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PERFECTIONNEMENTS AUX MOYENS POUR ORIENTER LES PALES DES HELICES' EN PARTICULIER CELLES DES VENTILATEURS"A GRANDE VITESSE.
Dans le brevet principal n 466.028 on a décrit des moyens pour orienter simultanément es pales des hélices tournantes, en particulier celles des ventilateurs et notamment des ventilateurs à grande vitesse de rotation, et dans le brevet de perfectionnement 492.470 on a décrit des moyens pour orienter et fixer 1.'orientation de chacune des pales d'un rotor, ces moyens comprenant un pivot solidaire de la pale, dont l'axe se confond ou concorde sensiblement avec le rayon passant par le centre de gravité de la pale et qui est monté dans un logement radial du rotor, ce pivot comportant en association un dispositif de frein tendant à s'opposer à une modification de l'orientation de la pale,
dont l'action de freinage croit avec l'action centrifuge et auquel on donne un degré initial d'action prévenant, à l'arrêt ou aux faibles vitesses de rotation, toute modification non commandée de l'orientation.
Un tel dispositif de freinage comprend des surfaces de friction complémentaires, d'allure générale conique, formées sur une partie fixe du rotor d'une part et d'autre part sur un organe associé au pivot de la pale et rendu solidaire de celui-ci pour les mouvements de rotation. L'organe associé au pivot est de préférence établi sous forme d'écrou en engagement de vissage avec le pivot de la pale.
D'autre part, la pale peut comporter une embase dont la face inférieure est dressée et qui coopère avec une partie dressée du rotor entourant la perforation dans laquelle .le pivot de la pale est engagé.
Les surfaces en contact réciproque et le serrage de l'écrou associé au pivot sont proportionnés pour rendre l'action de freinage propre à prévenir toute modification accidentelle de position de la pale par rotation autour de l'axe de son pivot lorsque le rotor est immobile ou animé seulement de faibles vitesses de rotation, mais insuffisante pour empêcher qu'à l'aide d'une clef de forme convenable embras-
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saut la base de la pale, on ne puisse amener la pale d'une position d'orientation dans une autre position d'orientation.
Suivant les caractéristiques de forme, dimensions,et matière constitutive de la pale, ainsi que les vitesses de rotation de régime du rotor, l'inclinaison sur l'axe du pivot des surfaces de friction d'allure conique peut varier dans des limites relativement étendues et, selon le brevet n 492.470, ces limites ont été indiquées comme étant 50 et 1200 pour l'angle au sommet du. còne des dites surfaces.
On a constaté depuis que l'on pouvait, avec une sécurité parfaite, utiliser pour l'angle au sommet du cône, des valeurs plus élevées que la limite supérieure précitée et notamment des valeurs allant jusque 155 et 160 . Tout coïncement est ainsi évité et les manoeuvres d'orientation des pales de grandes dimensions sont facilitées.
Conformément, selon la présente invention, dans des montages de pales orientables, tels que définis plus haut, il est prévu d'utiliser des angles au sommet des surfaces de friction du dispositif de freinage allant de 50 à 160 .
Lorsque l'organe associé au pivot de la pale est constitué par un écroù, il convient d'y adjoindre un contre écrou, destiné notamment à prévenir tout déplacement de l'écrou en service, par exemple sous l'effet des vibrations.
On sait que dans un tel montage, alors que le contre écrou-est fortement serré sur l'écrou pour lui permettre d'assurer sa fonction de blocage, les quelques premiers filets adjacents à l'écrou sont sévèrement sollicités et peuvent être détériorées, ce qui, au minimum, entraîne des difficultés de démontage.
Pour éviter cet inconvénient, conformément à l'invention, on a recours à des contre écrous du type suspendu, comprenant un prolongement aminci s'étendant axialement au delà de la surface de portée dans la direction du serrage, les filets de la portion amincie absorbant élastiquement une partie de l'effort de serrage et soulageant d'autant les dits filets adjacents à la surface de portée.
