Brevet FR3152287A1 — publié le 20250228

L'invention porte sur un module, notamment pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef, comportant un système (17) de verrouillage en rotation d'une aube (11) comprenant: - une bride de serrage (18), - un organe élastique de précharge (20), et - une vis poussoir (21) en appui contre la bride de serrage (18), de sorte que lors d'un serrage de la vis poussoir (21), l'organe élastique de précharge (20) est comprimé par la bride de serrage (18) de façon à libérer une rotation de l'aube 11 pour sélectionner une position angulaire souhaitée, et lors d'un desserrage de la vis poussoir (21), l'organe élastique de précharge (20) décomprimé sollicite la bride de serrage (18) contre la face d'extrémité du pied d'aube (13) de telle façon que le pied d'aube (13) en appui contre le moyeu annulaire (10) est immobilisé dans la position angulaire souhaitée. Figure 3a SYSTÈME DE VERROUILLAGE D'UNE AUBE D'UN MODULE DE SOUFFLANTE PAR UN ORGANE ÉLASTIQUE DE PRÉCHARGE La présente invention porte sur un système de verrouillage d'une aube d’un module de soufflante par un organe élastique de précharge. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec un module redresseur ou un module rotor de soufflante. Le principe de fonctionnement d’une soufflante de turbomachine est de comprimer l’air pénétrant à l'intérieur du moteur. Une partie de cet air constitue le flux primaire délimité par une veine primaire et une autre partie de cet air constitue le flux secondaire délimité par une veine secondaire. Le flux primaire 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 présente invention porte sur une machine de test pour un banc d’essai, en particulier une soufflante d’un démonstrateur aérodynamique qui ne possède qu’un seul flux d’air et qui ne possède pas de compresseur basse pression, ni de compresseur haute pression ou de chambre de combustion. La machine de test vise à tester différentes pièces de la turbomachine et à optimiser les réglages de fonctionnement de la turbomachine. La FIG. 1 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 dénommé OGV (pour "Outlet Guide Vane" en anglais), ainsi qu'une veine d'écoulement aval 6. Le module rotor 4 comporte une pluralité d'aubes montées sur un moyeu cylindrique appelée "disque fan" entraîné en rotation par une turbine à pression alimentée en air par le banc d’essai. 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. Il existe donc le besoin de pouvoir effectuer ces opérations le plus rapidement possible afin de limiter le temps d'arrêt de la machine de test durant une campagne d'essais. Ces opérations doivent également pouvoir être effectuées dans un environnement contraint dimensionnellement sans avoir à démonter la machine de test qui est complètement instrumentée. L'invention vise à combler efficacement les besoins précités en proposant un module, notamment pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef, comportant: - un moyeu annulaire comportant au moins un logement de pied d'aube, - au moins une aube munie d'un pied d'aube destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube, et - un système de verrouillage en rotation de l'aube comprenant: - une bride de serrage en appui contre une face d'extrémité du pied d'aube, - un organe élastique de précharge disposé entre un fond du logement de pied d'aube et la bride de serrage, et - une vis poussoir en appui contre la bride de serrage, de sorte que lors d'un serrage de la vis poussoir, l'organe élastique de précharge est comprimé par la bride de serrage de façon à libérer une rotation de l'aube pour sélectionner une position angulaire souhaitée, et lors d'un desserrage de la vis poussoir, l'organe élastique de précharge décomprimé sollicite la bride de serrage contre la face d'extrémité du pied d'aube de telle façon que le pied d'aube en appui contre le moyeu annulaire est immobilisé dans la position angulaire souhaitée. L'invention permet ainsi de modifier aisément le calage angulaire de l'aube entre deux essais sans avoir à démonter la machine de test. L’invention permet de limiter au maximum les temps d’arrêt lors de l’essai. L’invention permet l’ajustement du calage de l’aube en restant dans un environnement contraint dimensionnellement. 