FR3136851A1 - Système de verrouillage d'aubes d'un module de soufflante muni d'un dispositif de maintien d'une bride de pivot - Google Patents

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Abstract

La présente invention porte sur un module (5) pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu annulaire (10) comportant au moins un logement de pied d'aube (12), ledit logement de pied d'aube (12) comportant une paroi de retenue (15), - au moins une aube (11) munie d’un pied d'aube (13) destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube (12), caractérisé en ce que ledit module redresseur (5) comporte en outre un système de verrouillage (17) en position de l'aube (11) comprenant: - une bride de pivot (18) liée mécaniquement au pied d'aube (13), - un dispositif de maintien (20) de la bride de pivot (18) à l'intérieur du logement de pied d'aube (12) configuré pour autoriser une rotation de la bride de pivot (18) autour d'un axe (Y) de l'aube (11), et - des organes de serrage (27) assurant un serrage de la bride de pivot (18) contre la paroi de retenue (15) de façon à immobiliser l'aube (11) dans une position angulaire de l'aube (11) souhaitée. Figure 3

Description

SYSTÈME DE VERROUILLAGE D'AUBES D'UN MODULE DE SOUFFLANTE MUNI D'UN DISPOSITIF DE MAINTIEN D'UNE BRIDE DE PIVOT
La présente invention porte sur un système de verrouillage d'aubes d'un module de soufflante muni d'un dispositif de maintien d'une bride de pivot. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec un module redresseur de soufflante.
De façon connue en soi, une soufflante de turbomachine comprime l’air qui pénètre dans le moteur. Une grande partie de cet air constitue le flux secondaire, et l’autre partie constitue le flux primaire. Ce dernier passe par un compresseur basse pression solidaire de la soufflante, par un compresseur haute pression, par la chambre de combustion, par la turbine haute pression et, pour finir, par la turbine basse pression avant d’être éjecté.
La montre une machine de test 1 pour un banc d'essai comportant d'amont en aval, une veine d'écoulement amont 2, une soufflante 3 ayant un module rotor 4 à aubage mobile et un module redresseur 5 à aubage fixe, ainsi qu'une veine d'écoulement aval 6.
Le module rotor 4 procure une accélération aux particules d'air, en les déviant par rapport à l’axe X du moteur. Le module redresseur 5 ralentit les particules d'air et transforme une partie de leur vitesse en pression. Le module redresseur 5 ramène l’écoulement de l’air, accéléré par le module rotor 4, dans l’axe X du moteur.
Lors d'une campagne d'essais, il est important de pouvoir assurer un montage et un démontage rapide d'une aube ainsi qu'une modification de son calage angulaire pour la recherche d'un réglage optimum de la turbomachine. Ces opérations doivent pouvoir être effectuées le plus rapidement possible sans avoir à démonter la machine dans la mesure où cette dernière est complètement instrumentée.
Les documents FR2992347 et FR2003206 décrivent des moyeux munis d'aubes à calage variable destinés à être utilisés dans une turbomachine propulsant un aéronef. Toutefois, les dispositifs existants ne sont pas entièrement satisfaisants dans la mesure où, en plus d'être complexes, ils ne permettent pas de garantir une tenue mécanique des pièces et de l’assemblage à tous les régimes de fonctionnement de la turbomachine.
L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un module pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant:
- un moyeu annulaire comportant au moins un logement de pied d'aube, ledit logement de pied d'aube comportant une paroi de retenue,
- au moins une aube munie d’un pied d'aube destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube,
- ledit module redresseur comporte en outre un système de verrouillage en position de l'aube comprenant:
- une bride de pivot liée mécaniquement au pied d'aube,
- un dispositif de maintien de la bride de pivot à l'intérieur du logement de pied d'aube configuré pour autoriser une rotation de la bride de pivot autour d'un axe de l'aube, et
- des organes de serrage assurant un serrage de la bride de pivot contre la paroi de retenue de façon à immobiliser l'aube dans une position angulaire de l'aube souhaitée.
