaded ring 123, similar to the ring 118, is keyed, so as to slide, on the outside of the part 120.
The support members 28-a and 28-b have cylindrical extensions 125 and 126, respectively, which are drilled and threaded at 127 and 128.
For assembly, the ring 118 is screwed into the threaded bore 127 of the support member 28-a and the ring 123 is screwed into the threaded bore 128 of the support member 28-B.
When the gear 23 is caused to rotate in a direction of fapn to positively engage with the member 35, the ring 118 will be moved away from the gear 32 and the
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ring 123 will be moved to clutch 32. When the latter gear has performed a determined number of revolutions. in advance, the ring 118 will come into engagement with the flange 116 of the clutch member 35 and bring the clutch plate 37 out of engagement with the clutch plate 33, which will allow the gear 32 to rotate without rotating the shaft 28 and the various parts attached to it.
After the separation of the clutch plates 33 and 37, the clutch plates 34 and 38 will simply slide over each other, the clutch member 36 being brought back and forth on the shaft 28, against the action of the spring 90.
Similarly, when gear 32 rotates in the opposite direction, it will come into positive engagement with clutch member 36 through clutch plates 34 and 38. Ring 123 will thus be moved away from it. gear 32 and the ring 118 will be brought to last, and after a certain number of revolutions of the gear 52, determined in advance, the ring 123 will bring the flange 121 into engagement and out of engagement the clutch member 36 of the gear 32, thus allowing the rotation of the latter without rotating the shaft 28. The limits of rotation of the blades 5 depend on the initial setting of the rings 118 and 123 when the parts are assembled. These limits vary for different types of propellers, engines and airplanes, and for the particular type of service for which these airplanes are intended.
To bring about the modification of these limits, it will be necessary to disassemble all the parts in the borehole 29 and to re-adjust the rings 118 and 123.
This mechanism therefore makes it possible to produce a simple, effective and safe device for limiting, in a positive manner, the variations in the pitch of the propeller blades.
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It follows from the foregoing that the mechanism described is simple and efficient, contained entirely within the interior of the propeller hub and allows the pitch of the propeller blades to be varied during their operation, the parts being established and arranged. so that they function only during the very short period required to change the pitch of the blades. These edges are also established and arranged so as to never undergo any shock or too great effort, and, bearing in mind that they only function for a very short period of time, these parts will last indefinitely, with wear of the parts. more minimal.
It is understood that various modifications can be made to the construction and to the arrangement of the various parts, without departing from the scope of the invention.