Brevet FR3142781A1 — publié le 20240607

L'invention porte sur une soufflante pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu annulaire (11) comportant au moins un logement de pied d'aube (13), - au moins une aube (12) munie d’un pied d'aube (18), - un système de bridage (21) en position de l'aube (12) comprenant: - une pince (22) montée dans le logement de pied d'aube (13), et - une cale de rétention (30) disposée à l'intérieur d'une gorge (19) réalisée dans le pied d'aube (18), ladite cale de rétention (30) étant destinée à venir en appui contre la pince (22). Figure 5 SYSTÈME DE BRIDAGE D'AUBE D'UNE SOUFFLANTE MUNI D'UNE CALE DE RETENTION La présente invention porte sur un système de bridage d'aube d'une soufflante muni d'une cale de rétention. Une turbomachine d’aéronef comprend classiquement depuis l’amont jusqu’à l’aval, par référence à l’écoulement des gaz dans la turbomachine, une soufflante, un ou plusieurs compresseurs, une chambre annulaire de combustion, une ou plusieurs turbines et une tuyère d’échappement de gaz de combustion. Les figures 1a et 1b montrent une soufflante 1 comportant un moyeu 2 ayant un axe X. Des aubes 3 s'étendent radialement vers l'extérieur du moyeu 2 suivant leur axe Y. Les aubes 3 sont réparties angulairement de façon régulière suivant une circonférence du moyeu 2. Les aubes 3 sont du type à calage variable, c’est-à-dire qu’elles peuvent être calées dans une position angulaire prédéterminée autour de leur axe Y respectif afin d’adapter et d’optimiser cette position en fonction notamment du régime de la turbomachine. En pratique, les aubes 3 peuvent être déplacées sur plus de 90° autour de leur axe Y, depuis une position "drapeau" dans laquelle une aube est sensiblement alignée avec l’axe X tel que cela est illustré par la , et une position "inverseur" (de l’anglais "reverse") dans laquelle une aube est apte à générer un flux d’air inversé par rapport au sens d’écoulement du flux d’air dans la turbomachine, tel que cela est illustré par la . Il est connu d'utiliser un système capable de verrouiller différentes positions angulaires des aubes lors d'essais de la soufflante. Ce système de bridage est intégré dans un banc d’essai de turbomachine comprenant de nombreux équipements de prise de mesures permettant d'identifier les positions angulaires optimales des aubes. Afin d'intégrer un système de calage variable dans un moyeu monobloc, il est nécessaire d'effectuer le montage de l’aube suivant une direction radiale par rapport à l'axe du moyeu. Ce type de montage de l’aube impose d'assurer un maintien radial de l’aube soumise à des forces centrifuges importantes lors de sa rotation. Aucun dispositif existant ne permet de réaliser un blocage satisfaisant de l’aube suivant la direction radiale dans une configuration monobloc du moyeu. L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant une soufflante 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, - un système de bridage en position de l'aube comprenant: - une pince montée dans le logement de pied d'aube, et - une cale de rétention disposée à l'intérieur d'une gorge réalisée dans le pied d'aube, ladite cale de rétention étant destinée à venir en appui contre la pince. L'invention permet ainsi d'assurer un maintien radial de l'aube de soufflante montée dans un système de bridage intégré à un moyeu de soufflante monobloc. L'invention facilite également le montage et le démontage de l'aube suivant une direction radiale à l'intérieur du logement de pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, la cale de rétention comporte deux branches reliées entre elles par une portion de liaison de façon à présenter une forme de U. Selon une réalisation de l'invention, les branches de la cale de rétention sont insérées chacune à l'intérieur d'une ouverture traversante réalisée dans la pince. Selon une réalisation de l'invention, chaque branche de la cale de rétention comporte un crochet destiné à être inséré dans l’ouverture traversante de la pince pour assurer une retenue de la cale de rétention et à empêcher une extraction de la cale de rétention lorsque la cale de rétention est en butée avec une face de la pince comportant l'ouverture traversante. Selon une réalisation de l'invention, la pince comporte une portion déformable délimitant une ouverture de passage du pied d'aube, de