FR3017163A1 - DEVICE FOR A NON-CAREED PROPELLER HAVING A VARIABLE SHIFT OF A TURBOMACHINE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (13) pour une hélice (7, 8) non carénée à pales (9) à calage variable d'une turbomachine (1), comprenant un support (16) destiné à supporter une pale (9) et comportant un pied cylindrique (17), un palier (19) comportant une partie annulaire radialement interne (20), couplée en rotation au pied (17) du support (16), et une partie annulaire radialement externe (21), lesdites parties interne et externe (20, 21) étant aptes à pivoter l'une par rapport à l'autre, le pied (17) du support (16) et la partie radialement interne (20) du palier (19) comportant des organes de crabotage complémentaires (18, 24). Au moins une cale (29) est montée circonférentiellement entre les organes de crabotage (18, 24) de façon à empêcher la rotation du pied (17) par rapport à la partie interne (20) du palier (19) et de manière à assurer un frettage du pied (17) dans ladite partie interne (20).The invention relates to a device (13) for a propeller (7, 8) with variable pitch blades (9) of a turbomachine (1), comprising a support (16) for supporting a blade (9) and having a cylindrical foot (17), a bearing (19) having a radially inner annular portion (20), rotatably coupled to the foot (17) of the support (16), and a radially outer annular portion (21), said inner portions and external (20, 21) being able to pivot relative to each other, the foot (17) of the support (16) and the radially inner portion (20) of the bearing (19) comprising complementary interconnection members (18, 24). At least one shim (29) is mounted circumferentially between the clutch members (18, 24) so as to prevent rotation of the foot (17) relative to the inner portion (20) of the bearing (19) and to ensure a hooping of the foot (17) in said inner portion (20).
Description
Dispositif pour une hélice non carénée à pales à calage variable d'une turbomachine La présente invention concerne un dispositif pour une turbomachine à hélices non carénées à pales à calage variable. Une telle hélice est également appelée « open rotor » ou « unducted fan », en anglais. Une turbomachine de ce type comprend deux hélices externes coaxiales et contrarotatives, respectivement amont et aval, qui sont chacune entraînées en rotation par une turbine de la turbomachine et qui s'étendent sensiblement radialement à l'extérieur de la nacelle de cette turbomachine. Chaque hélice comprend un élément de rotor polygonal comportant des logements cylindriques répartis autour de l'axe de la turbomachine et dans lesquels sont montées des supports des pales de l'hélice. Chaque pale comprend par exemple un pied à section en queue d'aronde qui est engagé dans une rainure de forme complémentaire su support. A chaque pied est associé un palier comportant une partie annulaire radialement interne (le terme interne est défini ici par référence à l'axe du pied), couplée en rotation au pied du support, et une partie annulaire radialement externe, lesdites parties interne et externe étant aptes à pivoter l'une par rapport à l'autre, par exemple par l'intermédiaire d'organes de roulement tels que des rouleaux.The present invention relates to a device for a turbomachine with unducted propellers with variable pitch blades. Such a propeller is also called "open rotor" or "unducted fan", in English. A turbomachine of this type comprises two coaxial and contra-rotating external propellers, respectively upstream and downstream, which are each driven in rotation by a turbine of the turbomachine and which extend substantially radially outside the nacelle of this turbomachine. Each helix comprises a polygonal rotor element comprising cylindrical housings distributed around the axis of the turbomachine and in which are mounted propeller blades supports. Each blade comprises, for example, a dovetailed section foot which is engaged in a groove of complementary shape to the support. Each foot is associated with a bearing comprising a radially internal annular portion (the internal term is here defined with reference to the axis of the foot), coupled in rotation with the foot of the support, and a radially external annular portion, said inner and outer portions. being able to pivot relative to each other, for example by means of rolling members such as rollers.
Les supports et les parties internes des paliers peuvent tourner dans les logements de l'élément de rotor et sont entraînés en rotation autour des axes des pales ou des pieds par des moyens appropriés, de façon à régler le calage angulaire des pales, et à l'optimiser en fonction des conditions de fonctionnement de la turbomachine.The supports and the internal parts of the bearings can rotate in the housings of the rotor element and are rotated about the axes of the blades or feet by appropriate means, so as to adjust the angular setting of the blades, and optimize according to the operating conditions of the turbomachine.
Plusieurs techniques sont connues afin de coupler en rotation le pied du support et la partie annulaire interne du palier.Several techniques are known in order to couple in rotation the foot of the support and the inner annular portion of the bearing.
