EP4688557A1 - Ensemble a calage variable pour soufflante de turbomachine - Google Patents

Ensemble a calage variable pour soufflante de turbomachine

Info

Publication number
EP4688557A1
EP4688557A1 EP24722065.0A EP24722065A EP4688557A1 EP 4688557 A1 EP4688557 A1 EP 4688557A1 EP 24722065 A EP24722065 A EP 24722065A EP 4688557 A1 EP4688557 A1 EP 4688557A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade
hub
internal
mouth
radial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24722065.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent François Georges MILLIER
Julien Fabien Patrick BECOULET
Elias Jonathan SCHONLEBER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of EP4688557A1 publication Critical patent/EP4688557A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/02—Hub construction
    • B64C11/04—Blade mountings
    • B64C11/06—Blade mountings for variable-pitch blades

Definitions

  • DESCRIPTION TITLE VARIABLE TIMING ASSEMBLY FOR TURBOMACHINE BLOWER
  • the present disclosure relates to a variable timing assembly for a turbomachine fan and a turbomachine fan comprising such an assembly.
  • the invention applies in particular to aeronautical turbomachines.
  • Some turbojets include a variable pitch fan in which a change in the pitch or orientation of the fan blades is made in order to manage the thrust of the turbojet appropriately according to the flight phases of the aircraft equipped with such a turbojet.
  • a variable-pitch fan generally comprises a hub that extends circumferentially around a longitudinal axis of rotation of the fan and the blades of the fan are mounted at the periphery of the hub. More particularly, the hub comprises a plurality of hub mouths distributed circumferentially at the periphery of the hub and which each comprise an opening oriented radially relative to the longitudinal axis. The blades are each mounted at their root in a hub mouth by means of a pivot receiving the root of the blade and equipped with ball bearings making it possible to take up all of the forces to which the blade is subjected in operation.
  • the assembly called a bearing cartridge which is formed by the pivot of a blade and the bearings associated with the blade pivot is mounted from the inside in a mouth of the hub, while the blade is mounted on the pivot from the outside of the hub mouth.
  • the radial retention of the blades is ensured by the shape of the blade root and the cell which accommodates it, the pivot and its bearings, the hub in which the pivot and the external casing of the fan are integrated.
  • the hub mouth has an internal radial stop which ensures that the pivot is maintained in the radial position when the fan is put into operation, in particular to avoid any radial movement of the assembly (pivot and bearings), away from the longitudinal axis, under the effect of centrifugal forces due to the rotation of the fan.
  • a mechanism internal to the hub allows each blade pivot to be pivoted on command and therefore the blade carried by the pivot.
  • patent application FR 3 129 428 A1 discloses a variable fan timing assembly which is mounted through the radial opening of the hub mouth, from the outside of the latter, which greatly facilitates maintenance operations.
  • This variable fan pitch assembly comprises a blade force take-up device which is first inserted into the hub mouth to be clamped against an internal surface of the mouth, then the blade pivot is engaged inside the blade force take-up device. The blade pivot is then locked in radial position in the hub mouth from the inside of the latter. More particularly, a segment in two half-shells is provided in the lower part of the pivot to ensure the radial stop of the pivot. This segment is held in position by the eccentric for controlling the pivoting of the blade pivot which ensures the variable pitch of the blade. This eccentric is located below the blade pivot and is therefore arranged in a position radial closer to the engine axis than the blade pivot and hub mouth.
  • variable fan timing assembly configuration facilitates assembly and disassembly operations since the assembly can be mounted and removed from the outside of the hub mouth.
  • the invention thus relates to a variable timing assembly for a turbomachine fan, comprising:
  • a hub extending circumferentially around a longitudinal axis X-X' of rotation of the hub and which comprises at least one hub mouth internally delimiting an opening oriented radially relative to the longitudinal axis,
  • a fan blade support or a fan blade root which is capable of pivoting on command about a radial axis A passing through the radial opening of the hub mouth and configured to be engaged through this opening, inside the blade force recovery device, and to come into abutment along the radial axis A against an internal element of the blade force recovery device, - a device for locking by clamping the blade support or the blade root which is positioned around the latter, at a radially external position relative to a radially internal position, more close to the longitudinal axis of the internal stop element, and which is fixed to the blade force recovery device so as to grip the blade support or the blade root and to hold it in abutment along the radial axis A against the internal stop element, the blade force recovery device comprising an intermediate interface part which extends along the radial axis between a radially external position and a radially internal position and which comprises, at its radially external position, the internal stop element, the blade support or the blade root comprising, on the
  • the assembly defined above comprises a device for locking by tightening the blade support or the blade root which is in a radially external position of the hub mouth and the blade force recovery device, which makes it accessible from the opening of the hub mouth. It is therefore no longer necessary to have access from the inside of the hub, to unlock the blade support or the blade root, which facilitates the unlocking operations of a variable fan pitch assembly of the type described above and therefore the associated maintenance operations. The locking operation is also facilitated.
  • the architecture of the assembly defined above and in particular of the hub mouth, the blade support and the blade force recovery device is designed so that these components are mounted from the outside of the hub mouth (the blade force recovery device is first put in place in the mouth, from the outside of the mouth, before installing the blade support) and not from the inside of the mouth. This greatly facilitates subsequent interventions on the components constituting the assembly since it is then sufficient to remove them from the outside of the mouth without needing to access the inside of the latter, after having dismantled a large internal part of the fan.
  • the hub extends circumferentially around a longitudinal axis X-X' of rotation of the hub and comprises a plurality of hub mouths distributed circumferentially on an external periphery of the hub, each hub mouth internally delimiting an opening oriented radially relative to the longitudinal axis and which is capable of placing in communication a peripheral zone Ze radially external to the hub mouth, located away from the longitudinal axis, with a peripheral zone Zi radially internal to the hub mouth, which is closer to the longitudinal axis, a blade force recovery device being configured to be placed in each hub mouth through the opening of the latter, and clamped against an internal surface of the hub mouth arranged substantially parallel to a radial axis A passing through the radial opening of the hub mouth;
  • the first bearing may comprise an inner ring which extends along the radial axis and comprise a first part in contact with an external surface, opposite the internal surface, of the intermediate interface part and a second part which extends away from the longitudinal axis to a radially external position relative to a radially internal position occupied by the transverse extension part of the blade support or the blade root when the latter is engaged against the internal stop element, the clamping locking device being configured to be locked by clamping on the second part of the inner ring so as to come, by clamping, to bear along the radial axis against the transverse extension part of the blade support or the blade root;
  • the inner ring of the first bearing comprises a portion extending in a radially outer position and on which the clamping locking device is clamped, the portion of the inner ring having an internal thread on an inner surface facing the blade support or the blade root, the clamping locking device comprising a two-part clamping nut arranged between the portion of the inner ring and the blade support or
  • the tightening nut arranged between the part of the internal ring and the blade support or the blade root, comes, at the end of screwing on the internal surface of the part of the internal ring, to bear along the radial axis against the transverse extension part of the blade support or the blade root;
  • the clamping locking device further comprises an anti-rotation member configured to prevent rotation between the inner ring and the clamping nut;
  • the two parts of the clamping nut each comprise (in particular in a zone located at a radially external position relative to a zone located at a radially internal position of the part concerned and which comes to bear along the radial axis against the transverse extension part of the blade support or the blade root) a plurality of teeth spaced from each other (the teeth can extend along a circumference of the clamping nut taken transversely relative to the radial axis, when the two parts are joined together), the anti-rotation member being arranged between two consecutive teeth;
  • -the clamping locking device further comprises a stop member which maintains the anti-rotation member in position between two consecutive teeth while being fixed to the second part of the inner ring near its upper radial position;
  • -the two-part clamping nut comprises elements configured to ensure the alignment in radial position of the two parts of the nut relative to each other in order to ensure the alignment of the portions of the external thread provided on both parts of the nut;
  • -the first rolling bearing is arranged in a transverse position which is furthest from the radial axis A of the mouth and configured to take up the radial and transverse forces transmitted by the blade, the second rolling bearing being arranged in a transverse position closest to the radial axis A of the mouth and configured to take up the transverse forces transmitted by the blade;
  • the blade force recovery device comprises a system for holding in position and clamping by wedge effect of the set of rolling bearings which is positioned at the mouth opening, in a radial position further from the longitudinal axis than the first rolling bearing;
  • the system for holding in position and clamping by wedge effect comprises, on the one hand, two half-shell segments having internal conical bearing surfaces cooperating with clamping parts via external conical bearing surfaces of the latter and, on the other hand, a clamping nut configured to come to bear, via external conical bearing surfaces on internal conical bearing surfaces of the clamping parts, and thus exert, on the one hand, a transverse force on the clamping parts and the two half-shell segments to bring them to bear against the internal surface of the hub mouth and, on the other hand, a radial clamping force on the first rolling bearing in the direction of the longitudinal axis X-X';
  • the first rolling bearing comprises an outer ring arranged in an external transverse position further from the radial axis A of the mouth than the transverse position of the bearings of the first and second bearings and which, on the one hand, extends substantially parallel to the radial axis along the bearings of the first rolling bearing and the second rolling bearing and, on the other hand, bears against the second rolling bearing;
  • a clamping element of the second rolling bearing is arranged in an external transverse position relative to this second bearing and the external ring of the first rolling bearing bears on this clamping element;
  • the second rolling bearing has an internal ring arranged in an internal transverse position relative to the radial position of the bearings of the bearing, each of the inner rings of the first rolling bearing and the second rolling bearing is housed in a arrangement provided on a radially external surface of the intermediate interface piece;
  • the assembly comprises an eccentric system for controlling the pivoting of the blade support or the blade root which is configured to control the pivoting of the blade support or the blade root about the radial mouth axis, the system comprising an engagement portion configured to engage in an engagement position with a lower portion of the blade support or the blade root which is opposite an upper portion of the blade support arranged in a radially external position relative to the radially internal position of the lower portion.
  • the invention also relates to a turbomachine fan which comprises a variable-pitch assembly for a turbomachine fan as briefly described above.
  • the fan comprises a plurality of fan blades each mounted on a blade support of a hub mouth mounting module.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising a fan as briefly described above.
  • Figure 1 is a partial schematic perspective representation of a turbomachine fan according to an embodiment of one according to the invention
  • Figure 2 is a partial schematic representation in axial section of the blower partially shown in Figure 1;
  • Figure 3 is an enlarged partial schematic representation of the hub mouth integrated fan blade mounting module of Figure 2;
  • Figure 4 schematically illustrates in perspective the installation, in the hub mouth, of certain components of the blade mounting module of Figure 3.
  • Figure 5A is an enlarged schematic representation of a portion of Figure 4 in which the upper portion of the blade root has been intentionally omitted for the sake of clarity;
  • Figure 5B illustrates a first position in the assembly of the two half-nuts of a clamping nut according to an alternative embodiment
  • Figure 5C illustrates a second position in the assembly according to the variant embodiment
  • Figure 5D illustrates a third position in the assembly according to the variant embodiment
  • Figure 5E illustrates a fourth position in the assembly according to the variant embodiment
  • Figure 6A illustrates the blade force recovery device mounted in the hub mouth
  • Figure 6B illustrates the insertion of the blade root into the interface part
  • Figure 6C illustrates the end of the movement of insertion of the blade root into the interface part
  • Figure 6D illustrates the installation of the two parts of the clamping nut around the blade root
  • Figure 6E illustrates the interlocking of the two parts of the clamping nut with each other
  • Figure 6F illustrates the screwing of the two parts of the clamping nut
  • Figure 6G illustrates the placement of an anti-rotation member on the assembly of Figure 6F;
  • Figure 6H illustrates the installation of a stop member on the anti-rotation member of Figure 6G. Detailed description
  • the invention applies to any turbomachine equipped with at least one shrouded or unshrouded fan, the fan blades of which (shrouded fan) or the propeller blades (unshrouded fan) are equipped with a pitch or orientation change assembly, also called a variable pitch assembly.