L'invention permet ainsi de modifier aisément le calage angulaire de l'aube pendant l’essai sans avoir à démonter la machine de test. L'invention respecte également le profil aérodynamique de la veine quelle que soit la position de l’aube, les vibrations, ou ses déplacements internes dus à des phénomènes de pompage ou de flux transitoires lors d'un changement de calage. En cas de casse d'une aube, l'invention permet en outre de faciliter un démontage in situ. L'invention présente également l'avantage d'être une solution simple à implémenter contenant un minimum de pièces.
Selon une réalisation de l'invention, le dispositif de maintien de la bride de pivot comporte au moins une vis épaulée insérée à l’intérieur d’une rainure circonférentielle réalisée dans la paroi de retenue de façon à coopérer avec la bride de pivot.
Selon une réalisation de l'invention, la vis épaulée vient en butée contre un rebord réalisé dans la rainure circonférentielle.
Selon une réalisation de l'invention, le dispositif de maintien de la bride de pivot comporte une rondelle d'arrêt disposée à l'intérieur d'une gorge réalisée dans une face interne du logement de pied d'aube, de sorte que la bride de pivot est maintenue entre la rondelle d'arrêt et la paroi de retenue.
Selon une réalisation de l'invention, les organes de serrage sont constitués par deux vis coopérant chacune avec un écrou de serrage correspondant.
Selon une réalisation de l'invention, chaque vis est insérée à l'intérieur d'une ouverture de passage de vis réalisée dans le pied d'aube, une rainure circonférentielle réalisée dans la paroi de retenue, et une ouverture réalisée dans la bride de pivot.
Selon une réalisation de l'invention, les vis sont munies chacune d'une tête de vis disposée à l'intérieur d'une creusure de forme correspondante réalisée dans le pied d'aube de façon à présenter une face externe affleurant avec une face externe du pied d'aube.
Selon une réalisation de l'invention, la bride de pivot présente une forme annulaire d'orientation radiale par rapport à un axe de l’aube.
Selon une réalisation de l'invention, le moyeu annulaire est un moyeu monobloc.
Selon une réalisation de l'invention, le module est un module redresseur.
La présente invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles:
La , déjà décrite, est une vue en coupe longitudinale d'une machine de test avec laquelle est mise en œuvre l'invention;
La est une vue en perspective d'un module redresseur pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef selon la présente invention;
La est une vue en perspective éclatée d'un module redresseur pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef selon la présente invention;
La est une vue en perspective d'un logement de pied d'aube dans lequel est installée une bride de pivot selon l'invention;
La est une vue en coupe transversale du pied d'aube et du système de verrouillage selon l'invention installé à l'intérieur du logement de pied d'aube;
La est une vue en perspective et en coupe illustrant une variante de réalisation du dispositif de maintien de la bride de pivot selon l'invention.
Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation présentent les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
La montre un module redresseur 5 pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant un moyeu annulaire 10 ayant un axe X1 et une pluralité d'aubes 11.
Le moyeu annulaire 10 comporte une pluralité de logements de réception de pied d'aube 12. Avantageusement, le moyeu annulaire 10 est un moyeu monobloc. En variante, le moyeu annulaire 10 pourrait être formé par deux éléments annulaires coaxiaux fixés l'un à l'autre et définissant entre eux les logements de réception de pied d'aube 12.
Chaque logement de pied d'aube 12 comporte une paroi de retenue 15. La paroi de retenue 15 est issue d'une face interne du logement 12 et s'étend radialement depuis la face interne du logement 12 vers le centre du logement 12. La paroi de retenue 15 présente une ouverture de passage 16 d'une portion cylindrique du pied d'aube 13 (cf. ).
Les aubes 11 s'étendent radialement vers l'extérieur du moyeu 10 suivant leur axe Y. Les aubes 11 sont réparties angulairement de façon régulière suivant une circonférence du moyeu 10. Chaque aube 11 est munie d'un pied d'aube 13 de forme globalement cylindrique destiné à être disposé à l'intérieur d'un logement de pied d'aube 12.
Un système de verrouillage 17 en position de l'aube 11 permet, dans un état déverrouillé, d'autoriser une rotation du pied d'aube 13 à l'intérieur d'un logement 12 correspondant autour de l'axe Y de façon à sélectionner une position angulaire souhaitée de l'aube 11 pour un essai et dans un état verrouillé d'immobiliser l'aube 11 à l'intérieur du logement 12 dans la position angulaire souhaitée.
