Brevet FR3110637A1 — publié le 20211126

TROU DEBOUCHANT POUR VIS D’EQUILIBRAGE D’UN MOTEUR Un aspect de l’invention concerne un ensemble (1) pour moteur aéronautique comprenant un cône avant (2) et une virole (3) d’axe X fixés l’un à l’autre, la virole (3) présentant une surface extérieure (32) dans le prolongement du cône avant (2), et n vis (4) d’équilibrage disposées radialement dans un plan perpendiculaire à l’axe X et placées dans n trous débouchants (30) caractérisé en ce que chaque trou débouchant (30) présente un bord aval (311, 312) incliné axialement. L’inclinaison du bord aval (311, 312) permet de supprimer la surface frontale dans la veine aérodynamique. La surface de raccordement est alors évolutive dans le sens du flux d’air entre le trou qui sert à loger la vis d’équilibrage et la veine aérodynamique de la virole arrière de capot. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 4 TROU DEBOUCHANT POUR VIS D’EQUILIBRAGE D’UN MOTEUR DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des moteurs aéronautiques et plus particulièrement les ensemble cône avant- virole et les vis d’équilibrage et le trous débouchants dans lesquels ils sont vissés. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Sur les moteurs d’aéronautiques, l’équilibrage final du moteur est souvent réalisé par une rangée de vis radiales, c’est à dire définies dans un plan perpendiculaire à l’axe moteur. Ces vis sont appelées vis d’équilibrage. Ces vis sont situées en général sur la virole arrière de capot à l’aval du cône avant dans des trous débouchants dans la veine afin de faciliter l’opération d’équilibrage après une visite en atelier par exemple. Les trous débouchants peuvent aussi être disposés sur l’arrière du cône avant. L’inclinaison de la veine aérodynamique de la virole arrière de capot est d’environ 45°. Le nombre de trous pour loger ces vis est en général identique au nombre d’aube. Les trous pour loger les têtes de vis d’équilibrage sont percés radialement c’est-à-dire perpendiculairement à l’axe moteur ce qui induit pour chaque trou débouchant dans la veine aérodynamique une surface frontale verticale autrement dit une marche montante entre le dessus de la tête de vis et la veine aérodynamique de la virole perturbant ainsi de manière perceptible l’écoulement de l’air en amont du pied d’aube. Pour certains moteurs, il peut être nécessaire de doubler la capacité d’équilibrage, cependant le doublement du nombre de vis va dégrader la veine aérodynamique. Pour améliorer l’impact aérodynamique des trous de vis d’équilibrage débouchants dans la veine, il est connu du brevet FR 3 060 056, de venir capoter chaque trou par un bouchon ou de capoter l’ensemble des trous par une virole qui pourrait être le prolongement du cône sur la virole. Il est également connu du brevet FR 2 908 827, de capoter l’ensemble des trous par un anneau. Cependant, ces solutions ne sont pas satisfaisantes car : le bouchon ne peut être rapporté que par l’extérieur et sa tenue en fonctionnement n’est garantie que par mise au point difficile, la force centrifuge pouvant entrainer un décrochement du bouchon si la conception n’est pas parfaite tout comme la fabrication et le montage. la solution de capotage de l’ensemble des trous est possible techniquement mais cela complexifie son profil : une double peau, l’ajout d’un jonc d’étanchéité entre l’extrémité du cône et la virole arrière de capot, et c’est compliqué au niveau de la maintenance car les vis d’équilibrage ne sont accessibles qu’après démontage du cône. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’améliorer l’écoulement aérodynamiques par un profil particulier du trou débouchant. L’ensemble pour moteur aéronautique selon l’invention comprend un cône avant et une virole d’axe X fixés l’un à l’autre, la virole présentant une surface extérieure dans le prolongement du cône avant, et n vis d’équilibrage disposées radialement dans un plan perpendiculaire à l’axe X et placées dans n trous débouchants, il est caractérisé en ce que chaque trou débouchant présente un bord aval incliné axialement. L’inclinaison du bord aval permet de supprimer la surface frontale dans la veine aérodynamique. La surface de raccordement est alors évolutive dans le sens du flux d’air entre le trou qui sert à loger la vis d’équilibrage et la veine aérodynamique de la virole arrière de capot. On peut ainsi réduire l’impact aérodynamique de la surface résultante entre le dessus de la tête de vis d’équilibrage et le haut du trou débouchant dans la veine, tout en gardant un accès direct à la vis d’équilibrage pour faciliter les opérations de maintenance. Avec ce profil, on peut avoir un nombre n de vis supérieur au nombre d’aubes. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’ensemble selon l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un premier mode de réalisation, les n trous débouchants sont percés dans la virole. Les vis d’équilibrage sont alors placées dans la virole. Selon un premier mode de réalisation, les n trous débouchants sont percés dans le cône avant. Les vis d’équilibrage sont alors placées dans le cône avant, de préférence à l’arrière de celui-ci. Avantageusement, le bord aval incliné est bombé vers l’arrière. Le profil est bombé, c’est-à-dire arrondi vers l’extérieur, du bord aval permet ainsi d’adoucir encore le bord aval et d’améliorer encore l’écoulement du flux d’air à proximité de la vis d’équilibrage. Avantageusement, le bord aval est arrondi avec un rayon de diamètre 10mm. Ce diamètre est compatible avec des moyens de fabrication des éléments de l’ensemble, comme par exemple l’usinage. Avantageusement, le bord aval est recourbé radialement. L’ensemble tournant, le flux d’air n’est pas strictement radial sur sa surface et pour éviter une trainée, le bord aval du trou débouchant est recourbé pour en tenir compte. Avantageusement, l’ensemble tourne selon un sens de rotation R et que l’inclinaison radiale d’angle α est orientée dans un sens opposé au sens de rotation R de l’ensemble. Le sens de rotation peut être indifféremment dans un sens ou dans l’autre. L’invention concerne également un procédé de réalisation d’un ensemble avec au moins une des caractéristiques précédentes, ledit procédé est caractérisé en ce que le trou débouchant est réalisé par usinage. L’’invention se rapporte aussi à un moteur aéronautique comprenant un ensemble avec au moins une des caractéristiques précédentes. Avantageusement, le moteur comprend n 0 aubes et le nombre n de trous débouchants est supérieur au nombre n 0 . Le profil des trous débouchants permet d’augmenter le nombre de trous et donc de vis d’équilibrage sans dégrader l’aérodynamique de l’ensemble. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. est une vue en perspective d’un ensemble de l’état de la technique comprenant un cône avant et une virole avec des vis d’équilibrage ; montre le détail de la vis d’équilibrage dans son trou débouchant de la figure 1 ; est une coupe partielle de la vis d’équilibrage avec le trou débouchant de la figure 1 ; montre le détail d’un trou débouchant avec sa vis d’équilibrage selon l’invention ; est une coupe partielle de la vis d’équilibrage avec le trou débouchant de la figure 4 ; montre le détail d’un trou débouchant avec sa vis d’équilibrage selon une variante de l’invention ; est une coupe partielle de la vis d’équilibrage avec le trou débouchant de la figure 6. DESCRIPTION DETAILLEE Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Dans toute la description on appellera « avant » la partie d’un cône en contact en premier avec un flux d’air dans le sens de son écoulement, et arrière, la partie arrière de la virole fixée au cône. Le cône avant 2 et la virole 3 ont un axe X commun qui servira de référentiel pour définir la direction axiale et la direction radiale. L’angle du cône avant 2 et de la virole 3 est d’environ 45° par rapport à l’axe X. La flèche A représente le sens d’écoulement de l’air et la flèche R le sens de rotation de l’ensemble 1. On peut voir à la figure 1 que l’ensemble 1 de l’état de la technique, comprenant un cône avant 2 et une virole 3 fixés ensemble, est pourvu de n vis d’équilibrage 4 disposées dans des trous débouchants 30 placés dans la virole 3. Ces n vis d’équilibrage 4 sont orientées radialement et réparties sur toute la périphérie de la virole 3. Les n trous débouchants 30 sont radiaux et équidistants les uns des autres. Le nombre n de trous débouchants 30 correspond au nombre n 0 d’aubes du moteur. L’espace entre deux trous débouchants 30 correspond au pas entre les aubes. Sur les vues détaillées de la vis d’équilibrage 4, les trous débouchant 30 ont des parois 31 rectilignes et radiales, et on constate que la tête 40 de la vis d’équilibrage 4 est presque affleurante