  • the invention can also be used for variable pitch stator blades.
  • these may be secondary flow outlet guide vanes that are positioned downstream of the fan blades. They may also be flow straightening vanes in a compressor or guide vanes for the inlet flow of a compressor.
  • a fan comprises a plurality of blades of which only one, denoted 12, is partially shown.
  • Each hub mouth 16 internally delimits an opening 16a oriented radially, along an axis A having a radial orientation relative to the longitudinal axis X-X'.
  • the hub mouths 16 are thus all oriented in the manner of a star relative to the hub, each along a radial axis A.
  • the radial opening 16a has a passage section which extends perpendicular to the radial axis A and is capable of placing a peripheral zone Ze radially external to the hub mouth 16, located away from the longitudinal axis X-X', in communication with a radially internal peripheral zone Zi of the hub mouth, which is closer to the longitudinal axis than the zone Ze.
  • the hub mouth 16 has an opening 16a passing through along the radial axis.
  • the hub 14 comprises in its central internal part, from the center towards the outside, a control means comprising here a fixed piston 39 of a control cylinder and the movable chamber 40 of the latter, as well as a connecting piece 41 between this control cylinder and connecting rods 42 illustrated in FIG. 2 and described below.
  • a blade 12 is shown mounted in a hub mouth 16.
  • the other mouths are shown empty so as not to complicate the drawing but a blade is normally also mounted in each of them.
  • the fan blade mounting module comprises a blade force take-up device 24 which is intended to be in direct contact with a blade root 22.
  • the blade force take-up device 24 may be in contact with a blade support or pivot intended to support a blade root (in particular for mounting with a bulb blade root).
  • the fan blade mounting module also comprises the blade support or pivot.
  • the blade support comprises an upper part in which a cell is arranged which has the function of receiving the blade root and its fixing bulb.
  • the upper part of the blade support generally forms a plate which surmounts a lower central stud of substantially cylindrical shape.
  • the blade force recovery device 24 will be directly in contact with a blade root 22 and is configured to be placed in the hub mouth 16 through the radial opening 16a of the latter, from a peripheral zone Ze radially external to the mouth (FIGS. 1 and 2).
  • These configurations of blade mounting module (blade force recovery device 24) and hub mouth allow the module to be placed from the outside of the hub, which simplifies maintenance operations when it comes to removing the module from the mouth (from outside this mouth) to access the internal components of the module.
  • the repositioning of the inspected module 34, and possibly repaired or replaced, is carried out from outside the hub 14.
  • the retention of the fan blade 12 in a fixed radial position is ensured by maintaining the blade root 22 in the locked position in the blade force recovery device 24 (as described later). Furthermore, the blade root is guided by the blade force recovery device 24 for setting the pitch of the blade.
  • the setting of the pitch of the blade is defined as corresponding to an angular orientation of the blade relative to the radial axis A passing through the hub mouth.
  • the blade root 22 is in particular capable of pivoting about the radial axis A of the hub mouth 16 under the action of a mechanism which will be described later and which interacts with a lower (radially internal) part 22a of the blade root 22 opening along the radial axis A beyond the blade force recovery device 24, in a radially internal zone of the hub.
  • the lower part 22a is opposite an upper part 22b of the blade root 22 which is closer to the radial opening 16a of the hub mouth.
  • an eccentric system or mechanism for controlling the pivoting of the blade root 22 is provided inside the hub 14, under the mouth 16 (for example in a radially internal position, close to the axis X-X') and is configured to control the pivoting of the blade root 22 about the radial axis A of the mouth and therefore its angular orientation.
  • the eccentric blade root pivot control system is configured to engage with the lower emerging or projecting portion 22a of the blade root in order to pivot the latter and therefore the blade that it supports, on command, according to the desired pivot angle relative to the flight phase considered.
  • the pivot control system comprises for example the axial control cylinder centered on the longitudinal axis X-X' and described with reference to FIG. 1.
  • This cylinder comprises the axial rod 39 fixed relative to the structures of the turbojet (fig. 1) and the movable body or chamber 40.
  • the pivot control system also comprises a connecting piece 41, called a synchronization ring, on which several connecting rods 42 are connected by one of their two opposite ends.
  • a connecting rod is generally provided per blade support and per mouth and is arranged in a radially internal position relative to the mouth.
  • each connecting rod is connected to one end 44a of an eccentric-forming part 44, here in the general shape of an elbow (however the shape of the part may vary), the opposite end 44b of which is mounted integrally with the lower part 22a of the blade root 22.
  • the end 44b is arranged around the projecting lower part 22a and forms an end or engagement part which is engaged with the projecting lower part 22a (in FIG. 3, the part 44 has been deliberately simplified compared to the configuration of FIG. 2).
  • the internal part of the end or engagement part 44b is for example provided with internal grooves which engage by meshing with the recesses between the grooves of complementary shapes of the external surface of the lower part 22a of the blade support 22 (in the manner of a gear), in an engagement position, to transmit the rotational movement communicated by the eccentric-forming part 44.
  • the axial movement of the movable body 40 drives the connecting part 41 in translation, and therefore the axial translation of the connecting rods 42, which causes the part 44 to pivot and thus correspondingly modifies the angular orientation of the blade support and therefore of the blade.
  • the blade force recovery device 24 is put in place by being clamped against an internal surface 16b of the hub mouth 16 (fig. 3), which surface is substantially arranged in a transverse position distant relative to the radial axis A (a transverse direction extending perpendicular to the radial axis). More particularly, the internal surface 16b extends substantially parallel to the radial axis A over a first portion 16bl from the opening 16a, then forms a second convergent portion 16b2 (here in the manner of a funnel with a generally frustoconical neck followed by an end portion substantially parallel to the axis A) narrowing the internal space at the mouth away from the opening 16a (in the direction of the axis X-X'). This narrowing forms a stop along the radial axis A for the module (device 24), in the direction of the inside of the hub (in the direction of the axis XX 7 ).
  • the device 24 comprises an assembly formed of at least two ball bearings:
  • the outer bearing 26 is configured to absorb the radial forces (along the radial axis A) and transverse forces (along a transverse axis perpendicular to the radial axis A) transmitted by the blade during operation of the fan (rotation around the axis XX 7 ) and is arranged in a radial position (along the radial axis A) which is further from the longitudinal axis XX' than the radial position of the bearing.
  • inner bearing 28 is configured to absorb the radial forces (along the radial axis A) and transverse forces (along a transverse axis perpendicular to the radial axis A) transmitted by the blade during operation of the fan (rotation around the axis XX 7 ) and is arranged in a radial position (along the radial axis A) which is further from the longitudinal axis XX' than the radial position of the bearing.
  • inner bearing 28 is configured to absorb
  • the inner bearing 28 is configured to absorb the transverse or tangential forces transmitted by the blade during operation of the fan, while the outer bearing 26 is of larger dimensions than the inner bearing 28 insofar as it is configured to absorb radial forces along the radial axis A (forces due to centrifugal force) which are the greatest forces to which the device 24 is subjected during rotation of the blade.
  • the devices 24 are mounted radially in a star shape relative to the hub 14 in such a way that the orientation of each device 24 in space varies according to the angular position of the hub mouth considered.
  • the outer bearing 26 comprises an outer ring 26a, an inner ring 26b and ball bearings 26c jointly gripped by the two rings.
  • the outer ring 26a extends downward (toward the inner bearing) following the profile of the inner surface 16b of the mouth with which it is in contact, that is to say by first adopting a substantially rectilinear portion 26a 1, then by tightening so as to adopt a convergent portion 26a2 (neck forming a frustoconical portion followed by a rectilinear portion).
  • a clamping element 32 of the inner bearing 28 may be arranged in an external transverse position relative to the inner bearing 28 and the tightened lower portion 26a2 of the outer ring 26a of the outer bearing 26 is supported on this clamping element. This clamping element ensures a preload or pre-stress of the internal bearing 28.
  • the inner bearing 28 is housed in the outer ring of the outer bearing 26, as well as the intermediate interface part 30 which makes it possible to connect the inner rings 26b and 28b together and to provide support for the blade root 22, thus making it possible to form a "cartridge" containing the rolling bearings and the intermediate interface part 30 and which can be handled in a single unitary block (in one piece) by an operator wishing either to install the device 34 in a hub mouth (from the outside of the hub) or to remove it (still from the outside).
  • the inner ring 26b, 28b of each of the outer and inner bearings is arranged in an internal transverse position relative to the external transverse position of the bearings 26c, 28c of each bearing which is further from the radial axis A than that of the inner rings.
  • Each inner ring is housed in an arrangement 30a, 30b provided on an external surface of the intermediate interface part 30. More particularly, the part 30 comprises, on its external surface oriented in the direction of the bearings 26c, 28c of each bearing, an external peripheral collar 30c which delimits at- above and below it (in FIG. 3) an upper space and a lower space for receiving the internal rings 26b and 28b respectively.
  • the interface part 30 is pierced in its central part to receive axially (along the radial axis A) the blade root 22 which comprises an elongated part extending along the radial axis and comprises an internal stop element 30d acting as an axial stop along the radial axis for the blade root 22.
  • the blade root 22 comprises, on its external surface intended to come into contact with the blade force recovery device, and in particular with an internal surface of the interface part, an engagement part 22c (e.g. external shoulder) of complementary shape bearing on the internal axial stop element 30d.
  • the internal axial stop element 30d is formed by the upper end (radially external position) of the interface part 30 which here forms an annular rim.
  • the external shoulder 22c of the blade root 22 which extends transversely relative to the generally elongated shape of the blade root can take the form of an annular collar.
  • the blade force recovery device 24 may also comprise a system 34 for holding in position and clamping by wedge effect the assembly of rolling bearings 26, 28 inside the hub mouth 16.
  • This system 34 is for example positioned substantially at the level of the mouth opening 16a (after placing the device 24 in the mouth), in a radial position (along the radial axis A) which is further from the longitudinal axis X-X' (radially external position) than the external bearing 26 (radially internal position). In FIG. 3, the system 34 is arranged above the bearing 26.
  • the system 34 for holding in position and tightening by wedge effect is, for example, a system of the keystone type which tightens the cartridge of rolling bearings against the internal surface 16b of the mouth.
  • a system 34 comprises, for example, two segments in two half-shells 34a-b, tightening parts 34c (distributed circumferentially and internally to the segments), a tightening nut 34d, as well as an anti-rotation key 34e and a circlip 34f.
  • the two segments 34a-b and the clamping parts 34c have respective facing conical bearing surfaces (the internal conical surface portions, for the segments, and the external conical surface portions facing each other, for the clamping parts, are each oriented on a cone whose apex is positioned on the axis A away from the central axis X-X', i.e.
  • the cone is open in the direction of the central axis X-X') which are held in abutment against each other by virtue of the clamping force induced by the nut 34d on the clamping parts 34c (the nut has an internal conical surface portion which bears on each of the internal conical surface portions of the clamping parts, the conical surface portions each being oriented on a cone whose apex is positioned on the axis A towards the central axis X-X', i.e. the cone is open away from the central axis X-X'). central X- X'). It should be noted that other types of assembly can perform the same function.
  • a device 50 for locking by tightening the blade root 22 is placed in a radially external zone of the device 24, substantially at the level of the radial mouth opening 16a.
