Brevet FR3021714A1 — publié le 20151204

OBTURATEUR D'ORIFICE DE FIXATION D'AUBE D'UN REDRESSEUR DE TURBOMACHINE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Le domaine de l'invention est relatif au domaine des redresseurs de turbomachine et plus particulièrement aux aubes de redresseurs. ARRIÈRE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Une turbomachine à double flux pour la propulsion aéronautique est représentée schématiquement à la figure 1. Elle comprend une soufflante 10 délivrant un flux d'air dont une partie centrale, appelée flux primaire Fp, est injectée dans un compresseur 12 qui alimente une turbine 14 entrainant la soufflante. La partie périphérique, appelée flux secondaire FS, du flux d'air est quant à elle éjectée vers l'atmosphère pour fournir une partie de la poussée de la turbomachine 1, après avoir franchi une couronne d'aubes fixes disposée en aval de la soufflante. Cette couronne, appelée redresseur 20 (également connue sous l'acronyme anglais OGV pour « Outlet Guide Vane » permet de redresser le flux d'air en sortie de la soufflante tout en limitant les pertes au maximum. En effet, une diminution de 0.1 % des pertes (par exemple diminution de la pression) dans le redresseur peut entrainer une augmentation de 0.2 point de rendement sur l'ensemble comprenant la soufflante et le redresseur, la correspondance entre les pertes et le rendement dépendant bien entendu du moteur et de la charge aérodynamique de la soufflante associée. Par conséquent, il convient d'optimiser le débit d'air dans la veine du redresseur et de minimiser les pertes. Les aubes du redresseur 20 sont fixées sur un moyeu 30 par le moyen de vis. A cet effet, la figure 2 illustre une vue en coupe d'un pied d'aube de redresseur au niveau de son attache sur le moyeu 30 de la turbomachine. Comme illustré, le 3021714 2 pied d'aube comporte des orifices de fixation 22 permettant de relier l'aube mécaniquement au moyeu 30 par des moyens de vissage 23. Les orifices de fixation 22 sont formés un premier alésage traversant 22a et par un deuxième alésage borgne 22b, présentant un diamètre supérieur, débouchant au niveau 5 de la face supérieure du pied, dont le diamètre est adapté pour le passage de la tête 24 des moyens de vissage 23. Une bague ou une coupelle 25 peut être positionnée dans l'alésage borgne 22B entre le moyen de vissage 23 et le pied 21 de manière à éviter le matage ou le marquage des pièces. Ces alésages créent des faces d'arrêt pour le flux d'air conduisant à des 10 turbulences aérodynamiques du flux d'air dans la veine du redresseur. Pour remédier à ce problème, il a été proposé de remplir ces alésages (une fois l'aube en position) par un composé à base de silicone connue sous l'acronyme RTV Silicone pour « Room Température Vulcanizing » afin de supprimer toutes faces d'arrêt dans la veine redresseur et notamment au niveau des pieds 15 d'aubes. Or l'utilisation de ce composé à base de silicone nécessite un temps de séchage important et occasionne par conséquent une augmentation de la durée des opérations de montage. L'utilisation de silicone pour le remplissage des orifices de fixations augmente également le temps de démontage, notamment 20 lors des opérations de maintenance car il est nécessaire de retirer le composé et de nettoyer les orifices avant remontage. DESCRIPTION GÉNÉRALE DE L'INVENTION Dans ce contexte, l'invention vise à fournir un obturateur d'orifice de fixation permettant de combler ces orifices de fixation après le montage des aubes de 25 redresseur et de s'affranchir de l'utilisation de composé de remplissage à base de polymère permettant ainsi de réduire le temps des opérations de montage et de démontage des aubes de redresseur d'une turbomachine, tout en assurant une continuité de la veine du redresseur. 3021714 3 A cette fin, l'invention concerne un obturateur d'un orifice de fixation d'une aube de redresseur de soufflante d'une turbomachine, ladite aube présentant une pale solidaire d'un pied pourvu d'orifices de fixation, ledit obturateur étant caractérisé en ce qu'il comporte : 5 - une coupelle adaptée pour être solidarisée dans ledit orifice de fixation d'une aube de redresseur ; - un bouchon de forme cylindrique coopérant avec ladite coupelle, ledit bouchon comportant une face supérieure présentant une inclinaison par rapport au plan de pose dudit bouchon ; 10 - un moyen de guidage adapté pour positionner ledit bouchon sur ladite coupelle dans une position, dite