Brevet FR3093774A1 — publié le 20200918

Description Titre de l'invention : ASSEMBLAGE POUR TURBOMACHINE D'AERONEF COMPRENANT UN AXE FILETE ET UN ECROU VISSE SUR L'AXE FILETE, ENSEMBLE DE SUSPENSION D'UNE TURBOMACHINE SUR UN AERONEF COMPRENANT UN TEL ASSEMBLAGE ET ENSEMBLE MOTEUR COMPRENANT UN TEL ENSEMBLE DE SUSPENSION Domaine technique 100011 L'invention concerne le domaine des turbomachines d'aéronef. Plus précisément, l'invention concerne un assemblage pour turbomachine d'aéronef comprenant un axe fileté et un écrou vissé sur l'axe fileté, un ensemble de suspension d'une turbomachine sur un aéronef comprenant un tel assemblage, ainsi qu'un ensemble moteur comprenant un tel ensemble de suspension. Technique antérieure [0002] De manière classique, une turbomachine est suspendue à un mât ou pylône d'un aéronef au moyen de chapes, qui sont fixées sur un carter de la turbomachine, et de bielles dont l'une des deux extrémités est articulée sur ces chapes par l'intermédiaire d'un axe et dont l'autre des deux extrémités est reliée au mât de l'aéronef, notamment par l'intermédiaire d'une poutre de suspension fixée au mât de l'aéronef [0003] Le document FR 3 003 896 AL au nom de la Demanderesse, décrit un exemple d'ensemble de fixation, notamment à rotule, pour la suspension d'une turbomachine d'aéronef comprenant une chape, une bielle et un axe par l'intermédiaire duquel la bielle est articulée sur la chape. [0004] Pour cela, la chape de l'ensemble de fixation comprend deux oreilles qui s'étendent parallèlement l'une par rapport à l'autre et qui présentent chacune un orifice recevant l'axe par l'intermédiaire de douilles montées solidaires en rotation avec lesdites oreilles. La bielle comprend elle-même, à l'une de ses extrémités, un orifice recevant l'axe, entre les deux oreilles de la chape, de sorte à articuler la bielle sur la chape. [0005] L'axe présente, à une première de ses extrémités, un épaulement contre lequel la douille d'une première des oreilles de la chape est en contact. La deuxième extrémité de l'axe est en outre filetée et reçoit un écrou qui vient en appui contre une bague annulaire interposée entre l'axe et la douille de la deuxième des oreilles. L'écrou permet ainsi de fixer axialement les composants de l'ensemble de fixation. [0006] Or, lorsque la turbomachine est suspendue au mât d'aéronef et que l'aéronef est en fonctionnement, l'ensemble de fixation est sujet à de fortes sollicitations mécaniques, 2 notamment à des vibrations, qui induisent un risque de desserrage de l'écrou de l'ensemble de fixation si l'écrou n'est pas bloqué pour l'empêcher de tourner par rapport à l'axe. [0007] Classiquement, un dispositif de blocage de l'écrou est prévu pour éviter tout risque de desserrage, par exemple en prévoyant un écrou crénelé et une goupille traversant une extrémité de l'axe pour traverser également deux encoches/créneaux diamétralement opposés de l'écrou. [0008] Bien sûr, d'autres organes de turbomachine d'aéronef peuvent aussi nécessiter un dispositif de blocage d'écrou dès lors que ces organes présentent un assemblage comprenant un axe fileté et un écrou vissé sur l'axe fileté. Par exemple, dans le cas d'une suspension amont ou aval de turbomachine comprenant une poutre fixée au mât de l'aéronef, la poutre est généralement boulonnée à un caisson du mât. Chaque boulon comprend un axe fileté et un écrou, et l'assemblage comporte généralement un dispositif de blocage de l'écrou par rapport à l'axe fileté. [0009] D'autres dispositifs de blocage d'écrou sont connus pour éviter le desserrage d'un écrou d'un assemblage à axe fileté et écrou vissé sur l'axe fileté. [0010] Les solutions mises en oeuvre consistent de manière générale à employer un moyen de blocage en rotation de l'écrou par rapport à l'axe fileté. [0011] Ce moyen de blocage peut prendre par exemple la forme d'une languette présentant un orifice qui reçoit axialement l'écrou et qui est de forme complémentaire avec la section transversale polygonale de l'écrou. La languette est en outre fixée, notamment au moyen d'un assemblage boulonné, à la partie de turbomachine à laquelle l'axe fileté est aussi fixé au moyen de l'écrou. L'écrou est ainsi solidaire en rotation avec la languette