La présente invention se rapporte aux turbomachines et, plus particulièrement, à un rotor amont de telles turbomachines. Bien que la présente invention soit adaptée aux turbomoteurs d'aéronef, elle n'en est toutefois pas limitée à cette application aéronautique.
De façon connue, un turbomoteur comprend un générateur de gaz for- mé d'un ou plusieurs ensembles de rotors tournant autour d'un même axe. Chaque ensemble, désigné corps, est constitué d'un compresseur et d'une turbine reliés par un arbre ou un tambour et disposés l'un à l'amont et l'autre à l'aval d'une chambre de combustion par rapport à l'écoulement des flux ga- zeux dans le turbomoteur. A ce générateur de gaz est associée une soufflante qu'il entraîne. Lorsque le rotor de la soufflante est disposé à l'avant du turbomoteur, l'entrée d'air du générateur est situé en aval de celui-ci. Par ailleurs, on sait que le rotor de la soufflante comporte un cône d'entrée qui forme la partie tournante la plus en amont du turbomoteur. Le cône d'entrée favorise, de par sa forme, l'aérodynamisme du turbomoteur et permet de dévier, par effet centrifuge vers un flux secondaire, la plupart des corps étrangers qui pénètrent dans le turbomoteur. On sait également que le cône d'entrée d'un turbomoteur est généralement fixé par un bridage axial au rotor de la soufflante, obtenu en reliant une bride solidaire du cône d'entrée à une bride lié au rotor par un ensemble de vis orientées suivant l'axe longitudinal du turbomoteur. Chaque tête de vis requiert la formation d'une surface plane, par une opération de lamage, lui permettant de prendre appui sur le corps du cône et d'être enterrée dans ce dernier pour limiter les pertes aérodynamiques.
Toutefois, malgré ces dispositions, la tête des vis et les lamages prati- qués dans le cône restent apparents au flux d'air d'entrée. En outre, du fait de l'orientation axiale des vis (c'est-à-dire suivant la même direction que le flux d'air d'entrée), la surface frontale des vis visible par le flux d'air est maximale, favorisant les pertes aérodynamiques et augmentant la traînée du turbomoteur et par, voie de conséquence, la consommation en carburant de celui-ci. Par ailleurs, le recours à une pluralité de vis pour réaliser le bridage axial du cône sur le rotor de la soufflante implique un délai important pour le montage et le démontage du cône. Or, le cône d'entrée étant la première pièce démontable sur la partie amont du rotor de la soufflante, il est sujet à de fréquents démontages. En outre, l'utilisation de vis pour le bridage axial du cône d'entrée impose le recours à un outillage capable de mesurer avec précision le couple de serrage appliqué, de manière à prévenir tout endommagement de la fixation. L'utilisation de cet outillage spécifique augmente la durée des opérations et donc les coûts de maintenance d'un avion. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et, notamment, de réduire les perturbations aérodynamiques du flux d'air s'écoulant sur le cône d'entrée d'un turbomoteur, tout en facilitant le montage et le démontage dudit cône sur ce dernier. A cet effet, selon l'invention, le rotor amont d'une turbomachine, d'axe longitudinal L-L, comportant un cône d'entrée coaxial à l'axe L-L qui est fixé de façon amovible à l'extrémité amont du rotor par des moyens de fixation, est remarquable par le fait que lesdits moyens de fixation comportent un cra- bot et des moyens d'anti-rotation du cône par rapport au rotor. Ainsi, grâce à l'invention, on remplace le bridage axial - nécessitant le recours à une pluralité de vis orientées axialement - par une fixation par crabot permettant de retenir axialement le cône d'entrée par rapport au rotor cor- respondant. La mise en oeuvre d'un crabot rend inutile l'utilisation d'une plura- lité de vis axiales (et la réalisation des lamages correspondants), ce qui facilite sensiblement le montage et le démontage du cône d'entrée, entraînant une réduction du délai de maintenance de la turbomachine correspondante. En outre, grâce à l'invention, la surface extérieure du cône d'entrée est parfaite- ment, ou quasiment, lisse du fait de l'absence de vis orientées axialement et des lamages associés. Les perturbations aérodynamiques du flux gazeux s'écoulant sur le cône d'entrée sont alors sensiblement réduites, améliorant les performances de la turbomachine. De plus, le cône d'entrée comporte avantageusement une pluralité de dents radiales, de préférence régulièrement réparties sur une circonférence de celui-ci. De préférence, le rotor comprend un flasque, de préférence tronconique, qui comporte une pluralité de dents radiales, par exemple régulièrement réparties sur une circonférence de celui-ci, et au moins une rainure annulaire destinée à accueillir les dents radiales du cône d'entrée pour former le crabot. Ainsi, le cône d'entrée peut être monté sur le flasque du rotor en utilisant la liaison par crabot sans interférence avec les moyens d'anti-rotation. Le cône peut être engagé axialement sur le flasque, puis pivoté autour de l'axe L-L, de manière à mettre les dents du cône en vis-à-vis de celle du flasque.
