Brevet FR3140116A1 — publié le 20240329

L'invention porte sur une soufflante (10) pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - au moins une aube (12) solidaire d'un pivot (13), - un anneau (11) de soufflante (10) comprenant deux éléments annulaires (18.1, 18.2) coaxiaux fixés l’un à l’autre et définissant entre eux au moins un logement (17) de montage du pivot (13), - une platine de support (27) destinée à être plaquée contre une face d’extrémité axiale d’un des éléments annulaires (18.1, 18.2), - au moins un écrou (31) monté avec jeu sur une base (32), - ladite base (32) étant fixée sur la platine de support (27), - au moins une vis (50) d'assemblage étant insérée à l’intérieur d’un premier trou de fixation (51) traversant réalisé dans le premier élément annulaire (18.1) et d’un deuxième trou de fixation (52) traversant réalisé dans le deuxième élément annulaire (18.2) de façon à coopérer avec l’écrou (31). Figure 6 SOUFFLANTE À AUBES À CALAGE VARIABLE MUNIE D'UN DISPOSITIF DE MONTAGE AMÉLIORÉ La présente invention porte sur une soufflante à aubes à calage variable munie d'un dispositif de montage amélioré. De façon connue en soi, une turbomachine d’aéronef comprend une soufflante de turbomachine qui comprime l’air pénétrant dans le moteur. Une partie de cet air constitue le flux primaire circulant dans un espace d'écoulement primaire ayant une veine primaire, et l’autre partie de cet air constitue le flux secondaire circulant dans un espace d'écoulement secondaire ayant 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. Le flux secondaire contourne la partie chaude de la turbomachine. La soufflante comporte un anneau ainsi qu’une pluralité d’aubes s'étendant radialement vers l'extérieur de l'anneau. L’anneau peut être formé par deux éléments annulaires coaxiaux délimitant des logements pour des pivots d’aube. Afin de déterminer, au cours d'une phase de test, une position angulaire des aubes optimisant l'entrée du flux d'air à l'intérieur de l'espace d'écoulement primaire, il est connu d'utiliser un système à calage variable, tel que décrit dans le document FR3111161. Ce système comporte des brides de serrage aptes à prendre un état desserré dans lequel les brides autorisent une rotation des pivots d'aube à l’intérieur des logements de l’anneau et un état verrouillé dans lequel les brides de serrage immobilisent les pivots d'aube à l’intérieur des logements de l’anneau pour maintenir les aubes dans une position angulaire souhaitée lors d’une phase de test de la soufflante. L'assemblage des éléments annulaires et des brides de serrage est effectué au moyen de trous de fixation réalisés dans les éléments annulaires. Ces trous de fixation sont destinés à recevoir des organes de fixation correspondants, tels que des vis. Toutefois, il existe des disparités dans le positionnement des trous de fixation par rapport à l'axe des anneaux annulaires du fait des imprécisions de l’usinage. Ces disparités sont susceptibles d'engendrer des décalages entre les pièces au niveau de la face externe de l'anneau. Cela perturbe le flux d'air en entrée de la veine primaire et fausse donc les résultats de la simulation. En outre, la réalisation de taraudages fragilise la tenue mécanique des éléments annulaires présentant des épaisseurs fines. L'invention vise à remédier aux inconvénients précités en proposant une soufflante pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - au moins une aube solidaire d'un pivot, - un anneau de soufflante comprenant deux éléments annulaires coaxiaux fixés l’un à l’autre et définissant entre eux au moins un logement de montage du pivot, - une platine de support ayant une forme annulaire destinée à être plaquée contre une face d’extrémité axiale d’un des éléments annulaires, - au moins un écrou monté avec jeu sur une base, - ladite base étant fixée sur la platine de support, - au moins une vis d'assemblage des éléments annulaires étant insérée à l’intérieur d’un premier trou de fixation traversant réalisé dans le premier élément annulaire et d’un deuxième trou de fixation traversant réalisé dans le deuxième élément annulaire de façon à coopérer avec l’écrou. L’invention permet ainsi, grâce aux écrous de serrage montés avec jeu sur la platine de support, de s’adapter aux variations dimensionnelles des trous de fixation réalisés dans les éléments annulaires. L’invention garantit ainsi un positionnement relatif correct entre les différents composants de la soufflante optimisant ainsi la continuité de la veine primaire de la turbomachine. De plus, comme la fixation de la vis d'assemblage est