  • the device 50 for locking by clamping the blade root 22 is positioned around the latter, in a radially external position relative to the radially internal relative position of the internal stop element 30d of the interface part 30.
  • This device 50 is fixed to the blade force take-up device 24 so as to grip the root of dawn and to hold it in axial abutment against the internal abutment element 30d.
  • Figure 4 is an enlarged and partial view showing in half-section in perspective the interior of the hub mouth on which the front part of the rolling bearings has been removed in order to make visible the intermediate part 30 and the components of the locking device 50.
  • Figure 5A for its part, is a view similar to that of Figure 4 but with the blade root 22 truncated in its upper part.
  • the second part 26b2 has an internal thread F1 on an internal surface of the internal ring which is oriented opposite the blade root 22 (the internal ring surrounds the blade root).
  • the clamping locking device 50 comprises, for its part, a clamping nut 52 in two parts 52a, 52b arranged between the second part 26b2 and the blade root 22 in FIGS. 3 and 4 when it is put in place.
  • the clamping nut 52 is provided with an external thread F2 which is screwed onto the internal surface of the second part 26b2 by means of the two complementary threads F1 and F2, so that the tightening nut 52 comes, at the end of screwing onto the internal surface of the second part 26b2, to bear along the radial axis against the transverse extension part or shoulder 22c of the blade root 22. More particularly, as shown in FIGS. 3 and 4, the tightening nut 52 comes, at the end of screwing, to bear against an upper face (radially external) of the shoulder 22c, opposite the lower face (radially internal) of this shoulder which bears on the internal stop element 30d.
  • the portion 52a (resp. 52b) of the clamping nut 52 comprises a plurality of teeth 52a 1 (resp. 52b 1) spaced from one another and which extend along a half-circumference of the clamping nut taken transversely relative to the radial axis A, when the two portions 52a, 52b are joined together.
  • the teeth 52a 1 (resp. 52bl) are more particularly arranged in a portion 52ae (resp. 52be) of the part 52a (resp. 52b) which is located at a radially external position (upper portion in FIGS. 4 and 5A) relative to a portion 52ai (resp.
  • Each part 52a, 52b thus carries a part of the teeth of the tightening nut 52 and forms a half-nut which here resembles a half-cylinder cut along its axis of revolution. It will be noted however that the tightening nut can take other forms, in particular the two constituent parts of this nut can adopt forms different ones which do not necessarily each resemble a half-cylinder.
  • the two half-nuts E1 and E2 have identical configurations which, when the two half-nuts face each other, allow the two arms of one half-nut to fit together with the two arms of the other half-nut, as illustrated in the various figures 5B-5E.
  • the arm E2.3 is housed under the arm E1.3 and the arm E1.2 is housed under the arm E2.2, thus allowing the two half-nuts E1 and E2 to fit together to form the clamping nut of figure 5E in which the two internal half-threads Fl.l Fl.2 are joined together to form the complete internal thread.
  • the tightening locking device 50 further comprises an anti-rotation member 54, such as an anti-rotation key, configured to prevent rotation between the inner ring 26b and the tightening nut 52, more particularly one of the two parts of the nut.
  • the anti-rotation member 54 is in particular arranged between two consecutive teeth, for example two teeth 52a 1 of the part 52a.
  • teeth and the anti-rotation member can be replaced by any other mechanical structure ensuring the same function of relative rotational blocking between the internal ring and the blade root.
  • the two-part clamping nut 52a, 52b comprises alignment elements 52a2, 52b2, such as hooks, configured to ensure the alignment in radial position of the two parts 52a, 52b of the nut relative to each other in order to ensure the alignment of the two portions of the external thread F2 provided on the two parts of the nut.
  • the device 24 (roller bearing cartridge) is previously introduced through the radial opening 16a into the hub mouth 16 so as to be positioned in abutment against the internal surface 16b of the mouth.
  • the system 34 described above is installed from above, component element by component element, starting with the segments 34a-b which are inserted into the annular groove 16c internal to the mouth, for example near its opening 16a, the clamping parts 34c which come internally in abutment along a conical bearing against the conical internal faces of the segments, then the clamping nut 34d, the anti-rotation key 34e and the circlip 34f.
  • the device 24 is thus clamped against the internal surface 16b of the mouth, in a transverse direction perpendicular to the axis A.
  • Figures 6A-H illustrate more particularly the schematic diagram of the assembly of the blade foot 22 and the locking device 50 thereof. last with respect to the blade force recovery device 24 previously installed in the mouth 16a of hub 16.
  • Figure 6A shows the blade force recovery device mounted inside the mouth 16a of the hub 16, waiting to receive the blade root 22 (or the blade support according to another embodiment already explained above).
  • Figure 6B shows the blading of which only the blade root 22 appears above the radial mouth opening 16a.
  • the blade root 22 is arranged concentrically with the interface part 30 and the blade root is inserted axially (along the radial axis A) inside the interface part 30 (downward movement in the figure) until the shoulder 22c of the blade root 22 comes to bear (axial stop) against the peripheral rim 30d (internal stop element) of the interface part 30 ( Figure 6C).
  • the two parts or half-nuts 52a and 52b of the tightening nut 52 are positioned around the blade root 22 (around a cylindrical portion of the root), above the second part 26b2 of the inner ring 26b, so as to grip the blade root.
  • the two parts 52a, 52b of the clamping nut are screwed onto the second part 26b2 of the inner ring by means of the respective corresponding external F2 and internal F1 threads up to the desired tightening torque (end of screwing). During this operation, it is also ensured that one of the spaces or notches between two consecutive teeth of the clamping nut 52 is positioned opposite the opening O made in the second part 26b2 of the inner ring.
  • Figure 6G is a partial enlarged view of the variable timing assembly of Figure 6F and shows the placement of the member anti-rotation 54, with the annular ring 54a positioned between the second part 26b2 and the teeth of the clamping nut and the locking finger 54b inserted into the space or notch between two consecutive teeth which has been previously positioned opposite the opening O, as described above in relation to FIG. 6F.
  • the blade root 22 is thus retained axially (along the axis A) in a second opposite direction (here ascending) inside the blade force recovery device in the hub mouth.
  • the fan comprises, in a known manner, in its upstream part (on the left in FIG. 2), an aerodynamic cone 46 ("spinner" in English terminology) forming a cover enveloping in particular the fan blade mounting modules and the pivot control mechanism of the blade supports.
  • the fan also comprises, inside the cone 46, an internal cover 48.
  • the fan blades extend radially beyond the cone 46 in order to be exposed to the flow air stream surrounding the cone.

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Abstract

L'invention concerne un ensemble à calage variable pour soufflante de turbomachine, comprenant: -un moyeu comprenant des bouches de moyeu (16) délimitant chacune intérieurement une ouverture (16a) radiale relativement à l'axe longitudinal de rotation du moyeu, -pour chaque bouche (16): un dispositif de reprise d'effort (24) installé à travers l'ouverture (16a) et serré contre une surface interne (16b) de la bouche disposée parallèlement à un axe radial (A) de la bouche, un support/pied d'aube (22) supportant une aube, apte à pivoter autour de l'axe (A) et engagé dans la bouche (16) par son ouverture (16a) à l'intérieur du dispositif de reprise d'effort d'aube (24) et un dispositif (50) de verrouillage du support/pied d'aube à l'intérieur du dispositif de reprise d'effort.

Description

DESCRIPTION TITRE : ENSEMBLE A CALAGE VARIABLE POUR SOUFFLANTE DE TURBOMACHINE
Domaine technique
[0001] Le présent exposé concerne un ensemble à calage variable pour soufflante de turbomachine et une soufflante de turbomachine comprenant un tel ensemble.
[0002] L'invention s'applique notamment aux turbomachines aéronautiques.
Technique antérieure
[0003] Certains turboréacteurs comprennent une soufflante à calage variable dans laquelle un changement de calage ou d’orientation des aubes de la soufflante est réalisé afin de gérer la poussée du turboréacteur de manière appropriée selon les phases de vol de l’aéronef équipé d’un tel turboréacteur.
[0004] Une soufflante à calage variable comprend généralement un moyeu qui s'étend circonférentiellement autour d'un axe longitudinal de rotation de la soufflante et les aubes de la soufflante sont montées à la périphérie du moyeu. Plus particulièrement, le moyeu comprend une pluralité de bouches de moyeu réparties circonférentiellement à la périphérie du moyeu et qui comportent chacune une ouverture orientée radialement relativement à l'axe longitudinal. Les aubes sont montées chacune au niveau de leur pied dans une bouche de moyeu par l'intermédiaire d'un pivot recevant le pied de l'aube et équipé de roulements à billes permettant de reprendre l'ensemble des efforts auxquels l'aube en fonctionnement est soumise.
[0005] L'ensemble appelé cartouche de roulements qui est formé par le pivot d'une aube et les roulements associés au pivot d'aube est monté par l'intérieur dans une bouche du moyeu, tandis que l'aube est montée sur le pivot depuis l'extérieur de la bouche de moyeu. De manière générale, la rétention radiale des aubes est assurée par la forme du pied de l'aube et de l'alvéole qui l'accueille, le pivot et ses roulements, le moyeu dans lequel s'intégre le pivot et le carter externe de la soufflante. La bouche de moyeu comporte intérieurement une butée radiale qui permet de s'assurer du maintien en position radiale du pivot lors de la mise en opération de la soufflante, notamment afin d'éviter tout déplacement radial de l'ensemble (pivot et roulements), en éloignement de l'axe longitudinal, sous l'effet des forces centrifuges dues à la rotation de la soufflante. Un mécanisme interne au moyeu permet de faire pivoter chaque pivot d'aube sur commande et donc l'aube portée par le pivot.
[0006] Lors d'opérations de maintenance sur l'ensemble formé par le pivot et les roulements associés (pour diverses raisons telles que par exemple suite à une ingestion d'oiseau), l'architecture présentée ci-dessus nécessite d'intervenir depuis l'intérieur du moyeu. Pour ce faire, il est donc nécessaire de démonter le cône aérodynamique (connu en terminologie anglo-saxonne sous le terme « spinner ») situé en amont des aubes de la soufflante et le capot de drainage disposé intérieurement relativement au cône, puis de retirer tout le mécanisme interne de pivotement des pivots des aubes. L'encombrement de la zone interne au moyeu rend difficile ces opérations de démontage sans risquer d'endommager des pièces.
[0007]0n connaît toutefois de la demande de brevet FR 3 129 428 Al un ensemble à calage variable de soufflante qui est monté à travers l'ouverture radiale de la bouche de moyeu, depuis l'extérieur de celle-ci, ce qui facilite grandement les opérations de maintenance.
[0008]Cet ensemble à calage variable de soufflante comprend un dispositif de reprise d'effort d'aube qui est d'abord inséré dans la bouche de moyeu pour être serré contre une surface interne de la bouche, puis le pivot d'aube est engagé à l'intérieur du dispositif de reprise d'effort d'aube. Le pivot d'aube est ensuite verrouillé en position radiale dans la bouche de moyeu depuis l'intérieur de cette dernière. Plus particulièrement, un segment en deux demi-coquilles est prévu en partie basse du pivot pour assurer l'arrêt radial du pivot. Ce segment est maintenu en position par l'excentrique de commande de pivotement du pivot d'aube qui assure le calage variable de l'aube. Cet excentrique est situé en dessous du pivot d'aube et est donc disposé dans une position radiale plus proche de l'axe moteur que le pivot d'aube et la bouche de moyeu.
[0009] Cette configuration d'ensemble à calage variable de soufflante facilite les opérations de montage et démontage dans la mesure où l'ensemble peut être monté et retiré par l'extérieur de la bouche de moyeu.