Cette liaison crabotée permet de retenir axialement le cône d'entrée par rap- port au reste du rotor de soufflante. Par ailleurs, les moyens d'anti-rotation comportent au moins deux pions d'anti-rotation, de préférence diamétralement opposés pour assurer l'équilibre dynamique du rotor, aptes à occuper chacun au moins une position déver- rouillée, permettant la rotation du cône d'entrée par rapport au rotor, et une position verrouillée, empêchant toute rotation du cône d'entrée par rapport au rotor. En particulier, le passage de la position déverrouillée à la position verrouillée des pions d'anti-rotation, et inversement, peut être obtenu par une rotation d'un quart de tour des pions autour de leur axe. Ainsi, grâce à l'invention, le montage et le démontage du cône d'entrée du rotor amont peuvent être réalisés au moyen de deux opérations simples et sans outillage spécifique et onéreux, à savoir : - un mouvement de rotation des pions d'anti-rotation par exemple avec une clé Allen pour verrouiller ou déverrouiller les moyens d'anti-rotation. Il y a autant de mouvements de rotation indépendants que les moyens de fixation comportent de pions d'anti-rotation ; et - un mouvement de rotation du cône d'entrée pour l'engager ou le désengager de la liaison crabot.
De préférence encore, les moyens d'anti-rotation comprennent au moins deux logements principaux dans lesquels sont respectivement aptes à se loger les têtes des pions d'anti-rotation correspondants, lorsque ces derniers occupent la position verrouillée, et contre les bords extérieurs desquels sont respectivement aptes à reposer les têtes des pions d'anti-rotation corres- pondants, lorsque ceux-ci occupent la position déverrouillée. Dans un mode préféré de réalisation conforme à la présente invention, les logements principaux sont ménagés intégralement dans le flasque amont et présentent un fond dans lequel est pratiqué un orifice traversant à l'intérieur duquel peut coulisser, avec ajustement, le pion d'anti-rotation associé.
Les moyens de fixation peuvent en outre comprendre au moins deux logements auxiliaires qui sont ménagés dans la paroi interne du cône d'entrée et qui sont destinés à accueillir l'extrémité libre des pions d'anti-rotation correspondants, lorsqu'ils occupent la position verrouillée. Dans un autre mode de réalisation conforme à la présente invention, les logements principaux sont formés dans le flasque amont et le cône d'entrée, une fois rapportés l'un à l'autre. Quel que soit le mode de réalisation de l'invention considéré, le cône d'entrée comporte avantageusement au moins deux orifices, s'étendant de préférence radialement, qui débouchent à la surface extérieure du cône d'entrée et qui sont aptes à être disposés respectivement en regard d'un ori- fice des pions d'anti-rotation, ménagé dans leur extrémité orientée vers l'extérieur et apte à recevoir un outil de montage pour déplacer en translation le pion correspondant et le mettre en rotation autour de son axe.
Ainsi, ces orifices, par exemple de quelques millimètres de diamètre, orientés radialement pour le passage d'un outil de montage, représentent une surface exposée au flux d'air extrêmement faible (voire quasi nulle). De plus, et de nouveau quel que soit le mode de réalisation de l'invention considéré, les moyens d'anti-rotation comportent de façon avanta- geuse, au moins deux ressorts de compression respectivement traversés par les pions d'anti-rotation correspondants, qui sont aptes à être comprimés, lorsque les pions associés occupent la position déverrouillée, et à être au moins partiellement détendus, lorsque les pion occupent la position verrouil- lée. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'un rotor de soufflante d'un turbomoteur équipé d'un cône d'entrée, conforme à la pré- sente invention. La figure 2 représente schématiquement, dans une vue en perspective partielle coupée et éclatée, un exemple de flasque amont du rotor de soufflante de la figure 1 sur lequel est destiné à être fixé, par crabot, le cône d'entrée. La figure 3, semblable à la figure 2, montre le flasque amont assemblé, par crabot, au cône d'entrée. Les figures 4 et 5 représentent, selon une coupe axiale schématique, les moyens d'anti-rotation du cône d'entrée de la figure 1, conformément à un premier exemple de réalisation de l'invention, respectivement dans une posi- tion verrouillée et dans une position déverrouillée. La figure 6 illustre, dans une vue schématique en perspective d'un pion d'anti-rotation des moyens d'anti-rotation des figures 4 et 5. Les figures 7 et 8 représentent, selon une coupe axiale schématique, un second exemple de réalisation des moyens d'anti-rotation du cône d'entrée conforme à la présente invention, respectivement dans la position verrouillée et dans la position déverrouillée. La figure 9 est une vue schématique en perspective, un pion d'antirotation conforme au second exemple de réalisation des moyens d'anti- rotation des figures 7 et 8. Sur la figure 1, on a représenté, de façon partielle, le rotor de soufflante 1 d'un turbomoteur d'aéronef d'axe longitudinal L-L. Le rotor de soufflante 1 comporte un cône d'entrée 2 définissant la partie tournante la plus en amont du turbomoteur.