du coté amont et décalée du coté aval, la paroi 31 dépassant sur son bord aval 310. Le bord aval 310 commence au niveau du haut de la tête de vis 40. La paroi 31 étant droite, son bord aval 310 « coupe » le flux d’air circulant sur l’ensemble 1 ce qui détériore l’aérodynamique de l’ensemble 1. L’ensemble 1 comprenant plusieurs trous débouchants répartis sur toute la périphérie de l’ensemble, la dégradation aérodynamique est d’autant plus grande. Le trou traversant 30 des figures 4 et 5 est un trou selon l’invention, il a une paroi 31 qui n’est pas partout rectiligne, mais son bord aval 311 est incliné et courbé. La courbure du bord avant est bombé, c’est-à-dire que le centre de l’arrondi est situé du côté de la virole 3. Ainsi, ce bord n’est pas perpendiculaire à l’axe X et, en considérant un plan radial parallèlement à l’axe X et passant par exemple par le centre du trou, le bord aval est incliné d’amont vers l’aval avec une pente différente de celle de la virole. Le bord aval 311 pourrait aussi être droit et incliné sans sortir du cadre de la présente invention. L’inclinaison du bord arrière est comprise entre 20° et 45° par rapport à la surface extérieure 32 de la virole 3. La réalisation du trou débouchant 30 par usinage permet en modifiant la trajectoire de l’outil coupant d’obtenir une surface évolutive dans le sens du flux d’air entre le dessus de la tête de vis 40 et la veine aérodynamique de la virole 3. La variante des figures 6 et 7 montrent un trou traversant 30 dont le bord aval 312 et aussi courbé radialement d’un angle α. Cet angle α est mesuré par rapport à un axe X’ parallèle à l’axe X. Ainsi, l’inclinaison du bord aval est non seulement axialement, mais aussi circonférenciellement. Il est orienté du coté opposé au sens de rotation R de l’ensemble 1, ici la rotation R est orientée dans le sens trigonométrique, mais il pourrait de la même façon tourner en sens inverse. Ainsi quand l’ensemble tourne dans le sens trigonométrique R, l’angle α sera orienté comme sur les figures 6 et 7, au contraire s’il tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, l’angle α sera orienté du coté opposé à l’axe X’. Cette surface pourra elle aussi être réalisée par usinage. L’ensemble selon l’invention ayant des trous débouchant 30 qui sont aérodynamiques, ils ne perturbent pas le flux d’air, on peut donc augmenter le nombre de trous débouchants sans dégrader l’aérodynamique de l’ensemble 1 et donc régler plus finement l’équilibre de l’ensemble 1. Bien que dans l’exemple illustré, les trous débouchant soient placés dans la virole 3, ils pourraient de la même façon être placés à l’arrière du cône avant 2, avec les mêmes propriétés sans sortir du cadre de la présente invention. Ensemble (1) pour moteur aéronautique comprenant un cône avant (2) et une virole (3) d’axe X fixés l’un à l’autre, la virole (3) présentant une surface extérieure (32) dans le prolongement du cône avant (2), et n vis (4) d’équilibrage disposées radialement dans un plan perpendiculaire à l’axe X et placées dans n trous débouchants (30) caractérisé en ce que chaque trou débouchant (30) présente un bord aval (311, 312) incliné axialement. Ensemble (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les n trous débouchants (30) sont percés dans la virole (3). Ensemble (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les n trous débouchants (30) sont percés dans le cône avant (2). Ensemble (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord aval (311, 312) incliné est bombé vers l’arrière. Ensemble (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bord aval (311, 312) est arrondi avec un rayon de diamètre 10mm. Ensemble (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord aval (312) est recourbé radialement. Ensemble (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’ensemble tourne selon un sens de rotation R et que l’inclinaison radiale d’angle α est orientée dans un sens opposé au sens de rotation R de l’ensemble (1). Procédé de réalisation d’un ensemble (1) selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le trou débouchant (30) est réalisé par usinage. Moteur aéronautique comprenant un ensemble (1) selon une des revendications 1 à 7. Moteur aéronautique selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’il comprend n 0 aubes et que le nombre n de trous débouchants (30) est supérieur au nombre n 0 .