[0010] Toutefois, pour déverrouiller le pivot lors d'une opération de maintenance, il est nécessaire d'accéder à l'intérieur du moyeu afin de désengager l'excentrique de commande de pivotement du pivot d'aube de sa biellette d'action nement, puis de retirer le segment en deux demi- coquilles.
[0011] Au vu de ce qui précède il serait donc utile de rémédier à au moins un des inconvénients exposés ci-dessus.
Exposé de l'invention
[0012] L'invention a ainsi pour objet un ensemble à calage variable pour soufflante de turbomachine, comprenant:
-un moyeu s'étendant circonférentiellement autour d'un axe longitudinal X-X' de rotation du moyeu et qui comprend au moins une bouche de moyeu délimitant intérieurement une ouverture orientée radialement relativement à l'axe longitudinal,
-un dispositif de reprise d'effort d'aube de soufflante qui est fixé dans ladite au moins une bouche de moyeu et destiné à reprendre les efforts d'une aube de soufflante montée dans ladite au moins une bouche de moyeu,
-un support d'aube de soufflante ou un pied d'aube de soufflante qui est apte à pivoter sur commande autour d'un axe radial A passant par l'ouverture radiale de la bouche de moyeu et configuré pour être engagé à travers cette ouverture, à l'intérieur du dispositif de reprise d'effort d'aube, et pour venir en butée selon l'axe radial A contre un élément interne du dispositif de reprise d'effort d'aube, -un dispositif de verrouillage par serrage du support d'aube ou du pied d'aube qui est positionné autour de ce dernier, à une position radialement externe par rapport une position radialement interne, plus proche de l'axe longitudinal, de l'élément interne de butée, et qui est fixé au dispositif de reprise d'effort d'aube de manière à enserrer le support d'aube ou le pied d'aube et à le maintenir en butée selon l'axe radial A contre l'élément interne de butée, le dispositif de reprise d'effort d'aube comprenant une pièce intermédiaire d'interface qui s'étend suivant l'axe radial entre une position radialement externe et une position radialement interne et qui comporte, à sa position radialement externe, l'élément interne de butée, le support d'aube ou le pied d'aube comportant, d'une part, une partie allongée qui s'étend suivant l'axe radial et qui est disposée contre au moins une partie d'extension d'axe radial d'une surface interne de la pièce intermédiaire d'interface et, d'autre part, une partie qui s'étend transversalement relativement à l'axe radial A et qui est engagée contre l'élément interne de butée, le dispositif de reprise d'effort d'aube comprenant un ensemble formé d'au moins un premier palier à roulements dans une position radialement externe et d'un deuxième palier à roulements dans une position radialement interne, le premier palier comportant une bague interne qui s'étend suivant l'axe radial A et le deuxième palier comportant une bague interne qui s'étend suivant l'axe radial A, la pièce intermédiaire d'interface étant enserrée entre les bagues internes des deux paliers .
[0013] L'ensemble défini ci-dessus comporte un dispositif de verrouillage par serrage du support d'aube ou du pied d'aube qui est dans une position radialement externe de la bouche de moyeu et du dispositif de reprise d'effort d'aube, ce qui le rend accessible depuis l'ouverture de la bouche de moyeu. Il n'est donc plus nécessaire d'avoir accès par l'intérieur du moyeu, pour déverrouiller le support d'aube ou le pied d'aube, ce qui facilite les opérations de déverrouillage d'un ensemble à calage variable de soufflante du type décrit ci-dessus et donc les opérations de maintenance associées. L'opération de verrouillage est également facilitée.
[0014] Par ailleurs, l'architecture de l'ensemble défini ci-dessus et notamment de la bouche de moyeu, dusupport d'aube et du dispositif de reprise d'effort d'aube est prévue pour que ces composants soient montés depuis l'extérieur de la bouche de moyeu (le dispositif de reprise d'effort d'aube est d'abord mis en place dans la bouche, depuis l'extérieur de la bouche, avant d'y installer le support d'aube) et non par l'intérieur de la bouche. Ceci facilite grandement les interventions ultérieures sur les composants constitutifs de l'ensemble puisqu'il suffit alors de les retirer par l'extérieur de la bouche sans avoir besoin d'accéder à l'intérieur de celle-ci, après avoir démonté une grande partie interne de la soufflante.
[0015] Selon d'autres caractéristiques possibles : -le moyeu s'étend circonférentiellement autour d'un axe longitudinal X-X' de rotation du moyeu et comprend une pluralité de bouches de moyeu réparties circonférentiellement sur une périphérie externe du moyeu, chaque bouche de moyeu délimitant intérieurement une ouverture orientée radialement relativement à l'axe longitudinal et qui est apte à mettre en communication une zone périphérique Ze radialement externe à la bouche de moyeu, située en éloignement de l'axe longitudinal, avec une zone périphérique Zi radialement interne de la bouche de moyeu, qui est plus proche de l'axe longitudinal, un dispositif de reprise d'effort d'aube étant configuré pour être mis en place dans chaque bouche de moyeu à travers l'ouverture de cette dernière, et serré contre une surface interne de la bouche de moyeu disposée sensiblement parallèlement à un axe radial A passant par l'ouverture radiale de la bouche de moyeu ;
-plus particulièrement, le premier palier peut comporter une bague interne qui s'étend suivant l'axe radial et comprendre une première partie en contact avec une surface externe, opposée à la surface interne, de la pièce intermédiaire d'interface et une deuxième partie qui s'étend en éloignement de l'axe longitudinal jusqu'à une position radialement externe relativement à une position radialement interne occupée par la partie d'extension transversale du support d'aube ou du pied d'aube lorsque cette dernière est engagée contre l'élément interne de butée, le dispositif de verrouillage par serrage étant configuré pour être verrouillé par serrage sur la deuxième partie de la bague interne de manière à venir, par serrage, en appui suivant l'axe radial contre la partie d'extension transversale du support d'aube ou du pied d'aube; - la bague interne du premier palier comprend une partie s'étendant dans une position radialement externe et sur laquelle le dispositif de verrouillage par serrage est verrouillé par serrage, la partie de la bague interne présentant un filetage interne sur une surface interne orientée en vis-à-vis du support d'aube ou du pied d'aube, le dispositif de verrouillage par serrage comprenant un écrou de serrage en deux parties disposé entre la partie de la bague interne et le support d'aube ou le pied d'aube, qui est muni d'un filetage externe et est vissé sur la surface interne de la partie de la bague interne par l'intermédiaire des deux filetages ;
-plus particulièrement, l'écrou de serrage, disposé entre la partie de la bague interne et le support d'aube ou le pied d'aube, vient, en fin de vissage sur la surface interne de la partie de la bague interne, en appui suivant l'axe radial contre la partie d'extension transversale du support d'aube ou du pied d'aube;
- le dispositif de verrouillage par serrage comprend en outre un organe anti-rotation configuré pour empêcher une rotation entre la bague interne et l'écrou de serrage;
-les deux parties de l'écrou de serrage comportent chacune (notamment dans une zone située à une position radialement externe relativement à une zone située à une position radialement interne de la partie concernée et qui vient en appui suivant l'axe radial contre la partie d'extension transversale du support d'aube ou du pied d'aube) une pluralité de dents espacées les unes des autres (les dents peuvent s'étendre suivant une circonférence de l'écrou de serrage prise transversalement par rapport à l'axe radial, lorsque les deux parties sont réunies), l'organe anti-rotation étant disposé entre deux dents consécutives;
-le dispositif de verrouillage par serrage comprend en outre un organe d'arrêt qui maintient l'organe anti-rotation en position entre deux dents consécutives tout en étant fixé à la deuxième partie de la bague interne à proximité de sa position radiale supérieure; -l'écrou de serrage en deux parties comporte des éléments configurés pour assurer l'alignement en position radiale des deux parties de l'écrou l'une par rapport à l'autre afin d'assurer l'alignement des portions du filetage externe prévues sur les deux parties de l'écrou; -le premier palier à roulements est disposé dans une position transversale qui est la plus éloignée de l'axe radial A de bouche et configuré pour reprendre les efforts radiaux et transversaux transmis par l'aube, le deuxième palier à roulements étant disposé dans une position transversale la plus proche de l'axe radial A de bouche et configuré pour reprendre les efforts transversaux transmis par l'aube ;
- le dispositif de reprise d'effort d'aube comprend un système de maintien en position et de serrage par effet de coin de l'ensemble des paliers à roulements qui est positionné au niveau de l'ouverture de bouche, dans une position radiale plus éloignée de l'axe longitudinal que le premier palier à roulements;
- le système de maintien en position et de serrage par effet de coin comprend, d'une part, deux segments en demi-coquilles ayant des portées coniques internes coopérant avec des pièces de serrage par l'intermédiaire de portées coniques externes de ces dernières et, d'autre part, un écrou de serrage configuré pour venir en appui, par l'intermédiaire de portées coniques externes sur des portées coniques internes des pièces de serrage, et ainsi exercer, d'une part, un effort transversal sur les pièces de serrage et les deux segments en demi- coquilles pour les mettre en appui contre la surface interne de la bouche de moyeu et, d'autre part, un effort radial de serrage sur le premier palier à roulements en direction de l'axe longitudinal X-X' ;
- le premier palier à roulements comporte une bague externe disposée dans une position transversale externe plus éloignée de l'axe radial A de bouche que la position transversale des roulements des premier et deuxième paliers et qui, d'une part, s'étend sensiblement parallèlement à l'axe radial le long des roulements du premier palier à roulements et du deuxième palier à roulements et, d'autre part, prend appui contre le deuxième palier à roulements;
-un élément de serrage du deuxième palier à roulements est disposé dans une position transversale externe relativement à ce deuxième palier et la bague externe du premier palier à roulements prend appui sur cet élément de serrage ;
- le deuxième palier à roulements comporte une bague interne disposée dans une position transversale interne relativement à la position radiale des roulements du palier, chacune des bagues internes du premier palier à roulements et du deuxième palier à roulements est logée dans un aménagement prévu sur une surface radialement externe de la pièce intermédiaire d'interface;
-l'ensemble comporte un système à excentrique de commande de pivotement du support d'aube ou du pied d'aube qui est configuré pour commander le pivotement du support d'aube ou du pied d'aube autour de l'axe radial de bouche, le système comportant une partie d'engagement configurée pour s'engager dans une position d'engagement avec une partie inférieure du support d'aube ou du pied d'aube qui est opposée à une partie supérieure du support d'aube disposée dans une position radialement externe relativement à la position radialement interne de la partie inférieure.
[0016] L'invention a également pour objet une soufflante de turbomachine qui comprend un ensemble à calage variable pour soufflante de turbomachine tel que brièvement exposé ci-dessus.
[0017] Selon une caractéristique, la soufflante comprend une pluralité d'aubes de soufflante montées chacune sur un support d'aube d'un module de montage d'une bouche de moyeu.
[0018] L'invention a aussi pour objet une turbomachine comprenant une soufflante telle que brièvement exposée ci-dessus.
Brève description des dessins
[0019]D’autres caractéristiques et avantages de l’objet du présent exposé ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées.
[0020][Fig. 1] La figure 1 est une représentation schématique partielle en perspective d'une soufflante de turbomachine selon un mode de réalisation d'un selon l'invention;
[0021][Fig. 2] La figure 2 est une représentation schématique partielle en coupe axiale de la soufflante partiellement représentée à la figure 1; [0022] [Fig. 3] La figure 3 est une représentation schématique partielle agrandie du module de montage d'aube de soufflante intégré à la bouche de moyeu de la figure 2;
[0023][Fig. 4] La figure 4 illustre de manière schématique en perspective la mise en place, dans la bouche de moyeu, de certains composants du module de montage d'aube de la figure 3.