Une première technique consiste à visser le pied dans la partie interne, comme cela est connu du document US 5 263 898. En fonctionnement, les pales de l'hélice sont soumises à des efforts centrifuges très importants pouvant atteindre 60 000 daN, ces efforts étant transmis à l'élément de rotor par l'intermédiaire des supports, des parties internes des paliers et de butées à rouleaux. Ces efforts passent en particulier par les filets permettant le vissage du pied dans la partie interne du palier. Or ces filets ne sont pas conçus pour transmettre de tels efforts et risquent de se détériorer rapidement, limitant ainsi la durée de vie de l'hélice. Une telle solution est en outre complexe et coûteuse à réaliser, en plus d'être relativement encombrante. Une autre technique connue du document FR 2 943 312 au nom de la Demanderesse, consiste à réaliser le crabotage du pied dans la partie interne du palier.A first technique is to screw the foot into the inner part, as known from US 5,263,898. In operation, the blades of the propeller are subjected to very large centrifugal forces of up to 60,000 daN, these efforts being transmitted to the rotor element via the supports, internal parts of the bearings and roller bearings. These efforts pass in particular by the threads allowing the screwing of the foot in the inner part of the bearing. These nets are not designed to transmit such forces and may deteriorate rapidly, thus limiting the life of the propeller. Such a solution is also complex and expensive to produce, in addition to being relatively bulky. Another known technique of the document FR 2 943 312 in the name of the Applicant, is to achieve the interconnection of the foot in the inner part of the bearing.
Pour cela, le pied du support et la partie radialement interne du palier comportent des organes de crabotage complémentaires, en particulier des dents, aptes à autoriser l'insertion axiale du pied du support dans la partie interne du palier, dans une première position angulaire du pied par rapport à la partie interne, et aptes à maintenir axialement en position le pied dans la partie interne, dans une seconde position angulaire, par appui axial des dents de crabotage du pied sur les dents de crabotage de la partie interne. Des cales montées circonférentiellement entre les dents de crabotage du pied et de la partie interne de façon à empêcher la rotation du pied par rapport à la partie interne lorsqu'ils sont dans leur seconde position angulaire et éviter ainsi toute désolidarisation du pied et de l'organe interne du palier. La transmission des efforts entre chaque support de pale et la partie interne du palier associé est assurée par des surfaces d'appui relativement importantes, à savoir les surfaces d'appui des dents, et non par des filets qui sont relativement fragiles. Il est ainsi possible d'éviter toute détérioration prématurée de l'hélice.For this, the foot of the support and the radially inner portion of the bearing comprise complementary interconnection members, in particular teeth, able to allow the axial insertion of the foot of the support into the internal part of the bearing, in a first angular position of the foot relative to the inner part, and able to maintain axially in position the foot in the inner part, in a second angular position, by axial support of the teeth of clutching the foot on the teeth of interconnection of the inner part. Wedges mounted circumferentially between the clutching teeth of the foot and the inner part so as to prevent rotation of the foot relative to the inner part when they are in their second angular position and thus avoid any separation of the foot and the internal organ of the bearing. The transmission of forces between each blade support and the internal part of the associated bearing is provided by relatively large bearing surfaces, namely the bearing surfaces of the teeth, and not by threads which are relatively fragile. It is thus possible to avoid any premature deterioration of the propeller.
Ce document ne prévoit cependant pas de moyen permettant de réaliser un frettage, c'est-à-dire un montage ajusté, du pied du support dans l'organe interne du palier. Un tel frettage est souhaité afin d'éviter de générer des vibrations en fonctionnement et, par voie de conséquence, une détérioration prématurée du palier. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose un dispositif pour une hélice non carénée à pales à calage variable d'une turbomachine, le dispositif comprenant un support destiné à supporter une pale et comportant un pied cylindrique, un palier comportant une partie annulaire radialement interne, couplée en rotation au pied du support, et une partie annulaire radialement externe, lesdites parties interne et externe étant aptes à pivoter l'une par rapport à l'autre, par exemple par l'intermédiaire d'organes de roulement tels que des billes et/ou des rouleaux, le pied du support et la partie radialement interne du palier comportant des organes de crabotage complémentaires aptes à autoriser l'insertion axiale du pied du support dans la partie interne du palier, dans une première position angulaire du pied par rapport à la partie interne, et aptes à maintenir axialement en position le pied dans la partie interne, dans une seconde position angulaire, par appui axial des organes de crabotage du pied contre les organes de crabotage de la partie interne, ou inversement, au moins une première cale étant montée circonférentiellement entre les organes de crabotage du pied et de la partie interne de façon à empêcher la rotation du pied par rapport à la partie interne lorsqu'ils sont dans leur seconde position angulaire, caractérisé en ce que la première cale est coincée entre le pied du support et la partie interne du palier de manière à réaliser un ajustement serré ou un frettage du pied dans la partie interne. La première cale permet ainsi à la fois d'éviter le retrait accidentel du pied hors de l'organe interne du palier, une