FR2817233A1

FR2817233A1 - Mounting for aircraft propeller blade end in hub comprise roller and ball bearings which allow end to revolve in hub chamber

Info

Publication number: FR2817233A1
Application number: FR0015501A
Authority: FR
Inventors: Jean Jacques Forest
Original assignee: Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Current assignee: NTN SNR Roulements SA
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-05-31
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: FR2817233B1; GB0128085D0; GB2372297A; GB2372297B

Abstract

The end (3) of the blade (1) is able to revolve along the blade axis in a chamber (4) of the hub (2) by means of a roller bearing (R1) and ball bearing (R2) between the end and the chamber. The chamber extends into the hub between an internal side (10) and an external side (11). A third roller bearing (R3) is positioned close to the sides.

Description

La présente invention est relative à un dispositif de montage d'une pale du type à angle d'incidence variable dans un moyeu tournant, comme illustré dans la figure 1, autour d'un axe A d'une hélice d'aéronef. The present invention relates to a device for mounting a blade of the type with variable angle of incidence in a rotating hub, as illustrated in FIG. 1, around an axis A of an aircraft propeller.

On connaît du document EP 0 324 617 un dispositif de montage dans lequel, comme illustré dans les figures 1 et 2, ce type de pale 1 est fixé à un moyeu 2 par une de ses extrémités appelée pied 3 de pale. Le pied 3 de la pale 1 peut pivoter, sensiblement selon un axe B, dans une chambre 4 du moyeu 2, au moyen de roulements R1 et R2. Document EP 0 324 617 discloses a mounting device in which, as illustrated in FIGS. 1 and 2, this type of blade 1 is fixed to a hub 2 by one of its ends called the foot 3 of the blade. The foot 3 of the blade 1 can pivot, substantially along an axis B, in a chamber 4 of the hub 2, by means of bearings R1 and R2.

L'axe B du pied 3 est sensiblement confondu avec celui de la pale 1. The axis B of the foot 3 is substantially coincident with that of the blade 1.

Les roulements R1 et R2 sont disposés entre le pied 3 et une paroi latérale 5 de la chambre 4. Cette paroi 5, étagée, est de révolution sensiblement autour d'un axe radial du moyeu 2. Après montage de la pale 1, l'axe B se confond sensiblement avec cet axe radial. La chambre 4 débouche du côté du centre de l'hélice par un côté intérieur 10 et du côté de la pale 1 par un côté extérieur 11.

The bearings R1 and R2 are arranged between the foot 3 and a side wall 5 of the chamber 4. This wall 5, stepped, is of revolution substantially around a radial axis of the hub 2. After mounting the blade 1, the axis B substantially merges with this radial axis. Chamber 4 opens on the side of the center of the propeller by an interior side 10 and on the side of the blade 1 by an exterior side 11.

Dans EP 0 324 617, les roulements RI et R2 comprennent au moins un premier roulement RI à rouleaux 12 et un deuxième roulement R2 à billes 13 à contact oblique. Dans la configuration de la figure 2, le roulement RI est localisé au voisinage du côté extérieur 11, le roulement R2 au voisinage du côté intérieur 10. In EP 0 324 617, the bearings RI and R2 comprise at least a first roller bearing RI 12 and a second ball bearing R2 with angular contact 13. In the configuration of FIG. 2, the bearing RI is located in the vicinity of the exterior side 11, the bearing R2 in the vicinity of the interior side 10.

Lorsque l'hélice tourne, la pale 1 subit deux actions : - une force centrifuge ou axiale, fonction de sa vitesse de rotation et de sa masse, - un moment de flexion en pied de pale dû à une force radiale sur la pale résultant de l'interaction de la pale et de l'air qu'elle brasse. When the propeller turns, the blade 1 undergoes two actions: - a centrifugal or axial force, depending on its speed of rotation and its mass, - a bending moment at the foot of the blade due to a radial force on the blade resulting from the interaction of the blade and the air it stirs.

Le dispositif de montage enseigné par EP 0 324 617 permet de compenser ces actions : - la force axiale est reprise par le roulement R2 à billes ; - le moment de flexion est repris par l'ensemble des deux roulements RI et R2. The mounting device taught by EP 0 324 617 makes it possible to compensate for these actions: - the axial force is taken up by the ball bearing R2; - the bending moment is taken up by all of the two bearings RI and R2.

L'apparition récente de matériaux composites pour la fabrication des pales a permis d'en réduire la masse et donc la force axiale qu'elles subissent. Elle a également permis d'accroître leurs dimensions, ce qui a eu pour conséquence d'augmenter le moment de flexion que doit reprendre le dispositif de montage. Si la rotation de l'hélice est très rapide, par exemple avec des moteurs de fortes puissances, la rigidité du dispositif de montage enseigné par EP 0 324 617 est insuffisante. Dans ces conditions, sous l'effet du moment de flexion, le deuxième roulement R2 se déforme excessivement. En conséquence : - les billes 13 peuvent quitter le fond de leur chemin de roulement. Leur surface de contact avec leur chemin de roulement diminue et, en conséquence, la pression de contact qu'elles subissent augmente. Ce phénomène provoque une usure anticipée du roulement

R2 ; - un décalage excessif entre les axes de rotation réel et théorique des rouleaux 12 du premier roulement RI, appelé mésalignement , est engendré, ce qui conduit à la défaillance anticipée du roulement à rouleaux RI ; - le ou les joints toriques isolant de l'extérieur le lubrifiant introduit à l'intérieur de la chambre 4 peuvent se décoller de leur surface d'appui. Les fuites de lubrifiant qui en résultent impliquent une The recent appearance of composite materials for the manufacture of blades has made it possible to reduce the mass and therefore the axial force which they undergo. It also made it possible to increase their dimensions, which had the consequence of increasing the bending moment which the mounting device must resume. If the rotation of the propeller is very rapid, for example with high power motors, the rigidity of the mounting device taught by EP 0 324 617 is insufficient. Under these conditions, under the effect of the bending moment, the second bearing R2 deforms excessively. Consequently: - the balls 13 can leave the bottom of their raceway. Their contact surface with their raceway decreases and, consequently, the contact pressure which they undergo increases. This phenomenon causes premature wear of the bearing

R2; - An excessive offset between the real and theoretical axes of rotation of the rollers 12 of the first bearing RI, called misalignment, is generated, which leads to the anticipated failure of the roller bearing RI; - the O-ring (s) isolating from the outside the lubricant introduced inside the chamber 4 can come off their bearing surface. The resulting lubricant leaks involve a

maintenance accrue, voire des défaillances du dispositif de montage. increased maintenance or even failures of the mounting device.