sorte que la portion déformable s'étend autour d'une circonférence dudit pied d'aube, un organe de serrage assurant un serrage de la portion déformable autour du pied d'aube de façon à immobiliser l'aube dans une position angulaire de l'aube souhaitée. Selon une réalisation de l'invention, la portion déformable de forme tubulaire comporte une pluralité de fentes radiales. Selon une réalisation de l'invention, l'organe de serrage est un collier de serrage situé autour de la portion déformable. Selon une réalisation de l'invention, une goupille élastique assure un blocage en rotation du collier de serrage par rapport à la pince. Selon une réalisation de l'invention, la portion déformable comporte un anneau fendu. Selon une réalisation de l'invention, l'organe de serrage est un ensemble vis-écrou coopérant avec des oreilles saillantes trouées issues chacune d'une extrémité de l'anneau fendu. 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: Les figures 1a et 1b, déjà décrites, montrent une soufflante de turbomachine munie d'aubes à calage variable respectivement dans une position "drapeau" et une position "inverseur"; La est une vue en perspective d'une soufflante pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef munie d'un système de bridage d'aube selon l'invention; La est une vue en perspective éclatée d'un pied d'aube, d'une cale de rétention et d'une pince d'un système de bridage d'aube selon un premier mode de réalisation de l'invention; La est une vue en perspective d'une pince d'un système de bridage d'aube selon le premier mode de réalisation de l'invention et d'une cale de rétention disposée autour d'un pied d'aube; La est une vue en coupe longitudinale d'une pince d'un système de bridage d'aube selon le premier mode de réalisation de l'invention et d'une cale de rétention disposée autour d'un pied d'aube; La est une vue en perspective d'une pince d'un système de bridage d'aube selon le premier mode de réalisation de l'invention; La est une vue en perspective éclatée d'un pied d'aube, d'une cale de rétention et d'une pince d'un système de bridage d'aube selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; La est une vue en perspective d'une pince d'un système de bridage d'aube selon le deuxième mode de réalisation de l'invention et d'une cale de rétention disposée autour d'un pied d'aube; La est une vue en coupe longitudinale d'une pince d'un système de bridage d'aube selon le deuxième mode de réalisation de l'invention et d'une cale de rétention disposée autour d'un pied d'aube; La est une vue en perspective d'une pince d'un système de bridage d'aube selon le deuxième mode de réalisation de l'invention; La est une vue en perspective d'une cale de rétention selon la présente invention; Les figures 12a, 12b, 12c, et 12d illustrent les différentes étapes de montage de la cale de rétention selon la présente invention permettant d'assurer une retenue radiale du pied d'aube. Il est à noter que, sur les figures 2 et suivantes, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. La montre une soufflante 10 pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant un moyeu annulaire 11 ayant un axe X et une pluralité d'aubes 12. Le moyeu annulaire 11 comporte une pluralité de logements de réception de pied d'aube 13. Avantageusement, le moyeu annulaire 11 est un moyeu monobloc, c’est-à-dire qu'il est réalisé en une seule partie. Comme on peut le voir sur la , chaque logement de pied d'aube 13 comporte une paroi de retenue 15. La paroi de retenue 15 est issue d'une face interne du logement 13 et s'étend radialement, par rapport à l'axe Y, depuis la face interne du logement 13 vers le centre du logement 13. La paroi de retenue 15 présente une ouverture de passage 16 d'un pied d'aube 18. Les aubes 12 s'étendent radialement vers l'extérieur du moyeu 11 suivant leur axe Y. 