fois la première cale mise en place, tout en assurant la fonction de frettage. On évite ainsi toute dégradation prématurée du palier, de façon simple et peu coûteuse. De plus, le dispositif peut comporter au moins une seconde cale, logée circonférentiellement entre deux premières cales, la seconde cale étant également coincée entre le pied du support et la partie interne du palier. De préférence, les première(s) et seconde(s) cales s'étendent de manière continue ou quasi-continue sur toute la circonférence, afin d'assurer un frettage à 360° du pied dans la partie interne du palier.This document, however, does not provide means for making a hooping, that is to say a fitting fitting, the foot of the support in the internal member of the bearing. Such hooping is desired in order to avoid generating vibrations during operation and, consequently, premature deterioration of the bearing. The invention aims in particular to provide a simple, effective and economical solution to this problem. For this purpose, it proposes a device for a non-faired propeller with variable pitch blades of a turbomachine, the device comprising a support intended to support a blade and comprising a cylindrical foot, a bearing comprising a radially inner annular portion, coupled in rotation at the foot of the support, and a radially external annular portion, said inner and outer portions being able to pivot relative to each other, for example by means of rolling bodies such as balls and / or rollers, the foot of the support and the radially inner portion of the bearing having complementary clutching members adapted to allow the axial insertion of the foot of the support in the inner part of the bearing, in a first angular position of the foot relative to the part internal, and able to maintain axially in position the foot in the inner part, in a second angular position, by axial support of the clutch members of the foot against the interconnecting members of the inner part, or vice versa, at least one first wedge being mounted circumferentially between the clutch members of the foot and the inner portion so as to prevent rotation of the foot relative to the inner part when they are in their second angular position, characterized in that the first wedge is wedged between the foot of the support and the inner part of the bearing so as to achieve a tight fit or hooping of the foot in the inner part. The first wedge thus makes it possible at the same time to prevent the accidental removal of the foot from the internal member of the bearing, once the first wedge is in place, while ensuring the function of hooping. This avoids any premature degradation of the bearing, in a simple and inexpensive way. In addition, the device may comprise at least one second wedge, housed circumferentially between two first wedges, the second wedge is also wedged between the foot of the support and the inner part of the bearing. Preferably, the first (s) and second (s) shims extend continuously or almost continuously over the entire circumference, to ensure a 360 ° hooping of the foot in the inner part of the bearing.
Avantageusement, la première cale et/ou la seconde cale présentent individuellement chacune une forme générale de coin, c'est-à-dire une section radiale croissante dans la direction axiale et dans le sens d'introduction du pied du support dans la partie interne du palier. Ainsi, plus l'effort tendant à introduire les première et seconde cales est élevé, plus l'effet de frettage est important. Selon une caractéristique avantageuse, la première cale, la seconde cale, le pied et/ou la partie interne du palier sont réalisés dans des matériaux ayant des coefficients de dilatation tels qu'ils garantissent l'ajustement serré ou le frettage du pied du support dans la partie interne du palier, en particulier pour des températures comprises entre -50°C et 220°C. Le support peut être réalisé en alliage de titane, de façon à réduire la masse du dispositif. Par ailleurs, la partie interne du palier peut être réalisé dans un matériau ayant un coefficient de dilatation sensiblement différent de celui de l'alliage de titane, par exemple de l'acier, ce qui a pour effet de générer des dilations différentielles importantes aux températures de fonctionnement, par exemple à des températures de fonctionnement de l'ordre de 150 à 180°C. La caractéristique précitée permet de garantir que les dilatations différentielles rencontrées entre le pied du support et la partie interne du palier sont compensées par la dilatation des première et/ou seconde cales.Advantageously, the first shim and / or the second wedge each individually have a general wedge shape, that is to say a radial section increasing in the axial direction and in the direction of insertion of the foot of the support into the inner part. of the landing. Thus, the greater the effort tending to introduce the first and second shims, the greater the hooping effect is important. According to an advantageous characteristic, the first wedge, the second wedge, the foot and / or the internal part of the bearing are made of materials having expansion coefficients such that they guarantee the tight fit or the hooping of the foot of the support in the inner part of the bearing, especially for temperatures between -50 ° C and 220 ° C. The support can be made of titanium alloy, so as to reduce the mass of the device. Furthermore, the inner part of the bearing may be made of a material having a coefficient of expansion substantially different from that of the titanium alloy, for example steel, which has the effect of generating significant differential dilutions at temperatures operating, for example at operating temperatures of the order of 150 to 180 ° C. The aforementioned characteristic makes it possible to guarantee that the differential expansions encountered between the support foot and the internal part of the bearing are compensated by the expansion of the first and / or second shims.