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, une paroi de retenue issue d'une périphérie interne du logement de pied d'aube est insérée à l'intérieur d'une gorge réalisée dans le pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, l'organe élastique de précharge est une rondelle élastique. Selon une réalisation de l'invention, la face d'extrémité du pied d'aube présente une forme cylindrique creuse destinée à coopérer avec une partie cylindrique saillante correspondante de la bride de serrage. Selon une réalisation de l'invention, des cannelures sont disposées entre la partie cylindrique saillante de la bride de serrage et la forme cylindrique creuse du pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, des cannelures sont disposées entre un plat du pied d’aube et la bride de serrage. Selon une réalisation de l'invention, un moletage est réalisé sur une surface de la bride de serrage et/ou sur une surface du pied d’aube. Selon une réalisation de l'invention, une portion d'extrémité de la bride de serrage contre laquelle est en appui la vis poussoir est disposée à l'intérieur d'une cavité du moyeu annulaire située dans un prolongement du logement de pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, une tête de la vis poussoir affleure avec une veine du module pour éviter des perturbations aérodynamiques. Selon une réalisation de l'invention, le moyeu annulaire est réalisé en deux parties. Selon une réalisation de l'invention, le moyeu annulaire est monobloc. Selon une réalisation de l'invention, le module est un module redresseur. Selon une réalisation de l'invention, le module est un module rotor. 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, présentées 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: FIG. 1 La FIG. 1 , déjà décrite, est une vue en coupe longitudinale d'une machine de test avec laquelle est mise en œuvre l'invention; FIG. 2 La FIG. 2 est une vue en perspective d'un module redresseur pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef selon la présente invention; FIG. 3 La FIG. 3 est une vue en coupe détaillée d'un pied aube et d'un système de verrouillage d'une aube selon l'invention à l'état déverrouillé; FIG. 3 La FIG. 3 est une vue en coupe détaillée d'un pied aube et d'un système de verrouillage d'une aube selon l'invention à l'état verrouillé. FIG. 4 La FIG. 4 est une vue en coupe schématique illustrant un mode de réalisation dans lequel des cannelures sont disposées entre le plat du pied d’aube et la bride de serrage; FIG. 4 La FIG. 4 est une vue en coupe schématique illustrant un mode de réalisation dans lequel des cannelures sont disposées entre la partie cylindrique du pied d’aube et la bride de serrage. 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 FIG. 2 montre un module redresseur 5 pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant un moyeu annulaire 10 ayant un axe X1 et une pluralité d'aubes 11. Le moyeu annulaire 10 comporte une pluralité de logements de pied d'aube 12. Avantageusement, le moyeu annulaire 10 est un moyeu monobloc. En variante, le moyeu annulaire 10 peut être formé par deux éléments annulaires coaxiaux fixés l'un à l'autre et définissant entre eux les logements 12 de pieds d'aubes 11. Les aubes 11 s'étendent radialement suivant leur axe Y vers l'extérieur du moyeu 10. Les aubes 11 sont réparties angulairement de façon régulière suivant une circonférence du moyeu 10. Chaque aube 11 est munie d'un pied d'aube 13 de forme globalement cylindrique destiné à être disposé à l'intérieur d'un logement de pied d'aube 12 correspondant. Une paroi de retenue 14 issue d'une périphérie interne du logement de pied d'aube 12 est insérée à l'intérieur d'une gorge 16 réalisée dans le pied d'aube 13, tel que cela est montré sur les figures 3a et 3b. Une telle configuration permet d'assurer une retenue radiale du pied d'aube 13 par rapport à l'axe X1. Un système de verrouillage 17 en rotation de l'aube 11 permet, dans un état déverrouillé, d'autoriser une rotation du pied d'aube 13 à l'intérieur d'un logement 12 correspondant autour de l'axe Y de façon à sélectionner une position angulaire souhaitée de l'aube 11 pour un essai et, dans