Brevet FR3137412A1 — publié le 20240105

La présente invention porte sur un module (10) pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu (11) comprenant deux éléments annulaires (13.1, 13.2) coaxiaux, - au moins une aube (12), - ledit module (10) comportant un système de verrouillage (21) en position de l'aube (12) comprenant: - une bride de pivot (24) destinée à venir en appui contre une face d'extrémité du pied d'aube (19), - au moins deux organes de fixation (30) bloqués en translation chacun à l'intérieur d'une ouverture traversante (31) réalisée dans le moyeu (11), - chaque organe de fixation (30) coopérant avec une noix de serrage (41) correspondante liée en rotation avec la bride de pivot (24), de sorte qu'un serrage des organes de fixation (30) assure un serrage du pied d'aube (19) contre le moyeu (11) pour immobiliser l'aube (12) dans une position angulaire souhaitée. Figure 3 SYSTÈME DE VERROUILLAGE D'AUBES D'UN MODULE DE SOUFFLANTE PAR DOUBLE NOIX DE SERRAGE La présente invention porte sur un système de verrouillage d'aubes d'un module de soufflante par double noix de serrage. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec un module redresseur de soufflante. De façon connue en soi, une soufflante de turbomachine comprime l’air qui pénètre dans le moteur. Une grande partie de cet air constitue le flux secondaire, et l’autre partie constitue le flux primaire. Ce dernier passe par un compresseur basse pression solidaire de la soufflante, par un compresseur haute pression, par la chambre de combustion, par la turbine haute pression et, pour finir, par la turbine basse pression avant d’être éjecté. La montre une machine de test 1 pour un banc d'essai comportant d'amont en aval, une veine d'écoulement amont 2, une soufflante 3 ayant un module rotor 4 à aubage mobile et un module redresseur 5 à aubage fixe, ainsi qu'une veine d'écoulement aval 6. Le module rotor 4 procure une accélération aux particules d'air, en les déviant par rapport à l’axe X du moteur. Le module redresseur 5 ralentit les particules d'air et transforme une partie de leur vitesse en pression. Le module redresseur 5 ramène l’écoulement de l’air, accéléré par le module rotor 4, dans l’axe X du moteur. Lors d'une campagne d'essais, il est important de pouvoir assurer un montage et un démontage rapide d'une aube ainsi qu'une modification de son calage angulaire pour la recherche d'un réglage optimum de la turbomachine. Ces opérations doivent pouvoir être effectuées le plus rapidement possible sans avoir à démonter la machine dans la mesure où cette dernière est complètement instrumentée. Les documents FR2992347 et FR2003206 décrivent des moyeux munis d'aubes à calage variable destinés à être utilisés dans une turbomachine propulsant un aéronef. Toutefois, les dispositifs existants ne sont pas entièrement satisfaisants dans la mesure où, en plus d'être complexes, ils ne permettent pas de garantir une tenue mécanique optimum des pièces et de l’assemblage à tous les régimes de fonctionnement de la turbomachine. L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un module pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu comprenant deux éléments annulaires coaxiaux fixés l’un à l’autre et définissant entre eux au moins un logement de pied d'aube, - au moins une aube munie d'un pied d'aube disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube, - ledit module comportant un système de verrouillage en position de l'aube comprenant: - une bride de pivot destinée à venir en appui contre une face d'extrémité du pied d'aube, - au moins deux organes de fixation bloqués en translation chacun à l'intérieur d'une ouverture traversante réalisée dans le moyeu, - chaque organe de fixation coopérant avec une noix de serrage correspondante liée en rotation avec la bride de pivot, de sorte qu'un serrage des organes de fixation assure un serrage du pied d'aube contre le moyeu pour immobiliser l'aube dans une position angulaire souhaitée. L'invention permet ainsi de modifier aisément le calage angulaire de l'aube pendant l’essai sans avoir à démonter la machine de test. L'invention respecte également le profil aérodynamique de la veine quelle que soit la position de l’aube, les vibrations, ou ses déplacements internes dus à des phénomènes de pompage ou de flux transitoires lors d'un changement de calage. En cas de casse d'une aube, l'invention permet en outre de faciliter un démontage in situ. L'invention présente également l'avantage d'être une solution simple à implémenter contenant un minimum de pièces. Selon une réalisation de l'invention, la face d'extrémité du pied d'aube présente une forme arrondie suivant un rayon de courbure et la bride de pivot présente une face de contact avec le pied d'aube de forme tronconique de sorte que l'appui entre la bride de pivot et le pied d'aube est un appui