qui est elle-même fixe par rapport à la partie de turbomachine. La languette bloque ainsi en rotation l'écrou par rapport à la partie de turbomachine. L'écrou ne peut donc pas se desserrer de l'axe fileté. [0012] Ce moyen de blocage peut aussi prendre la forme d'une paire de languettes, l'une des languettes présentant une ouverture de forme complémentaire avec la section transversale polygonale de l'écrou, l'autre des languettes présentant une ouverture de forme complémentaire avec la section transversale polygonale d'une portion de l'axe fileté prévue à cet effet. Les languettes sont en outre fixées l'une à l'autre, notamment au moyen d'un assemblage boulonné. L'écrou et l'axe fileté sont ainsi chacun solidaires en rotation avec l'une ou l'autre des languettes, lesdites languettes étant elles-mêmes solidaires en rotation l'une avec l'autre. L'écrou ne peut donc pas se desserrer de l'axe fileté. [0013] Ces solutions connues peuvent toutefois présenter des inconvénients, par exemple en termes d'encombrement radial et/ou d'impact sur la partie de la turbomachine s'il faut la percer pour y fixer une languette de blocage de l'écrou. Par ailleurs, il peut être 3 contraignant d'obtenir une indexation angulaire convenable entre l'écrou et son moyen de blocage tout en respectant une valeur de couple de serrage de l'écrou comprise dans une plage préconisée, c'est-à-dire entre la valeur minimale et la valeur maximale de couple admise. [0014] Par exemple, dans le cas d'un écrou crénelé associé à une goupille, si l'angle qui sépare deux alignements diamétraux de créneaux est égal à 60° (l'écrou présente alors six créneaux), la variation d'angle de serrage de l'écrou de 60° entre deux positions possibles de l'écrou serré correspond à une plage de couple de serrage qui se situe dans l'étendue de la plage de couple admise. Mais si l'on souhaitait augmenter la variation d'angle susmentionnée et/ou restreindre la plage de couple admise, le couple de serrage effectif risquerait de tomber en dessous ou au-dessus de la plage de couple admise. Il pourrait donc y avoir des difficultés à concilier la plage requise pour le couple de serrage et un alignement correct entre la goupille et les créneaux de l'écrou. Cette difficulté pourrait être partiellement solutionnée en essayant plusieurs écrous, voire plusieurs axes. Mais cette opération augmenterait la durée du montage et nécessiterait des jeux de pièces (écrous et axes). Exposé de l'invention [0015] La présente invention vise ainsi à proposer une solution alternative d'assemblage pour turbomachine d'aéronef comprenant un axe fileté ainsi qu'un écrou vissé sur l'axe fileté, dans lequel un moyen de blocage en rotation de l'écrou par rapport à l'axe fileté peut être installé rapidement, tout en assurant le couple de serrage requis pour l'écrou une fois le blocage en rotation de celui-ci réalisé. [0016] A cet effet, l'invention a pour objet un assemblage pour turbomachine d'aéronef comprenant un axe fileté ainsi qu'un écrou vissé sur l'axe fileté, l'assemblage comportant également un dispositif de blocage en rotation dc l'écrou par rapport à l'axe fileté, le dispositif de blocage en rotation comprenant une partie de couplage en rotation par complémentarité dc forme entourant ledit écrou, ainsi qu'une partie dc fixation solidaire de la partie de couplage en rotation, ladite partie de fixation du dispositif de blocage en rotation étant enserrée entre une extrémité dc l'axe fileté et une tête d'une vis dc serrage montée sur l'axe fileté, ladite vis de serrage étant vissée dans un insert logé dans ladite extrémité de l'axe fileté. [0017] Selon des variantes de réalisation qui peuvent être prises ensemble ou séparément : - la pallie de fixation est une plaque munie d'un orifice de passage de la vis de serrage ; - le filet intérieur de l'insert présente un sens opposé par rapport à celui du filet de l'écrou vissé sur l'axe fileté ; - l'axe fileté comporte une tête ainsi qu'une partie filetée, ladite extrémité de l'axe fileté se situant sur la partie filetée ; - l'insert est un insert fileté à clavettes. [0018] L'invention a encore pour objet un ensemble de suspension destiné à relier une tur- bomachine à un niât d'un aéronef, comprenant