un état verrouillé, d'immobiliser l'aube 11 à l'intérieur du logement 12 dans la position angulaire souhaitée. A cet effet, comme cela est illustré sur les figures 3a et 3b, le système de verrouillage 17 en rotation de l'aube 11 comprend une bride de serrage 18 en appui contre une face d'extrémité du pied d'aube 13, un organe élastique de précharge 20 disposé entre un fond du logement de pied d'aube 12 et la bride de serrage 18, et une vis poussoir 21 insérée à l'intérieur d'une ouverture taraudée 22 réalisée dans le moyeu annulaire 10. La vis poussoir 21 est en appui contre la bride de serrage 18. De préférence, l'organe élastique de précharge 20 est une rondelle élastique. En variante, l'organe élastique de précharge 20 peut prendre la forme d'un ressort à boudin, d'une lame élastique, ou toute autre organe élastique adapté à l'application. La face d'extrémité du pied d'aube 13 présente une forme cylindrique creuse 25 destinée à coopérer avec une partie cylindrique saillante 26 correspondante de la bride de serrage 18. Une portion d'extrémité 28 de la bride de serrage 17 contre laquelle est en appui la vis poussoir 21 est disposée à l'intérieur d'une cavité 29 du moyeu annulaire 10 située dans un prolongement du logement de pied d'aube 12. La bride de serrage 18 présente ainsi une forme de plaque allongée comportant une portion portant la partie cylindrique 26 en contact avec la face d'extrémité de l'aube 11 et la portion d'extrémité 28 disposée à l'intérieur de la cavité 29. Il existe différentes alternatives de guidage pour l’ajustement du calage angulaire de l’aube. Dans le mode de réalisation de la FIG. 4 , des cannelures 33 sont disposées entre un plat du pied d’aube 13 et la bride de serrage 18. Un plat du pied d'aube 13 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe Y de l'aube 11. Les cannelures 33 disposées sous le pied d'aube 13 permettent d'effectuer un réglage calibré de la position angulaire des aubes 11 dont la finesse dépend de la taille desdites cannelures 33. Dans le mode de réalisation de la FIG. 4 , des cannelures 34 sont disposées entre la partie cylindrique 26 du pied d’aube 13 et la bride de serrage 18. La hauteur h des cannelures 34 représente la hauteur de désengagement de la bride de serrage 18. La largeur des cannelures 34 représente la précision du réglage angulaire de l'aube 11. Il est également possible de réaliser un moletage sur une surface de la bride de serrage 18 et/ou sur une surface du pied d’aube 13 afin d’augmenter une friction entre le pied d'aube 13 et la bride de serrage 18. Le moletage est donc réalisé sur une face de contact entre ces deux éléments. Cela permet de maintenir l'aube 11 en position suite à un relâchement de l'organe élastique de précharge 20. Cette dernière réalisation peut s’appliquer en combinaison avec les alternatives de guidage précitées. On décrit ci-après le fonctionnement du système de verrouillage 17 en rotation en selon l'invention. Comme cela est illustré par la FIG. 3 , lorsqu'on effectue un serrage de la vis poussoir 21 suivant la flèche F1, l'organe élastique de précharge 20 est comprimé par la bride de serrage 18 de façon à libérer une rotation de l'aube 11. L'aube 11 peut alors être tournée suivant la flèche F2 pour sélectionner une position angulaire souhaitée. Lorsque l'aube 11 se trouve dans la position angulaire souhaitée, on effectue un desserrage de la vis poussoir 21 suivant la flèche F3, de sorte que l'organe élastique de précharge 20 se décomprime. L'organe élastique de précharge 20 sollicite, suivant les flèches F4, la bride de serrage 18 contre la face d'extrémité du pied d'aube 13. Le pied d'aube 13 en appui contre le moyeu annulaire 10 suivant les flèches F5 est alors immobilisé dans la position angulaire souhaitée. Autrement dit, l'organe élastique de précharge 20 applique, par rapport à l'axe X1, un effort radial sur la bride de serrage 18 qui pousse le pied d'aube 13 contre le moyeu annulaire 10 afin de maintenir l'aube 10 dans la position angulaire souhaitée. Il est alors possible de procéder aux essais de la soufflante suivant cette configuration du module redresseur 5. Les opérations de manipulation de l'aube 11 et de serrage ou de desserrage de la vis poussoir 