Le pied est par exemple réalisé en alliage de titane ou en acier, la partie interne du palier étant réalisée en acier, la première cale et/ou la seconde cale étant réalisées dans un matériau ayant un coefficient de dilatation supérieur à l'acier, par exemple en aluminium ou en X60NiMnCr13-5-3 (commercialisé par la société AUBERT & DUVAL sous la référence GD223). L'avantage d'un alliage de type X60NiMnCr13-5-3, outre un coefficient de dilatation élevé de l'ordre de 20,2.10-6 K1 est qu'il présente un module d'Young plus important que l'aluminium, et donc de meilleurs caractéristiques mécaniques. La/les premières cales peuvent être maintenues en position par appui axial sur un écrou vissé sur le pied du support. Cet écrou sert également à maintenir et/ou générer l'effort nécessaire au frettage. Chaque seconde cale vient en appui axial sur l'une au moins des premières cales, de manière à maintenir chaque seconde cale en position. Dans ce cas, l'effort axial exercé sur les premières cales est également appliqué sur les secondes cales. Chaque seconde cale peut comporter au moins un trou de positionnement dans lequel un plot de positionnement de la partie interne du palier est apte à s'insérer, ou inversement. Ainsi, lors du montage du dispositif, les secondes cales peuvent être montées à l'intérieur de l'organe interne du palier et maintenues en position par coopération des plots et des trous de positionnement. Le pied du support est ensuite monté dans l'organe interne, dans la première position angulaire précitée, puis est pivoté dans la seconde position angulaire précitée. Les premières cales sont ensuite montées entre les organes de crabotage correspondants. L'écrou peut enfin être vissé sur le pied, de manière à exercer un effort axial sur les premières et secondes cales et assurer le frettage du pied dans l'organe interne du palier.The foot is for example made of titanium alloy or steel, the inner part of the bearing being made of steel, the first wedge and / or the second wedge being made of a material having a coefficient of expansion greater than steel, for example example aluminum or X60NiMnCr13-5-3 (marketed by AUBERT & DUVAL under the reference GD223). The advantage of an alloy of X60NiMnCr13-5-3 type, in addition to a high coefficient of expansion of the order of 20.2.10-6 K1 is that it has a greater Young's modulus than aluminum, and therefore better mechanical characteristics. The first wedge (s) can be held in position by axial support on a nut screwed onto the base of the support. This nut is also used to maintain and / or generate the effort required for hooping. Each second wedge bears axially on at least one of the first wedges, so as to maintain each second wedge in position. In this case, the axial force exerted on the first shims is also applied to the second shims. Each second wedge may comprise at least one positioning hole in which a positioning stud of the inner part of the bearing is adapted to be inserted, or vice versa. Thus, during assembly of the device, the second shims can be mounted inside the internal member of the bearing and held in position by cooperation of the studs and positioning holes. The foot of the support is then mounted in the internal member, in the first aforementioned angular position, then is rotated in the second angular position mentioned above. The first shims are then mounted between the corresponding interconnection members. The nut can finally be screwed on the foot, so as to exert an axial force on the first and second wedges and ensure the hooping of the foot in the internal member of the bearing.
De préférence, les organes de crabotage comportent des dents.Preferably, the interconnection members comprise teeth.
L'invention concerne également une turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif du type précité. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une turbomachine à hélices non carénées selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique et en coupe de la turbomachine de la figure 1, selon l'axe de la turbomachine, - la figure 3 est une vue en coupe illustrant le montage d'une partie d'un dispositif selon l'invention, la coupe étant effectuée selon l'axe de pivotement de la pale et du support, - la figure 4 est une vue en coupe du dispositif, dans un plan perpendiculaire à l'axe de pivotement de la pale et du support, - les figures 5 et 6 sont des vues en perspective du palier et des secondes cales, - les figures 7 et 8 sont des vues en perspective du support, des premières et secondes cales et de l'écrou, - la figure 9 est une vue en perspective du dispositif selon l'invention, - la figure 10 est une vue en perspective du support, des premières cales et de l'écrou, - la figure 11 est une vue en perspective du dispositif selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une turbomachine 1 à hélices non carénées (en anglais « open rotor » ou « unducted fan ») qui comporte d'amont en aval, dans le sens d'écoulement des gaz à l'intérieur de la turbomachine 1, un compresseur 2, une chambre annulaire de combustion 3, une turbine haute-pression 4, et deux turbines basse-pression 5, 6 qui sont contrarotatives, c'est-à-dire qui tournent dans deux sens opposés autour de l'axe longitudinal A de la turbomachine 1. Chacune de ces turbines aval 5, 6 est solidaire en rotation d'une hélice externe 7, 8 s'étendant radialement à l'extérieur de la nacelle 9 de la turbomachine 1, cette nacelle 9 étant sensiblement cylindrique et s'étendant le long de l'axe A autour du compresseur 2, de la chambre de combustion 3, et des turbines 4, 5, 6. Le flux d'air 10 qui pénètre dans la turbomachine est comprimé puis est mélangé à du carburant et brûlé dans la chambre de combustion 3, les gaz de combustion passant ensuite dans les turbines 4, 5, 6 pour entraîner en rotation les hélices 7, 8 qui fournissent la majeure partie de la poussée générée par la turbomachine. Les gaz de combustion 11 sortant des turbines sont expulsés à travers une tuyère 12 pour augmenter la poussée.The invention also relates to a turbomachine, characterized in that it comprises at least one device of the aforementioned type. The invention will be better understood and other details, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a view in perspective of a turbomachine with uncudged propellers according to the invention, - Figure 2 is a schematic sectional view of the turbomachine of Figure 1, along the axis of the turbomachine, - Figure 3 is a view of section illustrating the mounting of a portion of a device according to the invention, the section being taken along the axis of pivoting of the blade and the support, - Figure 4 is a sectional view of the device in a perpendicular plane 5 and 6 are perspective views of the bearing and the second shims, FIGS. 7 and 8 are perspective views of the support, first and second shims. and the nut, - Figure 9 is a seen In perspective of the device according to the invention, - Figure 10 is a perspective view of the support, the first wedges and the nut, - Figure 11 is a perspective view of the device according to the invention. FIGS. 1 and 2 show a turbomachine 1 with unducted propellers (in English "open rotor" or "unducted fan") which comprises from upstream to downstream, in the direction of flow of the gases inside the turbomachine 1 , a compressor 2, an annular combustion chamber 3, a high-pressure turbine 4, and two low-pressure turbines 5, 6 which are counter-rotating, that is to say which rotate in two opposite directions about the axis longitudinal A of the turbomachine 1. Each of these downstream turbines 5, 6 is integral in rotation with an outer helix 7, 8 extending radially outside the nacelle 9 of the turbomachine 1, this nacelle 9 being substantially cylindrical and extending along the axis A around the compressor 2, the combustion chamber 3, and the turbines 4, 5, 6. The air flow 10 which enters the turbomachine is compressed and then mixed with fuel and burned in the combustion chamber 3, the combustion gases then turbines 4, 5, 6 to rotate the propellers 7, 8 which provide most of the thrust generated by the turbomachine. The combustion gases 11 leaving the turbines are expelled through a nozzle 12 to increase the thrust.