La présente invention a pour but principal de fournir un dispositif de montage présentant une rigidité accrue, notamment avec des pales longues tournant à grande vitesse. The main object of the present invention is to provide a mounting device having increased rigidity, in particular with long blades rotating at high speed.

On atteint ce but avec un dispositif de montage d'une pale à angle d'incidence variable dans un moyeu tournant d'une hélice d'aéronef, le pied de ladite pale pouvant pivoter sensiblement selon l'axe de ladite pale dans une chambre dudit moyeu au moyen de roulements disposés entre ledit pied et ladite chambre, ladite chambre s'étendant dans ledit moyeu entre un côté intérieur et un côté extérieur, et lesdits roulements comprenant au moins des premier et deuxième roulements, respectivement à rouleaux et à billes à contact oblique, ledit premier roulement étant positionné au voisinage d'un desdits côtés, remarquable en ce que ledit dispositif comprend en outre au moins un troisième roulement, à rouleaux, positionné au voisinage de l'autre desdits côtés. This object is achieved with a device for mounting a blade with a variable angle of incidence in a rotating hub of an aircraft propeller, the foot of said blade being able to pivot substantially along the axis of said blade in a chamber of said hub by means of bearings arranged between said foot and said chamber, said chamber extending in said hub between an inner side and an outer side, and said bearings comprising at least first and second bearings, respectively with roller and contact ball oblique, said first bearing being positioned in the vicinity of one of said sides, remarkable in that said device further comprises at least one third bearing, with rollers, positioned in the vicinity of the other of said sides.

Grâce à ces caractéristiques, lors de la rotation du moyeu 2, le moment de flexion est essentiellement repris par les premier RI et troisième R3 roulements à rouleaux. Thanks to these characteristics, when the hub 2 rotates, the bending moment is essentially taken up by the first RI and third R3 roller bearings.

Or, ces roulements sont particulièrement adaptés à la reprise des forces radiales associées à ce moment de flexion. Le deuxième roulement R2 est peu sollicité radialement. La rigidité du dispositif est donc accrue et des moments de flexion élevés, particulièrement lors de la rotation de longues pales en matériaux composites tournant à grande vitesse, peuvent être repris sans risque pour la fiabilité du dispositif. La maintenance est limitée en conséquence. However, these bearings are particularly suitable for the recovery of the radial forces associated with this bending moment. The second bearing R2 has little radial load. The rigidity of the device is therefore increased and high bending moments, particularly when rotating long blades of composite materials rotating at high speed, can be taken up without risk to the reliability of the device. Maintenance is limited accordingly.

Selon d'autres caractéristiques, - le dispositif est remarquable en ce que ledit roulement à billes à contact oblique est positionné axialement entre lesdits premier et troisième roulements, - le dispositif est remarquable en ce que les rouleaux d'au moins un desdits premier et troisième roulements sont sensiblement cylindriques et orientés sensiblement parallèlement à l'axe B dudit pied de pale, - le dispositif est remarquable en ce que ledit deuxième roulement est monté sans précharge, - le dispositif est remarquable en ce qu'au moins un desdits premier et troisième roulements est monté préchargé radialement, - le dispositif est remarquable en ce que ledit pied de pale est ceinturé d'une jupe, et en ce que l'un au moins desdits roulements a un chemin de roulement intérieur intégré à ladite jupe, ce qui améliore la compacité du dispositif de montage, - le dispositif est remarquable en ce que lesdits rouleaux dudit premier roulement sont guidés axialement par une gorge formée dans ladite jupe, - le dispositif est remarquable en ce que ladite chambre comporte une paroi latérale, et en ce que l'un au moins desdits roulements comporte un chemin de roulement extérieur intégré à ladite paroi latérale, - le dispositif est remarquable en ce que ledit deuxième roulement comporte une bague extérieure et une bague intérieure, lesdites billes étant susceptibles de rouler dans un espace situé entre ladite bague extérieure et ladite bague intérieure, et en ce que, dans une position de service, un flasque, rendu solidaire dudit pied par des moyens de fixation démontables et susceptible de s'appuyer sur ledit According to other characteristics, - the device is remarkable in that said angular contact ball bearing is positioned axially between said first and third bearings, - the device is remarkable in that the rollers of at least one of said first and third bearings are substantially cylindrical and oriented substantially parallel to the axis B of said blade root, - the device is remarkable in that said second bearing is mounted without preload, - the device is remarkable in that at least one of said first and third bearings is mounted radially preloaded, - the device is remarkable in that said blade root is surrounded by a skirt, and in that at least one of said bearings has an internal raceway integrated into said skirt, which improves the compactness of the mounting device, - the device is remarkable in that said rollers of said first bearing are guided axially by a throat formed in said skirt, - the device is remarkable in that said chamber has a side wall, and in that at least one of said bearings has an external raceway integrated into said side wall, - the device is remarkable in that said second bearing comprises an outer ring and an inner ring, said balls being capable of rolling in a space located between said outer ring and said inner ring, and in that, in a service position, a flange, made integral of said foot by removable fixing means and capable of being supported on said