linéaire. Selon une réalisation de l'invention, une noix de serrage est disposée à l'intérieur d'une encoche réalisée dans la bride de pivot, la noix de serrage et l'encoche étant configurés de façon à empêcher une rotation de la noix de serrage à l'intérieur de l'encoche lors d'une rotation d'un organe de fixation correspondant. Selon une réalisation de l'invention, une noix de serrage présente deux méplats chacun en appui contre une face latérale correspondante de l'encoche. Selon une réalisation de l'invention, un organe de blocage est inséré à l'intérieur d'une ouverture traversante réalisée dans le moyeu de façon à déboucher à l'intérieur d'une gorge réalisée dans un organe de fixation. Selon une réalisation de l'invention, l'organe de blocage s'étend perpendiculairement par rapport à l'organe de fixation. Selon une réalisation de l'invention, les organes de fixation sont des vis munies chacune d'une tête disposée à l'intérieur de l'ouverture traversante, de sorte qu'une face externe de la tête affleure avec une face externe du moyeu. Selon une réalisation de l'invention, une paroi de retenue réalisée dans le logement de pied d'aube est insérée à l'intérieur d'une gorge circonférentielle réalisée dans le pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, la bride de pivot comporte une portion centrale destinée à venir en appui contre le pied d'aube et deux oreilles s'étendant en saillie par rapport à la portion centrale, chaque oreille comportant un trou de passage d'un organe de fixation. Selon une réalisation de l'invention, ledit module est constitué par un module rotor de soufflante. La présente invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles: La , déjà décrite, est une vue en coupe longitudinale d'une machine de test avec laquelle est mise en œuvre l'invention; La est une vue en perspective d'un module de soufflante pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef selon la présente invention; La est une vue en perspective éclatée d'un moyeu de module de soufflante muni d'un système de verrouillage en position d'une aube à double noix de serrage selon la présente invention; Les figures 4a et 4b sont des vues en coupe du système de verrouillage en position d'une aube à double noix de serrage selon la présente invention respectivement dans un état verrouillé et dans un état déverrouillé; La est une vue de dessus d'un dispositif de blocage en rotation d'une noix de serrage d'un système de verrouillage en position d'une aube selon la présente invention; La est une vue en perspective et en coupe d'un dispositif d'arrêt en translation des vis de fixation destinées à coopérer avec les noix de serrage d'un système de verrouillage en position d'une aube selon l'invention; La est une représentation schématique des différentes liaisons mécaniques entre les différents composants d'un système de verrouillage en position d'une aube selon l'invention. Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation présentent les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. La montre un module de soufflante 10 pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant un moyeu annulaire 11 ayant un axe X1 et une pluralité d'aubes 12. Le module de soufflante 10 est un module rotor. En variante, le module de soufflante 10 pourra être un module redresseur. Le moyeu 11 comporte deux éléments annulaires 13.1, 13.2 coaxiaux fixés l’un à l’autre et définissant entre eux des logements 15 de réception de pieds d'aubes. On distingue, par référence à un sens de circulation d'un flux d'air généré par la soufflante en fonctionnement, un élément annulaire amont 13.1 et un élément annulaire aval 13.2. Ainsi, une portion d'un logement 15 est délimitée par l'élément annulaire amont 13.1 et une portion complémentaire du logement 15 est délimitée par l'élément annulaire aval 13.2. En variante, le moyeu annulaire 11 pourra être un moyeu monobloc formé d'un seul élément annulaire. Un logement de pied d'aube 15 comporte une paroi de retenue 16, tel que montré sur les figures 3, 4a, et 4b. La paroi de retenue 16 en forme de collerette est issue d'une face interne du logement 15 et s'étend radialement depuis la face interne du logement 15 vers le centre du logement 15. La paroi de retenue 16 est réalisée en partie dans une portion du logement 15 de l’élément annulaire amont 13.1 et en partie dans une portion du logement 15 de l’élément annulaire aval 13.2. Les aubes 12 s'étendent suivant leur axe Y radialement vers l'extérieur du moyeu 11. Les aubes 12 sont réparties angulairement de façon régulière suivant une circonférence du moyeu 11. Chaque aube 12 est munie d'un pied d'aube 19 de forme globalement cylindrique destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube 15 de forme correspondante. La paroi de retenue 16 réalisée dans le logement de pied d'aube 15 est insérée