position de service, dans laquelle la face supérieure dudit bouchon coïncide avec le niveau de la surface du pied d'aube ; - un moyen de blocage permettant de bloquer le bouchon dans ladite 15 position de service. L'obturateur selon l'invention permet ainsi de s'affranchir de l'utilisation d'un composé à base de silicone pour le remplissage des orifices de fixation tout en préservant la continuité de la veine du redresseur. L'obturateur selon l'invention présente également l'avantage de comporter un 20 moyen de blocage par obstacle permettant de s'assurer que le bouchon en position ne se délogera pas en vol. L'obturateur selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 25 - ladite coupelle comporte des pions de positionnement pour le positionnement de ladite coupelle dans l'orifice de fixation d'une aube de redresseur ; - les pions de positionnement forme un détrompeur ; - ledit moyen de guidage est adapté pour positionner ledit bouchon, dans ladite position de service, par rotation ; 3021714 4 - ledit moyen de guidage est adapté pour positionner ledit bouchon par quart de tour ; - ledit moyen de guidage est formé par un ergot agencé sur ledit bouchon coopérant avec une lumière agencée sur ladite coupelle ; 5 - le bouchon comporte au niveau de sa face supérieure une empreinte pour le positionnement d'un outil ; - le moyen de blocage est formé par une surépaisseur de matière sur ledit bouchon coopérant avec un évidement agencé sur la coupelle ; - le moyen de blocage est formé par un bourrelet périphérique agencé sur 10 la partie inférieure du bouchon coopérant avec un évidement périphérique agencé sur la coupelle. L'invention a également pour objet un redresseur de soufflante d'une turbomachine comportant un moyeu et une pluralité de d'aubes présentant une pale et un pied, ledit pied présentant des orifices pour la fixation des aubes sur 15 ledit moyeu, ledit redresseur étant caractérisé en ce qu'il comporte des obturateurs selon l'invention pour combler les orifices de fixation des pieds d'aubes. L'invention a également pour objet une turbomachine caractérisée en ce qu'elle comporte un redresseur de soufflante selon l'invention. zo L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit et en référence aux figures dont la liste est donnée ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1, déjà décrite, représente schématiquement une turbomachine à double flux. 25 La figure 2, déjà décrite, représente une vue en coupe du pied d'une aube de redresseur au niveau d'un orifice de fixation de l'aube. La figure 3 est une vue en perspective d'un obturateur selon l'invention se logeant dans les orifices de fixation des aubes de redresseur. 3021714 5 La figure 4 est une vue éclatée d'un obturateur selon l'invention se logeant dans les orifices de fixation des aubes de redresseur. La figure 5 représente une vue partielle en coupe d'un pied d'aube de redresseur d'une turbomachine au niveau d'un orifice de fixation avec 5 l'obturateur selon l'invention en position. La figure 6 représente une vue en coupe partielle de l'obturation selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION DE L'INVENTION En référence aux figures 3 et 4, l'obturateur 100 selon l'invention est destiné à 10 venir combler les orifices de fixation ménagés au niveau des pieds d'aubes de redresseur de turbomachine et qui sont nécessaires à la fixation de l'aube de redresseur sur un moyeu. L'obturateur 100 est composé de deux parties qui sont amovibles l'une par rapport à l'autre : une coupelle 110, maintenue en place au niveau d'un orifice 15 de fixation du pied d'aube par le moyen de vissage 23 (référencé en figure 5) de l'aube et un bouchon 120 amovible adapté pour venir coopérer avec la coupelle 110. La coupelle 110 présente une base 111 de forme annulaire et une paroi périphérique 112 faisant saillie par rapport à la base 111, selon une direction 20 perpendiculaire au plan formé par la base 111. La base 111 présente des moyens de positionnement formés, par exemple, par deux pions 113 qui permettent un positionnement précis de la coupelle 110 dans l'orifice 22 du pied 21 d'aube. A cet effet, il est prévu que l'orifice 22 présente deux perçages adaptés pour recevoir les pions 113 de la coupelle 110. Il est également 25 envisagé de réaliser des pions 113 avec une géométrie différente ou un dimensionnement différent de manière à former un détrompeur pour assurer et faciliter l'opération de positionnement de la