Brevet FR3088902A1 — publié le 20200529

Description Titre de l'invention : Assemblage pour ensemble moteur d'aéronef, comprenant une fonction anti-rotation améliorée Domaine technique [0001] L'invention se rapporte au domaine des turbomachines d'aéronef. Plus précisément, l'invention concerne un assemblage pour ensemble moteur d'aéronef, cet ensemble comportant une turbomachine et son mât d'accrochage sur une partie structurale de l'aéronef, généralement un élément de voilure ou une partie de fuselage. [0002] L'invention s'applique en particulier à un ensemble moteur dont la turbomachine est un turboréacteur ou un turbopropulseur, de préférence un turboréacteur à double flux et à double corps. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE [0003] Au sein d'un ensemble moteur d'aéronef, la turbomachine est habituellement suspendue à un mât d'accrochage, qui est lui-même fixé sur une partie structurale de l'aéronef. Pour ce faire, des moyens spécifiques permettent d'assurer la liaison mécanique entre les carters de la turbomachine, et la structure rigide du mât d'accrochage, également dénommée structure primaire. Parmi ces moyens, il est prévu une ou plusieurs suspensions comprenant chacune une pluralité de pièces mécaniques dont une chape reliée par une vis de serrage à un organe de montage, généralement du type bielle, biellette ou manille. 100041 La vis traverse les oreilles de la chape ainsi que l'organe de montage, et son extrémité filetée est couplée à un écrou pour permettre le serrage de l'assemblage. Une telle suspension est décrite dans le document FR 2 923 460 Al. 100051 Or en fonctionnement, l'assemblage précité est sujet à de fortes sollicitations mé- caniques, notamment à des vibrations, qui induisent un risque de desserrage de l'ensemble vis-écrou. Un tel desserrage est néfaste en ce qu'il induit une usure prématurée des pièces de l'assemblage, en particulier des oreilles de chape. 100061 L'assemblage est ainsi généralement équipé d'un moyen anti-rotation associé à la vis de serrage, et/ou à l'écrou. Cependant, les solutions existantes se révèlent souvent complexes et difficiles à mettre en oeuvre, ce qui impacte directement les coûts de fabrication d'un tel assemblage. Il subsiste par conséquent un besoin d'amélioration de la conception de ces assemblages, de manière à les simplifier et à faciliter leur mise en oeuvre. EXPOSÉ DE L'INVENTION 100071 Pour répondre à ce besoin,f invention a pour objet un assemblage pour ensemble moteur d'aéronef, l'assemblage comprenant un organe de montage et une chape 2 présentant une première et une seconde oreille de chape entre lesquelles est agencée une extrémité de l'organe de montage, l'assemblage comprenant : - une vis de serrage munie d'une tête de vis, la vis traversant la première oreille de chape, la partie de fixation de l'organe de montage et la seconde oreille de chape, et un écrou monté sur la vis de serrage, la première oreille de chape étant associée à un premier élément parmi la tête de vis et l'écrou ; - une douille maintenue fixe dans un orifice de passage de la première oreille de chape, douille contre laquelle la partie de fixation de l'organe de montage est maintenue en appui ; et - un moyen anti-rotation du premier élément. [0008] Selon l'invention, le moyen anti-rotation présente une partie de couplage en rotation par complémentarité de forme entourant le premier élément, ainsi qu'une partie de fixation solidaire de la partie de couplage en rotation, la partie de fixation et une extension radiale de douille étant fixées l'une sur l'autre à l'aide de moyens de fixation. [0009] L'invention met ainsi à profit le maintien en rotation de la douille dans la chape, afin que cette douille contribue à la fonction anti-rotation de la vis de serrage ou de son écrou. La conception de l'assemblage s'en trouve simplifiée, et sa mise en oeuvre facilitée. [0010] L'invention présente par ailleurs au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. [0011] Des moyens de fixation traversent deux trous de passage prévus respectivement sur la partie de fixation du moyen anti-rotation, et sur l'extension radiale