moyeu, limite le déplacement dudit pied en translation axiale vers ledit côté intérieur et maintient lesdites billes roulantes dans ledit espace, le dispositif est remarquable en ce qu'il comporte un conduit d'un diamètre légèrement supérieur à celui desdites billes débouchant d'un côté à l'extérieur dudit moyeu, de l'autre côté dans ladite chambre au voisinage dudit espace, et en ce que, après démontage desdits moyens de fixation, ledit pied est mobile en translation axiale entre ladite position de service et une position démontée dans laquelle lesdites billes sont mobiles, via ledit conduit, entre ledit espace et l'extérieur dudit moyeu, le dispositif est remarquable en ce que ledit deuxième roulement comporte un chemin de roulement extérieur porté par ladite bague extérieure dudit deuxième roulement, en ce que ledit troisième roulement comporte un chemin de roulement extérieur porté par une bague extérieure dudit troisième roulement, et en ce que ladite bague extérieure dudit troisième roulement est conformée pour prendre appui sur ladite bague extérieure dudit deuxième roulement, ce qui évite de devoir utiliser une pièce supplémentaire, comme une entretoise ou un circlips, pour la bloquer axialement vers le côté extérieur 11 et permet également d'améliorer la rapidité des opérations de montage et de démontage, le dispositif est remarquable en ce que lesdits rouleaux dudit troisième roulement sont guidés axialement par une gorge portée par ladite bague extérieure dudit troisième roulement, le dispositif est remarquable en ce que ledit conduit traverse ledit moyeu et ladite bague extérieure dudit troisième roulement, hub, limits the movement of said foot in axial translation towards said inner side and keeps said rolling balls in said space, the device is remarkable in that it comprises a conduit with a diameter slightly greater than that of said balls opening on one side outside said hub, on the other side in said chamber in the vicinity of said space, and in that, after disassembly of said fixing means, said foot is movable in axial translation between said service position and a disassembled position in which said balls are movable, via said conduit, between said space and the outside of said hub, the device is remarkable in that said second bearing comprises an external raceway carried by said outer ring of said second bearing, in that said third bearing comprises an outer race carried by an outer ring of said third bearing, and in that said he outer ring of said third bearing is shaped to bear on said outer ring of said second bearing, which avoids having to use an additional part, such as a spacer or a circlip, to lock it axially towards the outer side 11 and also makes it possible to improve the speed of assembly and disassembly operations, the device is remarkable in that said rollers of said third bearing are guided axially by a groove carried by said outer ring of said third bearing, the device is remarkable in that said conduit passes through said hub and said outer ring of said third bearing,

- le dispositif est remarquable en ce que ledit flasque, rendu solidaire dudit pied par lesdits moyens de fixation, est mobile axialement entre une position d'appui sur ledit moyeu et une position décollée sans contact avec ledit moyeu, - le dispositif est remarquable en ce que lesdites bagues extérieure et intérieure dudit deuxième roulement sont conformées pour, dans ladite position démontée, empêcher lesdites billes de quitter ledit espace par le côté dudit deuxième roulement opposé à celui où ledit conduit débouche dans ladite chambre, ce qui permet d'améliorer la rapidité des opérations de montage et de démontage, - le dispositif est remarquable en ce que ledit premier roulement comporte une bague extérieure et un chemin de roulement intérieur porté par une partie d'appui solidaire dudit pied, et en ce que ledit pied est guidé en translation axiale entre lesdites positions démontée et de service par des premier et deuxième appuis, le premier appui étant celui des rouleaux dudit premier roulement sur la bague extérieure dudit premier roulement et le deuxième appui étant celui des rouleaux dudit troisième roulement sur ladite partie d'appui, ledit premier appui étant radialement au moins aussi excentré que ledit deuxième appui par rapport audit axe
B dudit pied. Ce guidage de la pale 1 lors de son introduction dans la chambre 4 facilite la maintenance. - the device is remarkable in that said flange, made integral with said foot by said fixing means, is axially movable between a support position on said hub and a detached position without contact with said hub, - the device is remarkable in that that said outer and inner rings of said second bearing are shaped to, in said disassembled position, prevent said balls from leaving said space by the side of said second bearing opposite to that where said conduit opens into said chamber, which improves the speed assembly and disassembly operations, - the device is remarkable in that said first bearing comprises an outer ring and an inner raceway carried by a support part integral with said foot, and in that said foot is guided in translation axial between said disassembled and service positions by first and second supports, the first support being that of the rollers of said first bearing on the outer ring of said first bearing and the second bearing being that of the rollers of said third bearing on said bearing part, said first bearing being radially at least as eccentric as said second bearing with respect to said axis
B of said foot. This guidance of the blade 1 during its introduction into the chamber 4 facilitates maintenance.

La présente invention se rapporte également à un moteur remarquable en ce qu'il est équipé d'un dispositif conforme à l'invention et à un aéronef remarquable en ce qu'il est équipé d'au moins un moteur équipé d'un dispositif conforme à l'invention. The present invention also relates to an engine remarkable in that it is equipped with a device in accordance with the invention and to an aircraft remarkable in that it is equipped with at least one engine equipped with a device in accordance to the invention.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - la figure 1, décrite précédemment, représente une vue en perspective simplifiée d'une pale 1 montée sur un moyeu 2. Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the description which follows and on examining the appended drawing in which - FIG. 1, described above, represents a simplified perspective view of a mounted blade 1 on a hub 2.

- la figure 2, partiellement décrite précédemment, représente une coupe transversale du dispositif dans sa

position de service, c'est-à-dire dans une position autorisant la mise en rotation normale de l'hélice, selon un mode préféré de réalisation, - la figure 3 représente une vue transversale du dispositif en position démontée, selon le mode préféré de réalisation. - Figure 2, partially described above, shows a cross section of the device in its

operating position, that is to say in a position allowing the normal rotation of the propeller, according to a preferred embodiment, - Figure 3 shows a transverse view of the device in the disassembled position, according to the preferred mode of achievement.

Dans la description et les revendications qui vont suivre, sauf mention contraire, la direction par rapport à laquelle il est fait implicitement référence lorsque les adjectifs axial et radial ou les adverbes axialement et radialement sont utilisés est celle de l'axe B. In the description and the claims which follow, unless otherwise stated, the direction with respect to which an implicit reference is made when the axial and radial adjectives or the axially and radially adverbs are that of the B axis.