Comme on peut le voir sur les figures 3, 4, et 5, le système de verrouillage 17 comporte une bride de pivot 18 liée mécaniquement au pied d'aube 13. La bride de pivot 18 présente une forme annulaire d'orientation radiale par rapport à l'axe Y de l’aube 11. La bride de pivot 18 est coaxiale avec l'axe de l'ouverture de la paroi de retenue 15.
La bride de pivot 18 est destinée à venir en appui contre une face interne de la paroi de retenue 15 tandis que le pied d'aube 13 est destiné à venir en appui contre une face externe de la paroi de retenue 15. La face interne de la paroi de retenue 15 est tournée vers l'axe X1 du moyeu 10 tandis que la face externe de la paroi de retenue 15 est tournée vers l'extérieur du moyeu 10.
En outre, un dispositif de maintien 20 de la bride de pivot 18 à l'intérieur du logement de pied d'aube 12 est configuré pour autoriser une rotation de la bride de pivot 18 autour de l'axe Y de l'aube 11 avant un verrouillage en position de ladite bride de pivot 18.
Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, le dispositif de maintien 20 de la bride de pivot 18 comporte au moins une vis épaulée 21, en l'occurrence deux vis épaulées, insérées chacune à l’intérieur d’une rainure circonférentielle 22 réalisée dans la paroi de retenue 15 de façon à coopérer avec la bride de pivot 18, via un trou taraudé 23. Une rainure circonférentielle 22 s'étend sur une portion de circonférence de la paroi de retenue 15 suivant un diamètre intermédiaire situé entre un diamètre interne et un diamètre externe de la paroi de retenue 15. Chaque vis épaulée 21 vient en butée contre un rebord 24 réalisé dans la rainure circonférentielle 22.
En outre, des organes de serrage 27 assurent un serrage de la bride de pivot 18 contre la paroi de retenue 15 de façon à immobiliser l'aube 11 dans la position angulaire de l'aube 11 souhaitée. Les organes de serrage 27 sont constitués par deux vis coopérant chacune avec un écrou de serrage correspondant.
Chaque vis 27 est insérée à l'intérieur d'une ouverture de passage de vis 25 réalisée dans le pied d'aube 13, une rainure circonférentielle 28 réalisée dans la paroi de retenue 15, une ouverture 29 réalisée dans la bride de pivot 18, et coopère avec un écrou de serrage 30 correspondant. Une rainure circonférentielle 28 s'étend sur une portion de circonférence de la paroi de retenue 15 suivant un diamètre intermédiaire situé entre un diamètre interne et un diamètre externe de la paroi de retenue 15. Les rainures circonférentielles 22 et 28 s'étendent suivant un même diamètre.
Les vis 27 sont munies chacune d'une tête de vis 33 disposée à l'intérieur d'une creusure 34 de forme correspondante réalisée dans le pied d'aube 13 de façon à présenter une face externe affleurant avec une face externe du pied d'aube 13. On garantit ainsi un profil de veine optimum du fait de la continuité de la surface entre les tête de vis 33 et le pied d'aube 13. L'invention évite toute interférence avec le flux aérodynamique de la veine.
Alternativement, les organes de serrage 27 pourront prendre la forme d'éléments autres que des vis comme par exemple des goujons, des rivets, ou tout autre organe de serrage adapté à l'application.
On décrit ci-après le fonctionnement du système de verrouillage 17 en position de l'aube 11 selon l'invention.
La bride de pivot 18 est pré-montée sur le moyeu 10 à l’aide des vis épaulées 21 permettant de ne pas la perdre mais laissant la possibilité à celle-ci de tourner autour de l’axe Y de l'aube 11 suivant la rainure circonférentielle 22 conférant un degré de liberté en rotation à la bride de pivot 18. Il est ensuite possible d'installer l’aube à l'intérieur de son logement 12 à l'aide des vis de serrage 27 sans les serrer complètement.