de douille, pour les fixer l'une à l'autre. [0012] Ces moyens de fixation comprennent de préférence une vis de fixation traversant les deux trous de passage. Néanmoins, d'autres types de moyens de fixation pourraient être envisagés, sans sortir du cadre de l'invention. [0013] Au moins l'un des deux trous de passage présente une forme d'arc de cercle centré sur un axe de la vis de serrage, ce trou de passage présentant de préférence une longueur au moins deux fois supérieure au diamètre de la partie des moyens de fixation le traversant. Cette particularité présente l'avantage d'autoriser le montage des moyens de fixation à travers les deux trous de passage, sans nécessiter de position angulaire précise pour la vis de serrage ou de l'écrou. Il en découle en effet une tolérance de cette position angulaire, de sorte que l'opérateur n'est pas contraint d'effectuer des vissages à répétition dans l'optique d'atteindre une position angulaire précise. Cela se traduit avantageusement par un gain de temps et de coût. [0014] De préférence, l'organe de montage comprend une bielle, et la partie de fixation de l'organe de montage est formée par un élément d'articulation sur lequel la bielle est 3 articulée à une extrémité, un angle (Al) entre une direction longitudinale de la bielle et une direction longitudinale de l'extension radiale de douille étant préférentiellement supérieur à 15°. La bielle peut bien évidemment être remplacée par tout autre élément similaire, comme une biellette ou une manille. La disposition précitée, avec la valeur de l'angle Al, facilite le montage en évitant d'éventuelles interactions entre les différentes pièces de l'assemblage. [0015] Alternativement, l'organe de montage est un organe de suspension souple comprenant au moins un élément souple en élastomère, et la partie de fixation de l'organe de montage est formée par une pièce rigide autour de laquelle est agencé ledit élément souple. [0016] L'assemblage comporte un axe d'articulation traversant la douille et la partie de fixation de l'organe de montage, l'axe d'articulation étant lui-même traversé par la vis de serrage. Alternativement, la vis de serrage pourrait remplir cette fonction d'axe d'articulation, sans sortir du cadre de l'invention. [0017] De préférence, la douille est frettée dans l'orifice de passage de son oreille de chape associée. Cependant, toute autre technique d'assemblage peut être employée, de préférence de manière à ce qu'il en résulte un maintien de la douille par friction dans l'orifice de passage de l'oreille de chape. [0018] De préférence, un principe analogue est prévu sur l'autre des deux éléments parmi la vis de serrage et l'écrou. Ainsi, il est préférentiellement prévu une seconde douille maintenue fixe dans un orifice de passage de la seconde oreille de chape associée à un second élément parmi la tête de vis et l'écrou. De plus, l'assemblage comporte également un moyen anti-rotation du second élément, présentant une partie de couplage en rotation par complémentarité de forme entourant le second élément, ainsi qu'une partie de fixation solidaire de la partie de couplage en rotation, la seconde douille comprenant une extension radiale de douille disposée entre la première oreille de chape et la seconde oreille de chape et fixée à la partie de fixation. [0019] L'invention a également pour objet une suspension de turbomachine pour ensemble moteur d'aéronef, la suspension comprenant au moins un tel assemblage. [0020] Enfin, l'invention a pour objet un ensemble moteur d'aéronef comprenant une tur- bomachine et un mât d'accrochage de la turbomachine, et au moins une telle suspension reliant la turbomachine au mât. [0021] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. Brève description des dessins [0022] Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; [0023] [fig.]] représente une vue schématique de côté d'un ensemble moteur d'aéronef selon l' invention ; [0024] [fig.2] représente une vue schématique de derrière de l'une des suspensions prévue au sein de l'ensemble moteur montré sur la figure précédente ; [0025] [fig.3] représente une vue en coupe d'un assemblage