Le cône d'entrée 2, également d'axe longitudinal L-L, est fixé de façon amovible à l'extrémité amont du rotor 1 par des moyens de fixation (figures 4 à 9) à son extrémité amont (l'amont et l'aval étant défini par rapport au sens d'écoulement du flux gazeux dans le turbomoteur). Selon l'invention, les moyens de fixation comportent un crabot et des moyens d'anti-rotation du cône d'entrée 2 par rapport au rotor 1. En particulier, comme le montrent les figures 2 et 3, le cône d'entrée 2 comporte, sur sa paroi interne 21, une pluralité de dents radiales 3 qui sont régulièrement réparties sur une circonférence de ladite paroi 21. L'extrémité aval du cône d'entrée 2 comporte une portion annulaire 4, qui appartient à un plan orthogonal à l'axe L-L et qui prolonge en direction de ce dernier la paroi interne 21. En outre, le rotor de soufflante 1 comprend un flasque tronconique usiné 5 sur lequel est destiné à être rapporté, de façon amovible, le cône d'entrée 2.
Le flasque 5 comporte un appui radial annulaire 6 contre lequel peut prendre appui la portion annulaire 4 du cône d'entrée 2, une fois celui-ci assemblé au rotor 2. En outre, l'appui annulaire 6 comporte, en surface, une nervure annulaire 7 contre laquelle peut reposer l'extrémité radiale interne de la portion annulaire 4 du cône d'entrée 2.
Le flasque 5 comprend également un prolongement cylindrique 8 d'axe L-L solidaire, à son extrémité aval, de l'extrémité radiale interne de l'appui annulaire 6. Le prolongement 8 comprend, à son extrémité amont, une rainure 9, dans laquelle peuvent se loger les dents 3 du cône d'entrée 2.
De plus, le flasque 5 comporte des dents radiales 10, régulièrement ré- parties sur une circonférence de celui-ci. Les dents 10 délimitent, avec une paroi annulaire radiale 11 solidaire de l'extrémité amont du prolongement 8, la rainure 9, qui est formée d'un fond 12 portant les dents radiales 10. Ainsi, la rainure 9 et les dents 3 et 10 forment un crabot (ou une liaison crabotée) qui permet de relier le cône d'entrée 2 au rotor de soufflante 1, par l'intermédiaire de son flasque amont 5. Par ailleurs, dans un premier exemple de réalisation, conforme à la présente invention, illustré sur les figures 4 à 6, les moyens d'anti-rotation comportent deux pions d'anti-rotation 13, diamétralement opposés de manière à maintenir l'équilibrage dynamique du rotor de soufflante 1, qui sont aptes à occuper, indépendamment l'un de l'autre, au moins une des deux positions suivantes : - une position verrouillée (figure 4), dans laquelle le cône d'entrée 2 est bloqué en rotation par rapport au rotor de soufflante 1 ; et - une position déverrouillée (figure 5), dans laquelle une rotation du cône d'entrée 2 par rapport au rotor de soufflante 1 est autorisée. Comme le montrent les figures 4 à 6, chaque pion d'anti-rotation 13 comporte une tige cylindrique 14, d'axe X-X, et une tête 15 solidaire d'une extrémité longitudinale de la tige 14.
Dans ce premier exemple, la tête 15 du pion 13 présente une forme rectangulaire plate. Lorsqu'un pion d'anti-rotation 13 occupe la position verrouillée (figure 4), sa tête 15 est apte à s'introduire dans un logement principal 16 correspondant ménagé dans la paroi orientée vers l'axe L-L du prolongement cylindrique 8 du flasque 5.