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 18 de forme globalement cylindrique. Chaque pied d'aube 18 comporte une gorge circonférentielle 19. Un système de bridage 21 en position de l'aube 12 permet, dans un état déverrouillé, d'autoriser une rotation du pied d'aube 18 à l'intérieur d'un logement 13 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 13 dans la position angulaire souhaitée. Le système de bridage 21 comprend une pince 22 d'axe Y' visible sur les figures 6 et 10 destinée à être montée dans un logement de pied d'aube 13 correspondant. La pince 22 comporte une portion de montage 23 de forme cylindrique munie d'une ouverture de passage 24 du pied d'aube 18. La pince 22 comporte en outre une portion déformable 25 délimitant une ouverture de passage 26 du pied d'aube 18, de sorte que la portion déformable 25 s'étend autour d'une circonférence dudit pied d'aube 18. La portion de montage 23 et la portion déformable 25 sont reliées entre elles par une paroi de liaison 29. Les ouvertures de passage 24, 26 de la portion de montage 23 et de la portion déformable 25 sont coaxiales l'une par rapport à l'autre. La portion de montage 23 et la portion déformable 25 sont espacées entre elles pour permettre la mise en place d'une cale de rétention 30 destinée à être disposée à l'intérieur de la gorge 19 du pied d'aube 18, tel que montré sur les figures 5 et 9. Les extrémités de la cale de rétention 30 sont insérées à l'intérieur d'ouvertures traversantes 31 réalisées dans la paroi de liaison 29 (cf. ). La cale de rétention 30 dont le fonctionnement est décrit plus en détails ci-après permet d'assurer une retenue radiale de l'aube 12 par rapport à l'axe X. La cale de rétention 30 permet également d’assurer une continuité aérodynamique de la veine primaire de la turbomachine par l’alignement de la face radialement externe du pivot 12 et de la face externe du moyeu 11. Un organe de serrage 34 assure un serrage de la portion déformable 25 autour du pied d'aube 18 de façon à immobiliser l'aube 12 dans une position angulaire souhaitée. Le contact entre la portion déformable 25 et le pied d'aube 18 est un contact cylindrique. Dans le mode de réalisation des figures 3, 4, 5, et 6, la portion de montage 23 est munie de méplats 36 à sa périphérie externe destinés à coopérer avec des formes complémentaires réalisées dans le moyeu 11 pour maintenir la pince 22 bloquée en rotation par rapport au moyeu 11 selon l’axe Y. La portion de montage 23 est destinée à venir en appui contre la paroi de retenue 15 d'un logement de pied d'aube 13, tel que montré sur la . En l'occurrence, une face d'extrémité axiale de la portion de montage 23 par rapport à l'axe Y' vient en appui contre la paroi de retenue 15. Comme on peut le voir sur la , la portion déformable 25 de forme tubulaire comporte une pluralité de fentes radiales 37. Les fentes radiales 37 sont des fentes traversant l'épaisseur d'une paroi 38 de la portion déformable 25. Les fentes 37 sont réalisées dans la paroi 38 ayant une épaisseur plus faible qu'une paroi de la portion de montage 23. Les fentes 37 sont de préférence espacées angulairement de façon régulière suivant une circonférence de la portion déformable 25. Un espacement régulier des fentes 37 n'est toutefois pas indispensable pour la mise en œuvre de l'invention. Un axe d’anti-rotation 40 visible sur la coopère d'une part avec la pince 22 et d'autre part avec le moyeu 11 pour bloquer en rotation la pince 22 à l'intérieur du logement de pied d'aube 13. L'axe 40 permet d'empêcher une rotation de la pince 22 selon l’axe Y de l'aube 12 durant la période de rotation de la soufflante 10. L'organe de serrage 34 est un collier de serrage 41 situé autour de la portion déformable 25. En l'occurrence, le collier de serrage 41 est disposé dans une gorge 42 délimitée par deux rebords 43 disposés axialement de part et d'autre de la portion déformable 25 . Le serrage du collier 41 est effectué par un ensemble vis 45-écrou 46 monté dans deux oreilles saillantes 47 du collier de serrage 41 (cf. ). Les oreilles saillantes 47 sont trouées pour recevoir la vis 45. L’action de serrage du collier 41 engendre le serrage de l’aube 12 par un appui cylindrique de la portion déformable 25 de la pince 22 autour du pied d’aube 18. L’aube 12 est ainsi maintenue bloquée en rotation autour de son axe Y. Une goupille élastique 50 montrée sur la assure un blocage en rotation du collier de serrage 41 par rapport à la pince 22. La goupille élastique 50 permet de supprimer la rotation du collier de serrage 41 autour de la pince 22 pouvant modifier l’équilibrage de la soufflante 10 entre chaque calage. A cet effet, la goupille élastique 50 est insérée à l'intérieur d'une ouverture traversante réalisée dans le collier de serrage 41 et coopère avec une ouverture borgne réalisée dans la portion déformable 