une poutre destinée à être fixée au mât, au moins une bielle destinée à relier la poutre à un carter de la turbomachine, et au moins un assemblage tel que précédemment décrit pour fixer la poutre au mât et/ou pour relier la bielle au carter. [0019] Selon des variantes de réalisation qui peuvent être prises ensemble ou séparément : - l'ensemble de suspension comprend un ensemble de fixation articulée qui comporte une chape destinée à être fixée sur un carter de la turbomachine et une rotule par l'intermédiaire de laquelle la bielle est articulée sur la chape ; - l'ensemble de fixation articulée comprend un dit assemblage, une noix de la rotule étant traversée par l'axe fileté et maintenue serrée dans la chape par ledit assemblage ; - la bielle porte une cage logeant la noix de la rotule ; - l'axe fileté et l'écrou enserrent des douilles agencées de part et d'autre de la noix de la rotule et chacune logée dans un orifice d'oreille de chape. [0020] L'invention a aussi pour objet un ensemble moteur comprenant une turbomachine, un niât d'accrochage de la turbomachine, le niât étant destiné à être solidaire d'un aéronef, et au moins un ensemble de suspension tel que précédemment décrit, l'ensemble de suspension reliant la turbomachine au niât. Brève description des dessins [0021] D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture dc la description détaillée suivante de formes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : [0022] [fig.1] est une vue en perspective d'un assemblage pour turbomachine d'aéronef comprenant un axe fileté ainsi qu'un écrou vissé sur l'axe fileté, selon un mode de réa- lisation dc l'invention ; [0023] [fig.2] est une vue en coupe longitudinale de l'assemblage illustré à la figure 1 ; [0024] [fig.3] est une vue de profil, schématique, d'un ensemble moteur comprenant une tur- bomachine, un mât d'accrochage de la turbomachine ainsi qu'au moins une suspension de la turbomachine sur le mât ; [0025] [fig.4] est une vue en coupe longitudinale d'un ensemble de fixation pour la suspension de turbomachine, l'ensemble de fixation comprenant l'assemblage illustré aux figures 1 et 2. Description des modes de réalisation [0026] Les figures 1 et 2 montrent un assemblage 10 pour turbomachine (l'aéronef comprenant un axe fileté 11 et un écrou 12 vissé sur l'axe fileté 11, selon un mode de réalisation de l'invention. [0027] On entend par « axe fileté », un axe présentant au moins une partie filetée. Ainsi, l'axe fileté 11 peut n'être qu'en partie fileté. [0028] L'axe fileté 11 s'étend par exemple suivant un axe longitudinal 13, l'écrou 12 vissé sur l'axe fileté 11 s'étendant lui-même autour dudit axe longitudinal 13. [0029] L'assemblage 10 comprend en outre un dispositif de blocage en rotation 14 de l'écrou 12 par rapport à l'axe fileté 11, notamment autour de l'axe longitudinal 13, ainsi qu'une vis de serrage 15. [0030] Lc dispositif de blocage en rotation 14 comprend une partie de couplage en rotation 16 par complémentarité de forme entourant l'écrou 12, ainsi qu'une partie de fixation 17 solidaire de la partie de couplage en rotation 16. [0031] La vis de serrage 15 présente une tête 18 et un corps fileté 19 par l'intermédiaire duquel la vis de serrage 15 est montée sur l'axe fileté 11. La vis de serrage 15 s'étend par exemple suivant l'axe longitudinal 13. [0032] Lc corps fileté 19 de la vis de serrage 15 est par exemple vissée dans unc extrémité 21 de l'axe fileté 11, notamment par l'intermédiaire d'un insert 20 logé dans l'extrémité 21 de l'axe fileté 11. L'insert 20 s'étend par exemple suivant l'axe longitudinal 13. [0033] La partie de fixation 17 du dispositif de blocage en rotation 14 est en outre enserrée entre l'extrémité 21 de l'axe fileté 11 et la tête 18 de la vis de serrage 15. La partie de fixation 17 est ainsi en contact avec l'extrémité 21 de l'axe fileté 11 et la tête 18 de la vis de serrage 15 suivant l'axe longitudinal 13. [0034] De cette manière, l'écrou 12 est solidaire en rotation, autour de l'axe longitudinal 13, du dispositif de blocage en rotation 14 qui est lui-même fixe par rapport à l'axe fileté 11. L'écrou 12 est ainsi bloqué en rotation autour de Faxe longitudinal 13 par rapport à l'axe fileté 11 et ne risque