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PERFECTIONNEMENTS AUX MOYENS POUR ORIENTER LES PALES DES HELI- , CES, EN PARTICULIER CELLES DES VENTILATEURS A GRANDE VITESSE.
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L'invention est relative aux hélices à pâles orientables, et concerne en particulier l'orientation des ples des hélices de venti- lateurs, notamment des vetnilateurs à grande vitesse de rotation.
Il est connu que la modification de l'angle d'attaque des paies d'une hélice tournante modifie considérablement ses caractéristiques de fonctionnement, et que, dans les ventilateurs,on peut obtenir,par des variations relativement réduites de l'angle d'attaque, des modi- fications, en particulier des améliorations importantes des courbes débit-pression-puissance.
Il est donc intéressant de pouvoir modifier l'angle d'attaque des pâles d'hélices tournantes, ou en d'autres termes leur orienta- tion. La réalisation pratique de pareilles pâles présente toutefois des difficultés,notamment en raison des actions centrifuges considérables qui s'exercent sur ces paies et de la nécessité d assurer leurs positions de réglage pendant la rotation de l'hélice alors qu' il est, sinon impératif, tout au moins extrêmement désirable de pou- voir modifier l'orientation des pâles sans arrêt du fonctionnement, le cas échéant à vitesse de rotation réduite.
Les difficultés croissent naturellement avec l'accroissement des vitesses périphériques, ainsi qu'avec le nombre de pâles à com- mander simultanément.
L'invention a pour objet des moyens propres à satisfaire ces desiderata, et qui sont on même temps simples et par suite ne compor- tent pas de frais d'établissement élevés.
Conformément à une caractéristique de l'invention,-- considérant de toute façon les actions centrifuges comme prépondérantes -- on fait comprendre aux ples un pivot,notamment un pivot dont l'axe se confond ou concorde sensiblement avec le rayon passant par leur cen- ,tre de gravité, ce pivot étant monté de façon à lui permettre de tourner dans un logement radial du moyeu, un dispositif agissant à la manière d'un frein de déplacement étant associé audit pivot et, ou audit moyeu pour empêcher, lors de la rotation de l'hélice, une modi- fication non commandée de l'orientation des paies.
Le dispositif agissant à la manière d'un frein de déplacement peut être constitué soit par des surfaces de friction coopérantes, notamment portées respectivement par le pivot et par le moyeu, soit par l'association d'une butée axiale anti-friction portée par le pivot .et de la commande de déplacement des pâles dans leurs mouve- ments d'orientation, soit également par l'association d'un disposi- tif de calage plus positif, notamment du genre "cône", et d'un orle.- ne élastique antagoniste, soit encore par d'autres associations des µcomposants des moyens ci-dessus.
Suivant une autre caractéristique de l'invention les mouvements
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d'orientation des ples sont commandés, en particulier simultanément, par un dispositif capable d'un déplacement suivant l'axe du moyeu, ledit dispositif tournant avec le moyeu et recevant ses dépla-
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i.','I:Cli..^¯ axiaux d'un organe extérieur, spécialenont un organe exté- i'iëur tournant avec le moyeu, lui môme déplace axialement par un organe fixe en rotation.
Ledit dispositif peut être rendu solidaire on rotation du moyeu,
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notamment par une ,"'" 1.;- ., ,'r'l' (('.r" .L ":\ ...., ,.1........ " -C" - t constituée .:.(' li c : organes '..r:tl-:':.l"-C t2.Cl.
:.'.. l' 1'[:::: caractéristiques et particularités de l'invention res- ,:>a#""25.ic1=t de la description plus détaillée qui suit de certains modes préfères de réalisation dos moyens de l'invention, dans 1'applica-
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tion ,le celle-ci au.}; ventilateurs hélicoïdes, illustrés achéB-iatiquo- (l,t l [.1' li decsinu a,nnexés, sur lesquels: Fig.l 1 est une vue partielle, en élévation et coupe axiale d'un premier mode de réalisation,
Fig.2 une, vue en coupe partielle, suivant 2-2 de la fig.l
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Fig.'5 Liontrc- un détail du dispositif de commande de li rÓ81i["2.tion selon les figures 1 et 2;
PiS.4. est une vue partielle, en coupa à .x.¯i a l a , d'un autre roue (8 réalisation; r7.. est une vue analogue à la 1'2. , d'un autre pollo encore de réalisation.
ÎJ"t1 ;.,6 referont tout d'aboEd aux figures 1 à 7:, 1 6.ôi.ig=n.s une pale d'hélice dont un certain nombre sont montées à la périphérie
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d'un ï>ioj e1-- désigné dans 1'ensemble par z, et composé par exemple C.'L:rJ. x¯ :¯C i Çi interne 11 cliveté sur l'arbre é-'=n"iTainemsnt ::, et d'un crane annulaire externe 5 relié au manchon 3 par des flasques 6 et 7 assujettis de toute manière convenable, propre à procurer u ensem-
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ble rigide.