25. Dans le mode de réalisation des figures 7, 8, 9, et 10, la portion de montage 23 est munie d'un épaulement 51 destiné à venir en appui contre la paroi de retenue 15 d'un logement de pied d'aube 13 correspondant (cf. ). L'épaulement 51 permet ainsi d'assurer une retenue radiale de la pince 22. Comme on peut le voir sur la , la portion de montage 23 est munie de méplats 36 à sa périphérie externe destinés à coopérer avec des formes complémentaires réalisées dans le moyeu 11 pour maintenir la pince 22 bloquée en rotation par rapport au moyeu 11 selon l’axe Y. La portion déformable 25 comporte un anneau fendu 53. L'anneau fendu 53 présente une forme annulaire d'orientation axiale par rapport à l'axe Y' de la pince 22. Les extrémités de l'anneau 53 séparées par une fente 54 sont prolongées par deux oreilles saillantes trouées 57. Les oreilles saillantes trouées 57 s'étendent radialement en saillie par rapport à l'axe Y' de la pince 22. Comme cela est illustré sur les figures 8 et 9, l'organe de serrage 34 est un ensemble vis 58-écrou 59 coopérant avec les oreilles saillantes trouées 57 issues des extrémités de l'anneau fendu 53. La vis 58 est insérée à l'intérieur des trous des oreilles saillantes 57 et l'écrou 59 est vissé sur la vis 58. Lorsque l’aube 12 présente la position angulaire souhaitée, il suffit de la brider par l’action de serrage de la vis 58 et de l’écrou 59. Cette action a pour effet de déformer l'anneau fendu 53 de la pince 22 dont la fente 54 présente un jeu nécessaire à sa déformation. La déformation de la pince 22 à pour action de serrer le pied d’aube 18 de l’aube 12 sur la zone de contact avec l'anneau fendu 53 et ainsi bloquer l'aube 12 en rotation par rapport au moyeu 11. Comme on peut le voir sur les figures 3, 5, 7, et 9, la cale de rétention 30 est disposée à l'intérieur de la gorge 19 réalisée dans le pied d'aube 18. La cale de rétention 30 est destinée à venir en appui contre la pince 22. En l'occurrence, la cale de rétention vient en appui contre une face d'appui 61 de la pince 22. La face d'appui 61 de la pince 22 s'étend dans un plan radial par rapport à l'axe Y' de la pince 22. Une fois l’ensemble serré, la cale de rétention 30 permet de bloquer l’aube 12 radialement lorsqu'elle est soumise à une force centrifuge. Plus précisément, comme cela est illustré sur la , la cale de rétention 30 présente deux branches 30.1, 30.2 reliées entre elles par une portion de liaison 30.3 de façon à présenter une forme de U. Les branches 30.1, 30.2 du U sont insérées chacune à l'intérieur d'une ouverture 31 réalisée dans la pince 22. Chaque branche 30.1, 30.2 comporte un crochet 64 destiné à être inséré dans l’ouverture 31 de la pince 22 pour assurer une retenue de la cale de rétention 30 et à empêcher une extraction de la cale de rétention 30 lorsque la cale de rétention 30 est en butée avec une face de la pince 22 comportant l'ouverture traversante 31. La retenue de la cale de rétention 30 est effectuée suivant une direction ortho-radiale par rapport à l'axe X. Un bord de la paroi de liaison 29 délimitant une ouverture 31 est destiné à être reçu dans une creusure 65 réalisée dans une extrémité d'une branche 30.1, 30.2. On décrit ci-après, en référence avec les figures 12a à 12d, le montage de la cale de rétention 30 du système de bridage 21 de l'aube 12 selon l'invention. Comme cela est illustré sur la , avant la mise en place de la cale de rétention 30, il est nécessaire de pré-positionner l’aube 12 en retrait radialement par rapport à la face externe du moyeu 11. Comme cela est illustré sur la , une fois l’aube 12 en retrait, la gorge 19 du pied d'aube 18 et les ouvertures 31 du système de bridage 21 sont alignées pour permettre la mise en place de cale de rétention 30. La cale de rétention 30 est insérée dans la gorge 19 du pied d'aube 18 et les extrémités en forme de crochet 64 des branches 30.1, 30.2 passent à l'intérieur des ouvertures 31 du système de bridage 21. Comme cela est illustré sur la , l’aube 12 est ensuite remontée par rapport à la pince 22 suivant une direction radiale D1 par rapport à l'axe X. Le décalage est effectué de telle façon que l’appui bas de la gorge 19 du pied d'aube 18 soit en contact avec une face inférieure de la cale de rétention 30 (ici radialement interne) et que la face supérieure de la cale de rétention 30 (ici radialement