coupelle 110 dans l'orifice du pied 21 d'aube de redresseur. Les deux pions 113 permettent également de réaliser 3021714 6 un pré-maintien de la coupelle 110 dans l'orifice 22 du pied 21 d'aube avant le positionnement du moyen de vissage 23. La partie centrale de la base annulaire 111 permet le passage des moyens de vissage, et notamment de la tige filetée 27 du moyen de vissage 23 décrit en 5 référence à la figure 2. La base 111 de la coupelle 110 est destinée à recevoir en appui la tête 24 du moyen de vissage 23, permettant de solidariser l'aube de redresseur sur le moyeu. Ainsi la coupelle 110 de l'obturateur 100 selon l'invention est solidarisée en position dans l'orifice 22 du pied d'aube lors du montage de l'aube sur le moyeu. 10 La paroi périphérique 112 de la coupelle 110 est également de forme annulaire et présente une lumière 114, ou éventuellement deux lumières diamétralement opposée, s'étendant sur une partie de la paroi périphérique 112 et débouchant au niveau de la face supérieure 115 de la coupelle. La lumière 114 forme la partie femelle d'un moyen de guidage permettant de guider le bouchon et de 15 s'assurer de son bon positionnement sur la coupelle 110 mais également de sa bonne orientation par rapport à la veine du redresseur. Le bouchon 120 de l'obturateur 100 présente une première partie 121, de forme cylindrique, située en partie inférieure et une deuxième partie 122, également de forme cylindrique et présentant un diamètre extérieur supérieur à la première 20 partie 121, située en partie supérieure, la deuxième partie 122 chapotant la partie inférieure 121 du couvercle 120. Le couvercle 120 présente un épaulement 123 périphérique, s'étendant sur le pourtour et formant la séparation entre les deux parties 121, 122 du couvercle 120. L'épaulement 123 est destiné à venir en contact avec la surface supérieure 115 de la coupelle 110 25 lorsque le bouchon 120 est assemblé sur la coupelle 110. Le bouchon 120 comporte en outre un ergot 126, positionné au niveau de la partie inférieure 121, formant la partie male du moyen de guidage. Ainsi les dimensions de l'ergot 126 sont adaptées pour que celui-ci coulisse librement à l'intérieur de la lumière 114 de la coupelle 110. Bien entendu, le bouchon peut 30 comporter deux ergots, diamétralement opposés, si la coupelle présente deux 3021714 7 lumières 114. Ainsi, la cinématique de positionnement du bouchon 120 est imposée par la forme de la lumière 114. Avantageusement, la forme de la lumière 114 est adaptée pour permettre un verrouillage du bouchon en réalisant une rotation de 90°, c'est-à-dire un 1/4 de tour. 5 Pour faciliter la rotation du bouchon 120, celui-ci comporte, au niveau de sa face supérieure 124, une empreinte 127 permettant l'introduction d'un outil adapté à la forme de l'empreinte 127 (par exemple un tournevis plat). Avantageusement, la face supérieure 124 du bouchon 120 présente une inclinaison par rapport au plan de pose du bouchon formé par la face inférieure 10 125, et donc également par rapport au plan formé par la base 111 de la coupelle 110. L'inclinaison de la face supérieure 125 est déterminée de sorte qu'en position de service sur la coupelle 110, la face supérieure 124 du bouchon 120 arrive au niveau la surface supérieure 26 du pied d'aube 21 et coïncide avec l'inclinaison 15 de la surface du pied d'aube de manière à reconstituer une surface continue et lisse. La figure 5 illustre l'obturateur 100 selon l'invention en position dans un orifice de fixation 22 de l'aube 21 sur un moyeu (non représenté). Ainsi grâce à l'obturateur selon l'invention, les orifices de fixation ne forment plus des faces zo d'arrêt créant des turbulences dans la veine du redresseur. Bien entendu, la position des pions 113, ainsi que la forme et le positionnement de la lumière 114 sur la paroi périphérique de la coupelle sont déterminés en fonction de l'inclinaison du bouchon souhaitée lorsque celui-ci est dans sa position de service. 25 Le positionnement du bouchon 120 sur la coupelle 110 dans sa position de service a principalement été décrit par la réalisation d'une rotation 1/4 de tour, toutefois, il est également envisagé de pouvoir verrouiller le bouchon 120 avec n'importe quel angle de rotation. La forme de la lumière 114 sera alors adaptée en conséquence pour permettre la rotation déterminée. 