Enfin la pratique enseigne que dans certaines conditions de situation ou d'emplacement, il peut être extrêmement difficile d'assurer la localisation exacte de la position d'une pale avec la seule aide d'un index associé à une graduation, et il est utile dans de telles conditions de disposer d'un moyen assurant de façon automatique la coïncidence de l'index et du point choisi de la graduation.
Conformément à l'invention, on satisfait à ce désideratum à l'aide d'une broche de répérage coopérant avec des perforations ou encoches conjuguées formées dans les organes à amener dans différentes positions relatives, les dites perforations ou encoches étant organisées en système de Vernier, et la broche de repérage étant constituée par une goupille élastique.
.Des modes de réalisation préférés des dispositions ci-dessus sont illustrés, à titre d'exemples ,par le dessin annexé sur lequel :
Fig. 1 est une vue en élévation, partie en coupe, d'un montage de pale orientable selon l'invention :
Fig. 2 est une vue en plan correspondante.
En-référence au dessin, 1 désigne le corps d'un rotor relié par un voile et un moyeu non illustrés à son arbre d'entraînement non représenté, et qui comporte un rebord périphérique 3, en ménageant ainsi un évidement 4. Des perforations 5 sont formées dans le rebord 3 en nombre correspondant à celui des pales, et régulièrement réparties sur sa circonférence. Extérieurement, en correspondance des perforations 5, le rebord 3 est muni de parties dressées 6 dont le plan est normal au rayon passant
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par l'axe de chaque perforation. Vers l'intérieur, les perforations 5 se terminent par des évasements 7, d'allure conique , dont le profil eut être rectiligne ou courbe.
Une pale 8, ayant un profil de caractéristiques voulues, qui est schématisée par le tracé en traits mixtes, et destinée à être montée dans une perforation 5 , comporte une embase 9 dont la face-inférieure est dressée pour coopérer avec la partie dressée 6 du rebord 3, et elle est pourvue d' un pivot 10 s'ajustant 'dans la dite perforation. Sur la partie inférieure du pivot IO est formé un filetage 11 de pas convenable, sur lequel est engagé un écrooz 12 comportant une portée 13 s'adaptant au profil de l'éva - sement 7.
Le serrage de l'écrou 12 maintient la pale 8 en place, et de plus, par l'engagement de la face inférieure de l'embase 9 avec la partie dressée 6, et celui de l'évasement 7 avec la portée 13, on obtient une action de freinage s'opposant à la rotation de la pale autour de l'axe du pivot 10 lorsque le rotor est immobile aussi bien que lorsqu'il n'est animé que de faibles vitesses de rotation, tandis qu'à l'aide d'une clef embrassant la base de la pale et pourvue d'un manche procurant un bras de levier convenable on pourra faire tourner la pale à volonté pour lui donner toute orientation nouvelle désirée.
On conçoit que, toutes autres choses égales, plus est réduit l'angle au sommet # de la surface généralement conique tonnée par l'évasement 7 (ou les portées 13), et plus l'action de freinage sera marquée
Dans le brevet principal il a été indiqué que le dit angle au sommet pouvait être compris entre 50 et 120 suivant que, dans le sens radial, les pâles sont de petites dimension et formées en un matériau de densité relativement faible, comme un alliage léger, ou au contraire de grande dimension et établies en un matériau dense comme du bronze.
Il a été reconnu que la limite supérieure pouvait être notablement plus élevée que celle indiquée, en facilitant les changements désirés d'orientation, tout en-conservant l'avantage d'une grande stabilité de position des pales aux vitesses faibles et nulles du rotor.
Cette limite supérieure peut être portée à 160 et c'est ce qui est représenté sur la fig. 1 du dessin.
D'autre part, il convient d'assurer la position de réglage de l'écrou 12, et à cet effet on peut avantageusement faire comprendre au montage un contre écrou 22, engagé sur le filetage Il et venant porter par sa face avant 24 contre' la face arrière 23 de l'écrou 12.