Les hélices 7, 8 sont disposées coaxialement l'une derrière l'autre et comportent une pluralité de pales 9 régulièrement réparties autour de l'axe A de la turbomachine 1. Ces pales 9 s'étendent sensiblement radialement et sont du type à calage variable, c'est-à-dire qu'elles peuvent tourner autour de leurs axes de façon à optimiser leur position angulaire en fonction des conditions de fonctionnement de la turbomachine 1. La position des pales 9 est commandée par l'intermédiaire d'actionneurs (non représentés), tels par exemple que des vérins. Chaque hélice 7, 8 comprend un élément de rotor formé par un anneau polygonal (non représenté) qui s'étend autour de l'axe A et qui comporte une pluralité de logements radiaux sensiblement cylindriques dans lesquels sont engagés des dispositifs 13 permettant le montage des pales 9 et autorisant la rotation des pales 9 autour d'axes B, perpendiculaires à l'axe A. Dans ce qui suit, on qualifiera de distal ou haut, un élément qui est éloigné de l'axe A de la turbomachine 1. A l'inverse, on qualifiera de proximal ou bas, un élément qui est proche de l'axe A.The propellers 7, 8 are arranged coaxially one behind the other and comprise a plurality of blades 9 regularly distributed around the axis A of the turbomachine 1. These blades 9 extend substantially radially and are of the variable-pitch type , that is to say that they can rotate about their axes so as to optimize their angular position as a function of the operating conditions of the turbomachine 1. The position of the blades 9 is controlled by means of actuators ( not shown), such as for example cylinders. Each helix 7, 8 comprises a rotor element formed by a polygonal ring (not shown) which extends around the axis A and which comprises a plurality of substantially cylindrical radial housings in which are engaged devices 13 for mounting the blades 9 and allowing the rotation of the blades 9 about B axes, perpendicular to the axis A. In what follows, will be described as distal or high, an element which is remote from the axis A of the turbine engine 1. A conversely, one will describe as proximal or low, an element which is close to the axis A.
Comme cela est connu en soi, chaque pale 9 comprend à son extrémité proximale un pied à section en queue d'aronde, qui est engagé et retenu dans une rainure 14 ménagée dans une partie distale 15 d'un support 16 du dispositif 13 selon l'invention. Cette partie distale 15 comporte en outre deux bras 17 dits de contre-poids, apte à générer un couple permettant de garantir la mise en drapeau de la pale 9 en cas de défaillance de l'actionneur correspondant, par exemple en cas de rupture de la tige d'un vérin. La mise en drapeau consiste à ramener la pale 9 dans une position dans laquelle le bord de fuite s'étend dans le prolongement du bord d'attaque de la pale 9, dans le sens d'écoulement du flux d'air. Le support 16 comporte en outre une partie proximale creuse 17, également appelée le pied, de forme cylindrique. Des dents de crabotage 18 font saillie depuis la surface externe cylindrique du pied 17. Ces dents 18 sont au nombre de quatre et sont régulièrement réparties sur la périphérie. Le support 16 est réalisé par exemple en alliage de titane. Le pied 17 du support 16 est monté dans un palier 19 du dispositif 13, lui-même monté dans un logement de l'anneau de l'hélice. Le palier 19 comporte une partie annulaire interne 20 et une partie annulaire externe 21 coaxiales et aptes à pivoter l'une par rapport à l'autre autour de l'axe B. Des organes de roulement, ici des rouleaux 22, sont montés entre les parties annulaires interne et externe 20, 21. Ces parties peuvent former elles-mêmes des pistes de roulement pour les organes de roulement 22. A l'inverse, des bagues intermédiaires montées radialement entre les parties interne et externe 20, 21 peuvent former les pistes de roulement. Les parties interne et externe 20, 21 sont réalisées par exemple en acier. Les termes axial et radial sont utilisés par référence à l'axe B de pivotement du support 16 dans le palier 19, qui est également l'axe de la pale 9, du pied 17 et des parties interne 20 et externe 21. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 3, le palier 19 comporte deux rangées de rouleaux 22, à savoir une rangée proximale et une rangée distale (figure 3). Les rouleaux 22 sont coniques ou cylindrique et s'étendent suivant un angle d'environ 45° avec l'axe B. Les parties interne et externe 20, 21 forment les pistes de roulement pour les rouleaux 22 de la rangée proximale. La partie externe 21 forme une piste de roulement pour les rouleaux 22 de la rangée distale, une bague intermédiaire 23 formant la piste de roulement radialement interne pour les rouleaux 22 de la rangée distale. Cette bague intermédiaire 23 est couplée en rotation à la partie interne 20 du palier 19.As is known per se, each blade 9 comprises at its proximal end a dovetailed section foot, which is engaged and retained in a groove 14 formed in a distal portion 15 of a support 16 of the device 13 according to the invention. 