externe) soit en contact avec la face d'appui 61 de la pince 22 ménagée dans la portion de montage 23. Une face radialement externe du pivot d'aube 12 se situe alors dans le prolongement de la face externe du moyeu 11 pour assurer un continuité aérodynamique de la veine primaire de la turbomachine. Les crochets 64 assurent alors un blocage de la cale de rétention 30, dans la mesure où il n’est plus possible pour la cale de rétention 30 de passer dans les ouvertures 31 de la pince 22 par lesquelles les branches 30.1, 30.2 ont été introduites. Il est possible d'effectuer d’éventuels relevés de mesure afin de reprendre au besoin l’épaisseur de la cale de rétention 30 dans le but de positionner précisément l’aube 12 dans son environnement suivant une direction radiale. Comme cela est illustré par la , le serrage de l'ensemble vis 58-écrou 59 assure un serrage de la pince 22 autour du pied d'aube 18 de façon à immobiliser l'aube 12 dans une position angulaire souhaitée. Une fois le système de bridage 21 verrouillé, l’aube 12 est précisément positionnée radialement et l’effort généré par la force centrifuge est repris en partie par la cale de rétention 30. Afin d'effectuer une modification de la position angulaire d'une aube 12, on effectue un léger desserrage de la pince 22 afin de pouvoir modifier l’orientation des aubes 12 suivant l'angle souhaité. Les opérations de manipulation de l'aube 12 et de serrage ou de desserrage de la pince 22 peuvent 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. 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. Soufflante (10) pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu annulaire (11) comportant au moins un logement de pied d'aube (13), - au moins une aube (12) munie d’un pied d'aube (18), caractérisée en ce que ladite soufflante (10) comporte en outre un système de bridage (21) en position de l'aube (12) comprenant: - une pince (22) montée dans le logement de pied d'aube (13), et - une cale de rétention (30) disposée à l'intérieur d'une gorge (19) réalisée dans le pied d'aube (18), ladite cale de rétention (30) étant destinée à venir en appui contre la pince (22). Soufflante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cale de rétention (30) comporte deux branches (30.1, 30.2) reliées entre elles par une portion de liaison (30.3) de façon à présenter une forme de U. Soufflante selon la revendication 2, caractérisée en ce que les branches (30.1, 30.2) de la cale de rétention (30) sont insérées chacune à l'intérieur d'une ouverture traversante (31) réalisée dans la pince (22). Soufflante selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que chaque branche (30.1, 30.2) de la cale de rétention (30) comporte un crochet (64) destiné à être inséré dans l’ouverture traversante (31) de la pince (22) pour assurer une retenue de la cale de rétention (30) et à empêcher une extraction de la cale de rétention (30) lorsque la cale de rétention (30) est en butée avec une face de la pince (22) comportant l'ouverture traversante (31). Soufflante selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la pince (22) comporte une portion déformable (25) délimitant une ouverture de passage (26) du pied d'aube (18), de sorte que la portion déformable (25) s'étend autour d'une circonférence dudit pied d'aube (18), un organe de serrage (34) assurant un serrage de la portion déformable (25) autour du pied d'aube (18) de façon à immobiliser l'aube (12) dans une position angulaire de l'aube (12) souhaitée. Soufflante selon la revendication 5, caractérisée en ce que la portion déformable (25) de forme tubulaire comporte une pluralité de fentes radiales (37). Soufflante selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'organe de serrage (34) est un collier de serrage (41) situé autour de la portion déformable (25). Soufflante selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'une goupille élastique (50) assure un blocage en rotation du collier de serrage (41) par rapport à la pince (22). Soufflante selon la revendication 5, caractérisée en ce que la portion déformable (25) comporte un anneau fendu (53). Soufflante selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'organe de serrage (34) est un ensemble vis (58)-écrou (59) coopérant avec des oreilles saillantes trouées (57) issues chacune d'une extrémité de l'anneau fendu (53).