[0024] [Fig. 5A] La figure 5A est une représentation schématique agrandie d'une partie de la figure 4 dans laquelle la partie supérieure du pied d'aube a été volontairement omise par souci de clarté ;
[0025][Fig. 5B] La figure 5B illustre une première position dans l'assemblage des deux demi-écrous d'un écrou de serrage selon une variante de réalisation ;
[0026][Fig. 5C] La figure 5C illustre une deuxième position dans l'assemblage selon la variante de réalisation ;
[0027][Fig. 5D] La figure 5D illustre une troisième position dans l'assemblage selon la variante de réalisation ;
[0028][Fig. 5E] La figure 5E illustre une quatrième position dans l'assemblage selon la variante de réalisation ;
[0029][Fig. 6A] La figure 6A illustre le dispositif de reprise d'effort d'aube monté dans la bouche de moyeu ;
[0030][Fig. 6B] La figure 6B illustre l'insertion du pied d'aube dans la pièce d'interface;
[003 l][Fig. 6C] La figure 6C illustre la fin du mouvement d'insertion du pied d'aube dans la pièce d'interface ;
[0032][Fig. 6D] La figure 6D illustre la mise en place des deux parties de l'écrou de serrage autour du pied d'aube ;
[0033][Fig. 6E] La figure 6E illustre l'emboîtement des deux parties de l'écrou de serrage l'une avec l'autre ;
[0034][Fig. 6F] La figure 6F illustre le vissage des deux parties de l'écrou de serrage ;
[0035][Fig. 6G] La figure 6G illustre la mise en place d'un organe antirotation sur l'ensemble de la figure 6F ;
[0036][Fig. 6H] La figure 6H illustre la mise en place d'un organe d'arrêt sur l'organe anti-rotation de la figure 6G. Description détaillée
[0037] L'invention s'applique à toute turbomachine équipée d'au moins une soufflante carénée ou non, dont les aubes de soufflante (soufflante carénée) ou les pales d'hélice (soufflante non carénée) sont équipées d'un ensemble de changement de calage ou d'orientation, appelé également ensemble à calage variable. L'invention peut aussi être utilisée pour des aubes de stator à calage variable. Il peut par exemple s'agir d'aubes directrices de sortie du flux secondaire qui sont positionnées en aval des aubes de soufflante. Il peut également s'agir d'aubes de redressement de flux dans un compresseur ou d'aubes directrices du flux d'entrée d'un compresseur.
[0038] La description détaillée qui suit concerne un mode de réalisation d'une soufflante carénée d'une turbomachine pour un aéronef comprenant un ensemble à calage variable des aubes de la soufflante.
[0039] Comme représenté sur la figure 1 et désigné de manière générale par la référence notée 10, une soufflante comprend une pluralité d'aubes dont une seule, notée 12, est partiellement représentée.
[0040] La soufflante 10 comprend un moyeu 14 s'étendant circonférentiellement autour d'un axe longitudinal de rotation X-X' du moyeu et comprend une pluralité de bouches de moyeu 16 réparties circonférentiellement sur une périphérie externe du moyeu.
[0041] Chaque bouche de moyeu 16 délimite intérieurement une ouverture 16a orientée radialement, suivant un axe A ayant une orientation radiale relativement à l'axe longitudinal X-X'. Les bouches de moyeu 16 sont ainsi toutes orientées à la manière d'une étoile relativement au moyeu, chacune suivant un axe radial A. L'ouverture radiale 16a présente une section de passage qui s'étend perpendiculairement à l'axe radial A et est apte à mettre en communication une zone périphérique Ze radialement externe à la bouche de moyeu 16, située en éloignement de l'axe longitudinal X-X', avec une zone périphérique radialement interne Zi de la bouche de moyeu, qui est plus proche de l'axe longitudinal que la zone Ze. Autrement dit, la bouche de moyeu 16 présente une ouverture 16a traversante selon l'axe radial. [0042] Comme représenté sur la figure 1, le moyeu 14 comporte dans sa partie interne centrale, du centre vers l'extérieur, un moyen de commande comprenant ici un piston fixe 39 d'un vérin de commande et la chambre mobile 40 de ce dernier, ainsi qu'une pièce de liaison 41 entre ce vérin de commande et des bielles 42 illustrées sur la figure 2 et décrites ci-après.
[0043] Comme représenté sur la figure 1, une aube 12 est représentée montée dans une bouche de moyeu 16. Les autres bouches sont représentées vides pour ne pas complexifier le dessin mais une aube est normalement également montée dans chacune d'elles.
[0044] La figure 2 représente, en section axiale suivant l'axe X-X', une partie de la soufflante qui comprend une bouche de moyeu 16 dans laquelle est intégré un module de montage d'une aube de soufflante 12. Ce module fait partie d'un ensemble à calage variable des aubes de la soufflante selon un mode de réalisation de l'invention qui comprend le moyeu 14 et d'autres modules pour les autres aubes de la soufflante.
[0045] Le module de montage d'aube de soufflante comprend un dispositif de reprise d'effort d'aube 24 qui est destiné à être directement en contact avec un pied d'aube 22. Alternativement, le dispositif de reprise d'effort d'aube 24 peut être en contact avec un support d'aube ou pivot destiné à supporter un pied d'aube (notamment pour un montage avec un pied d'aube à bulbe). Dans ce dernier cas, le module de montage d'aube de soufflante comprend également le support d'aube ou pivot. Le support d'aube comporte une partie supérieure dans laquelle est aménagée une alvéole qui a pour fonction de recevoir le pied de l'aube et son bulbe de fixation. La partie supérieure du support d'aube forme généralement un plateau qui surmonte un plot central inférieur de forme sensiblement cylindrique.
[0046] Dans la description qui suit, le dispositif de reprise d'effort d'aube 24 va être directement en contact avec un pied d'aube 22 et est configuré pour être mis en place dans la bouche de moyeu 16 à travers l'ouverture radiale 16a de cette dernière, depuis une zone périphérique Ze radialement externe à la bouche (figures 1 et 2). Ces configurations de module de montage d'aube (dispositif de reprise d'effort d'aube 24) et de bouche de moyeu permettent une mise en place du module depuis l'extérieur du moyeu, ce qui permet de simplifier les opérations de maintenance lorsqu'il s'agit de retirer le module de la bouche (depuis l'extérieur de cette bouche) pour accéder aux constituants internes du module. De même, la remise en place du module 34 inspecté, et éventuellement réparé ou remplacé, s'effectue depuis l'extérieur du moyeu 14. Il n'est donc plus nécessaire de démonter tout le capotage interne de la soufflante et les mécanismes internes pour la commande de pivotement des aubes. Un temps considérable est ainsi gagné et les coûts de maintenance sont fortement réduits. Les risques d'endommagement des structures environnantes en place dans la soufflante sont également réduits. Le montage/démontage par le haut (sur la figure 2) permet aussi de libérer de l'espace sous le module 34, par exemple, pour y loger d'autres pièces.
[0047] Plus particulièrement, la rétention de l'aube de soufflante 12 dans une position radiale fixe est assurée par le maintien du pied d'aube 22 en position verrouillée dans le dispositif de reprise d'effort d'aube 24 (comme décrit plus loin). Par ailleurs, le pied d'aube est guidé par le dispositif de reprise d'effort d'aube 24 pour le calage du pas de l'aube. Le calage du pas de l'aube est défini comme correspondant à une orientation angulaire de l'aube relativement à l'axe radial A passant par la bouche de moyeu.
[0048] Le pied d'aube 22 est notamment apte à pivoter autour de l'axe radial A de la bouche de moyeu 16 sous l'action d'un mécanisme qui sera décrit plus loin et qui interagit avec une partie inférieure (radialement interne) 22a du pied d'aube 22 débouchant suivant l'axe radial A au-delà du dispositif de reprise d'effort d'aube 24, dans une zone radialement interne du moyeu. La partie inférieure 22a est opposée à une partie supérieure 22b du pied d'aube 22 qui est plus proche de l'ouverture radiale 16a de la bouche de moyeu.
[0049] Comme plus particulièrement représenté sur la figure 2, un système ou mécanisme à excentrique de commande de pivotement du pied d'aube 22 est prévu à l'intérieur du moyeu 14, sous la bouche 16 (par exemple dans une position radialement interne, à proximité de l'axe X- X') et est configuré pour commander le pivotement du pied d'aube 22 autour de l'axe radial A de bouche et donc son orientation angulaire. [0050] Plus particulièrement, le système à excentrique de commande de pivotement du pied d'aube est configuré pour s'engager avec la partie inférieure débouchante ou saillante 22a du pied d'aube afin de faire pivoter ce dernier et donc l'aube qu'il supporte, sur commande, suivant l'angle de pivotement souhaité par rapport à la phase de vol considérée.
[0051] Le système de commande de pivotement comprend par exemple le vérin axial de commande centré sur l'axe longitudinal X-X' et décrit en référence à la figure 1. Ce vérin comprend la tige axiale 39 fixe par rapport aux structures du turboréacteur (fig.l) et le corps ou chambre mobile 40. Le système de commande de pivotement comprend également une pièce de liaison 41, appelée anneau de synchronisation, sur laquelle plusieurs bielles 42 sont raccordées par une de leurs deux extrémités opposées. Une bielle est généralement prévue par support d'aube et par bouche et est disposée dans une position radialement interne par rapport à la bouche. L'autre extrémité de chaque bielle est raccordée à une extrémité 44a d'une pièce formant excentrique 44, ici en forme générale de coude (toutefois la forme de la pièce peut varier), dont l'extrémité opposée 44b est montée solidaire de la partie inférieure 22a du pied d'aube 22. L'extrémité 44b est disposée autour de la partie inférieure saillante 22a et forme une extrémité ou partie d'engagement qui est engagée avec la partie inférieure saillante 22a (sur la figure 3 la pièce 44 a été volontairement simplifiée par rapport à la configuration de la figure 2). Plus particulièrement, la partie interne de l'extrémité ou partie d'engagement 44b est par exemple munie de cannelures internes qui viennent s'engager par engrènement avec les évidements entre les cannelures de formes complémentaires de la surface externe de la partie inférieure 22a du support d'aube 22 (à la manière d'un engrenage), dans une positon d'engagement, pour transmettre le mouvement de rotation communiqué par la pièce formant excentrique 44. Le déplacement axial du corps mobile 40 entraine la pièce de liaison 41 en translation, et donc la translation axiale des bielles 42, ce qui fait pivoter la pièce 44 et modifie ainsi de façon correspondante l'orientation angulaire du support d'aube et donc de l'aube.
[0052] Le dispositif de reprise d'effort d'aube 24, quant à lui, forme un bloc unitaire qui est monté d'un seul tenant, avant le pied d'aube 22, à l'intérieur de la bouche de moyeu 16 en passant par l'ouverture radiale 16a, depuis une zone périphérique Ze externe à la bouche.
[0053] Le dispositif de reprise d'effort d'aube 24 est mis en place en étant serré contre une surface interne 16b de la bouche de moyeu 16 (fig. 3), surface qui est sensiblement disposée dans une position transversale éloignée relativement à l'axe radial A (une direction transversale s'étendant perpendiculairement à l'axe radial). Plus particulièrement, la surface interne 16b s'étend sensiblement parallèlement à l'axe radial A sur une première portion 16bl à partir de l'ouverture 16a, puis forme une deuxième portion convergente 16b2 (ici à la manière d'un entonnoir avec un col de forme générale tronconique suivi d'une portion terminale sensiblement parallèle à l'axe A) resserrant l'espace interne à la bouche en éloignement de l'ouverture 16a (en direction de l'axe X-X'). Ce rétrécissement forme une butée suivant l'axe radial A pour le module (dispositif 24), en direction de l'intérieur du moyeu (en direction de l'axe X-X7).