On se reporte à présent à la figure 2. Les rouleaux 12 du premier roulement R1 sont sensiblement cylindriques et orientés sensiblement parallèlement à l'axe B du pied 3 de pale. Referring now to Figure 2. The rollers 12 of the first bearing R1 are substantially cylindrical and oriented substantially parallel to the axis B of the foot 3 of the blade.

Les chemins de roulement extérieurs des premier R1 et deuxième R2 roulements sont portés par des bagues extérieures, respectivement 14 et 15, solidaires de la paroi 5. Le chemin de roulement intérieur du premier roulement est intégré à une jupe 16 ceinturant le pied 3. Le chemin de roulement intérieur du deuxième roulement est porté par une bague intérieure 17 solidaire de la jupe 16. The outer raceways of the first R1 and second R2 bearings are carried by outer rings, respectively 14 and 15, integral with the wall 5. The inner raceway of the first bearing is integrated into a skirt 16 surrounding the foot 3. The inner raceway of the second bearing is carried by an inner ring 17 secured to the skirt 16.

La jupe 16, en métal, protège la pale 1 des pressions exercées par les différents corps de roulement. La pale 1 peut ainsi être construite en matériaux composites. The skirt 16, made of metal, protects the blade 1 from the pressures exerted by the different rolling bodies. The blade 1 can thus be constructed from composite materials.

Les bagues extérieure 15 et intérieure 17 du deuxième roulement R2, sont décalées axialement l'une par rapport à l'autre. La bague extérieure 15 est plus proche du côté extérieur 11 que la bague intérieure 17. La bague extérieure 14 du premier roulement est bloquée axialement vers le côté intérieur 10 par la forme du moyeu 2 et vers le côté extérieur 11 par un circlips 19 fixé dans le moyeu 2. Une gorge 20, intégrée dans la jupe 16, guide axialement les rouleaux 12 du premier roulement RI. La bague extérieure 15 du deuxième roulement R2 est bloquée axialement vers le côté extérieur 11 par la forme du moyeu 2. La bague intérieure 17 du deuxième roulement R2 est bloquée axialement vers le côté intérieur 10 par la forme de la jupe 16. Les billes 13, maintenues en position de service entre les bagues 15 et 17, les bloquent respectivement vers le côté intérieur 10 et vers le côté extérieur 11. The outer 15 and inner 17 rings of the second bearing R2 are offset axially with respect to each other. The outer ring 15 is closer to the outer side 11 than the inner ring 17. The outer ring 14 of the first bearing is locked axially towards the inner side 10 by the shape of the hub 2 and towards the outer side 11 by a circlip 19 fixed in the hub 2. A groove 20, integrated in the skirt 16, axially guides the rollers 12 of the first bearing RI. The outer ring 15 of the second bearing R2 is locked axially towards the outside 11 by the shape of the hub 2. The inner ring 17 of the second bearing R2 is locked axially towards the inside 10 by the shape of the skirt 16. The balls 13 , held in the service position between the rings 15 and 17, block them respectively towards the internal side 10 and towards the external side 11.

Le dispositif comprend en outre un troisième roulement R3 comportant des rouleaux 30 et positionné au voisinage du côté de la chambre 4 opposé à celui au voisinage duquel le premier roulement R1 est positionné. The device further comprises a third bearing R3 comprising rollers 30 and positioned in the vicinity of the side of the chamber 4 opposite to that in the vicinity of which the first bearing R1 is positioned.

Dans le mode de réalisation préféré, les roulements R1 et R3 sont espacés le plus possible l'un de l'autre le long de l'axe B. Pour permettre cet espacement maximal, le roulement R2 à billes 13 est positionné axialement entre les deux roulements R1 et R3. Ainsi la reprise du moment de flexion, essentiellement par les roulements R1 et R3, est-elle maximale. In the preferred embodiment, the bearings R1 and R3 are spaced as far apart as possible along the axis B. To allow this maximum spacing, the ball bearing R2 13 is positioned axially between the two bearings R1 and R3. Thus the resumption of the bending moment, essentially by the bearings R1 and R3, is it maximum.

Dans le dispositif selon l'invention, le positionnement axial précis du roulement R2 entre les In the device according to the invention, the precise axial positioning of the bearing R2 between the

roulements R1 et R3 peut être quelconque. Sur la figure 2, le roulement R2 est positionné au voisinage du roulement R3. bearings R1 and R3 can be any. In FIG. 2, the bearing R2 is positioned in the vicinity of the bearing R3.

Les rouleaux 30 du troisième roulement R3 sont sensiblement cylindriques et orientés sensiblement parallèlement à l'axe B du pied 3 de pale. The rollers 30 of the third bearing R3 are substantially cylindrical and oriented substantially parallel to the axis B of the foot 3 of the blade.

Le troisième roulement R3 comporte un chemin de roulement extérieur porté par une bague 31 extérieure, cette bague portant une gorge 32 servant à guider axialement les rouleaux 30. Le chemin de roulement intérieur du troisième roulement est porté par une partie d'appui 32'de la jupe 16. The third bearing R3 comprises an outer raceway carried by an outer ring 31, this ring carrying a groove 32 serving to guide the rollers axially 30. The inner raceway of the third bearing is carried by a support part 32 ′ the skirt 16.

On notera que les surfaces de tous les chemins de roulement intégrés sont de préférence traitées superficiellement par trempe pour offrir une dureté de l'ordre de 50 à 60 Rockwell. L'intégration de certains chemins de roulement dans la jupe 16 améliore la compacité du montage. It will be noted that the surfaces of all the integrated raceways are preferably surface treated by quenching to offer a hardness of the order of 50 to 60 Rockwells. The integration of certain raceways in the skirt 16 improves the compactness of the assembly.