'invention. This distal portion 15 further comprises two so-called counterweight arms 17, capable of generating a torque to guarantee the feathering of the blade 9 in the event of failure of the corresponding actuator, for example in the event of failure of the rod of a cylinder. The feathering consists of bringing the blade 9 back to a position in which the trailing edge extends in the extension of the leading edge of the blade 9, in the direction of flow of the air flow. The support 16 further comprises a hollow proximal portion 17, also called the foot, of cylindrical shape. Jambing teeth 18 protrude from the cylindrical outer surface of the foot 17. These teeth 18 are four in number and are evenly distributed around the periphery. The support 16 is made for example of titanium alloy. The foot 17 of the support 16 is mounted in a bearing 19 of the device 13, itself mounted in a housing of the ring of the propeller. The bearing 19 comprises an inner annular portion 20 and an outer annular portion 21 coaxial and pivotable relative to each other about the axis B. Rolling members, here rollers 22, are mounted between the internal and external annular portions 20, 21. These portions may themselves form rolling tracks for the rolling members 22. In contrast, intermediate rings mounted radially between the inner and outer portions 20, 21 may form the tracks. rolling. The inner and outer portions 20, 21 are made for example of steel. The axial and radial terms are used with reference to the pivot axis B of the support 16 in the bearing 19, which is also the axis of the blade 9, the foot 17 and the inner and outer portions 21. In the form embodiment shown in Figure 3, the bearing 19 comprises two rows of rollers 22, namely a proximal row and a distal row (Figure 3). The rollers 22 are tapered or cylindrical and extend at an angle of approximately 45 ° to the B axis. The inner and outer portions 20, 21 form the raceways for the rollers 22 of the proximal row. The outer portion 21 forms a raceway for the rollers 22 of the distal row, an intermediate ring 23 forming the radially inner raceway for the rollers 22 of the distal row. This intermediate ring 23 is coupled in rotation to the inner part 20 of the bearing 19.
Des dents de crabotage 24 s'étendent radialement vers l'intérieur depuis la surface interne cylindrique de la partie interne 20 du palier 19. Ces dents 24 sont au nombre de quatre et sont régulièrement réparties sur la périphérie. La surface distale de chaque dent 24 comporte deux plots 25 (ou goupilles) cylindriques de positionnement, décalés l'un de l'autre et s'étendant chacun selon l'axe B (figure 6). L'espacement angulaire entre les dents 24 de la partie interne 20 est au moins égal à l'étendue angulaire des dents 18 du pied 17, afin de permettre le montage du pied 17 dans la partie interne 20 par crabotage. Lors d'un tel montage, des cales 26 sont montées au-dessus des dents 24 de la partie interne 20 du palier 19. Chaque cale 26 a une section en arc de cercle et s'étend suivant l'axe B. L'extrémité proximale de chaque cale 26 comporte deux trous 27, destinés à l'insertion des plots de positionnement 25. De cette manière, chaque cale 26 est maintenue en position au-dessus de la dent correspondante 24 par les plots 25.The clutching teeth 24 extend radially inwardly from the cylindrical internal surface of the inner portion 20 of the bearing 19. These teeth 24 are four in number and are evenly distributed around the periphery. The distal surface of each tooth 24 has two cylindrical studs 25 (or pins) positioning, offset from each other and each extending along the axis B (Figure 6). The angular spacing between the teeth 24 of the inner portion 20 is at least equal to the angular extent of the teeth 18 of the foot 17, to allow mounting of the foot 17 in the inner portion 20 by interconnection. During such an assembly, shims 26 are mounted above the teeth 24 of the inner portion 20 of the bearing 19. Each shim 26 has a section of an arc and extends along the axis B. The end proximal of each wedge 26 has two holes 27 for the insertion of the positioning studs 25. In this manner, each wedge 26 is held in position above the corresponding tooth 24 by the studs 25.