donc pas de se desserrer. [0035] Par ailleurs, le montage du dispositif de blocage en rotation 14 est indépendant des tolérances de fabrication de l'écrou 12, ainsi que de l'intensité du couple de serrage appliqué à écrou 12. Par exemple, le montage du dispositif de blocage en rotation 14 ne nécessite pas d'alignement angulaire particulier entre l'écrou 12 et le dispositif de blocage en rotation 14. Cela est particulièrement avantageux car, dans le cas contraire, il pourrait être nécessaire d'essayer plusieurs écrous pour permettre le montage du 6 dispositif de blocage en rotation 14. [0036] L'axe fileté 11 comprend par exemple une tête 221 ainsi qu'une partie filetée 222 sur laquelle l'écrou 12 est vissé, l'extrémité 21 de l'axe fileté 11 se situant sur la partie filetée 22 (figures 2 et 4). [0037] De cette manière, la vis de serrage 15 et l'insert 20 sont au moins en partie installés dans la partie filetée 22 de l'axe fileté 11 qui ne travaille pas en traction. [0038] La partie de couplage en rotation 16 du dispositif de blocage en rotation 14 comprend par exemple une plaque munie d'une ouverture 23 s'étendant autour de l'axe longitudinal 13 et recevant l'écrou 12. L'ouverture 23 présente en outre une forme complémentaire avec une section de l'écrou 12, dite section transversale, prise perpendiculairement à l'axe longitudinal 13, la section transversale de l'écrou 12 étant polygonale. La plaque de la partie de couplage en rotation 16 peut en outre être agencée globalement perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal 13. [0039] La partie de fixation 17 du dispositif de blocage en rotation 14 peut elle-même comprendre une plaque munie d'un orifice de passage 24 de la vis de serrage 15. La plaque de la partie de fixation 17 est par exemple agencée globalement perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal 13. [0040] La plaque de la partie de couplage en rotation 16 et la plaque de la partie de fixation 17 sont par exemple reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une âme 25 s'étendant globalement parallèlement à l'axe longitudinal 13. Le dispositif de blocage en rotation 14 présente alors une forme de fer à cheval ou encore une forme de U. [0041] L'insert 20 présente par exemple une forme annulaire. [0042] L'insert 20 peut en outre comprendre une surface annulaire intérieure 26 taraudée de manière complémentaire avec le filetage de la vis de serrage 15. [0043] Le filet intérieur de l'insert 20, c'est-à-dire le filet de la surface annulaire intérieure 26 de l'insert 20, présente par exemple un sens opposé par rapport à celui du filet de l'écrou 12 vissé sur l'axe fileté 11. [0044] De cette manière, le sens de rotation pour le desserrage de l'insert 20 et celui pour le desserrage de l'écrou 12 sont incompatibles. Cela permet d'éviter tout desserrage de la vis de serrage 15 et donc tout desserrage de l'écrou 12. [0045] L'insert 20 est par exemple logé dans l'extrémité 21 de l'axe fileté 11 par l'intermédiaire d'un trou borgne 27, notamment taraudé. [0046] La profondeur de vissage X1 de l'écrou 12 sur la partie filetée 22 de l'axe fileté 11 est de préférence supérieure à la profondeur de perçage X2 du trou borgne 27 dans l'extrémité 21 de l'axe fileté 11 se situant sur la partie filetée 22. [0047] On entend par « profondeur de vissage », la distance entre l'extrémité 21 de l'axe fileté 11 et une extrémité de l'écrou 12 qui est opposée à l'extrémité 21 de l'axe fileté 11. 7 [0048] On entend par « profondeur de perçage », la distance entre l'extrémité 21 de l'axe fileté 11 et un fond du trou borgne 27 [0049] De cette manière, la vis de serrage 15 et l'insert 20 sont uniquement installés dans la partie filetée 22 de l'axe fileté 11 qui ne travaille pas en traction. [0050] L'insert 20 peut encore comprendre une surface annulaire extérieure 28 filetée de manière complémentaire avec le taraudage du trou borgne 27, l'insert 20 étant ainsi inséré dans le trou borgne 27 par vissage. [0051] L'insert 20 peut en outre être un insert fileté à clavettes. [0052] La figure 3 montre un ensemble moteur 200 comprenant une turbomachine 201, un niât 202 d'accrochage de la turbomachine 201, qui est solidaire d'un aéronef (non représenté), et au