La bague extérieure 31, bloquée axialement vers le côté intérieur 10 par un circlips 33 fixé dans la moyeu 2, comporte une surlargeur 33'annulaire de façon à prendre appui sur la bague extérieure 15 du deuxième roulement R2 et à être ainsi bloquée axialement vers le côté extérieur 11. Cette surlargeur 33'évite ainsi de devoir utiliser une pièce supplémentaire, comme une entretoise ou un circlips, pour bloquer axialement vers le côté extérieur 11 la bague extérieure 31. The outer ring 31, axially blocked towards the inner side 10 by a circlip 33 fixed in the hub 2, has an annular enlargement 33 ′ so as to bear on the outer ring 15 of the second bearing R2 and thus to be locked axially towards the outer side 11. This widening 33 ′ thus avoids having to use an additional part, such as a spacer or a circlip, for axially locking the outer ring 31 towards the outer side 11.

Toutes les bagues extérieures 14,15 et 31 s'appuient sur le moyeu 2 par l'intermédiaire de pièces en matière plastique, respectivement 34a, 34b et 34c. La paroi 5 de la chambre 4 du moyeu 2 est donc préservée de fortes pressions qui auraient imposé une dureté importante de cette paroi 5. Le moyeu 2 peut ainsi être All the outer rings 14, 15 and 31 are supported on the hub 2 by means of plastic parts, respectively 34a, 34b and 34c. The wall 5 of the chamber 4 of the hub 2 is therefore preserved from high pressures which would have imposed a significant hardness of this wall 5. The hub 2 can thus be

fabriqué en métal léger, comme de l'aluminium, ou en alliage léger. Ce gain de poids est un avantage indiscutable pour des aéronefs. made of light metal, such as aluminum, or light alloy. This weight gain is an indisputable advantage for aircraft.

Un conduit 35 d'un diamètre légèrement supérieur à celui des billes 13 traverse le moyeu 2 et la bague 31. A duct 35 with a diameter slightly greater than that of the balls 13 passes through the hub 2 and the ring 31.

Il débouche d'un côté sur l'extérieur 36 du moyeu 2, de l'autre dans la chambre 4 au voisinage de l'espace 37 situé entre les bagues 15 et 17. It opens on one side to the outside 36 of the hub 2, on the other in the chamber 4 in the vicinity of the space 37 located between the rings 15 and 17.

Un flasque 40, de forme sensiblement annulaire, traversé en son centre par le pied 3, est fixé à la jupe 16 par des moyens de fixation 41 démontables, par exemple par une ou plusieurs vis. Quand l'hélice ne tourne pas, il peut s'appuyer sur le moyeu 2 par l'intermédiaire d'une pièce d'appui 42 en matière plastique de faible coefficient de frottement (position d'appui) ou en être décollé (position décollée), un jeu J étant prévu entre le moyeu 2 et le flasque 40. A flange 40, of substantially annular shape, crossed at its center by the foot 3, is fixed to the skirt 16 by removable fixing means 41, for example by one or more screws. When the propeller does not rotate, it can rest on the hub 2 by means of a support piece 42 of plastic material with a low coefficient of friction (support position) or be detached from it (position detached ), a clearance J being provided between the hub 2 and the flange 40.

Un lubrifiant à l'intérieur de la chambre 4 est isolé de l'extérieur par deux joints 43 et 44 toriques insérés et fixés dans des gorges usinées respectivement dans le moyeu 2 et dans la jupe 16. Le joint 43 évite toute fuite entre la bague extérieure 14 du premier roulement sur laquelle il s'appuie et le moyeu 2. Le joint 44 évite toute fuite entre la jupe 16 et la bague extérieure 14 du premier roulement sur laquelle il s'appuie. A lubricant inside the chamber 4 is isolated from the outside by two O-rings 43 and 44 inserted and fixed in grooves machined respectively in the hub 2 and in the skirt 16. The seal 43 prevents any leakage between the ring outer 14 of the first bearing on which it rests and the hub 2. The seal 44 prevents any leakage between the skirt 16 and the outer ring 14 of the first bearing on which it rests.

Le joint tournant 44 frotte, en rotation, sur la bague extérieure 14 du premier roulement. Le moyeu 2 est ainsi protégé de ce frottement. The rotary joint 44 rubs, in rotation, on the outer ring 14 of the first bearing. The hub 2 is thus protected from this friction.

Un bouchon 46 obture l'extrémité de la pale 1 placée à l'intérieur du moyeu 2. Ce bouchon porte une extension 47 servant de moyen d'accouplement de la pale 1 à un A plug 46 closes the end of the blade 1 placed inside the hub 2. This plug carries an extension 47 serving as a means of coupling the blade 1 to a

dispositif de réglage de l'angle d'incidence de cette pale (non représenté) placé à l'intérieur du moyeu 2. device for adjusting the angle of incidence of this blade (not shown) placed inside the hub 2.

On se reporte à présent à la figure 3 sur laquelle il apparaît que le flasque 40 et la ou les vis 41, visibles sur la figure 2, sont démontés. Referring now to Figure 3 in which it appears that the flange 40 and the screw or screws 41, visible in Figure 2, are disassembled.

Le pied 3 de pale est introduit dans la chambre 4 au-delà de sa position de service, décrite par la figure 2, de manière à ce que les bagues 15 et 17 soient plus écartées l'une de l'autre. Ces bagues 15 et 17 sont conformées pour que leur écartement, compris dans une plage de valeurs déterminée en fonction de la forme des bagues et leur disposition relative, autorise les billes 13 à quitter l'espace 37 situé entre les bagues 15 et 17 par une seule des ouvertures de cet espace 37. Dans la position décrite en figure 3, l'écartement permet aux billes 13 de quitter l'espace 37 par l'ouverture du côté du conduit 35, mais pas par l'ouverture du côté de la chambre 4. The blade root 3 is introduced into the chamber 4 beyond its service position, described by FIG. 2, so that the rings 15 and 17 are more apart from one another. These rings 15 and 17 are shaped so that their spacing, included in a range of values determined according to the shape of the rings and their relative arrangement, allows the balls 13 to leave the space 37 located between the rings 15 and 17 by a only of the openings in this space 37. In the position described in FIG. 3, the spacing allows the balls 13 to leave the space 37 by the opening on the side of the duct 35, but not by the opening on the side of the chamber 4.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, non représenté, pour empêcher les billes 13 de quitter l'espace 37 par l'ouverture du côté de la chambre 4, une pièce, par exemple une bague en mousse, est fixée sur le moyeu 2 ou sur la jupe 16 de manière à remplir au moins en partie la chambre 4. In another embodiment of the invention, not shown, to prevent the balls 13 from leaving the space 37 by the opening on the side of the chamber 4, a part, for example a foam ring, is fixed to the hub 2 or on the skirt 16 so as to at least partially fill the chamber 4.