3021714 8 Afin de maintenir et de bloquer le bouchon 120 dans sa position de service, et ainsi éviter la perte de celui-ci ou encore une modification de sa position en vol engendrant par conséquent un dépassement du bouchon par rapport à la surface supérieure 26 du pied, le bouchon 120 comporte une surépaisseur de 5 matière, par exemple sous la forme d'un bourrelet 127 situé au niveau de sa première partie 121. Le bourrelet 127 est avantageusement continu et agencé sur toute la périphérie du bouchon 120. Toutefois, il est également envisagé de réaliser plusieurs portions de bourrelets, et avantageusement au moins deux, réparties sur la périphérie du bouchon 120. Le bourrelet 127 est adapté pour 10 venir s'insérer dans une rainure (représenté à la figure 6) agencée sur la face intérieure de la paroi périphérique 112 de la coupelle 110 lorsque le bouchon atteint sa position de service. Par conséquent, la partie supérieure de la coupelle 110 doit présenter une élasticité suffisante pour permettre le passage du bourrelet 127. 15 REVENDICATIONS1. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de turbomachine, ladite aube présentant une pale solidaire d'un pied pourvu d'orifices de fixation, ledit obturateur (100) étant caractérisé en ce qu'il comporte : une coupelle (110) adaptée pour être solidarisée dans ledit orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur ; un bouchon (120) de forme cylindrique coopérant avec ladite coupelle, ledit bouchon (120) comportant une face supérieure (124) présentant une inclinaison par rapport au plan de pose dudit bouchon (120) ; un moyen de guidage (114, 126) adapté pour positionner ledit bouchon (120) sur ladite coupelle (110) dans une position, dite position de service, dans laquelle la face supérieure (124) dudit bouchon (120) coïncide avec le niveau de la surface du pied d'aube ; un moyen de blocage (117, 127) permettant de bloquer le bouchon (120) dans ladite position de service. 2. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de turbomachine selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite coupelle (110) comporte des pions (113) de positionnement pour le positionnement de ladite coupelle dans l'orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur. 3. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de turbomachine selon la revendication précédente caractérisé en ce que les pions de positionnement (113) forme un détrompeur. 4. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de turbomachine selon l'une des revendications précédentes caractérisé en 3021714 10 ce que ledit moyen de guidage (114, 126) est adapté pour positionner ledit bouchon, dans ladite position de service, par rotation. 5. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de 5 turbomachine selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit moyen de guidage (114, 126) est adapté pour positionner ledit bouchon par quart de tour. 6. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de 10 turbomachine selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit moyen de guidage (114, 126) est formé par un ergot (126) agencé sur ledit bouchon (120) coopérant avec une lumière (114) agencée sur ladite coupelle (110). 15 7. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de turbomachine selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le bouchon (120) comporte au niveau de sa face supérieure (124) une empreinte pour le positionnement d'un outil. 20 8. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de turbomachine selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de blocage est formé par une surépaisseur (127) de matière sur ledit bouchon (120) coopérant avec un évidement (117) agencé sur la coupelle (110). 25 9. Obturateur (100) d'un orifice de fixation (22) d'une aube de redresseur de turbomachine selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de blocage est formé par un bourrelet périphérique (127) agencé sur la partie inférieure (121) du bouchon (120) coopérant 30 avec un évidement (117) périphérique agencé sur la coupelle (110). 302 1 714 11 10. Redresseur de soufflante d'une turbomachine comportant un moyeu et une pluralité de d'aubes présentant une pale et un pied, ledit pied (21) présentant des orifices (22) pour la fixation des aubes sur ledit moyeu, ledit redresseur étant caractérisé en ce qu'il comporte des obturateurs 5 (110) selon l'une des revendications précédentes pour combler les orifices de fixation (22) des pieds d'aubes (21). 11. Turbomachine caractérisée en ce qu'elle compote un redresseur de soufflante selon la revendication précédente. 10