Brevet FR3136258A1 — publié le 20231208

L’invention concerne un ensemble pour une turbomachine, en particulier d’aéronef, l’ensemble comportant au moins une aube (3) à calage variable munie d’un plot (8) de forme cylindrique, et un anneau (2) d’axe longitudinal (X) muni de logements (12) destinés chacun à recevoir le plot (8) d’une aube, le plot (8) étant monté pivotant autour d’un axe de calage (A), l’ensemble comprenant en outre des éléments de pivotement (38) configurés de manière à favoriser le pivotement libre du plot autour de l’axe de calage et dans chaque logement (12). Selon l’invention, l’anneau (2) comprend une première partie (43) annulaire et une deuxième partie (44) qui sont coaxiales, la deuxième partie (44) comprenant une pluralité de portions sectorisées (44a, 44b, 44n) disposées de manière adjacente autour de l’axe longitudinal (X), chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44n) étant fixée de manière amovible sur la première partie et définissant avec la première partie un logement (12). Figure pour l’abrégé : Figure 3 ENSEMBLE COMPORTANT UN ANNEAU FORME DE PORTIONS SECTORISEES POUR AUBES A CALAGE VARIABLE, TURBOMACHINE EQUIPEE D’UN TEL ENSEMBLE ET PROCEDE DE DEMONTAGE D’UN TEL ENSEMBLE Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine général de l’aéronautique. Elle vise en particulier l’intégration d’aubes à calage variable dans un anneau qui équipe des turbomachines d’aéronef. Elle concerne également la turbomachine correspondante et le procédé de démontage correspondant. Arrière-plan technique Les aubes à calage variable peuvent équiper des hélices non carénées de turbopropulseurs ou des soufflantes carénées de turboréacteurs. La variation du calage des aubes autour de leurs axes permet d’améliorer les performances de la turbomachine tout en limitant la masse de l’ensemble propulsif. Les aubes à calage variables permettent de modifier l’écoulement du flux traversant celles-ci selon les conditions de fonctionnement de la turbomachine et les phases de vol de l’aéronef que ce soit pour freiner l’aéronef (inversion de poussée) et/ou restaurer une marge de pompage sur des turbomachines à très fort taux de dilution. Les aubes à calage variable sont retenues dans un moyeu rotatif de manière générale à l’aide de pieds qui sont montés pivotants chacun dans un logement comme cela est représenté sur la . La illustre un pied 1A de forme cylindrique qui est monté en rotation dans un logement 2A d’un anneau 3A autour d’un axe de calage A. L’anneau 3A est fixé à un arbre de rotor 4A via un tourillon 5A et est centré sur l’axe longitudinal X de la turbomachine. La rotation du pied 1A est permise grâce à deux paliers à roulement 6A à billes qui sont superposés suivant l’axe de calage A. Les paliers 6A comprennent chacun une bague interne 7A solidaire du pied 1A et une bague externe 8A solidaire de l’anneau 3A. L’extrémité radialement externe 9A du pied est destinée à être reliée à une extrémité interne d’une pale s’étendant radialement vers l’extérieur et l’extrémité radialement interne 10A du pied est reliée à un système de changement de pas 11A. Toutefois, une telle configuration implique des difficultés de démontage du pied de l’aube à calage variable suite à une avarie. En effet, les bagues externes des paliers étant fixées à l’anneau c’est tout le module complet avec l’anneau et les aubes qu’il faut retirer pour réaliser la maintenance. Le démontage de l’ensemble est davantage nécessaire lorsque les aubes sont entourées par un carter externe. Cela allonge la durée d’intervention et une perte économique. L’objectif de la présente invention est de fournir une solution permettant de faciliter le montage et le démontage des aubes à calage variable ayant un pied de forme cylindrique, notamment en cas de dommages tout en évitant d’impacter la masse du module comprenant les aubes. Nous parvenons à cet objectif conformément à l’invention grâce à un ensemble pour une turbomachine, en particulier d’aéronef, l’ensemble comportant au moins une aube à calage variable munie d’un plot de forme cylindrique, et un anneau d’axe longitudinal muni de logements destinés chacun à recevoir le plot de l’aube, le plot étant monté pivotant autour d’un axe de calage, l’ensemble comprenant en outre des éléments de pivotement configurés de manière à favoriser le pivotement libre du plot autour de l’axe de calage et dans chaque logement, l’anneau comprenant une première partie annulaire et une deuxième partie qui sont coaxiales, la deuxième partie comprenant une pluralité de portions sectorisées disposées de manière adjacente autour de l’axe longitudinal, chaque portion sectorisée étant fixée de manière amovible sur la première partie et définissant avec la première partie un logement. Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, une telle configuration permet de retirer chaque aube à calage variable de manière individuelle si celle-ci est endommagée et/ou doit être contrôlée. Il n’est donc plus nécessaire de démonter l’ensemble du moyeu avec la pluralité d’aubes à calage variable. Par ailleurs, cela permet un gain de temps au niveau de l’intervention et ainsi un gain économique. A cela s’ajoute le fait que la réparation des aubes à calage variable de manière individuelle s’inscrit dans la réduction de l’impact environnemental puisque cela d’une part, facilite la maintenance et évite la destruction de tout un ensemble, et d‘autre part, limite le temps d’immobilisation au sol de l’ensemble de la turbomachine et du gain en transport de turbomachines de remplacement. L’ensemble comprend également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - les éléments de pivotement comprennent un premier palier à roulement comprenant une bague interne montée sur une paroi externe du plot et une bague externe destinée à être en appui contre une surface interne cylindrique du logement, les bagues interne et externe définissant des pistes de roulement pour des organes roulants. - les éléments de pivotement comprennent un deuxième palier à roulement comprenant une bague interne montée sur la paroi externe du plot et une bague externe montée en appui contre la surface interne cylindrique, les bagues interne et externe définissant des pistes de roulement pour des organes roulants. - l’ensemble comprend un premier écrou de serrage vissé sur un filetage externe de la paroi externe du plot de manière à assurer un serrage de la bague interne du premier palier sur le plot. - l’ensemble comprend des organes de blocage qui sont configurés pour assurer le verrouillage et le serrage d’au moins une partie des éléments de pivotement dans chaque logement, les organes de blocage comprenant une rainure annulaire formée dans le logement et une patte des éléments de pivotement reçue dans la rainure annulaire. - chaque logement est délimité par une paroi cylindrique et chaque portion sectorisée comprend une demi-paroi cylindrique destinée à coopérer avec une demi-paroi cylindrique correspondante de la première partie pour former la paroi cylindrique. - la première partie annulaire comprend des premières brides qui s’étendent d’une part, suivant l’axe radial et d’autre part, suivant une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal, chaque portion sectorisée comprenant des deuxièmes brides destinées à être fixées aux premières brides au moyen de premiers organes de fixation. - chaque portion sectorisée comprend des troisièmes brides destinées à être fixées sur des troisièmes brides adjacentes des portions sectorisées adjacentes autour de l’axe longitudinal, les troisièmes brides étant fixées au moyen de deuxièmes organes de fixation. - l’aube à calage variable comprend une pale qui s’étend depuis le plot, la pale et le plot étant formés d’une seule pièce. - chaque aube à calage variable comprend un pivot qui est formé des éléments de pivotement (des paliers à roulement) et d’un plot, le pivot étant configuré de manière à permettre le pivotement de l’aube à calage variable autour d’un axe de calage. - l’ensemble comprend une pluralité d’aubes à calage variable, chaque plot des aubes à calage variable étant monté pivotant dans un logement de l’anneau. - les premiers organes de fixation réalisent une liaison axiale. - les deuxièmes organes de fixation réalisent une liaison transversale (circonférentielle). L’invention concerne également une turbomachine comprenant un tel ensemble, un système de changement de pas relié au plot de l’aube à calage variable et un arbre de rotor relié à l’anneau portant l’aube à calage variable. L’invention concerne en outre un aéronef comprenant une turbomachine telle que susmentionnée. L’invention concerne encore procédé de démontage d’un ensemble tel que susmentionné, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - retrait d’au moins une portion sectorisée de la deuxième partie de l’anneau, - extraction de l’aube à calage variable avec le plot, le plot étant équipé des éléments de pivotement. Ainsi, ce procédé simple permet d’extraire rapidement une seule aube qui serait à réparer ou remplacer sans démonter l’anneau dans son ensemble ainsi que la pluralité d’aubes portées par l’anneau. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : La est une vue en coupe axiale d’un exemple de pied de forme cylindrique selon l’art antérieur; La est une vue en perspective d’un moyeu d’aubes à calage variable qui sont carénées par un carter externe selon l’invention; La est une vue de détail de la et en coupe partielle dans laquelle un anneau est équipé de plusieurs logements qui reçoivent respectivement une aube à calage variable et des éléments permettant au plot de l’aube de pivoter suivant une liaison pivot dans le logement correspondant selon l’invention ; La représente une vue en perspective d’un plot d’aube à calage variable équipé d’éléments de pivotement permettant au plot de pivoter suivant une liaison pivot selon l’invention ; La est une vue d’un mode de réalisation d’un anneau destiné à porter des aubes à calage variable selon l’invention; La représente une étape d’un procédé de démontage d’une aube à calage variable selon l’invention ; La représente une autre étape d’un procédé de démontage d’une aube à calage variable selon l’invention ; et, La représente un autre mode de réalisation d’un anneau selon l’invention. Ensemble pour une turbomachine, en particulier d’aéronef, l’ensemble comportant au moins une aube (3) à calage variable munie d’un plot (8) de forme cylindrique, et un anneau (2) d’axe longitudinal (X) muni de logements (12) destinés chacun à recevoir le plot (8) d’une aube (3), le plot (8) étant monté pivotant autour d’un axe de calage (A), l’ensemble comprenant en outre des éléments de pivotement (38) configurés de manière à favoriser le pivotement libre du plot (8) autour de l’axe de calage (A) et dans chaque logement (12), caractérisé en ce que l’anneau (2) comprend une première partie (43) annulaire et une deuxième partie (44) qui sont coaxiales, la deuxième partie (44) comprenant une pluralité de portions sectorisées (44a, 44b, 44n) disposées de manière adjacente autour de l’axe longitudinal (X), chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44n) étant fixée de manière amovible sur la première partie (43) et définissant avec la première partie (43) un logement (12). Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de pivotement (38) comprennent un premier palier (16) à roulement comprenant une bague interne (18) montée sur une paroi externe (22) du plot (8) et une bague externe (19) destinée à être en appui contre une surface interne cylindrique (22) du logement (12), les bagues interne et externe définissant des pistes de roulement pour des organes roulants (20). Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de pivotement (38) comprennent un deuxième palier (17) à roulement comprenant une bague interne montée sur la paroi externe du plot (8) et une bague externe (26) montée en appui contre la surface interne cylindrique (22), les bagues interne et externe définissant des pistes de roulement pour des organes roulants. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend un premier écrou de serrage (31) vissé sur un filetage externe de la paroi externe (21) du plot (8) de manière à assurer un serrage de la bague interne (18) du premier palier (16) sur le plot (8). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend des organes de blocage (56) qui sont configurés pour assurer le verrouillage et le serrage d’au moins une partie des éléments de pivotement (38) dans chaque logement 12, les organes de blocage (56) comprenant une rainure annulaire (52) formée dans le logement (12) et une patte (26c) des éléments de pivotement (38) reçue dans la rainure annulaire (52). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé chaque logement (12) est délimité par une paroi cylindrique (42) et chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44n) comprend une demi paroi cylindrique (42b) destinée à coopérer avec une demi paroi cylindrique (42a) correspondante de la première partie (43) pour former la paroi cylindrique (42). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (43) annulaire comprend des premières brides (46) qui s’étendent d’une part, suivant l’axe radial et d’autre part, suivant une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal, chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44c) comprenant des deuxièmes brides (47) destinées à être fixées aux premières brides (46) au moyen de premiers organes de fixation (50). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44n) comprend des troisièmes brides (51) destinées à être fixées sur des troisièmes brides (51) adjacentes des portions sectorisées adjacentes autour de l’axe longitudinal (X), les troisièmes brides (51) étant fixées au moyen de deuxième organes de fixation (53). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’aube (3) à calage variable comprend une pale (9) qui s’étend depuis le plot (8), la pale (9) et le plot (8) étant formés d’une seule pièce. Turbomachine (1) comprenant un ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, un système de changement de pas (70) relié au plot (8) de chaque aube (3) à calage variable et un arbre de rotor relié à l’anneau (2) portant l’aube (3) à calage variable. Procédé de démontage d’un ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - retrait d’au moins portion sectorisée (44a, 44b, 44c) de la deuxième partie (44) de l’anneau (2), - extraction de l’aube (3) à calage variable avec le plot (8), le plot (8) étant équipé des éléments de pivotement (38).