L'étendue angulaire des cales 26 est supérieure à l'étendue angulaire des dents 24 de la partie interne 20. Ainsi les bords latéraux des cales 26 dépassent de part et d'autre des bords latéraux desdites dents 24. Ces cales 26 sont introduites depuis l'extrémité distale de la partie interne 20 du palier 19. Chaque cale 26 a une forme générale de coin, c'est-à-dire présente une section augmentant de son extrémité distale vers son extrémité proximale (voir angle a à la figure 3). L'étendue angulaire des espaces ou intervalles 28 ménagés entre les cales 26 sont au moins égales aux étendues angulaires des dents 18 du pied 17, afin de permettre le montage du pied 17 dans la partie interne 20. Le pied 17 du support 16 est ensuite engagé dans la partie interne 20 du palier 19, de manière à le faire coulisser le long de l'axe B. La position angulaire du pied 17 par rapport à la partie interne 20 du palier 19 est telle que les dents 18 du pied 17 sont alignés axialement avec les intervalles formés entre les dents 24 de la partie interne 20 du palier 19 et avec les intervalles 28 formés entre les cales 26 Une fois que le pied 17 est complètement inséré dans la partie interne 20, celui-ci est pivoté autour de l'axe B par rapport à la partie interne 20, de manière à ce que les dents 18 du pied 17 soient situées dans l'alignement et sous les dents 24 de la partie interne 20. Des cales 29 sont alors introduites dans les intervalles précités. Ces cales 29 ont une section en arc de cercle et s'étendent suivant l'axe B.The angular extent of the wedges 26 is greater than the angular extent of the teeth 24 of the inner part 20. Thus, the lateral edges of the wedges 26 protrude on either side of the lateral edges of said teeth 24. These wedges 26 are introduced from the distal end of the inner portion 20 of the bearing 19. Each wedge 26 has a generally wedge shape, that is to say has a section increasing from its distal end towards its proximal end (see angle a in FIG. 3 ). The angular extent of the spaces or gaps 28 formed between the wedges 26 are at least equal to the angular expanses of the teeth 18 of the foot 17, in order to allow mounting of the foot 17 in the inner part 20. The foot 17 of the support 16 is then engaged in the inner portion 20 of the bearing 19, so as to slide along the axis B. The angular position of the foot 17 relative to the inner portion 20 of the bearing 19 is such that the teeth 18 of the foot 17 are aligned axially with the gaps formed between the teeth 24 of the inner portion 20 of the bearing 19 and with the gaps 28 formed between the wedges 26. Once the foot 17 is completely inserted into the inner part 20, the latter is pivoted around the axis B relative to the inner portion 20, so that the teeth 18 of the foot 17 are located in the alignment and under the teeth 24 of the inner portion 20. Wedges 29 are then introduced in the aforementioned intervals . These wedges 29 have a section in an arc and extend along the axis B.
Elles sont introduites depuis l'extrémité proximale du pied 17 et de la partie interne 20. Chaque cale 29 a une forme générale de coin, c'est-à-dire présente une section augmentant de son extrémité distale vers son extrémité proximale (voir angle a à la figure 3). Chaque cale 29 s'étend angulairement le long de l'ensemble de l'intervalle correspondant ménagé 20 entre les dents 18, 24 ou entre les cales 26, de manière à empêcher la rotation du pied 17 par rapport à la partie interne 20 du palier 19, par appui des dents correspondantes 18, 24 sur les bords latéraux des cales 29. Les surfaces radialement interne et radialement externe des cales 26, 29, en portion de cylindre, s'étendent dans le prolongement les unes 25 des autres, sur toute la périphérie. Comme cela est mieux visible à la figure 8, la partie proximale 30 de chaque cale 29 est plus large que la partie distale 31, les deux parties 30, 31 formant ainsi un épaulement définissant une surface d'appui radiale 32 tournée vers l'extrémité distale de la cale 29. Les bords latéraux des 30 extrémités proximales des cales 26 peuvent ainsi venir en appui sur les surfaces d'appui 32 des cales 29.They are introduced from the proximal end of the foot 17 and the inner part 20. Each wedge 29 has a generally wedge shape, that is to say has a section increasing from its distal end towards its proximal end (see FIG. a in Figure 3). Each shim 29 extends angularly along the entire corresponding gap formed between the teeth 18, 24 or between the wedges 26, so as to prevent the rotation of the foot 17 relative to the inner portion 20 of the bearing 19, by supporting the corresponding teeth 18, 24 on the lateral edges of the wedges 29. The radially inner and radially outer surfaces of the wedges 26, 29, in cylinder portions, extend in the extension of each other, over any the suburbs. As best seen in FIG. 8, the proximal portion 30 of each shim 29 is wider than the distal portion 31, the two portions 30, 31 thus forming a shoulder defining a radially bearing surface 32 facing towards the end. distal of the wedge 29. The lateral edges of the proximal ends of the wedges 26 can thus bear against the bearing surfaces 32 of the wedges 29.
Un écrou 33 est ensuite vissé sur l'extrémité proximale du pied 17. Cet écrou 33 comporte des encoches 34 à sa périphérie radialement externe, lesdites encoches 34 étant destinées à coopérer avec un outil de serrage.A nut 33 is then screwed onto the proximal end of the foot 17. This nut 33 has notches 34 at its radially outer periphery, said notches 34 being intended to cooperate with a clamping tool.