à l'intérieur d'une gorge circonférentielle 20 réalisée dans le pied d'aube 19 pour assurer un maintien radial du pied d'aube 19. Comme on peut le voir sur les figures 3, 4a, et 4b, un système de verrouillage 21 en position de l'aube 12 permet, dans un état déverrouillé, d'autoriser une rotation du pied d'aube 19 à l'intérieur d'un logement 15 correspondant autour de l'axe Y de façon à sélectionner une position angulaire souhaitée de l'aube 12 pour un essai et dans un état verrouillé d'immobiliser l'aube 12 à l'intérieur du logement 15 dans la position angulaire souhaitée. A cet effet, le système de verrouillage 21 comporte une bride de pivot 24 destinée à venir en appui contre une face d'extrémité 22 du pied d'aube 19. La face d'extrémité du pied d'aube 19 est une face d'extrémité radiale par rapport à l'axe X1 du moyeu 11. La bride de pivot 24 s'étend suivant un plan normal par rapport à l'axe Y de l'aube 12. La bride de pivot 24 comporte deux trous traversants 25 pour le passage d'organes de fixation 30. La bride de pivot 24 comporte une portion centrale 26 de forme annulaire destinée à venir en appui contre le pied d'aube 19 et deux oreilles 27 s'étendant en saillie par rapport à la portion centrale 26, tel que montré sur la . Chaque oreille 27 comporte un trou 25 de passage d'un organe de fixation. Au moins deux organes de fixation 30 sont bloqués en translation chacun à l'intérieur d'une ouverture traversante 31 réalisée dans le moyeu 11. Chaque ouverture traversante 31 présente un axe d'orientation radiale par rapport à l'axe X1 du moyeu 11. Un premier organe de fixation 30 est disposé à l'intérieur d'une ouverture traversante 31 réalisée dans l'élément annulaire amont 13.1. Un deuxième organe de fixation 30 est disposé à l'intérieur d'une ouverture traversante 31 réalisée dans l'élément annulaire aval 13.2. De préférence, les organes de fixation 30 sont des vis munies chacune d'une tête disposée à l'intérieur de l'ouverture traversante 31 correspondante, de sorte qu'une face externe de la tête 32 affleure avec une face externe du moyeu 11. On garantit ainsi un profil de veine optimum du fait de la continuité de la surface entre les tête 32 de vis et le pied d'aube 19. Cela évite toute interférence avec le flux aérodynamique de la veine. En variante, les organes de fixation 30 pourront prendre la forme de goupilles ou de goujons. Comme on peut le voir sur la , afin d'assurer un blocage en translation des vis de fixation 30, un organe de blocage 34, tel qu'une vis ou une goupille, est inséré à l'intérieur d'une ouverture traversante 35 réalisée dans le moyeu 11 de façon à déboucher à l'intérieur d'une gorge 38 d'une vis de fixation 30. La gorge 38 s'étend entre la tête 32 de la vis de fixation 30 et une portion de butée 39. L'organe de blocage 34 s'étend perpendiculairement par rapport à la vis de fixation 30. Comme on peut le voir sur les figures 4a et 4b, chaque vis de fixation 30 est insérée à l’intérieur d’un trou de passage 25 de façon à coopérer avec une noix de serrage 41 correspondante liée en rotation avec la bride de pivot 24. Chaque noix de serrage 41 comporte une ouverture taraudée coopérant avec le filetage d'une vis de fixation 30 correspondante. Avantageusement, l'ouverture taraudée d'une noix de serrage 41 est munie d'un filet rapporté auto freiné. Comme on peut le voir sur la , une noix de serrage 41 est disposée à l'intérieur d'une encoche 42 réalisée dans la bride de pivot 24. La noix de serrage 41 et l'encoche 42 sont configurées de façon à empêcher une rotation de la noix de serrage 41 à l'intérieur de l'encoche 42 lors d'une rotation d'une vis de fixation 30 correspondante. A cet effet, une noix de serrage 41 présente deux méplats 43 chacun en appui contre une face latérale correspondante de l'encoche 42. Une encoche 42 est réalisée dans une oreille 27 de la bride 24 correspondante. On décrit ci-après le fonctionnement du système de verrouillage 21. La bride de pivot 24 est maintenue par la double liaison entre les vis de fixation 30 et les noix de serrage 41. Une fois le calage angulaire de l'aube 12 choisi, on effectue un serrage des vis de fixation 30 pour assurer un serrage du pied d'aube 19 contre le moyeu 11 de façon à immobiliser l'aube 12 dans une position angulaire souhaitée, tel que montré sur la . A cet effet, un montage pas à pas des vis de fixation 30 permet une translation de la bride de pivot 24 en direction de la face d'extrémité 22 du pied d'aube 19. Avantageusement, la face d'extrémité 22 du pied d'aube 19 présente une forme arrondie suivant un rayon de courbure R1 et la bride de pivot 24 présente une face de contact avec le pied d'aube 19 de forme tronconique de sorte que l'appui entre la bride de pivot 24 et le pied d'aube 19 est un appui linéaire. Afin d'effectuer une modification de la position angulaire d'une aube 12, on