Le conduit 35 débouche dans la chambre 4 à proximité immédiate de la bague 15, de manière que les billes 13, non maintenues dans l'espace 37, puissent transiter par ce conduit 35 entre cet espace 37 et l'extérieur 36 du moyeu 2. The conduit 35 opens into the chamber 4 in the immediate vicinity of the ring 15, so that the balls 13, not maintained in the space 37, can pass through this conduit 35 between this space 37 and the outside 36 of the hub 2.

Entre la position de service et la position démontée, les rouleaux 12 sont maintenus en appui sur la bague extérieure 14. De même, les rouleaux 30 sont maintenus en appui sur la partie d'appui 32'de la jupe Between the operating position and the disassembled position, the rollers 12 are held in abutment on the outer ring 14. Likewise, the rollers 30 are held in abutment on the bearing part 32 ′ of the skirt

16. La bague extérieure 14 et la partie d'appui 32' comprennent chacune une surlargeur annulaire à cet effet. 16. The outer ring 14 and the support part 32 'each include an annular widening for this purpose.

La translation axiale du pied 3 de pale dans la chambre 4 est guidée par ces deux appuis. Les gorges 20 et 32 maintiennent axialement respectivement les rouleaux 12 et 30 pendant cette translation, respectivement par rapport à la jupe 16 et au moyeu 2. The axial translation of the blade root 3 in the chamber 4 is guided by these two supports. The grooves 20 and 32 hold the rollers 12 and 30 axially respectively during this translation, respectively with respect to the skirt 16 and to the hub 2.

Pour que la pale 1 puisse être introduite dans la chambre 4 du moyeu 2 monobloc jusque dans la position démontée, il est nécessaire que la surface d'appui des rouleaux 12 soit au moins aussi excentrée, par rapport à l'axe B du pied 3, que celle des rouleaux 30. So that the blade 1 can be introduced into the chamber 4 of the one-piece hub 2 until it is in the disassembled position, it is necessary for the bearing surface of the rollers 12 to be at least as eccentric, relative to the axis B of the foot 3 , than that of the rollers 30.

L'opération de montage du dispositif selon l'invention s'effectue de la façon suivante. The assembly operation of the device according to the invention is carried out as follows.

Préalablement au premier montage du pied 3 dans la chambre 4, la jupe 16 est fixée solidairement au pied 3, généralement par moulage. Le bouchon 46 est rendu solidaire du pied 3. Prior to the first mounting of the foot 3 in the chamber 4, the skirt 16 is fixed integrally to the foot 3, generally by molding. The plug 46 is made integral with the foot 3.

Les rouleaux 12 sont disposés sur la jupe 16, puis montés dans une cage. Le joint 44 et la bague 17 sont également mis en position sur leurs surfaces d'appui respectives usinées sur la jupe 16. The rollers 12 are arranged on the skirt 16, then mounted in a cage. The seal 44 and the ring 17 are also placed in position on their respective bearing surfaces machined on the skirt 16.

Le joint 43, puis la pièce plastique 34a destinée à séparer la bague extérieure 14 du moyeu 2, puis la bague extérieure 14 et le circlips 19 sont mis en position. The seal 43, then the plastic part 34a intended to separate the outer ring 14 from the hub 2, then the outer ring 14 and the circlip 19 are placed in position.

Les pièces plastique 34b et 34c destinées à séparer respectivement les bagues 15 et 31 du moyeu 2, la bague 15, puis la bague 31 sur laquelle les rouleaux 30 ont été préalablement fixés et montés dans une cage et le circlips 33 sont mis en position, en prenant soin d'aligner le trou percé dans la bague 31 avec celui percé dans le moyeu 2 pour former le conduit 35. The plastic parts 34b and 34c intended to separate the rings 15 and 31 from the hub 2 respectively, the ring 15, then the ring 31 on which the rollers 30 have been previously fixed and mounted in a cage and the circlip 33 are put in position, taking care to align the hole drilled in the ring 31 with that drilled in the hub 2 to form the conduit 35.

Hormis pour les changements de pièces, notamment d'usure, les futures opérations de montage ne nécessiteront plus d'effectuer les étapes décrites cidessus. Except for changes of parts, in particular of wear, future assembly operations will no longer require carrying out the steps described above.

Pour poursuivre le montage, on introduit le pied 3 de pale dans la chambre 4 jusqu'à une position sensiblement identique à celle décrite dans la figure 3. To continue mounting, the blade root 3 is introduced into the chamber 4 to a position substantially identical to that described in FIG. 3.

Cette introduction est guidée en translation axiale par les appuis des rouleaux 12 et 30, respectivement sur la bague extérieure 14 et la partie d'appui 32'. This introduction is guided in axial translation by the supports of the rollers 12 and 30, respectively on the outer ring 14 and the support part 32 '.

On introduit alors, par le conduit 35, les billes 13 dans l'espace 37 entre les bagues 15 et 17. The balls 13 are then introduced, through the conduit 35, into the space 37 between the rings 15 and 17.

Une traction du pied 3 vers le côté extérieur 11 permet aux billes 13 d'entrer en contact avec leurs chemins de roulement portés par les bagues 15 et 17. A traction of the foot 3 towards the outer side 11 allows the balls 13 to come into contact with their raceways carried by the rings 15 and 17.