21 peuvent être effectuées par un opérateur humain ou de façon automatique par un robot. L'invention permet ainsi d'effectuer une modification rapide du calage des aubes 11 entre deux essais. L’invention permet de limiter au maximum les temps d’arrêt lors de l’essai. L’invention permet l’ajustement du calage des aubes 11 en restant dans un environnement contraint dimensionnellement. En outre, en cas de casse d’une aube 11, le démontage peut être effectué in situ, ce qui constitue un gain de temps important. De préférence, une tête de la vis poussoir 21 affleure avec une veine du module redresseur 5 pour éviter des perturbations aérodynamiques. L'invention respecte 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. L'invention garantit une tenue mécanique des pièces et de l’assemblage à tous les régimes de fonctionnement de la turbomachine. L'invention présente également l'avantage d'être une solution simple à implémenter contenant un minimum de pièces. En variante, le module de soufflante 5 peut être un module rotor. 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 (5), notamment pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef, comportant: - un moyeu annulaire (10) comportant au moins un logement de pied d'aube (12), - au moins une aube (11) munie d'un pied d'aube (13) destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube (12), caractérisé en ce que ledit module (5) comporte un système (17) de verrouillage en rotation de l'aube (11) comprenant: - une bride de serrage (18) en appui contre une face d'extrémité du pied d'aube (13), - un organe élastique de précharge (20) disposé entre un fond du logement de pied d'aube (12) et la bride de serrage (18), et - une vis poussoir (21) en appui contre la bride de serrage (18), de sorte que lors d'un serrage de la vis poussoir (21), l'organe élastique de précharge (20) est comprimé par la bride de serrage (18) de façon à libérer une rotation de l'aube (11) pour sélectionner une position angulaire souhaitée, et lors d'un desserrage de la vis poussoir (21), l'organe élastique de précharge (20) décomprimé sollicite la bride de serrage (18) contre la face d'extrémité du pied d'aube (13) de telle façon que le pied d'aube (13) en appui contre le moyeu annulaire (10) est immobilisé dans la position angulaire souhaitée. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une paroi de retenue (14) issue d'une périphérie interne du logement de pied d'aube (12) est insérée à l'intérieur d'une gorge (16) réalisée dans le pied d'aube (13). Module selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe élastique de précharge (20) est une rondelle élastique. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la face d'extrémité du pied d'aube (13) présente une forme cylindrique creuse (25) destinée à coopérer avec une partie cylindrique saillante (26) correspondante de la bride de serrage (18). Module selon la revendication 4, caractérisé en ce que des cannelures (34) sont disposées entre la partie cylindrique saillante (26) de la bride de serrage (18) et la forme cylindrique creuse du pied d'aube (13). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des cannelures (33) sont disposées entre un plat du pied d’aube (13) et la bride de serrage (18). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un moletage est réalisé sur une surface de la bride de serrage (18) et/ou sur une surface du pied d’aube (13). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une portion d'extrémité (28) de la bride de serrage (17) contre laquelle est en appui la vis poussoir (21) est disposée à l'intérieur d'une cavité (29) du moyeu annulaire (10) située dans un prolongement du logement de pied d'aube (12). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une tête de la vis poussoir (21) affleure avec une veine du module pour éviter des perturbations aérodynamiques. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyeu annulaire (10) est réalisé en deux parties. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyeu annulaire (10) est monobloc. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le module est un module redresseur (5). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le module est un module rotor.