[0054] Le dispositif 24 comprend un ensemble formé d'au moins deux paliers à roulements à billes:
- un palier extérieur 26 (premier palier) disposé, relativement à l'axe radial A, dans une position transversale qui est la plus éloignée de cet axe, et
-un palier intérieur 28 (deuxième palier) disposé dans une position transversale qui est la plus proche de l'axe radial A par rapport à la position transversale externe du palier extérieur 26. On notera que la notion d'extérieur et d'intérieur des paliers se réfère également directement à la position de chacun de ces paliers par rapport à l'axe central longitudinal X-X' dans la mesure où le palier extérieur 26 est situé dans une position radialement externe relativement à la position radialement interne du palier intérieur 28.
[0055] Le palier extérieur 26 est configuré pour reprendre les efforts radiaux (suivant l'axe radial A) et transversaux (suivant un axe transversal perpendiculaire à l'axe radial A) transmis par l'aube en cours de fonctionnement de la soufflante (rotation autour de l'axe X-X7) et est disposé dans une position radiale (suivant l'axe radial A) qui est plus éloignée de l'axe longitudinal X-X' que la position radiale du palier intérieur 28. Le palier intérieur 28 est configuré pour reprendre les efforts transversaux ou tangentiels transmis par l'aube en cours de fonctionnement de la soufflante, tandis que le palier extérieur 26 est de plus grandes dimensions que le palier intérieur 28 dans la mesure où il est configuré pour reprendre des efforts radiaux suivant l'axe radial A (efforts dûs à la force centrifuge) qui sont les efforts les plus importants auxquels est soumis le dispositif 24 lors de la rotation de l'aube. On notera que les dispositifs 24 sont montés radialement en étoile par rapport au moyeu 14 de telle manière que l'orientation de chaque dispositif 24 dans l'espace varie en fonction de la position angulaire de la bouche de moyeu considérée.
[0056] Comme plus particulièrement représenté sur la figure 3, le palier extérieur 26 comporte une bague externe 26a, une bague interne 26b et des roulements à billes 26c enserrés conjointement par les deux bagues.
[0057] De même, le palier intérieur 28 comporte une bague externe 28a, une bague interne 28b et des roulements à billes 28c enserrés conjointement par les deux bagues.
[0058] La bague externe 26a du palier extérieur 26 est disposée dans une position transversale externe qui est plus éloignée de l'axe radial A de bouche que la position transversale des roulements 26c et 28c des paliers extérieur 26 et intérieur 28. La bague externe 26a s'étend sensiblement parallèlement à l'axe radial A le long des roulements 26c du palier extérieur et en descendant le long de la bague externe 28a du palier intérieur 28, et prend appui contre cette bague externe 28a. On notera que la bague externe 26a s'étend vers le bas (en direction du palier intérieur) en suivant le profil de la surface interne 16b de la bouche avec laquelle elle est en contact, c'est-à-dire en adoptant d'abord une portion sensiblement rectiligne 26a 1, puis en se resserrant de manière à adopter une portion convergente 26a2 (col formant une portion tronconique suivie d'une portion rectiligne). Un élément de serrage 32 du palier intérieur 28 peut être disposé dans une position transversale externe relativement au palier intérieur 28 et la partie inférieure resserrée 26a2 de la bague externe 26a du palier extérieur 26 prend appui sur cet élément de serrage. Cet élément de serrage assure une précharge ou pré-contrainte du palier intérieur 28.
[0059] Cet élément de serrage 32 est par exemple un écrou de serrage vissé sur l'intérieur de la bague externe 26a du palier externe 26. Par exemple, une clé 34e et un circlips 34f permettent d'assurer le non- desserrage de l'élément de serrage 32 (par le dessus, c'est-à-dire u niveau de l'ouverture 16a de bouche), comme décrit plus loin, (bien que d'autres organes assurant un non-desserrage de l'élément 32 puissent être alternativement envisagés.
[0060] Le dispositif 24 comprend également une pièce intermédiaire d'interface 30 disposée entre, d'une part, les paliers extérieur 26 et intérieur 28 (la pièce 30 est enserrée entre les deux paliers 26, 28) et, d'autre part, le pied d'aube 22 et s'étend suivant l'axe radial entre une position radialement externe et une position radialement interne. La pièce 30 fait partie du bloc 24 et sert d'interface mécanique avec le pied d'aube 22. Une telle interface permet d'éviter d'user les bagues des roulements si elles étaient directement en contact avec le pied d'aube 22. Dans le dispositif 24 décrit ci-dessus le palier intérieur 28 est logé dans la bague externe du palier extérieur 26, ainsi que la pièce intermédiaire d'interface 30 qui permet de lier entre elles les bagues intérieures 26b et 28b et de fournir un support au pied d'aube 22, permettant ainsi de former une "cartouche" contenant les paliers à roulements et la pièce intermédiaire d'interface 30 et pouvant être manipulé en un seul bloc unitaire (d'un seul tenant) par un opérateur désirant , soit installer le dispositif 34 dans une bouche de moyeu (depuis l'extérieur du moyeu), soit l'en retirer (toujours par l'extérieur).
[0061] La bague interne 26b, 28b de chacun des paliers extérieur et intérieur est disposée dans une position transversale interne relativement à la position transversale externe des roulements 26c, 28c de chaque palier qui est plus éloignée de l'axe radial A que celle des bagues internes. Chaque bague interne est logée dans un aménagement 30a, 30b prévu sur une surface externe de la pièce intermédiaire d'interface 30. Plus particulièrement, la pièce 30 comporte, sur sa surface externe orientée en direction des roulements 26c, 28c de chaque palier, une collerette périphérique externe 30c qui délimite au- dessus et en-dessous d'elle (sur la figure 3) un espace supérieur et un espace inférieur pour recevoir respectivement les bagues internes 26b et 28b. La pièce d'interface 30 est percée dans sa partie centrale pour recevoir axialement (suivant l'axe radial A) le pied d'aube 22 qui comporte une partie allongée s'étendant suivant l'axe radial et comporte un élément interne de butée 30d faisant office de butée axiale selon l'axe radial pour le pied d'aube 22. Le pied d'aube 22 comporte, sur sa surface externe destinée à venir en contact avec le dispositif de reprise d'effort d'aube, et notamment avec une surface interne de la pièce d'interface, une partie d'engagement 22c (ex : épaulement externe) de forme complémentaire prenant appui sur l'élément interne de butée axiale 30d. Comme représenté sur la figure 3, l'élément interne de butée axiale 30d est formé par l'extrémité supérieure (position radialement externe) de la pièce d'interface 30 qui forme ici un rebord annulaire. Afin de coopérer avec cet élément interne de butée axiale, l'épaulement externe 22c du pied d'aube 22 qui s'étend transversalement relativement à la forme générale allongée du pied d'aube peut prendre la forme d'une collerette annulaire.
[0062] Le dispositif de reprise d'effort d'aube 24 peut comprendre également un système 34 de maintien en position et de serrage par effet de coin de l'ensemble des paliers à roulements 26, 28 à l'intérieur de la bouche de moyeu 16.
[0063] Ce système 34 est par exemple positionné sensiblement au niveau de l'ouverture de bouche 16a (après mise en place du dispositif 24 dans la bouche), dans une position radiale (suivant l'axe radial A) qui est plus éloignée de l'axe longitudinal X-X' (position radialement externe) que le palier extérieur 26 (position radialement interne). Sur la figure 3, le système 34 est disposé au-dessus du palier 26.
[0064] Le système 34 de maintien en position et de serrage par effet de coin est, par exemple, un système du type à clef de voûte qui serre la cartouche de paliers de roulements contre la surface interne 16b de la bouche. Un tel système 34 comprend, par exemple, deux segments en deux demi-coquilles 34a-b, des pièces de serrage 34c (réparties circonférentiellement et intérieurement aux segments), un écrou de serrage 34d, ainsi qu'une clé anti-rotation 34e et un circlips 34f. Les segments 34a-b et les pièces de serrage 34c assurent le maintien en position radiale (suivant l'axe radial A) de la cartouche de paliers et son serrage contre la surface interne 16b de la bouche de moyeu, (suivant une direction transversale par rapport à l'axe radial A et en éloignement de celui-ci). Les segments 34a-b et la partie externe des pièces de serrage 34c avec laquelle les segments coopèrent sont notamment logés dans une gorge annulaire 16c aménagée dans l'épaisseur de la paroi de la bouche de moyeu. L'écrou de serrage 34d, la clé anti-rotation 34e et le circlips 34f assurent ainsi le maintien en position radiale des segments 34a-b et pièces de serrage 34c. Plus particulièrement, les deux segments 34a-b et les pièces de serrage 34c ont des portées coniques respectives en regard (les portions de surfaces coniques internes, pour les segments, et les portions de surfaces coniques externes en regard, pour les pièces de serrage, sont orientées chacune sur un cône dont le sommet est positionné sur l'axe A en éloignement de l'axe central X-X', c'est-à- dire que le cône est ouvert en direction de l'axe central X-X') qui sont maintenues en appui l'une contre l'autre grâce à l'effort de serrage induit par l'écrou 34d sur les pièces de serrage 34c (l'écrou présente une portion de surface conique interne qui s'appuie sur chacune des portions de surfaces coniques internes des pièces de serrage, les portions de surfaces coniques étant orientées chacune sur un cône dont le sommet est positionné sur l'axe A en direction de l'axe central X-X', c'est-à- dire que le cône est ouvert en éloignement de l'axe central X- X'). On notera que d'autres types de montages permettent d'assurer la même fonction.
[0065] Afin d'assurer le verrouillage du pied d'aube dans le dispositif de reprise d'effort d'aube 24, un dispositif 50 de verrouillage par serrage du pied d'aube 22 est mis en place dans une zone radialement externe du dispositif 24, sensiblement au niveau de l'ouverture radiale 16a de bouche.
[0066] Le dispositif 50 de verrouillage par serrage du pied d'aube 22 est positionné autour de ce dernier, dans une position radialement externe par rapport à la position relative radialement interne de l'élément interne de butée 30d de la pièce d'interface 30. Ce dispositif 50 est fixé au dispositif de reprise d'effort d'aube 24 de manière à enserrer le pied d'aube et à le maintenir en butée axiale contre l'élément interne de butée 30d.
[0067] La figure 4 est une vue agrandie et partielle montrant suivant une demi coupe en perspective l'intérieur de la bouche de moyeu sur laquelle la partie avant des paliers à roulements a été retirée afin de rendre visible la pièce intermédiaire 30 et les composants du dispositif 50 de verrouillage. La figure 5A, quant à elle, est une vue analogue à celle de la figure 4 mais avec le pied d'aube 22 tronqué dans sa partie supérieure.
[0068] Comme représenté sur la figure 3 et plus particulièrement sur les figures 4 et 5A, la bague interne 26b du palier externe 26 s'étend suivant l'axe radial A et comprend, d'une part, une première partie 26bl en contact avec une surface externe, opposée à la surface interne, de la pièce intermédiaire d'interface 30 et, d'autre part, une deuxième partie 26b2 qui s'étend en éloignement de l'axe longitudinal X-X' jusqu'à une position radialement externe relativement à une position radialement interne occupée par la partie d'extension transversale ou épaulement 22c du pied d'aube lorsque cette dernière est engagée contre l'élément interne de butée axiale 30d. On notera que la position radialement externe de la deuxième partie 26b2 est disposée sensiblement au niveau de l'ouverture 16a de la bouche de moyeu et donc au-delà de l'ensemble des paliers à roulements (la deuxième partie 26b2 prolonge axialement la bague interne en direction de l'ouverture 16a).
