Brevet FR3120852A1 — publié le 20220923

FIXATION D’UN CONE AVANT A AERODYNAMIQUE AMELIOREE Un aspect de l’invention concerne un ensemble pour moteur aéronautique comprenant un cône avant (2) et une virole (3) d’axe X, et n vis (4) de fixation coopérant avec des écrous (5), le cône avant (2) présentant une face avant (211) et une face arrière (210), le cône avant (2) étant percé de n premiers trous (23) et la virole (3) de n deuxièmes trous (30) placés en vis-à-vis des premiers trous (23), chaque vis (4) comportant une tête (41) de diamètre d 1 et un corps (40) de diamètre d 0 , il est caractérisé en ce que le cône avant (2) comprend n logements (24) en arc de cercle ouverts, disposés sur la face arrière (210) du cône avant (2), les n premiers trous (23) débouchant dans les n logements (24) et que le logement (24) a un profil en T, une partie large (242) correspondant à la barre du T et une partie étroite (243) correspondant au pied du T, que la partie étroite (243) a une largeur égale à d 0 ± 5mm et la partie large (242) a une largeur supérieur à d 1 et que les premiers trous (23) ont un diamètre D 1 inférieur à d 1 . Figure à publier avec l’abrégé : Figure 6 FIXATION D’UN CONE AVANT A AERODYNAMIQUE AMELIOREE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des moteur aéronautique et plus particulièrement la liaison entre le cône avant et la virole dite avant sur ces moteurs. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Actuellement il existe deux solutions pour fixer un cône avant sur une virole avant : une fixation axiale qui permet une facilité de montage et d’usinage, tout en améliorant la tenue mécanique de la liaison, mais qui a un impact significatif sur le flux d’air (perte de performance). une fixation radiale qui ne permet pas de réduire de manière significative les perturbations aérodynamiques et qui pose des problèmes de montage, d’usinage et de tenue mécanique. Les figures 1 et 2 présentent les fixations respectivement de type radial et axial entre un cône avant 2 et une virole avant 3. Le flux d’air est représenté par la flèche A. La fixation est faite par des vis 4 traversant un premier trou 20 percé dans le cône avant 2 et un deuxième trou 30 percé dans la virole 3 et serré par des écrous 5. Les vis 4 sont introduites par l’avant du côté du flux d’air. Avec ces fixations, la surface 21 de la face avant 211 du cône avant 2 présente un creux 22 qui pénalise l’écoulement de l’air. Sur les figures 3 et 4 qui représentent les mêmes assemblages en perspective, on peut observer que les surfaces des creux 22 de passage des têtes 41 de la vis 4 dans le cône avant 3 sont assez volumineuses, surtout pour les fixations axiales, ce qui présente un inconvénient majeur : ces ouvertures génèrent des perturbations aérodynamiques et sont donc très pénalisantes pour la performance du moteur En effet, plus les creux sont grands, plus les perturbations dans le flux d’air sont importantes : baisse du rendement et augmentation de la consommation d’où une dégradation des performances du moteur. Les documents FR 3 060 056 et FR 2 986 046 proposent de mettre un bouchon dans les trous de passages de têtes de vis afin de réduire le diamètre du trou. Le diamètre du trou réduit au maximum grâce au bouchon, mais cela nécessite une référence supplémentaire. Le brevet FR 2 908 827 décrit un anneau d’obturation d’une gorge dans laquelle sont fixés les vis, afin de cacher les vis et la gorge. Mais ces solutions ne sont pas satisfaisantes en termes de maintenance et de montage, car cela nécessite l’ajout d’une référence et d’une pièce en plus dans la veine aérodynamique. Elles nécessitent en plus d’un indexage angulaire avec des formes complexes, et il existe encore un risque de perturbations aérodynamiques via la forme du bouchon (tolérance de forme, longueur du bouchon, etc.), des risques supplémentaires au montage. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant de limiter les perturbations aérodynamiques par une diminution importante des tailles des trous de passage des têtes de vis sans ajout de pièces supplémentaires. Grace à l’invention, la vis ne passe plus par l’avant du cône mais est directement intégré à l’intérieur du cône avant par un système de créneau. Il ne reste plus qu’un trou de petit diamètre pour faire passer l’outil de serrage. L’ensemble pour moteur aéronautique selon l’invention, comprend un cône avant et une virole d’axe X, n vis de fixation coopérant avec des écrous, le cône avant présentant une face avant et une face arrière, le cône avant étant percé de n premiers trous et la virole de n deuxièmes trous placés en vis-à-vis des premiers trous, chaque vis comportant une tête de diamètre d 1 et un corps de diamètre d 0 , il est caractérisé en ce que le cône avant comprend n logements en arc de cercle ouverts, disposés sur la face arrière du cône avant, les n premiers trous débouchant dans les n logements et que le logement a un profil en T, une partie large correspondant à la barre du T et une partie étroite correspondant au pied du T, que la partie étroite a une largeur égale à d 0 ± 5mm et la partie large a une largeur supérieur à d 1 que les premiers trous ont un diamètre D 1 inférieur à d 1 . De cette façon les vis ne sont plus introduites par l’avant mais par l’arrière du cône avant, seul un trou de plus faible dimensions reste pour pouvoir serrer ou desserrer les vis, de cette façon l’aérodynamisme du cône avant est moins perturbé. Avantageusement, les n premiers et les n deuxièmes trous sont équidistants. Les premiers trous du cônes sont ainsi répartis uniformément sur la périphérie du cône avant et les deuxièmes trous sur la virole. Le nombre n de vis sera par exemple compris entre 2 et 15. Avantageusement, chaque tête de vis comporte une fente de serrage de longueur l et que le diamètre D 1 est égal à l. La fente de serrage peut être droite ou en croix ou tout autre forme, mais l’outil qui permet de serrer la vis a un diamètre plus petit que la tête de vis et peut ainsi passer par le trou de serrage. Avantageusement, les logements ont un fond, les premiers trous débouchent au fond des logements. Chaque logement en forme d’arc de cercle est ouvert par une ouverture d’un côté et fermé de l’autre côté constituant le fond du logement. Chaque premier trou arrive en fond du logement, car c’est la position finale de la vis, et le premier trou doit être en vis-à-vis de la vis en position de fixation pour pouvoir introduire l’outil de serrage dans la vis. Selon un premier mode de réalisation, les n vis, les n premiers et deuxièmes trous et la partie étroite du logement sont disposés axialement. La fixation axiale présente l’avantage d’avoir une meilleure tenue mécanique et montage plus facile. Selon un deuxième mode de réalisation, les n vis, les n premiers et deuxièmes trous et la partie étroite du logement sont disposés radialement. Les perturbations aérodynamiques sont plus faibles. L’invention concerne également un procédé de montage d’un ensemble avec au moins une des caractéristiques précédentes, il est caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : prémontage des n vis avec leur écrou sur la virole, la tête de chaque vis étant distante de la virole, positionnement du cône avant sur la virole avec les n têtes de vis disposées en face des n ouvertures des logements, rotation du cône avant par rapport à la virole jusqu’à ce que les n vis arrivent en butée dans les n logements, serrage des écrous. Avec ce procédé, on peut avoir un logement de la vis qui n’est plus du côté de la veine aérodynamique mais à l’intérieur du cône avant. Le cône avant est positionné via son centrage et sa surface d’appui sur la virole, puis il est tourné par rapport à la virole pour amener chaque vis dans l’encoche correspondante, seul le serrage de la vis est réalisé par l’extérieur. Avantageusement, la rotation du cône avant est de 10°. Cette rotation est suffisante pour glisser la vis dans le logement. Avantageusement, la rotation est anti-horaire. Ce sens de rotation est opposé au sens de rotation du serrage de la vis ce qui éviter à celle-ci d’être déplacé lors du serrage. L’invention concerne également un moteur comprenant un ensemble avec au moins une des caractéristiques précédentes. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. est une coupe d’une fixation radiale d’un cône avant selon un premier mode de réalisation de l’état de la technique ; est une coupe d’une fixation axiale d’un cône avant selon un deuxième mode de réalisation de l’état de la technique ; est une vue en perspective d’un cône avant fixé sur une virole avec la fixation de la ; est une vue en perspective d’un cône avant avec la fixation de la ; est une coupe d’une fixation d’un cône avant sur une virole selon l’invention ; est une vue en perspective de l’arrière du cône selon l’invention ; montre le détail VII-VII d’un logement de la ; montre le détail de la avec une vis ; est une vue en perspective d’une étape du montage du cône avant sur la virole selon l’invention ; est une vue en perspective du cône avant monté sur la virole selon l’invention ; montre en détail le positionnement de la vis avant son introduction dans le logement ; montre en détail le positionnement de la vis après son introduction dans le logement ; est le détail du logement selon un deuxième mode de réalisation ; montre le logement de la avec une vis. 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 avec un flux d’air dans le sens de son écoulement, et arrière, la partie du cône correspondant à sa base et disposé derrière. 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. La fixation 1 du cône avant 2 sur la virole 3 selon l’invention est illustré à la . On peut y voir qu’à la différence des fixations de l’état de la technique illustrées aux figures 1 et 2, le premier trou 23 a un diamètre D1 et plus étroit que le creux 22, l’écoulement de l’air est donc moins perturbé. En effet, le premier trou 23 ne sert pas à l’introduction de la vis, à la différence des fixations de l’état de la technique, mais uniquement à l’introduction de l’outil nécessaire pour serrer ou desserrer la vis 4. Sur la , la fixation 1 est axiale. Les premiers trous 23 peuvent être réalisé par usinage. De façon connu, la tête 41 de la vis 4 comprend une fente de serrage 42 qui peut être de différente forme : droite, cruciforme, pentagonale ou autre, elle a une longueur l et est plus étroite que la tête 41. Ainsi comme le premier trou 23 correspond à la taille de l’outil alors que le creux 22 correspond au minimum à la taille de la tête 41 de la vis 4, le premier trou 23 est plus étroit que le creux 22. L’arrière du cône avant 2 visible montre neuf logements 24 identiques uniformément répartis sur la périphérie de la face arrière 210 du cône avant 2. Chaque logement 24 se présente sous la forme d’une encoche de section en forme de T avec une ouverture 240 d’un côté et un fond 241 de l’autre. Le premier trou 23 traversant le cône avant 2 arrive dans le logement 24 du côté du fond 241. Le logement 24 a une partie large 242 correspondant à la barre du T et une partie étroite 243 correspondant au pied du T. La vis 4 a un corps 40 de diamètre d 0 et une tête 41 de diamètre d 1 . Le corps 40 comprend une partie filetée destiné à être vissée sur un écrou 5. La partie étroite 243 du logement 24 est telle que le corps 40 de la vis 4 puisse coulisser dedans et la partie large 242 est telle que la tête 41 de la vis 4 puisse également coulisser dedans. Ainsi la partie étroite 243 a une largeur sensiblement égale à d 0 à ± 5mm, ce léger jeu permet l’insertion de la vis, tandis que la partie large 242 est plus large que d 1 . La hauteur de la partie large 242 est supérieure à la hauteur de la tête 41 de la vis 4. Le logement 24 est raccordé à la partie périphérique du cône avant 2 par une partie arrondie 213 qui facilite le guidage de la vis 4 vers le logement 24. Dans le deuxième mode de réalisation illustré aux figures 13 et 14, la fixation est radiale au lieu d’être axial dans le premier mode. Le logement 25 a également une section en T, mais cette fois, le pied du T est dirigé radialement au lieu d’axialement et le trou 23 est également radial. Les autres