Le montage de la pcle 1, propre à permettre les mouvements d'oorientation de cette p<118, comprend, dans la réalisation représentée, un pivot E, solidaire de la pâle, et dont l'axe se confond, ou à peu près, avec le rayon passant par le centre de gravité de la pâle 1, ce pivot étant engagé dans un logement radialde l'organe annulaire 5 si on le désire, des coussinets à billes ou galets peuvent être in- terposés entre le pivot et son logement.
Avantageusement, on constitue la pâle et le pivot en métal lé- ger et, ainsi du reste qu'il est représenté, on engage à serrage, sur .le pivot 8, un manchon 9, en métal plus résistant procurant en même temps des chemins de roulement de chacun des coussinets 10 et 11 in
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terposés entre le pivot 8 et son logement 12.
Le pivot 8, ou bien le manchon 9, est muni, au voisinage de ou .-'en ïô'"1"é1 J-Üi interne d'un plateau ou disque de friction l" propre . venir on contact et coopérer avec une surface de friction conjuguée, 1-'a, Lt'J:,L'o88 sur l'organe annulaire fi, ou comme représenté, sur un organe y associé, de (É<1 r= telle que, compte tenu du léger jeu subsistant toujours <oh.nx 0,OU coussinets tels que les roulements 10 et ri, lors de la rotation du rotor 1-2 les surfaces 13 et 14 viennent s'appliquer l'une contre l'autre, et ce?¯2, avec une pression d'autant plus grande que la vitesse de rotation du rotor est plus élevée.
On réalise ainsi un calage suffisant pour maintenir le pivot 8
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ct la pale ui.1ru une position angulaire, et donc une orientation quelconque désirée, tout en se réservant la possibilité de pouvoir modifier cette position angulaire ou orientation par une action exté'- rieure convenable, le cas échéant en réduisant la pression entre les surfaces 13 et 14 par un abaissement de la vitesse de rotation du rotor.
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Pour assurer les déplacements angulaires du pivot 8 et l'orien- tation de la pâle 1, on peut prévoir une commande quelconque, mais on ade préférence recours à une commande constituée cornue suit, ou d'une manière analogue.
Sur l'extrémité interne du pivot 8, on fixe, par clavetage ou autrement, .une biellette 15 à laquelle il est avantageux de donner une orientation telle que, pour l'orientation normale de la pâle 1, l'axe de la biellette 15 se trouve dans le plan perpendiculaire à 1'.arbre 4 qui contient l'axe du pivot 8, et l'on associe avec cette biellette 15 un disque ou plateau 16 capable de se mouvoir axiale- ment par rapport à l'arbre 4. On obtient ainsi une commande simple dont le déplacement est minimum pour un maximum d'effet utile.
Dans la réalisation représentée, le disque ou plateau 16 porte un rebord annulaire 17, concentrique à l'arbre 4, sur lequel sont fixés des ergots ou axes 18 engagés dans des boutonnières 19 des biellettes 15 le cas échéant avec interposition de coussinets à organes de roulement 20.
Bien entendu cette liaison pourrait être organisée différemment; notamment les'ergots ou axes le pourraient être fixés dans les biel- lettes 15 et engagés dans des fentes allongées dans le sens circu- laire, formées dans le rebord 17.
Dans sa partie centrale, le disque ou plateau 16 est fixé ou solidaire d'un manchon 21 coulissant axialement sur lemanchon 3 du moyeu 2, les deux manchons 21 et 3 étant de préférence rendus soli- daires en rotation l'un de l'autre par une liaison appropriée, par clavette ou autre, mais avantageusement en réduisant dans la ne sure du possible les frottements.
Dans la réalisation représentée, la liaison est obtenue par un, ou de préférence plusieurs rangées de billes 22 logées dans des rainures 23 et 24 des manchons 21 et 3, également réparties sur leurs périphéries, des cages ou l'équivalent 25 étant prévues pour maintenir en place les dites rangées de billes.
On se rend aisément compte que lorsque le manchon 21 reçoit un déplacement axial, le plateau ou disque 16 est simultanément déplacé en déterminant, par l'intermédiaire des biellettes 15 et de leurs liaisons, les changements dans l'orientation des ples 1.
Les déplacements axiaux du manchon 21 peuvent également s'obte- nir d'une manière quelconque appropriée, mais avantageusement on s'arrange pour que ces déplacements puissent êtrecommandés de l'ex- térieur du moyeu 2, notamment de façon à prévenir toute pénétration de poussières à l'intérieur de ce moyeu.