Chaque logement principal 16, à fond plat, présente une section de forme similaire à celle de la tête rectangulaire 15 du pion 13. Le fond d'un logement 16 comporte en outre un orifice 16A qui traverse la paroi du prolongement 8 et dans lequel peut coulisser, avec ajustement, le pion 13 corres- pondant. On comprendra que, dans le cadre du premier exemple, le flasque 5 comporte deux logements principaux 16, diamétralement opposés. Dans la position déverrouillée (figure 5), la tête 15 de chaque pion 13 prend appui contre les bords extérieurs du logement principal 16 associé.
Le passage de la position déverrouillée à la position verrouillée des pions anti-rotation 13, et inversement, est réalisé par une rotation d'un quart de tour de ces derniers autour de leur axe X-X. Comme le montrent les figures 4 et 5, un ressort hélicoïdal de compression 17 est traversé par la tige 14 de chaque pion 13. Chaque ressort 17 prend appui, d'une part, sur la paroi orientée vers l'extérieur du prolongement 8 du flasque 5, et, d'autre part, sur une butée annulaire 18 formée d'un anneau élastique monté dans une gorge 19 réalisée dans la paroi latérale de la tige 14 du pion 13 correspondant. Ainsi, chaque ressort 17 est comprimé, lorsque le pion d'anti-rotation 13 associé, occupe la position déverrouillée, et au moins partiellement déten- du, lorsque le pion 13 occupe la position verrouillée. En outre, dans ce premier exemple, le cône d'entrée 2 comprend deux logements auxiliaires 20, diamétralement opposés. Chaque logement auxiliaire 20 est ménagé dans la paroi interne 21 du cône d'entrée et présente une forme complémentaire à l'extrémité libre 14L de la tige 14 du pion 13 corres- pondant, destinée à se loger, avec ajustement, dans ledit logement auxiliaire 20 lorsque le pion 13 occupe la position verrouillée. De cette façon, en position verrouillée, aucune rotation du cône d'entrée 2 par rapport au flasque 5 du rotor 2 ne peut être effectuée.
Le cône d'entrée 2 comporte également deux orifices traversants d'accès 21, qui s'étendent radialement et qui débouchent à la surface extérieure dudit cône 2. Chaque orifice d'accès 21 est destiné à être disposé en regard d'un orifice 22 du pion d'anti-rotation 23 correspondant (par exemple à section hexagonale) qui est ménagé dans l'extrémité libre 14L de ce dernier orientée vers l'extérieur et qui est apte à recevoir un outil de montage (par exemple une clé Allen) pour déplacer en translation le pion le long de son axe X-X et le mettre rotation autour de celui-ci. Chaque pion d'anti-rotation 13 étant enterré dans le cône d'entrée 2, un outil de montage, de type clé Allen, permet d'accéder au pion 13 à travers l'orifice 21, prévu dans le cône 2, pour faire pivoter le pion autour de son axe X-X. Il est à noter que, pour faciliter l'introduction de la tige 14 d'un pion 13 dans le logement auxiliaire 20 correspondant, l'extrémité libre 14L peut être chanfreinée. Par ailleurs, selon l'invention, le montage du cône d'entrée 2 est effectué de la manière suivante. Tout d'abord, les moyens d'anti-rotation sont déverrouillés en appuyant sur chacun des pions 13 en direction de l'axe L-L (ce qui comprime les res- sorts 17 associés) jusqu'à faire sortir la tête 15 de ce dernier en dehors du logement principal 16 associé. Une fois la tête 15 sortie, chaque pion 13 doit être pivoté de 90° autour de son axe X-X puis relâcher pour que sa tête 15 prenne appui à sur les bords extérieurs du logement 16 associé. Dès lors, le cône d'entrée 2 peut être monté sur le flasque 5 du rotor 1 en utilisant la liaison par crabot sans interférence avec les moyens d'anti- rotation. Lors de cette étape, le cône 2 est engagé axialement sur le flasque 5, puis il est pivoté autour de l'axe L-L, de manière à mettre les dents 3 du cône 2 en vis-à-vis de celles 10 du flasque 5. Cette liaison crabotée permet de retenir axialement le cône d'entrée 2 par rapport au reste du rotor de souf- flante 1.
Enfin, les moyens d'anti-rotation sont verrouillés en appuyant sur chacun des pions 13 en direction de l'axe L-L pour ensuite les faire pivoter de 90° autour de leur axe X-X et les relâcher de sorte que : - leur tête 15 se loge dans le logement principal 16 correspondant ; et - l'extrémité libre 14L de la tige 14 de chaque pion 13 s'introduise dans le logement auxiliaire 20 associé. Dans la position verrouillée, la tête 15 des pions 13 est prisonnière du logement principal 16 correspondant, ce qui permet d'immobiliser le pion 13 en rotation autour de son axe X-X.