Lors du vissage de l'écrou 33, celui-ci appuie sur l'extrémité proximale des cales 29 qui, elles-mêmes, appuient sur les cales 26 par l'intermédiaire des surfaces d'appui 32. Du fait de la forme en coin, les cales 26, 29 sont, lors de l'insertion et lors du serrage de l'écrou 33, progressivement coincées entre les surfaces cylindriques concentriques du pied 17 du support 16 et de la partie interne 20 du palier 19, assurant ainsi ajustement serré ou un frettage du pied 17 dans la partie interne 20. Compte tenu du positionnement des cales 26, 29, ce frettage est réalisé de façon homogène et continu (ou quasiment continu) sur toute la périphérie du pied 17 et de la partie interne 20 du palier 19.When the nut 33 is screwed on, the latter presses on the proximal end of the wedges 29 which, themselves, bear on the wedges 26 via the bearing surfaces 32. Due to the wedge shape , the wedges 26, 29 are, during the insertion and during the tightening of the nut 33, progressively wedged between the concentric cylindrical surfaces of the foot 17 of the support 16 and the inner part 20 of the bearing 19, thus ensuring a tight fit or a hooping of the foot 17 in the inner portion 20. Given the positioning of the wedges 26, 29, this hooping is performed in a homogeneous and continuous (or almost continuous) manner over the entire periphery of the foot 17 and the inner portion 20 of the bearing 19.
Comme indiqué précédemment, un tel frettage est nécessaire afin d'éviter des vibrations et une détérioration du palier 19 en fonctionnement. Ce frettage doit être garanti en fonctionnement. Comme rappelé précédemment, le pied 19 est réalisé en alliage de titane et la partie interne 20 du palier 19 est réalisé en acier, ce qui peut générer des phénomènes de dilatations différentielles à des températures élevées. Or, en fonctionnement, le pied 17 et le palier 19 sont soumis à des températures atteignant classiquement 150°C à 180°C. Il est donc préférable de réaliser les cales 26, 29 dans un matériau permettant de compenser de telles dilatations différentielles afin de garantir un frettage suffisant sans avoir à presser trop fortement ces cales 26, 29 au montage. Un matériau capable de remplir une telle fonction est par exemple de l'aluminium ou un alliage du type X60NiMnCr13-5-3, commercialisé par la société AUBERT & DUVAL sous la référence GD223. L'avantage d'un 30 alliage de type X60NiMnCr13-5-3 est qu'il présente un module d'Young plus important que l'aluminium, et donc de meilleurs caractéristiques mécaniques. Un tel dispositif 13 selon l'invention peut ainsi être aisément monté et démonté, assure un frettage efficace et homogène du pied 17 dans la partie interne 20 du palier 19, quelles que soient les conditions de fonctionnement. L'utilisation de dents de crabotage 18, 24 permet de supporter des efforts centrifuges élevés. Selon une variante non représentée, le pied 17 et la partie interne 20 du palier 19 peuvent comporter plusieurs rangées de dents 18, 24, de manière à pouvoir supporter des efforts centrifuges encore plus élevés. Le nombre et la disposition des dents 18, 24 et des cales 26, 29 permet d'avoir accès aisément aux différents intervalles entre les dents 18, 24 et les cales 26, 29, malgré la présence des bras de contre-poids 17. Bien entendu, il est possible de faire varier ce nombre en fonction des besoins.As indicated above, such hooping is necessary in order to avoid vibrations and deterioration of the bearing 19 during operation. This hooping must be guaranteed in operation. As mentioned above, the foot 19 is made of titanium alloy and the inner portion 20 of the bearing 19 is made of steel, which can generate differential expansion phenomena at high temperatures. However, in operation, the foot 17 and the bearing 19 are subjected to temperatures typically reaching 150 ° C to 180 ° C. It is therefore preferable to make the wedges 26, 29 in a material making it possible to compensate for such differential expansions in order to guarantee sufficient hooping without having to press these blocks 26, 29 too strongly during assembly. A material capable of fulfilling such a function is, for example, aluminum or an alloy of the X60NiMnCr13-5-3 type marketed by AUBERT & DUVAL under the reference GD223. The advantage of an X60NiMnCr13-5-3 type alloy is that it has a greater Young's modulus than aluminum, and therefore better mechanical characteristics. Such a device 13 according to the invention can thus be easily mounted and disassembled, provides an effective and uniform hooping of the foot 17 in the inner portion 20 of the bearing 19, whatever the operating conditions. The use of jaw teeth 18, 24 can withstand high centrifugal forces. According to a variant not shown, the foot 17 and the inner portion 20 of the bearing 19 may comprise several rows of teeth 18, 24, so as to withstand even higher centrifugal forces. The number and arrangement of the teeth 18, 24 and wedges 26, 29 allows easy access to the different intervals between the teeth 18, 24 and the wedges 26, 29, despite the presence of the counterweight arms 17. Well heard, it is possible to vary this number according to needs.
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