prévu au sein de la suspension montrée sur la figure précédente, le plan de coupe correspondant au plan Pl de la figure 4 ; [0026] [fig.4] représente une vue en perspective de l'assemblage montré sur la figure 3 ; [0027] [fig.5] est une vue en perspective similaire à celle de la figure 4, sur laquelle la chape et l'organe de montage ont été retirés pour laisser apparaître d'autres éléments de l'assemblage ; et [0028] [fig.6] est une vue schématique de derrière d'une partie de l'assemblage montré sur les figures 3 à 5. [0029] EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS [0030] En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté un ensemble moteur d'aéronef 200 comprenant une turbomachine 201, un mât 202 d'accrochage de la turbomachine 201, et deux suspensions 203 reliant la turbomachine 201 au mât 202. Plus précisément, la turbomachine 201 est un turboréacteur à double flux et à double corps. Il est relié au mât 202 dont seule la structure rigide a été représentée schématiquement. Cette structure rigide, également dénommée structure primaire, est destinée à la reprise des efforts provenant du turboréacteur 201. Le mât est également équipé de structures secondaires (non représentées), sous forme de carénages aérodynamiques. La structure rigide du mât est elle-même fixée sur un élément structurale de l'aéronef, par exemple sous un caisson de voilure pour suspendre le turboréacteur sous une aile de l'aéronef. [0031] Les suspensions 203 assurent l'interface mécanique entre le turboréacteur 201 et la structure rigide du mât d'accrochage 202. Pour compléter cette interface, il est classiquement prévu des bielles de reprise de poussée 206, par exemple reliant un carter intermédiaire 205 du turboréacteur, à la suspension arrière 203. A cet égard, il est noté que la suspension avant 203 relie par exemple une partie supérieure du carter intermédiaire 205 à une extrémité avant du mât 202, tandis que la suspension arrière relie par exemple un carter inter-turbine 204 au mât 203. [0032] Dans la suite, la suspension qui sera décrite concerne la suspension arrière, mais elle peut bien évidemment s'appliquer à la suspension avant ou à toute autre suspension du turboréacteur. [0033] La suspension arrière 203 est représentée schématiquement sur la figure 2. Elle comprend globalement des chapes solidaires de la structure rigide du niât 202 ainsi que des chapes solidaires d'une partie supérieure du carter inter-turbine 204, ces chapes 2 étant reliées deux à deux par des bielles 4'. La particularité de l'invention réside dans la conception de l'assemblage entre l'une quelconque de ces chapes 2 et sa bielle associée 4'. [0034] L'un de ces assemblages 6 est représenté sur les figures 3 à 6, étant entendu que tous les assemblages présentent de préférence une conception identique ou similaire propre à l'invention. A cet égard, il est noté que si l'assemblage 6 est décrit avec une unique bielle 4' associée à la chape 2, il pourrait évidemment en comprendre plusieurs, notamment pour assurer une fonction de sécurité en cas de défaillance de l'une d'elles. [0035] L'assemblage 6 comporte ainsi la chape 2, un organe de montage 4 comprenant la bielle 4', ainsi que des moyens de jonction entre ces éléments, qui vont être détaillés ci-après. [0036] La chape 2 comporte une première oreille de chape 2a ainsi qu'une seconde oreille de chape 2b, entre lesquelles est agencée une partie de fixation de l'organe de montage 4, ainsi qu'une extrémité de la bielle 4' faisant partie intégrante de cet organe 4. La première oreille 2a est traversée par un premier orifice de passage 8a, de même que la seconde oreille 2h est traversée par un second orifice de passage 8h coaxial au premier. Ces deux orifices de passage 8a, 8h sont ainsi centrés sur un même axc longitudinal 10, sur lequel est également centré un orifice de passage 12 dans l'extrémité de la bielle 4'. Ces trois orifices de passage 8a, 8b, 12 sont traversés par un axe d'articulation 14, dont une partie centrale porte un élément d'articulation formé par une noix de rotule 18, qui est logée dans une cage 20 portée intérieurement dans l'orifice