De préférence, ces faces coopérantes des écrous 12 et 22 sont établies généralement coniques et complémentaires ? la conicité pouvant être plus ou moins prononcée suivant l'aetion de friction réciproque dé- sirée.
Dans pareille disposition toutefois on constate que seuls les premiers filets adjacents à la face 24 du contre écrou 22 participent effectivement à l'action de serrage, ces filets étant dès lors susceptibles d'une fatigue excessive pouvant entraîner leur déformation, voire leur rupture.
Pour éviter cet inconvénient, on fait comprendre au contre écrou 22 un prolongement antérieur de section réduite, telle la partie de diamètre réduit 25 qui, en raison de sa section réduite peut, dans une certaine mesure, se déformer élastiquement, les filets dont est pourvue cette partie 25 coopérant alors élastiquement avec le filetage 11 et-li- bérant des contraintes excessives les filets fortement sollicités de l'écrou 22.
La partie de diamètre réduit 25 de l'écrou 22 est engagée, dans un évidement 26 convenable de l'écrou 12, en ménageant un léger jeu en 26a.
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La partie 25 et l'évidement 26 peuvent coopérer pour assurer un bon centrage de l'écrou 22 par rapport à l'écrou 12, améliorant ainsi la coopération des faces 24 et 23 de ces écrous.
Pour faciliter l'orientation précise des pales 8, on fait de préférence comporter respectivement à la surface dressée 6 et à l'embase 9 les éléments complémentaires, tels que 27 et 28 d'une graduation.
Dans certaines conditions d'installation toutefois, comme par exemple dans les puits de mine, un repérage exact de la position des pales à l'aide d'un tel moyen peut être rendu difficile, sinon impossible.
Par ailleurs, comme indiqué plus haut, il est toujours intéressant de pouvoir verrouiller les pales dans la position de réglage d'orientation choisie, et pour assurer simultanément un repérage aisé de position et un verrouillage efficace tout en évitant l'obligation d'usinages de précision, on fait comprendre d'une part au rebord 3 et d'autre part à l'embase 9, des demi-alvéoles 29 et 30 respectivement, qui sont organisées à la manière d'un Vernier, et dans l'ensemble des demi-alvéoles qui coïncident pour la position de réglage choisie, on introduit une goupille élastique 31 simplement formée d'un tronçon de tôle d'élasticité convenable enroulée sur elle même pour constituer un cylindre fendu généralement suivant sa longueur.
La fig. 2 montre que pour obtenir une série de 13 positions s'échelonnant de +8 à - 16 avec un intervalle de- 2 , il suffit de quatre encoches 29 formées à l'intervalle de 8 et de cinq encoches 30 formées à l'intervalle de 6 .
Bien entendu, l'échelle de réglage pourrait être étendue au delà des limites indiquées et un degré de précision différent de 2 pourrait être adopté.
La goupille élastique 31 est de préférence engagée par l'intérieur de l'évidement 4, et si on le désire un-léger évasement peut être formé à son extrémité interne pour, de façon certaine, prévenir son dégagement par les actions centrifuges.
Comme il va de soi, et comme on l'a déjà laissé entendre, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux détails d'exécution décrits et illustrés, mais englobe au contraire toutes les variantes.
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IMPROVEMENTS IN THE MEANS FOR ORIENTING THE BLADES OF THE PROPELLERS 'IN PARTICULAR THOSE OF THE HIGH-SPEED FANS.
In main patent No. 466,028, means have been described for simultaneously orienting the blades of rotating propellers, in particular those of fans and in particular of high-speed fans, and in improvement patent 492,470, means have been described for orienting and fixing the orientation of each of the blades of a rotor, these means comprising a pivot integral with the blade, the axis of which coincides with or substantially matches the radius passing through the center of gravity of the blade and which is mounted in a radial housing of the rotor, this pivot comprising in association a brake device tending to oppose a modification of the orientation of the blade,
the braking action of which increases with the centrifugal action and to which an initial degree of action is given which prevents, at standstill or at low rotational speeds, any uncontrolled modification of the orientation.