[0069] Plus particulièrement, le dispositif 50 de verrouillage par serrage est configuré pour être verrouillé par serrage sur la deuxième partie 26b2 de manière à venir, par serrage, en appui suivant l'axe radial contre la partie d'extension transversale ou épaulement 22c du pied d'aube.
[0070] Dans cet exemple de réalisation, la deuxième partie 26b2 présente un filetage interne Fl sur une surface interne de la bague interne qui est orientée en vis-à-vis du pied d'aube 22 (la bague interne entoure le pied d'aube). Le dispositif 50 de verrouillage par serrage comprend, quant à lui, un écrou de serrage 52 en deux parties 52a, 52b disposé entre la deuxième partie 26b2 et le pied d'aube 22 sur les figures 3 et 4 lorsqu'il est mis en place. L'écrou de serrage 52 est muni d'un filetage externe F2 qui est vissé sur la surface interne de la deuxième partie 26b2 par l'intermédiaire des deux filetages complémentaires Fl et F2, de manière à ce que l'écrou de serrage 52 vienne, en fin de vissage sur la surface interne de la deuxième partie 26b2, en appui suivant l'axe radial contre la partie d'extension transversale ou épaulement 22c du pied d'aube 22. Plus particulièrement, comme représenté aux figures 3 et 4, l'écrou de serrage 52 vient, en fin de vissage, en appui contre une face supérieure (radialement externe) de l'épaulement 22c, opposée à la face inférieure (radialement interne) de cet épaulement qui est en appui sur l'élément interne de butée 30d.
[0071] Comme représenté sur les figures 4 et 5A, la partie 52a (resp. 52b) de l'écrou de serrage 52 comporte une pluralité de dents 52a 1 (resp. 52b 1) espacées les unes des autres et qui s'étendent suivant une demi- circonférence de l'écrou de serrage prise transversalement par rapport à l'axe radial A, lorsque les deux parties 52a, 52b sont réunies l'une avec l'autre. Les dents 52a 1 (resp. 52bl) sont plus particulièrement aménagées dans une portion 52ae (resp. 52be) de la partie 52a (resp. 52b) qui est située à une position radialement externe (portion supérieure sur les figures 4 et 5A) relativement à une portion 52ai (resp. 52bi) de cette partie 52a (resp. 52b) qui est située à une position radialement interne (portion inférieure sur les figures 4 et 5A) et qui vient en appui, suivant l'axe radial A, contre la partie d'extension transversale ou épaulement 22c du pied d'aube 22. La portion radialement interne 52ai (resp. 52bi) de la partie 52a (resp. 52b) de l'écrou de serrage 52 vient, plus particulièrement, en appui contre la face supérieure (radialement externe) de l'épaulement 22c. La portion radialement interne 52ai (resp. 52bi) de la partie 52a (resp. 52b) possède une partie du filetage externe F2 de l'écrou 52. Les dents de l'écrou 52 forment ainsi, comme représenté sur les figures 4 et 5A, un bord libre supérieur crénelé.
[0072] Chaque partie 52a, 52b porte ainsi une partie des dents de l'écrou de serrage 52 et forme un demi-écrou qui s'apparente ici à un demi- cylindre coupé suivant son axe de révolution. On notera toutefois que l'écrou de serrage peut revêtir d'autres formes, notamment les deux parties constitutives de cet écrou peuvent adopter des formes différentes qui ne s'apparentent pas nécessairement chacune à un demi- cylindre.
[0073] Selon une variante illustrée aux figures 5B à 5E, l'écrou de serrage est formé de deux demi-écrous El et E2 qui sont différents de deux demi-cylindres. Le premier (resp. deuxième) demi-écrou El (resp. E2) comporte une partie centrale El.l (resp. E2.1) de forme interne cylindrique munie d'un demi-filetage interne Fl.l (resp. Fl.2). Le premier (resp. deuxième) demi-écrou El (resp. E2) comporte deux bras El.2, El.3 (resp. E2.2, E2.3) qui s'étendent à partir de la partie centrale El.l (resp. E2.1) et qui sont chacun situés dans un plan transversal différent, pris relativement à l'axe de révolution al (resp. a2) de la forme interne cylindrique de la partie centrale El.l (resp. E2.1). Les deux demi-écrous El et E2 présentent des configurations identiques qui, lorsque les deux demi-écrous se font face, permettent aux deux bras d'un demi-écrou de s'emboîter avec les deux bras de l'autre demi-écrou, comme illustré sur les différentes figures 5B-5E. Ainsi, le bras E2.3 vient se loger sous le bras El.3 et le bras El.2 vient se loger sous le bras E2.2, permettant ainsi un emboîtement des deux demi-écrous El et E2 pour former l'écrou de serrage de la figure 5E dans lequel les deux demi-filetages internes Fl.l Fl.2 sont réunis pour former le filetage interne complet. Toutefois, l'utilisation de cette variante d'écrou de serrage dans le mode des figures 4 et 5A nécessite de modifier sa surface externe pour qu'elle présente un filetage externe analogue au filetage interne F2 décrit plus haut. En outre, des dents sont également aménagées en partie haute de l'écrou pour remplir la fonction décrite en relation avec le mode des figures 4 et 5A. Cette variante offre une grande surface de contact entre les deux demi-écrous.
[0074] Le dispositif 50 de verrouillage par serrage comprend en outre un organe anti-rotation 54, tel qu'une clé anti-rotation, configuré pour empêcher une rotation entre la bague interne 26b et l'écrou de serrage 52, plus particulièrement une des deux parties de l'écrou. Dans cet exemple, l'organe anti-rotation 54 est notamment disposé entre deux dents consécutives, par exemple deux dents 52a 1 de la partie 52a.
[0075] Comme représenté plus particulièrement sur la figure 5A, l'organe anti-rotation 54 prend la forme d'un jonc annulaire 54a muni d'un doigt 54b disposé transversalement par rapport à l'axe radial A. Le doigt 54b s'étend intérieurement et extérieurement suivant une direction transversale par rapport à la circonférence du jonc annulaire 54a de manière à pouvoir à la fois s'insérer entre deux dents consécutives de l'écrou 52 et dans une ouverture O pratiquée dans la deuxième partie 26b2 de la bague interne.
[0076] On notera que, selon une variante non représentée, les dents et l'organe anti-rotation peuvent être remplacés par toute autre structure mécanique assurant la même fonction de blocage relatif en rotation entre la bague interne et le pied d'aube.
[0077] Par ailleurs, le dispositif 50 de verrouillage par serrage peut comprendre en outre un organe d'arrêt 56 qui maintient l'organe antirotation 54 en position entre deux dents consécutives, tout en étant fixé à la deuxième partie 26b2 de la bague interne 26b à proximité de sa position radiale supérieure. Cet organe d'arrêt 56 prend par exemple ici la forme d'un jonc d'arrêt ou circlips qui s'étend au-dessus de la clé antirotation, contre le jonc annulaire 54a de cette dernière, en étant partiellement inséré à l'intérieur d'une gorge G prévue dans la surface interne de la deuxième partie 26b2, à proximité de l'extrémité supérieure (radialement externe) de cette deuxième partie, sensiblement au niveau de l'ouverture radiale 16a de la bouche.
[0078] En outre, l'écrou de serrage 52 en deux parties 52a, 52b comporte des éléments d'alignement 52a2, 52b2, tels que des crochets, configurés pour assurer l'alignement en position radiale des deux parties 52a, 52b de l'écrou l'une par rapport à l'autre afin d'assurer l'alignement des deux portions du filetage externe F2 prévues sur les deux parties de l'écrou.
[0079] Sur la figure 5A, les crochets 52a2, 52b2 sont formés pour partie par des portions de dents 52a 1 de la partie 52a et des portions de dents 52bl de l'autre partie 52b configurées chacune pour s'emboiter l'une dans l'autre aux deux zones de jonction diamétralement opposées des deux parties 52a, 52b suivant une direction circonférentielle. Plus particulièrement, une portion 52b2 de dent d'une partie 52b s'insère sous une portion 52a2 de dent d'une partie 52a et, de manière diamétralement opposée, une portion 52a2 de dent de la partie 52a s'insère sous une portion 52b2 de dent de la partie 52b comme représenté sur la figure 5A. Un tel agencement permet ainsi de fixer la position radiale de chacune des deux parties de l'écrou de serrage l'une par rapport à l'autre, ce qui permet d'aligner entre elles les deux portions de filetage externe du filetage externe F2. On notera que d'autres moyens d'alignement des portions de filetage externe des deux parties de l'écrou de serrage peuvent être envisagés tels que par exemple un emboîtement de type tenon-mortaise au niveau des deux zones diamétralement opposées des deux parties de l'écrou de serrage en contact l'une avec l'autre, dans les zones de ces parties qui sont situées en dessous des dents.
[0080] Lors de la mise en place du module de montage d'aube dans la bouche de moyeu 16, le dispositif 24 (cartouche de paliers à roulements) est préalablement introduit par l'ouverture radiale 16a dans la bouche de moyeu 16 de manière à être positionné en appui contre la surface interne 16b de la bouche. Le système 34 décrit ci-dessus est mis en place par le dessus, élément constitutif par élément constitutif, en commençant par les segments 34a-b qui s'insèrent dans la gorge annulaire 16c interne à la bouche, par exemple à proximité de son ouverture 16a, les pièces de serrage 34c qui viennent intérieurement en appui suivant une portée conique contre les faces internes coniques des segments, puis l'écrou de serrage 34d, la clé anti-rotation 34e et le circlips 34f. Le dispositif 24 est ainsi serré contre la surface interne 16b de la bouche, suivant une direction transversale perpendiculaire à l'axe A.
[0081] De manière générale, le pied d'aube 22 est ensuite introduit à l'intérieur de la bouche par le dessus (depuis l'extérieur de la bouche) et est plus particulièrement inséré en force à l'intérieur de la pièce d'interface 30 pour aboutir à la position installée des figures 3 et 4. Comme représenté sur ces figures, le pied d'aube 22 est arrêté en translation, dans une première direction (ici descendante), par l'élément interne formant butée 30d de la pièce d'interface 30.
[0082] Les figures 6A-H illustrent plus particuclièrement le synoptique de montage du pied d'aube 22 et du dispositif 50 de verrouillage de ce dernier par rapport au dispositif de reprise d'effort d'aube 24 préalablement installé dans la bouche 16a de moyeu 16.
[0083] La figure 6A représente le dispositif de reprise d'effort d'aube monté à l'intérieur de la bouche 16a de moyeu 16, en attente de recevoir le pied d'aube 22 (ou le support d'aube suivant un autre mode de réalisation déjà exposée plus haut).
[0084] La figure 6B représente l'aubage dont seul le pied d'aube 22 apparaît au-dessus de l'ouverture radiale 16a de bouche. Le pied d'aube 22 est disposé de manière concentrique avec la pièce d'interface 30 et le pied d'aube est inséré axialement (suivant l'axe radial A) à l'intérieur de la pièce d'interface 30 (mouvement de descente sur la figure) jusqu'à ce que l'épaulement 22c du pied d'aube 22 vienne en appui (butée axiale) contre le rebord périphérique 30d (élément interne de butée) de la pièce d'interface 30 (figure 6C).
[0085] Comme représenté sur la figure 6D, les deux parties ou demi-écrous 52a et 52b de l'écrou de serrage 52 sont positionnés autour du pied d'aube 22 (autour d'une portion cylindrique du pied), au-dessus de la deuxième partie 26b2 de la bague intérieure 26b, de manière à venir enserrer le pied d'aube.