de passage 12 à l'extrémité de la bielle 4'. La noix de rotule 18 remplit ici la fonction de partie de fixation de l'organe de montage 4. [0037] Sans sortir du cadre de l'invention, un autre organe de montage 4 peut prendre la forme d'un organe de suspension souple comprenant un ou plusieurs éléments souples précontraints en élastomère, par exemple sous la forme d'un bloc disposé entre les deux oreilles de la chape. Dans ce cas de figure, la partie de fixation 18 de l'organe de montage 4 est formée par une pièce rigide autour de laquelle est agencé l'élément souple. Un tel dispositif de suspension souple est par exemple décrit dans le document US 5 762 295 A. [0038] La bielle 4' et l'axe d'articulation 14 sont ainsi libres en rotation l'un par rapport à l'autre, selon l'axe 10. De manière conventionnelle, la cage 20 est par exemple montée dans l'orifice de passage 12 par sertissage. Cette cage 20 est ainsi solidaire de la bielle 4', et elle présente en outre une surface intérieure sphérique recevant la noix de rotule 18. Celle-ci comprend par exemple un orifice 22 traversé par l'axe d'articulation 14, et 6 elle est située entre les deux oreilles 2a, 2h de la chape. Par exemple, la noix de rotule 18 est montée coulissante autour de l'axe d'articulation 14, tout en étant bloquée en translation par rapport à ce dernier selon l'axe 10, comme cela va être décrit ci-dessous. [0039] En effet, l'axe d'articulation 14 n'est pas monté directement dans les orifices de passage 8a, 8h des oreilles de chape, mais des douilles sont interposées radialement entre ces éléments. Plus précisément, le premier orifice de passage 8a reçoit une première douille 24a, qui reçoit elle-même intérieurement l'axe d'articulation 14. En outre, le second orifice de passage 8h loge une seconde douille 24h, qui reçoit intérieurement une douille coulissante 26, elle-même recevant intérieurement l'axe d'articulation 14. Les douilles 24a, 24h sont maintenues fixes dans leurs orifices de passage respectifs 8a, 8h, par exemple en étant frettées dans ces orifices. Elles ne peuvent par conséquent faire l'objet d'aucun mouvement par rapport aux oreilles, et en particulier aucun mouvement relatif de rotation selon l'axe 10. [0040] Chaque douille 24a, 24h présente une collerette intérieure 30a, 30h en appui contre une face intérieure de son oreille associée 2a, 2h. L'une des extrémités de l'axe d'articulation 14 présente un épaulement 32 en appui contre une face extérieure de la première oreille 2a, de préférence via une rondelle 36. Du côté opposé, sur la face extérieure de la seconde oreille 2h, il est prévu une rondelle d'appui 38 au contact de la douille coulissante 26. [0041] En outre, l'assemblage 6 comprend une vis de serrage 42, dont la tête 44 est en appui contre l'épaulement 32 de l'axe d'articulation 14. A son extrémité filetée 46, la vis 42 reçoit un écrou 50 au contact de la rondelle d'appui 38. [0042] Grâce à cet agencement, le serrage de l'écrou 50 sur la vis 42 permet d'enserrer axialement la noix de rotule 18 entre la collerette 30a de la première douille 24a, et la douille coulissante 26. Cela implique un maintien en appui de la noix 18 contre chacune des deux douilles 24a, 26. De plus, ce serrage retient axialement l'axe d'articulation 14 par rapport à la chape 2, dans le sens allant de la seconde oreille 2b vers la première oreille 2a. [0043] Bien évidemment, une conception inverse est également envisageable, dans laquelle la tête de vis 44 serait située du côté de la seconde oreille de chape 2b, et l'écrou 50 serait situé du côté de la première oreille 2a. [0044] L'une des particularités de l'invention réside dans la mise en oeuvre de la fonction anti-rotation de la vis de serrage 42, et/ou celle de son écrou associé 50. Il va tout d'abord être décrit la fonction anti-rotation de la vis 42, qui est réalisée à l'aide d'un premier moyen anti-rotation 54a. De préférence, ce moyen 54a prend la forme d'une pièce de faible épaisseur, et encore plus préférentiellement la forme d'une tôle déformée et perforée. 