On choisit ensuite le calage angulaire de l'aube 11 et on finit de serrer les vis 27 qui assurent un serrage de la bride de pivot 18 contre la paroi de retenue 15 de façon à immobiliser l'aube 11 dans une position angulaire souhaitée. La paroi de retenue 15 est alors serrée entre une portion du pied d'aube 13 située dans une partie supérieure du logement 12 et la bride de pivot 18 située dans une partie inférieure du logement 12, tel que montré sur la . La bride de pivot 18 est alors verrouillée en position.
Afin d'effectuer une modification de la position angulaire d'une aube 11, on effectue un léger desserrage de la bride de pivot 18 afin de pouvoir modifier l’orientation des aubes 11 suivant l'angle souhaité.
Les opérations de manipulation de l'aube 11 et de serrage ou de desserrage des vis de fixation pourront être effectuées par un opérateur humain ou un robot.
L'invention permet ainsi d'effectuer une modification rapide du calage des aubes 11 entre deux essais. En outre, en cas de casse d’une aube 11, le démontage peut être effectué in situ, ce qui constitue un gain de temps important.
Alternativement, dans le mode de réalisation de la , le dispositif de maintien 20 de la bride de pivot 18 comporte une rondelle d'arrêt 38 disposée à l'intérieur d'une gorge 39 réalisée dans une face interne du logement 12, de sorte que la bride de pivot 18 est maintenue entre la rondelle d'arrêt 38 et la paroi de retenue 15. La bride de pivot 18 pourra être montée sur le moyeu 10 sur table puis les aubes 11 pourront être assemblées sur la machine.
En variante, le module de soufflante pourra être un module rotor.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
En outre, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims (10)

  1. Module (5) pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant:
    - un moyeu annulaire (10) comportant au moins un logement de pied d'aube (12), ledit logement de pied d'aube (12) comportant une paroi de retenue (15),
    - au moins une aube (11) munie d’un pied d'aube (13) destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube (12),
    caractérisé en ce que ledit module redresseur (5) comporte en outre un système de verrouillage (17) en position de l'aube (11) comprenant:
    - une bride de pivot (18) liée mécaniquement au pied d'aube (13),
    - un dispositif de maintien (20) de la bride de pivot (18) à l'intérieur du logement de pied d'aube (12) configuré pour autoriser une rotation de la bride de pivot (18) autour d'un axe (Y) de l'aube (11), et
    - des organes de serrage (27) assurant un serrage de la bride de pivot (18) contre la paroi de retenue (15) de façon à immobiliser l'aube (11) dans une position angulaire de l'aube (11) souhaitée.
  2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de maintien (20) de la bride de pivot (18) comporte au moins une vis épaulée (21) insérée à l’intérieur d’une rainure circonférentielle (22) réalisée dans la paroi de retenue (15) de façon à coopérer avec la bride de pivot (18).
  3. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vis épaulée (21) vient en butée contre un rebord (24) réalisé dans la rainure circonférentielle (22).
  4. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de maintien (20) de la bride de pivot (18) comporte une rondelle d'arrêt (38) disposée à l'intérieur d'une gorge (39) réalisée dans une face interne du logement de pied d'aube (12), de sorte que la bride de pivot (18) est maintenue entre la rondelle d'arrêt (38) et la paroi de retenue (15).
  5. Module selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les organes de serrage (27) sont constitués par deux vis coopérant chacune avec un écrou de serrage (30) correspondant.
  6. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque vis (27) est insérée à l'intérieur d'une ouverture de passage de vis (25) réalisée dans le pied d'aube (13), une rainure circonférentielle (28) réalisée dans la paroi de retenue (15), et une ouverture (29) réalisée dans la bride de pivot (18).
  7. Module selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les vis (27) sont munies chacune d'une tête de vis (33) disposée à l'intérieur d'une creusure (34) de forme correspondante réalisée dans le pied d'aube (13) de façon à présenter une face externe affleurant avec une face externe du pied d'aube (13).
  8. Module selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bride de pivot (18) présente une forme annulaire d'orientation radiale par rapport à un axe (Y) de l’aube (11).
  9. Module selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moyeu annulaire (10) est un moyeu monobloc.
  10. Module selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le module est un module redresseur (5).
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