Par ailleurs, le montage d'un pion d'anti-rotation 13 sur le flasque 5 est, de préférence, effectué de la manière suivante. Le pion 13 est initialement engagé dans le flasque 5, au travers de l'orifice 16A, par l'intérieur jusqu'à ce que la tête 15 du pion 13 se loge dans le logement principal 16 correspondant.
Le ressort de compression 17 est alors engagé autour de la tige 14 du pion 13 par l'extérieur jusqu'à venir en appui sur le prolongement 8 du flasque 5. L'anneau élastique 18 est monté dans la gorge 19 correspondante de la tige 14 du pion 13, de telle manière à comprimer, au moins légèrement, le ressort 17 et ainsi à maintenir en appui la tête 15 du pion 13 sur le fond plat du logement 16. Chaque pion d'anti-rotation 13 est donc maintenu par le flasque 5 par l'intermédiaire d'une liaison pivot-glissant. Dans un second exemple de réalisation, conforme à l'invention, repré- senté sur les figures 7 à 9, les moyens d'anti-rotation comportent deux pions d'anti-rotation 23, diamétralement opposés et susceptibles d'occuper, indépendamment l'un de l'autre, au moins une position verrouillée (figure 7) et une position déverrouillée (figure 8). Chaque pion d'anti-rotation 23 est formé d'une tige cylindrique 24, d'axe X-X, et d'une tête 25 solidaire d'une extrémité longitudinale de la tige 24.
Dans ce second exemple, la tête 25 des pions 23 se présente sous la forme d'un prisme trapézoïdal. Lorsqu'un pion d'anti-rotation 23 occupe la position verrouillée (figure 7), sa tête 25 est insérée dans un logement principal 26 ménagé à cet effet dans le flasque 5 et le cône d'entrée 2, une fois rappor- tés l'un à l'autre. Autrement dit, le logement principal 26 est défini lorsque le cône d'entrée 2 est monté sur le flasque 5 et correctement orienté angulaire-ment par rapport à celui-ci. La portion du logement principal 26 pratiquée dans le flasque 5 correspond à un évidemment réalisé dans l'appui annulaire 6 et dans le prolongement 8 du flasque 5. La portion du logement principal 26 mé- lo nagée dans le cône d'entrée 2 est définie quant à elle par une découpe effec- tuée dans la portion annulaire 4 de ce dernier. Dans la position déverrouillée (figure 8), la tête 25 de chaque pion 23 prend appui, par une face plane d'extrémité 25A, contre au moins un des bords du logement principal 26 associé.
15 De la même façon que dans le premier exemple, le passage de la posi- tion déverrouillée à la position verrouillée des pions anti-rotation 23, et inversement, est réalisé par une rotation d'un quart de tour de ces derniers autour de leur axe X-X. Par ailleurs, un ressort hélicoïdal de compression 27 est traversé par la 20 tige 26 de chaque pion 23. Chaque ressort 27 prend appui, d'une part, sur la base 28 de la tête 25 et, d'autre part, contre le fond d'un logement auxiliaire 29 ménagé dans un support intermédiaire 30 solidaire du flasque 5. Ainsi, chaque ressort 27 est au moins partiellement détendu, lorsque le pion 23 occupe la position verrouillée, et comprimé, lorsque le pion d'anti- 25 rotation 23 associé occupe la position déverrouillée. Dans cette dernière posi- tion, le ressort 27 est intégralement logé dans le logement auxiliaire 29 et la base 28 de la tête 25 du pion 23 repose sur la face plane du support intermédiaire 30 entourant le logement 29. Le fond de chaque logement auxiliaire 29 comporte un orifice 29A tra- 30 versant le support intermédiaire 30, dans lequel peut coulisser, avec ajuste- ment, le pion 23 correspondant pour passer de la position verrouillée à la position déverrouillée, et inversement. La tête 25 de chaque pion 23 comprend également un orifice 31, par exemple à section hexagonale, destiné à accueillir une clé de montage, par exemple une clé Allen, pour déplacer en translation le pion 23 et le mettre ro- tation autour de son axe. Un tel outil de montage est introduit dans la tête 25 de chaque pion au travers d'un orifice d'accès 32 qui est formé par la réunion de deux découpes pratiquées dans l'extrémité aval du flasque 5 et dans le portion annulaire 4 du cône d'entrée 2. On comprendra que le montage du cône d'entrée 2 sur le flasque 5 du rotor de soufflante 1 est obtenu par des opérations semblables à celles décrites en référence au premier exemple des figures 4 à 6.