7 [0045] Plus précisément, le premier moyen anti-rotation 54a présente trois parties suc- cessives, dont une partie de couplage en rotation 56a associée à la tête de vis. Cette partie 56a de la tôle est parallèle à l'oreille de chape 2a, et perforée en son centre d'un orifice traversant 58a logeant la tête de vis 44 qui présente une forme complémentaire. La complémentarité de forme entre l'orifice traversant 58a et la tête de vis 44 assure en effet un couplage en rotation de ces deux éléments, dont le premier entoure le second. [0046] Le moyen anti-rotation 54a se poursuit par une partie de raccord 60a en forme d'équerre, qui contourne l'oreille de chape 2a. A l'autre extrémité de cette partie de raccord, le moyen anti-rotation 54a comporte sa troisième partie correspondant à une partie de fixation 62a. Elle est élargie par rapport à la partie de raccord 60a, de manière à former un trou de passage 64a en forme d'arc de cercle centré sur l'axe 10. [0047] La partie de fixation 62a, parallèle à la partie de couplage en rotation 56a, coopère avec une extension radiale de douille 66a également parallèle à la partie de fixation 62a, contre laquelle elle est plaquée et fixée. Cette extension radiale de douille 66a correspond à un allongement local de la collerette 30a, dans la direction radiale considérée en rapport avec l'axe longitudinal 10, et située entre les deux oreilles de chape. Elle peut présenter une forme se rétrécissant en allant vers son extrémité distalc qui coopère avec la partie de fixation 62a, en adoptant par exemple une forme générale triangulaire arrondie à son extrémité distale. Celle-ci est également traversée par un trou de passage 70a. [0048] Pour assurer la fixation de ces deux éléments 62a, 66a, il est prévu des moyens de fixation du type vis-écrou. La vis de fixation 72a traverse les deux trous de passage 64a, 70a, avec sa tête en appui contre l'un des deux éléments 62a, 66a et l'écrou 74a en appui contre l'autre de ces deux éléments, ou inversement. L'emploi de rondelles est possible, sans sortir du cadre de l'invention. [0049] En référence plus spécifiquement à la figure 6, il est noté que le trou de passage 64a en forme d'arc de cercle présente une longueur qui est largement supérieure à celle du diamètre de la vis de fixation 72a, par exemple au moins cieux fois supérieure. La largeur du trou de passage 64a est quant à elle sensiblement identique à ce diamètre de la vis de fixation 72a, lui-même sensiblement identique au diamètre du trou de passage 70a également traversé par la vis de fixation. [0050] La forme en arc de cercle du trou de passage 64a facilite le montage de la vis de fixation 72a, puisqu'elle ne requiert pas de position angulaire précise pour la vis de serrage 42 coopérant avec le premier moyen anti-rotation 54a. [0051] Une conception inverse est également envisageable, dans laquelle le trou de passage en forme d'arc de cercle serait agencé sur l'extension radiale de douille 66a. [0052] La figure 6 montre également le décalage angulaire entre cette extension radiale de douille 66a et la bielle 4', pour faciliter le montage et limiter les risques d'interactions 8 entre les pièces. L'angle Al entre une direction longitudinale de bielle 80, et une direction longitudinale 82 de l'extension radiale de douille 66a, est préférentiellement supérieur à 150. [0053] Enfin, il est noté que le second moyen anti-rotation 54h associé à l'écrou 50 présente une forme analogue au premier moyen 54a, et il coopère également avec une extension radiale 66h de la seconde douille 24h, agencée entre les deux oreille de chape. Le principe de blocage en rotation est le même que celui exposé ci-dessus pour la vis de serrage 42. Par conséquent, il ne sera pas fait de description détaillée du second moyen anti-rotation 54b, ni des éléments avec lesquels il coopère. Il est seulement indiqué que sur les figures, les éléments dont les références comportent les mêmes radicaux numériques, suivis de l'extension « a » ou « h », correspondent à des éléments identiques ou similaires. [0054] Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs et selon la portée définie par les revendications annexées. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]