moins un ensemble de suspension 203 reliant la turbomachine 201 au mât 202. [0053] L'ensemble de suspension 203 comprend une poutre reliée au mât 202 et au moins une bielle 102 reliant la poutre à un carter de la turbomachine 201. [0054] L'ensemble de suspension 203 relie par exemple un carter inter-turbine 204 de la tur- bomachine 201 au mât 202. L'ensemble de suspension 203 peut aussi relier un carter intermédiaire 205 de la turbomachine 201 au mât 202. [0055] La figure 4 montre un ensemble de fixation articulée 100 pour l'ensemble de suspension 203 de la turbomachine 201 au mât 202, comprenant l'assemblage 10. [0056] L'ensemble de fixation articulée 100 comprend une chape 101 destinée à être fixé sur un carter de la turbomachine 201, notamment le carter inter-turbine 204 ou le carter intermédiaire 205, ainsi qu'une rotule 29, 109 par l'intermédiaire de laquelle la bielle 102 est articulée sur la chape 101. [0057] La bielle 102 est en outre montée de façon articulée sur la chape 101 par l'intermédiaire de l'axe fileté 11 de l'assemblage 10. [0058] Pour cela, la chape 101 comprend par exemple deux oreilles 103, 104 s'étendant pa- rallèlement l'une par rapport à l'autre, notamment perpendiculairement à l'axe longitudinal 13, et présentant chacune un orifice 105, 106 traversé par l'axe fileté 11 de l'assemblage 10. [0059] La bielle 102 comprend par exemple une extrémité 107 pourvue d'un orifice 108 traversé par l'axe fileté 11. L'extrémité 107 de la bielle 102 est en outre située, suivant l'axe longitudinal 13, entre les deux oreilles 103, 104 de la chape 101. [0060] Une noix 29 de la rotule 29, 109 est par exemple traversée par l'axe fileté 11 et maintenue serrée dans la chape 101 par l'assemblage 10. [0061] La noix 29 de la rotule 29, 109 peut en outre être logée dans une cage 109 de la rotule 29, 109 portée par la bielle 102, la bielle 102 et l'axe fileté 11 étant ainsi libres en rotation l'un par rapport à l'autre. [0062] La cage 109 est par exemple montée dans l'orifice 108 de la bielle 102, notamment 8 par sertissage. La cage 109 est ainsi solidaire de la bielle 102. La cage 109 présente en outre une surface intérieure sphérique accueillant la noix 29 de la rotule 29, 109. [0063] La noix 29 de la rotule 29, 109 comprend par exemple un orifice 30 traversé par l'axe fileté 11. La noix 29 de la rotule 29, 109 est elle-même située, suivant l'axe longitudinal 13, entre les deux oreilles 103, 104 de la chape 101. [0064] La tête de l'axe fileté 11 et l'écrou 12 vissé sur l'axe fileté 11, notamment sur sa partie filetée 22, sont situés de part et d'autre, suivant l'axe longitudinal 13, de l'ensemble formé par les oreilles 103, 104 de la chape 101, l'extrémité 107 de la bielle 102 et le cas échéant la noix 29 de la rotule 29, 109. La tête de l'axe fileté 11 et l'écrou 12 sont ainsi chacun agencés en regard d'une des oreilles 103, 104 de la chape 101, d'un côté opposé à l'extrémité 107 de la bielle 102, le cas échéant la noix 29 de la rotule 29, 109, par rapport à ladite oreille 103, 104. [0065] L'axe fileté 11, notamment la tête de l'axe fileté 11, et l'écrou 12 enserrent par exemple des douilles 110, 111 agencées de part et d'autre, suivant l'axe longitudinal 13, de la noix 29 de la rotule 29, 109, de sorte à bloquer axialement la noix 29 de la rotule 29, 109. [0066] Chacune des douilles 110, 111 est en outre logée dans l'orifice 105, 106 d'une oreille 103, 104 de chape 101. Par exemple, la douille 110 peut être montée glissante dans l'orifice 105, tandis que la douille 111 est montée serrée dans l'orifice 106. [0067] L'assemblage 10, l'ensemble de suspension 203 et l'ensemble moteur 200 décrits ci- dessus sont particulièrement avantageux car le dispositif de blocage en rotation 14 permet un montage à la fois simple et indépendant des tolérances de fabrication de l'écrou 12 et de l'intensité du couplage de serrage appliqué à l'écrou 12. [0068] Par ailleurs, l'assemblage 10 se suffit en lui-même. En effet, le dispositif de blocage en rotation 14 étant fixé directement sur l'axe fileté 11, il ne requiert pas de composant supplémentaire auquel serait fixé le dispositif de blocage en rotation 14 pour bloquer l'écrou 12 en rotation par rapport à l'axe fileté 11. 9