caractéristiques sont identiques. Nous allons maintenant décrire le montage du cône avant 2 sur la virole 3. On commence par positionner les vis 4 dans les deuxièmes trous 30 percés dans la périphérie de la virole 3. Puis les écrous 5 sont partiellement visés sur les corps 40 des vis 4 de façon à laisser un jeu entre la tête 41 et la partie avant 31 de la virole 3. Ce jeu doit être suffisant pour pouvoir glisser la tête 41 dans le logement 24, c’est à dire qu’il doit être supérieur à l’épaisseur de la paroi 244 du logement 24. Ce pré-serrage de la vis 4 sur la virole 3 est fait alors que la vis 4 est encore dehors du logement 24 de fixation du cône avant 2. On positionne ensuite le cône avant 2 sur la virole 3, les vis 4 étant décalée par rapport aux logements 24 (cf. ), puis on tourne la cône avant 2 sur la virole 3 pour faire entrer les vis 4 dans les logements 24 jusqu’au fond 241 (cf. ). Pour finir de fixer le cône avant 2, on introduit un outil dans chacun des trous 23 par l’avant du cône 2 jusqu’à la vis 4, puis on serre toutes les vis 4. Pour démonter le cône avant 2, pour une réparation ou pour de l’entretien, on effectue le procédé de montage en sens inverse. Ce solution est décrite sur un cône avant, mais elle peut être envisagée sur d’autres pièces réalisant la veine aérodynamique du moteur et ayant des trous pour faire passer une tête de vis pouvant impacter le flux d’air en fonctionnement sans sortir du cadre de la présente invention. Ensemble pour moteur aéronautique comprenant un cône avant (2) et une virole (3) d’axe X, et n vis (4) de fixation coopérant avec des écrous (5), le cône avant (2) présentant une face avant (211) et une face arrière (210), le cône avant (2) étant percé de n premiers trous (23) et la virole (3) de n deuxièmes trous (30) placés en vis-à-vis des premiers trous (23), chaque vis (4) comportant une tête (41) de diamètre d 1 et un corps (40) de diamètre d 0 , caractérisé en ce que le cône avant (2) comprend n logements (24) en arc de cercle ouverts, disposés sur la face arrière (210) du cône avant (2), les n premiers trous (23) débouchant dans les n logements (24) et que le logement (24) a un profil en T, une partie large (242) correspondant à la barre du T et une partie étroite (243) correspondant au pied du T, que la partie étroite (243) a une largeur égale à d 0 ± 5mm et la partie large (242) a une largeur supérieur à d 1 et que les premiers trous (23) ont un diamètre D 1 inférieur à d 1 . Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les n premiers et les n deuxièmes trous (23, 30) sont équidistants. Ensemble selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque tête (41) de vis comporte une fente de serrage (42) de longueur l et que le diamètre D 1 est égal à l. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les logements (24) ont un fond (241), les premiers trous (23) débouchent au fond (241) des logements (24). Ensemble selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les n vis, les n premiers et deuxièmes trous (23, 30) et la partie étroite (243) du logement (24) sont disposés axialement. Ensemble selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les n vis, les n premiers et deuxièmes trous (23, 30) et la partie étroite (243) du logement (24) sont disposés radialement. Procédé de montage d’un ensemble selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : prémontage des n vis (4) avec leur écrou (5) sur la virole (3), la tête (41) de chaque vis (4) étant distante de la virole (3), positionnement du cône avant (2) sur la virole (3) avec les n têtes (41) de vis disposées en face des n ouvertures (240) des logements (24), rotation du cône avant (2) par rapport à la virole (3) jusqu’à ce que les n vis (4) arrivent en butée dans les n logements (24), serrage des écrous (5). Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la rotation du cône avant (2) est de 10°. Procédé selon une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce la rotation est anti-horaire. Moteur comprenant un ensemble selon une des revendications 1 à 6.