On visse alors, sur la jupe 16, le flasque 40 en position d'appui, éventuellement en laissant un jeu, sur le moyeu 2, de façon à limiter le mouvement axial du pied 3 vers le côté intérieur 10 de la chambre 4. Les billes 13 sont ainsi maintenues sensiblement en contact avec leurs chemins de roulement. The flange 40 is then screwed onto the skirt 16 in the support position, possibly leaving a clearance, on the hub 2, so as to limit the axial movement of the foot 3 towards the interior side 10 of the chamber 4. The balls 13 are thus kept substantially in contact with their raceways.

Le conduit 35 est obturé, par exemple, par un bouchon. The conduit 35 is closed, for example, by a plug.

La méthode de montage décrite ci-dessus permet d'utiliser un moyeu 2 monobloc, ce qui présente l'avantage d'améliorer la rigidité du montage, son étanchéité et sa fiabilité. The mounting method described above makes it possible to use a one-piece hub 2, which has the advantage of improving the rigidity of the mounting, its sealing and its reliability.

Le démontage du pied 3 s'effectue en inversant l'ordre des opérations de montage décrites ci-dessus. The dismantling of the foot 3 is carried out by reversing the order of the assembly operations described above.

Quand le moyeu 2 tourne, la pale 1 se déplace légèrement axialement sous l'effet de la force centrifuge vers la périphérie de l'hélice. When the hub 2 rotates, the blade 1 moves slightly axially under the effect of the centrifugal force towards the periphery of the propeller.

Dans le mode de réalisation préféré, s'il était en appui sur le moyeu 2, le flasque 40 s'en décolle. Tout frottement entre moyeu 2 et flasque 40 est ainsi supprimé. In the preferred embodiment, if it was supported on the hub 2, the flange 40 peels off. Any friction between hub 2 and flange 40 is thus eliminated.

Le serrage des vis 41 permet une précharge des billes 13. Dans le mode de réalisation préféré, aucune précharge n'est nécessaire. En effet, lorsque le moyeu 2 tourne, la force centrifuge exercée sur la pale 1 tend à rapprocher axialement les bagues 15 et 17, et donc à contraindre les billes 13. Tightening the screws 41 allows preloading of the balls 13. In the preferred embodiment, no preload is necessary. In fact, when the hub 2 rotates, the centrifugal force exerted on the blade 1 tends to bring the rings 15 and 17 axially together, and therefore to constrain the balls 13.

L'absence de précharge évite une opération coûteuse, car longue à réaliser lors des opérations de maintenance, et délicate, car elle influence directement les performances du roulement ainsi contraint. The absence of preload avoids an expensive operation, because it takes a long time to carry out during maintenance operations, and delicate, because it directly influences the performance of the bearing thus constrained.

Des moyens de précharge radiale, non représentés, sont également classiquement envisageables sur les roulements R1 et R3 à rouleaux. Radial preloading means, not shown, are also conventionally possible on roller bearings R1 and R3.

On rappelle qu'une précharge consiste à précontraindre les corps de roulement, généralement entre deux bagues extérieure et intérieure. Sans précharge, sous l'effet des diverses forces qui s'exercent sur les pièces portant leurs chemins de roulement, les corps de roulement peuvent, à un instant donné, ne pas être tous sollicités ou sollicités de manière inégale, ce qui nuit à leur longévité. It will be recalled that a preload consists in prestressing the rolling bodies, generally between two outer and inner rings. Without preload, under the effect of the various forces exerted on the parts carrying their raceways, the rolling bodies may, at a given instant, not all be biased or biased unevenly, which adversely affects their longevity.

Lors de la rotation du moyeu 2, le moment de flexion est essentiellement repris par les roulements R1 et R3 à rouleaux. When the hub 2 rotates, the bending moment is essentially taken up by the roller bearings R1 and R3.

Leurs rouleaux 12 et 30 ont des surfaces d'appui rectilignes, sensiblement axiales, supérieures à celles de billes de roulements de même encombrement que les roulements R1 et R3. Ces rouleaux 12 et 30 sont donc Their rollers 12 and 30 have rectilinear, substantially axial bearing surfaces, greater than those of ball bearings with the same size as the bearings R1 and R3. These rollers 12 and 30 are therefore

particulièrement adaptés à la reprise d'efforts importants exercés perpendiculairement à leurs axes. particularly suitable for resuming significant efforts exerted perpendicular to their axes.

Espacés axialement au maximum, le premier roulement RI étant proche d'un des côtés 10 et 11 de la chambre 4 et le troisième roulement R3 proche de l'autre, les roulements RI et R3 à rouleaux combinent leurs effets pour assurer une bonne reprise du moment de flexion, sensiblement sans se déformer. Axially spaced at maximum, the first bearing RI being close to one of the sides 10 and 11 of the chamber 4 and the third bearing R3 close to the other, the bearings RI and R3 with rollers combine their effects to ensure good recovery of the bending moment, substantially without deformation.

Le roulement R2 à billes 13 à contact oblique est ainsi peu sollicité par le moment de flexion. The R2 ball bearing 13 with oblique contact is thus little stressed by the bending moment.

Le dispositif de montage selon l'invention se déforme donc peu sous l'effet de l'effort de flexion. En conséquence, les billes 13 continuent à rouler sensiblement dans leurs chemins de roulement, quel que soit le moment de flexion appliqué à la pale 1, et les mésalignements des rouleaux sont réduits. The mounting device according to the invention therefore deforms little under the effect of the bending force. Consequently, the balls 13 continue to roll substantially in their raceways, whatever the bending moment applied to the blade 1, and the misalignments of the rollers are reduced.

Des moments de flexion élevés, particulièrement lors de la rotation de longues pales en matériaux composites, tournant à grande vitesse, peuvent être repris par un dispositif selon l'invention, sans usure prématurée des roulements, ce qui limite la maintenance. High bending moments, particularly when rotating long blades made of composite materials, rotating at high speed, can be taken up by a device according to the invention, without premature wear of the bearings, which limits maintenance.

L'amélioration de la rigidité du dispositif de montage garantit également une meilleure étanchéité. Improving the rigidity of the mounting device also guarantees better sealing.