Such a braking device comprises complementary friction surfaces, generally conical in appearance, formed on a fixed part of the rotor on the one hand and on the other hand on a member associated with the pivot of the blade and made integral with the latter. for rotational movements. The member associated with the pivot is preferably established in the form of a nut in screw engagement with the pivot of the blade.
On the other hand, the blade may include a base, the lower face of which is upright and which cooperates with an upright part of the rotor surrounding the perforation in which the pivot of the blade is engaged.
The surfaces in reciprocal contact and the tightening of the nut associated with the pivot are proportioned to make the braking action suitable to prevent any accidental modification of the position of the blade by rotation around the axis of its pivot when the rotor is stationary or animated only at low speeds of rotation, but insufficient to prevent that, using a suitably shaped wrench,
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skipping the base of the blade, the blade cannot be brought from one orientation position to another orientation position.
Depending on the shape, size and material characteristics of the blade, as well as the rotational speeds of the rotor regime, the inclination on the pivot axis of the conical-shaped friction surfaces can vary within relatively wide limits. and, according to Patent No. 492,470, these limits have been shown as 50 and 1200 for the apex angle of. cone of said surfaces.
It has since been observed that it is possible, with perfect safety, to use for the angle at the apex of the cone, values greater than the aforementioned upper limit and in particular values ranging up to 155 and 160. Any jamming is thus avoided and the orientation maneuvers of large blades are facilitated.
According to the present invention, in assemblies of orientable blades, as defined above, it is planned to use angles at the top of the friction surfaces of the braking device ranging from 50 to 160.
When the member associated with the pivot of the blade is constituted by a nut, it is advisable to add a lock nut, intended in particular to prevent any displacement of the nut in service, for example under the effect of vibrations.
It is known that in such an assembly, while the lock nut is strongly tightened on the nut to allow it to perform its locking function, the first few threads adjacent to the nut are severely stressed and can be damaged, this which, at a minimum, causes disassembly difficulties.
To avoid this drawback, in accordance with the invention, use is made of counter nuts of the suspended type, comprising a tapered extension extending axially beyond the bearing surface in the direction of tightening, the threads of the thinned absorbent portion. elastically part of the clamping force and alleviating the said threads adjacent to the bearing surface.
Finally, practice teaches that under certain situation or location conditions, it can be extremely difficult to ensure the exact location of the position of a blade with the only help of an index associated with a graduation, and it is useful under such conditions to have a means ensuring automatically the coincidence of the index and the chosen point of the graduation.
In accordance with the invention, this desideratum is satisfied with the aid of a locating pin cooperating with conjugate perforations or notches formed in the organs to be brought into different relative positions, said perforations or notches being organized in a Vernier system. , and the locating pin being constituted by an elastic pin.
Preferred embodiments of the above arrangements are illustrated, by way of example, by the appended drawing in which:
Fig. 1 is an elevational view, partly in section, of an orientable blade assembly according to the invention:
Fig. 2 is a corresponding plan view.
With reference to the drawing, 1 denotes the body of a rotor connected by a web and a hub, not shown, to its drive shaft, not shown, and which comprises a peripheral rim 3, thus providing a recess 4. Perforations 5 are formed in the rim 3 in a number corresponding to that of the blades, and regularly distributed over its circumference. Externally, in correspondence of the perforations 5, the rim 3 is provided with upright parts 6 whose plane is normal to the passing radius.
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by the axis of each perforation. Towards the interior, the perforations 5 terminate in flares 7, of conical appearance, the profile of which may have been rectilinear or curved.
A blade 8, having a profile of desired characteristics, which is shown schematically by the line in phantom, and intended to be mounted in a perforation 5, comprises a base 9 whose lower face is raised to cooperate with the raised part 6 of the flange 3, and it is provided with a pivot 10 which fits into said perforation. A thread 11 of suitable pitch is formed on the lower part of the pivot IO, on which is engaged an ecrooz 12 comprising a bearing surface 13 which adapts to the profile of the recess 7.