effectue un léger desserrage de la bride de pivot 24 pivotante afin de pouvoir tourner l'aube 12 autour de l'axe Y suivant la flèche F1, tel que montré sur la . On modifie ainsi l’inclinaison des aubes 12 suivant l'angle souhaité. Une fois la position angulaire de l'aube 12 choisie, on resserre la bride de pivot 24. Les opérations de manipulation de l'aube 12 et de serrage ou de desserrage des vis de fixation 30 pourront être effectuées par un opérateur humain ou un robot. L'invention permet ainsi d'effectuer une modification rapide du calage des aubes 12 entre deux essais. En outre, en cas de casse d’une aube 12, le démontage peut être effectué in situ, ce qui constitue un gain de temps important. La est une représentation schématique des différentes liaisons mécaniques entre les différents composants du système de verrouillage 21 en position d'une aube 12 selon l'invention. La liaison L1 entre le pied d'aube 19 et le moyeu 11 est une liaison pivot. Les liaisons L2 et L3 entre les vis de fixation 30 et le moyeu 11 sont respectivement une liaison pivot glissant et une liaison de contact plan-plan. La liaison L4 entre les vis de fixation 30 et les noix de serrage 41 est une liaison hélicoïdale. La liaison L5 entre la bride de pivot 24 et le pied d'aube 19 est une liaison sphéro-conique. Les liaisons L6 et L7 entre la bride de pivot 24 et les noix de serrage 41 sont respectivement une liaison de contact cylindre-cylindre et une liaison de contact plan-plan. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En outre, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association. Module (10) pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu (11) comprenant deux éléments annulaires (13.1, 13.2) coaxiaux fixés l’un à l’autre et définissant entre eux au moins un logement de pied d'aube (15), - au moins une aube (12) munie d'un pied d'aube (19) disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube (15), caractérisé en ce que ledit module (10) comporte un système de verrouillage (21) en position de l'aube (12) comprenant: - une bride de pivot (24) destinée à venir en appui contre une face d'extrémité (22) du pied d'aube (19), - au moins deux organes de fixation (30) bloqués en translation chacun à l'intérieur d'une ouverture traversante (31) réalisée le moyeu (11), - chaque organe de fixation (30) coopérant avec une noix de serrage (41) correspondante liée en rotation avec la bride de pivot (24), de sorte qu'un serrage des organes de fixation (30) assure un serrage du pied d'aube (19) contre le moyeu (11) pour immobiliser l'aube (12) dans une position angulaire souhaitée. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face d'extrémité (22) du pied d'aube (19) présente une forme arrondie suivant un rayon de courbure (R1) et la bride de pivot (24) présente une face de contact avec le pied d'aube (19) de forme tronconique de sorte que l'appui entre la bride de pivot (24) et le pied d'aube (19) est un appui linéaire. Module selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une noix de serrage (41) est disposée à l'intérieur d'une encoche (42) réalisée dans la bride de pivot (24), la noix de serrage (41) et l'encoche (42) étant configurés de façon à empêcher une rotation de la noix de serrage (41) à l'intérieur de l'encoche (42) lors d'une rotation d'un organe de fixation (30) correspondant. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une noix de serrage (41) présente deux méplats (43) chacun en appui contre une face latérale correspondante de l'encoche (42). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un organe de blocage (34) est inséré à l'intérieur d'une ouverture traversante (35) réalisée dans le moyeu (11) de façon à déboucher à l'intérieur d'une gorge (38) réalisée dans un organe de fixation (30). Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de blocage (34) s'étend perpendiculairement par rapport à l'organe de fixation (30). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les organes de fixation (30) sont des vis munies chacune d'une tête (32) disposée à l'intérieur de l'ouverture traversante (31), de sorte qu'une face externe de la tête (32) affleure avec une face externe du moyeu (11). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une paroi de retenue (16) réalisée dans le logement de pied d'aube (15) est insérée à l'intérieur d'une gorge circonférentielle (20) réalisée dans le pied d'aube (19). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la bride de pivot (24) comporte une portion centrale (26) destinée à venir en appui contre le pied d'aube (19) et deux oreilles (27) s'étendant en saillie par rapport à la portion centrale (26), chaque oreille (27) comportant un trou de passage (25) d'un organe de fixation (30). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est constitué par un module rotor de soufflante.