[0086] Comme représenté sur la figure 6E, les crochets des deux parties 52a et 52b de l'écrou de serrage 52 décrits en relation avec la figure 5A sont mis en contact par emboîtement les uns avec les autres afin d'obtenir l'alignement radial des deux parties (et donc des deux portions de filetage externe forment le filetage externe F2) illustré sur la vue agrandie de la figure 5A.
[0087] Sur la figure 6F les deux parties 52a, 52b de l'écrou de serrage sont vissées sur la deuxième partie 26b2 de la bague intérieure par l'intermédiaire des filetages correspondants externe F2 et interne Fl respectifs jusqu'au couple de serrage souhaité (fin de vissage). Au cours de cette opération on s'assure également que l'un des espaces ou encoches entre deux dents consécutives de l'écrou de serrage 52 est positionné en regard de l'ouverture O pratiquée dans la deuxième partie 26b2 de la bague intérieure.
[0088] La figure 6G est une vue agrandie partielle de l'ensemble à calage variable de la figure 6F et montre la mise en place de l'organe antirotation 54, avec le jonc annulaire 54a positionné entre la deuxième partie 26b2 et les dents de l'écrou de serrage et le doigt de blocage 54b inséré dans l'espace ou l'encoche entre deux dents consécutives qui a été préalablement positionnées en regard de l'ouverture O, comme décrit ci-dessus en relation avec la figure 6F.
[0089] Ensuite, comme représenté à la figure 6H, l'organe d'arrêt 56 (ex : circlips) est mis en place de manière à coiffer l'organe antirotation 54 en se fixant à la deuxième partie 26b2 de la bague intérieure afin de verrouiller le montage et de le solidariser à la bague 26 et donc au dispositif de reprise d'effort d'aube 24. Plus particulièrement, l'organe d'arrêt 56 est inséré partiellement dans la gorge interne G de la deuxième partie 26b2 et prend appui suivant l'axe radial A sur l'organe antirotation 54, plaquant ainsi ce dernier contre l'écrou de serrage 52.
[0090] Grâce à ce montage et ce système de verrouillage, le pied d'aube 22 est ainsi retenu axialement (suivant l'axe A) dans une deuxième direction opposée (ici ascendante) à l'intérieur du dispositif de reprise d'effort d'aube dans la bouche de moyeu.
[0091] Dès lors que le pied d'aube 22 est verrouillé dans le dispositif 24 (« cartouche à roulements ») comme expliqué ci-dessus en référence aux figures 6A-H, la partie d'engagement 44b du système excentrique est engagée avec la partie inférieure débouchante ou saillante 22a du pied d'aube 22. Dans le présent exemple, les cannelures internes de la partie d'engagement 44b viennent s'insérer entre les cannelures externes de la partie inférieure 22a pour obtenir une position d'engagement (position engrenée) qui permettra par la suite de commander le pivotement du pied d'aube souhaité pour un calage de l'aube prédéterminé.
[0092] On notera que pour réaliser une opération de maintenance sur l'ensemble à calage variable décrit ci-dessus, notamment sur une aube, il suffit de déverrouiller le pied d'aube par rapport au dispositif de reprise d'effort d'aube 24 en réalisant, sur le dispositif 50 de verrouillage, les opérations inverses de celle décrite en référence aux figures 6A-F. Pour retirer le pied d'aube 22 du dispositif 24 et donc de la bouche de moyeu 16, il n'est pas nécessaire d'accéder à l'intérieur du moyeu comme dans l'art antérieur puisqu'il suffit de retirer axialement le pied d'aube 22 vers le haut (pour passer de la position de la figure 6C à celle de la figure 6B) afin de désengager la partie inférieure 22a de la partie d'engagement 44b du système excentrique.
[0093] Le dispositif 50 de verrouillage du pied d'aube dans le dispositif de reprise d'effort d'aube 24 tel que décrit ci-dessus peut prendre d'autres formes que celles illustrées et décrites et peut notamment s'appliquer à un dispositif de reprise d'effort d'aube de structure différente. Le dispositif de reprise d'effort d'aube auquel le dispositif de verrouillage du pied d'aube peut s'appliquer présente généralement une pièce intermédiaire/interne d'interface entre le dispositif de reprise d'effort d'aube et le pied d'aube, ainsi qu'une bague externe et concentrique à cette pièce intermédiaire d'interface et sur laquelle le dispositif de verrouillage peut être fixé.
[0094] Par ailleurs, la soufflante comporte de manière connue, dans sa partie amont (à gauche sur la figure 2), un cône aérodynamique 46 ("spinner" en terminologie anglo-saxonne) formant un capot enveloppant notamment les modules de montage des aubes de soufflante et le mécanisme de commande de pivotement des supports d'aube. La soufflante comporte également, intérieurement au cône 46, un capot interne 48. De manière connue, les aubes de la soufflante s'étendent radialement au-delà du cône 46 afin d'être exposées à la veine d'air d'écoulement entourant le cône.
[0095] Bien que la présente description se réfère à des exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir de la portée générale de l’invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés ou mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Ensemble à calage variable pour soufflante de turbomachine, comprenant:
-un moyeu (14) s'étendant circonférentiellement autour d'un axe longitudinal (X-X') de rotation du moyeu et qui comprend au moins une bouche de moyeu (16) délimitant intérieurement une ouverture (16a) orientée radialement relativement à l'axe longitudinal,
-un dispositif de reprise d'effort d'aube de soufflante (24) qui est fixé dans ladite au moins une bouche de moyeu (16) et destiné à reprendre les efforts d'une aube de soufflante montée dans ladite au moins une bouche de moyeu (16),
-un support d'aube de soufflante ou un pied d'aube (22) de soufflante qui est apte à pivoter sur commande autour d'un axe radial (A) passant par l'ouverture radiale (16a) de la bouche de moyeu (16) et configuré pour être engagé à travers cette ouverture (16a), à l'intérieur du dispositif de reprise d'effort d'aube (24), et pour venir en butée selon l'axe radial (A) contre un élément interne (30d) du dispositif de reprise d'effort d'aube (24),
-un dispositif (50) de verrouillage par serrage du support d'aube ou du pied d'aube (22) qui est positionné autour de ce dernier, à une position radialement externe par rapport une position radialement interne, plus proche de l'axe longitudinal, de l'élément interne de butée (30d), et qui est fixé au dispositif de reprise d'effort d'aube (24) de manière à enserrer le support d'aube ou le pied d'aube (22) et à le maintenir en butée selon l'axe radial (A) contre l'élément interne de butée (30d), le dispositif de reprise d'effort d'aube (24) comprenant une pièce intermédiaire d'interface (30) qui s'étend suivant l'axe radial (A) entre une position radialement externe et une position radialement interne et qui comporte, à sa position radialement externe, l'élément interne de butée (30d), le support d'aube (22) ou le pied d'aube comportant, d'une part, une partie allongée qui s'étend suivant l'axe radial (A) et qui est disposée contre au moins une partie d'extension d'axe radial d'une surface interne de la pièce intermédiaire d'interface (30) et, d'autre part, une partie (22c) qui s'étend transversalement relativement à l'axe radial (A) et qui est engagée contre l'élément interne de butée (30d), le dispositif de reprise d'effort d'aube (24) comprenant un ensemble formé d'au moins un premier palier à roulements (26) dans une position radialement externe et d'un deuxième palier à roulements (28) dans une position radialement interne, le premier palier (26) comportant une bague interne (26b) qui s'étend suivant l'axe radial (A) et le deuxième palier (28) comportant une bague interne (28b) qui s'étend suivant l'axe radial (A), la pièce intermédiaire d'interface (30) étant enserrée entre les bagues internes (26b, 28b) des deux paliers (26, 28).
[Revendication 2] Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyeu (14) s'étend circonférentiellement autour d'un axe longitudinal (X-X') de rotation du moyeu et comprend une pluralité de bouches de moyeu (16) réparties circonférentiellement sur une périphérie externe du moyeu, chaque bouche de moyeu (16) délimitant intérieurement une ouverture (16a) orientée radialement relativement à l'axe longitudinal et qui est apte à mettre en communication une zone périphérique (Ze) radialement externe à la bouche de moyeu, située en éloignement de l'axe longitudinal, avec une zone périphérique (Zi) radialement interne de la bouche de moyeu, qui est plus proche de l'axe longitudinal, un dispositif de reprise d'effort d'aube (24) étant configuré pour être mis en place dans chaque bouche de moyeu (16) à travers l'ouverture (16a) de cette dernière, et serré contre une surface interne (16b) de la bouche de moyeu disposée sensiblement parallèlement à un axe radial (A) passant par l'ouverture radiale (16a) de la bouche de moyeu.
[Revendication 3] Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague interne (26b) du premier palier (26) comprend une partie (26b2) s'étendant dans une position radialement externe et sur laquelle le dispositif (50) de verrouillage par serrage est verrouillé par serrage, la partie (26b2) de la bague interne (26b) présentant un filetage interne (Fl) sur une surface interne orientée en vis-à-vis du support d'aube (22) ou du pied d'aube, le dispositif (50) de verrouillage par serrage comprenant un écrou de serrage (52) en deux parties (52a, 52b) disposé entre la partie (26b2) de la bague interne (26b) et le support d'aube (22) ou le pied d'aube, qui est muni d'un filetage externe (F2) et est vissé sur la surface interne de la partie (26b2) de la bague interne (26b) par l'intermédiaire des deux filetages.
[Revendication 4] Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif (50) de verrouillage par serrage comprend en outre un organe anti- rotation (54) configuré pour empêcher une rotation entre la bague interne (26b) et l'écrou de serrage (52).
[Revendication 5] Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux parties (52a, 52b) de l'écrou de serrage comportent chacune une pluralité de dents (52al, 52bl) espacées les unes des autres, l'organe antirotation (54) étant disposé entre deux dents consécutives.
[Revendication 6] Ensemble selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'écrou de serrage (52) en deux parties comporte des éléments (52a2, 52b2) configurés pour assurer l'alignement en position radiale des deux parties (52a, 52b) de l'écrou l'une par rapport à l'autre afin d'assurer l'alignement des portions du filetage externe (F2) prévues sur les deux parties de l'écrou.
[Revendication 7] Ensemble selon l'une des revendications 1, 3 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de reprise d'effort d'aube (24) comprend un système (34) de maintien en position et de serrage par effet de coin de l'ensemble des paliers à roulements qui est positionné au niveau de l'ouverture de bouche (16a), dans une position radiale plus éloignée de l'axe longitudinal que le premier palier à roulements (26).
[Revendication 8] Ensemble selon l'une des revendications 1, 3 à 7, caractérisé en ce qu'un élément de serrage (32) du deuxième palier à roulements (28) est disposé dans une position transversale externe relativement à ce deuxième palier et la bague externe (26a) du premier palier à roulements (26) prend appui sur cet élément de serrage.
[Revendication 9] Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système (44) à excentrique de commande de pivotement du support d'aube ou du pied d'aube (22) qui est configuré pour commander le pivotement du support d'aube ou du pied d'aube autour de l'axe radial (A) de bouche, le système (44) comportant une partie d'engagement (44b) configurée pour s'engager dans une position d'engagement avec une partie inférieure (22a) du support d'aube ou du pied d'aube qui est opposée à une partie supérieure (22b) du support d'aube disposée dans une position radialement externe relativement à la position radialement interne de la partie inférieure. [Revendication 10] Soufflante de turbomachine
(10), caractérisé en ce qu'elle comprend un ensemble à calage variable pour soufflante de turbomachine selon l'une des revendications précédentes.
[Revendication 11] Turbomachine comprenant une soufflante selon la revendication 10.
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