En outre, les opérations de montage et de démontage de la pale 1 sont facilitées par l'absence de précharge. In addition, the assembly and disassembly operations of the blade 1 are facilitated by the absence of preload.

La maintenance est donc plus rapide et donc moins coûteuse. La configuration des pièces et leur agencement contribuent également à la rapidité de ces opérations. Maintenance is therefore faster and therefore less costly. The configuration of the rooms and their arrangement also contribute to the speed of these operations.

En outre, le dispositif selon l'invention permet d'utiliser un moyeu 2 monobloc, ce qui limite les risques de fuite de lubrifiant et améliore encore la fiabilité. Il permet enfin d'utiliser un moyeu 2 en métal léger ou en alliage léger, ce qui allège l'aéronef. In addition, the device according to the invention makes it possible to use a one-piece hub 2, which limits the risks of leakage of lubricant and further improves reliability. Finally, it makes it possible to use a hub 2 made of light metal or of a light alloy, which lightens the aircraft.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, fourni à titre d'exemple illustratif et non limitatif. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described and shown, provided by way of illustrative and nonlimiting example.

Par exemple, dans d'autres modes de réalisation, les rouleaux des premier et troisième roulement, respectivement 14 et 30, pourraient être coniques ou orientés différemment. Les chemins de roulement extérieurs de l'un ou de plusieurs des roulements RI, R2 et R3 pourraient être intégrés dans la paroi 5. Le chemin de roulement intérieur du deuxième roulement R2 pourrait être intégré dans la jupe 16.For example, in other embodiments, the rollers of the first and third bearings, respectively 14 and 30, could be tapered or oriented differently. The outer raceways of one or more of the bearings RI, R2 and R3 could be integrated into the wall 5. The inner raceway of the second bearing R2 could be integrated into the skirt 16.

Claims

1. Device for mounting a blade (1) with variable angle of incidence in a rotating hub (2) of an aircraft propeller, the base (3) of said blade (1) being able to pivot substantially along the axis of said blade (1) in a chamber (4) of said hub (2) by means of bearings (Rl, R2) disposed between said foot (3) and said chamber (4), said chamber (4) extending in said hub (2) between an inner side (10) and an outer side (11), and said bearings comprising at least first (Ri) and second (R2) bearings, roller (12) and ball (13) respectively with oblique contact, said first bearing (Ri) being positioned in the vicinity of one of said sides (10,11), characterized in that said device further comprises at least one third bearing (R3), with rollers (30), positioned in the vicinity of the other of said sides (10,11).

2. Device according to claim 1 characterized in that said ball bearing (R2) with angular contact (13) is positioned axially between said first (RI) and third (R3) bearings.

3. Device according to one of claims 1 or 2 characterized in that the rollers (12,30) of at least one of said first (Ri) and third (R3) bearings are substantially cylindrical and oriented substantially parallel to the axis (B) of said blade foot (3).

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said second bearing (R2) is mounted without preload.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of said first (RI) and third (R3) bearings is mounted radially preloaded.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said foot (3) of the blade is surrounded by a skirt (16), and in that at least one of said bearings (Rl, R2, R3 ) has an internal raceway integrated into said skirt (16).

7. Device according to claim 6 characterized in that said rollers (12) of said first bearing (RI) are guided axially by a groove (20) formed in said skirt (16).

8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said chamber (4) has a side wall (5), and in that at least one of said bearings (R1, R2, R3) has a path outer bearing integrated into said side wall (5).

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said second bearing (R2) comprises an outer ring (15) and an inner ring (17), said balls (13) being capable of rolling in a space (37 ) located between said outer ring (15) and said inner ring (17), and in that, in a service position, a flange (40), made integral with said foot (3) by removable fixing means (41) and capable of being supported on said hub (2), limits the movement of said foot (3) in axial translation towards said inner side (10) and maintains said rolling balls (13) in said space (37).

10. Device according to claim 9 characterized in that it comprises a conduit (35) of a diameter slightly greater than that of said balls (13) opening on one side outside of said hub (2), from other side in said chamber (4) in the vicinity of said space (37), and in that, after disassembly of said fixing means (41), said foot (3) is movable in axial translation between said service position and a disassembled position wherein said balls (13) are movable, via said conduit (35), between said space (37) and the outside of said hub (2).

He. Device according to one of claims 9 or 10 characterized in that said second bearing (R2) has an outer race carried by said outer ring (15) of said second bearing (R2), in that said third bearing (R3) comprises an outer race carried by an outer ring (31) of said third bearing (R3), and in that said outer ring (31) of said third bearing (R3) is shaped to bear on said outer ring (15) of said second bearing (R2).

12. Device according to claim 11, characterized in that said rollers (30) of said third bearing (R3) are guided axially by a groove (32) carried by said outer ring (31) of said third bearing (R3).

13. Device according to any one of claims

11 to 12 characterized in that said conduit (35) passes through said hub (2) and said outer ring (31) of said third bearing (R3).

14. Device according to any one of claims 9 to 13 characterized in that said flange (40), made integral with said foot (3) by said fixing means (41), is axially movable between a support position on said hub (2) and a detached position without contact with said hub (2).

15. Device according to any one of claims

10 to 14 characterized in that said outer (15) and inner (17) rings of said second bearing (R2) are shaped to, in said disassembled position, prevent said balls (13) from leaving said space (37) by the side of said second bearing (R2) opposite to that where said conduit (35) opens into the chamber (4).

16. Device according to any one of the claims

10 to 15 characterized in that said first bearing (RI) comprises an outer ring (14) and an inner raceway carried by a support part (32 ') integral with said foot (3), and in that said foot (3) is guided in axial translation between said disassembled and service positions by first and second supports, the first support being that of the rollers (12) of said first bearing (RI) on the outer ring (14) of said first bearing (RI ) and the second support being that of the rollers (30) of said third bearing (R3) on said support portion (32 '), said first support being radially at least as eccentric as said second support relative to said axis (B) of said foot (3).

17. Motor characterized in that it is equipped with a device according to any one of the preceding claims.

18. Aircraft characterized in that it is equipped with at least one engine according to claim 17.