A cet effet, comme dans la réalisation représentée, on peut mon- ter sur l'arbre 4, un manchon à gorge 26, déplaçable axialement,que l'on rend solidaire en rotation dudit arbre, par exemple par un mon- tage analogue à celui déjà décrit pour le manchon 21, ledit manchon 26 étant relié au manchdn 21 par intermédiaire d'une,ou de préfé- rence de plusieurs tiges 27 fixées à une extrémité au plateau ou disque 16 et, à l'autre extrémité, au rebord 28 délimitant la gorge 29 du manchon 26..Les tiges 27 pénètrent dans l'espace interne du moyeu 2,par des ouvertures pratiquées dans le' flasque 7, ouvertures que l'on pourra, au besoin, munir de garnitures d'étanchéité.
Dans la gorge 29 est engagée une fourchette 30, dont le con- tact avec la gorge s'obtient de préférence par l'intermédiaire d'or- ganes de roulement, cette fourchette 30 pouvant être actionnée,d'une manière quelconque connue, non illustrée, pour déplacer axialement le manchon 26 et les organes y associés.
Dans la fig. 4 on a illustré un mode de réalisation suivant le- quel le montage du pivot 8 de la pale 1 s'obtient avec interposition d'une butée axiale ou autre coussinet à organes de roulement du mené genre,31 -- remplaçant par exemple le coussinet radial 11 de la réali sation déjà décrite --.
Cette butée 31 joue dans une certaine mesure
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la r6le àj surfaces de friction 11-14 de la réalisation précédente, mais son action de frein étant généralement minime, peut avantggeusement être amplifiée ou complétée par une action de frein localisée dans la commande des déplacements angulaires du pivot 8, par exemple, dans le cas de la commande décrite en relation avec la réalisation précédente, soit à, l' emplacement d'une liaison entre deux organes', notamment extérieurs, de cette commande, comme le
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manchon 35 et l'arbre dont le contact serait alors iii.>n aL lieu 11<. s produira :
r.' l'intcjrmédiaire d'organes de roulement, ou bien encore dans la commande de déplacement du manchon 26. On est ainsi rr,;.1l:l'G de surveiller l'action de freinage et de la conditionner au besoin.
1±::.-# la réalisation selon la fig.C, qui convient particulièrei-..nii au:; cas d'application dans lesquels on atteint des vitesses de rotation trèsélevées, on prévoit, en association, une action de calage plus positive, par interpénétration de deux organes, par exem ple coniques, et une action élastique antagoniste propre à permettre le déplacement relatif commandé des deux dits organes aux faibles vitesse de rotation du rotor.
Dans l'exemple d'exécution représenté, on monte à l'extrémité interne du pivot 8 un organe 32 présentant à sa périphérie une sur- face conique 33 propre à coopérer avec une surface conique conju- gués 34 formée sur l'organe annulaire 5, en particulier dans'un évi- dement 55 de ce dernier, l'organe 32 présentant un ou des logements 36 pour un ou des organes élastiques, tels des ressorts en hélice 37 Ce ou ces logements 36 peuvent être fermés à l'extrémité inter- ne, ou ouverts aux deux extrémités et, dans ce cas, associés à un plateau, tel que 38, fermant les extrémités internes.
Ce montage peut être complété par des organes de roulement, comme des billes 39 interposés entre le ou les organes élastiques
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37 /-a ce 40 de l'évidement sur organisée en chemin de roulement.
L'agencement est tel qu'il ne subsiste au montage qu'un jeu extrêmement réduit entre les surfaces 33 et 34, en particulier un jeu de l'ordre de celui que comportent les coussinets à organes de roulement, et l'on se rend compte que lorsque la force centrifuge agissant sur la pale 1 excède la force antagoniste de l'organe ou des organes élastiques 37, les surfaces 33 et 34 viendront en contact, en procurant un calageplus ou moins énergiaue du pivot 8 dans
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1>csition angulaire de réglage, tandis que pour des vitesses de ro- Lation moins élevées le ou les organes élastiques 37 agiront pour affaiblir l'engagement desdites surfaces en permettant le déplace- ment angulaire du pivot 8 par une commande appropriée telle que, par exemple,
celle décrite en référence aux figs 1 à 3. Comme on est maître de choisir à volonté la conicité et l'étendue des surfaces 33..et 34, ainsi que la puissance du ou des organes élastiques 37, on pourra adapter pareille disposition aux cas les plus varies d'appli- cation.
Comme il va de soi, et comme on l'a du reste déjà laissé enten- dre, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux agence- plus particulièrement décrits et représentés, mais qu'elle en- globe également les modifications et les variantes, ainsi que les équivalents.
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