The tightening of the nut 12 keeps the blade 8 in place, and moreover, by the engagement of the lower face of the base 9 with the upright part 6, and that of the flare 7 with the bearing 13, one obtains a braking action opposing the rotation of the blade about the axis of the pivot 10 when the rotor is stationary as well as when it is driven only at low speeds of rotation, while at the using a key embracing the base of the blade and provided with a handle providing a suitable lever arm, the blade can be rotated at will to give it any new orientation desired.
It will be appreciated that, all other things being equal, the smaller the angle at the apex # of the generally conical surface thinned by the flare 7 (or the spans 13) is reduced, the more the braking action will be marked.
In the main patent it was indicated that the said angle at the apex could be between 50 and 120 depending on whether, in the radial direction, the blades are small in size and formed from a material of relatively low density, such as a light alloy, or on the contrary large in size and made of a dense material like bronze.
It was recognized that the upper limit could be significantly higher than indicated, facilitating the desired changes in orientation, while still retaining the advantage of high blade position stability at low and zero rotor speeds.
This upper limit can be increased to 160 and this is what is shown in FIG. 1 of the drawing.
On the other hand, it is necessary to ensure the adjustment position of the nut 12, and for this purpose it is advantageously possible to make the assembly understand a lock nut 22, engaged on the thread II and coming to bear by its front face 24 against 'the rear face 23 of the nut 12.
Preferably, these cooperating faces of the nuts 12 and 22 are established generally conical and complementary? the conicity being able to be more or less pronounced according to the desired reciprocal friction action.
In such an arrangement, however, it can be seen that only the first threads adjacent to the face 24 of the lock nut 22 actually participate in the tightening action, these threads therefore being susceptible to excessive fatigue which can lead to their deformation or even their breaking.
To avoid this drawback, the lock nut 22 is made to include a front extension of reduced section, such as the reduced diameter portion 25 which, due to its reduced section can, to a certain extent, deform elastically, the threads with which is provided. this part 25 then co-operating elastically with the thread 11 and releasing excessive stresses from the highly stressed threads of the nut 22.
The reduced diameter portion 25 of the nut 22 is engaged in a suitable recess 26 of the nut 12, leaving a slight play at 26a.
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The part 25 and the recess 26 can cooperate to ensure a good centering of the nut 22 with respect to the nut 12, thus improving the cooperation of the faces 24 and 23 of these nuts.
To facilitate the precise orientation of the blades 8, the upright surface 6 and the base 9 are preferably made to comprise respectively complementary elements, such as 27 and 28 of a graduation.
Under certain installation conditions, however, such as for example in mine shafts, an exact location of the position of the blades using such means can be made difficult, if not impossible.
Moreover, as indicated above, it is always advantageous to be able to lock the blades in the chosen orientation adjustment position, and to simultaneously ensure easy position identification and effective locking while avoiding the need for machining. precision, it is understood on the one hand to the rim 3 and on the other hand to the base 9, half-cells 29 and 30 respectively, which are organized in the manner of a Vernier, and in all of the half-cells. -holes which coincide for the chosen adjustment position, an elastic pin 31 is introduced simply formed of a section of sheet of suitable elasticity wound on itself to form a split cylinder generally along its length.
Fig. 2 shows that to obtain a series of 13 positions ranging from +8 to - 16 with an interval of - 2, four notches 29 formed at the interval of 8 and five notches 30 formed at the interval of 6.
Of course, the adjustment scale could be extended beyond the limits indicated and a degree of precision other than 2 could be adopted.
The elastic pin 31 is preferably engaged from the inside of the recess 4, and if desired a slight flaring can be formed at its internal end to, with certainty, prevent its release by the centrifugal actions.
As goes without saying, and as has already been suggested, it is understood that the invention is not limited to the details of execution described and illustrated, but on the contrary encompasses all the variants.