effectuée au moyen de l'écrou rapporté, les trous de fixation réalisés dans les éléments annulaires peuvent être des trous lisses qui, contrairement à des trous taraudés, n'altèrent pas la structure des éléments annulaires. Selon une réalisation de l'invention, au moins une vis de montage d’une bride de serrage est insérée à l’intérieur d’un trou de fixation traversant réalisé dans un des éléments annulaires et d’un trou de fixation traversant réalisé dans la bride de serrage de façon à coopérer avec un deuxième écrou monté avec jeu sur une deuxième base fixée sur la platine de support. Selon une réalisation de l'invention, la base est rivetée sur la platine de support. Selon une réalisation de l'invention, une extrémité de l'écrou est prolongée par une embase. Selon une réalisation de l'invention, la base comporte des portions repliées définissant chacune un espace de retenue avec jeu pour un bord de l'embase. Selon une réalisation de l'invention, la platine de support est montée centrée par rapport à l'anneau. Selon une réalisation de l'invention, la platine de support comporte une ouverture centrale autorisant le passage d’une portée de centrage d'un des éléments annulaires. Selon une réalisation de l'invention, la platine de support comporte une pluralité de zones de fixation comprenant chacune plusieurs écrous et plusieurs bases, les zones de fixation étant espacées angulairement de façon régulière suivant une circonférence de la platine de support. Selon une réalisation de l'invention, la platine de support comporte des échancrures, chaque échancrure s’étendant entre deux zones de fixation adjacentes consécutives. Selon une réalisation de l'invention, la platine de support est réalisée dans un matériau métallique, tel que de l’acier. 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 1 et 2 sont des vues en perspective avant et arrière d'une soufflante de turbomachine selon l'invention munie d'aubes à calage variable; La est une vue en perspective partielle d'une soufflante selon l'invention munie d'un pivot inséré à l'intérieur d'un logement d'un élément annulaire et maintenu dans sa position angulaire au moyen d'une bride de serrage; La est une vue en perspective détaillée d'écrous de serrage montés sur des bases destinées à être rivetées sur une platine de support selon l'invention; La est une représentation schématique illustrant le montage avec jeu d'un écrou sur une base correspondante; La est une représentation schématique illustrant le montage d'une vis d'assemblage entre les deux éléments annulaires coopérant avec un écrou monté avec jeu sur la platine de support selon l'invention; La est une représentation schématique illustrant le montage d'une vis de fixation d'une bride de serrage coopérant avec un écrou monté avec jeu sur la platine de support selon l'invention. Il est à noter que, sur les figures, 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. Les figures 1 et 2 montrent une soufflante 10 pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant un anneau 11 ayant un axe X et une pluralité d'aubes 12. Les aubes 12 s'étendent radialement vers l'extérieur de l'anneau 11 suivant leur axe Y. Les aubes 12 sont réparties angulairement de façon régulière suivant une circonférence de l'anneau 11. Une aube 12 est solidaire d'un pivot 13 ayant une forme globalement cylindrique. A cet effet, une aube 12 présente un pied d'aube 15 inséré dans une rainure 16 de forme complémentaire ménagée dans un pivot 13 correspondant. Les formes complémentaires du pied d'aube 15 et de la rainure 16 pourront notamment être des formes en queue d'aronde, de type marteau, ou en pied de sapin. Toute autre forme adaptée à l'application peut être utilisée. L'anneau 11 comprend deux éléments annulaires coaxiaux 18.1, 18.2 fixés l’un à l’autre et définissant entre eux des logements 17 de montage des pivots 13. On distingue, par référence à un sens de circulation du flux d'air généré par la soufflante 10 en fonctionnement, un élément annulaire amont 18.1 et un élément annulaire aval 18.2. Ainsi, une portion d'un logement 17 est délimitée par l'élément annulaire amont 18.1 et une portion complémentaire du logement 17 est délimitée par l'élément annulaire aval 18.2. Une paroi de butée 19 est insérée à l'intérieur d'une gorge circonférentielle 21 réalisée dans le pivot 13. Une première portion de la paroi de butée 19 est ménagée dans l'élément annulaire amont 18.1 et une deuxième portion de la paroi de butée 19 est ménagée dans l'élément annulaire aval 18.2. La paroi de butée 19 assure une retenue radiale du pivot 13 à l'intérieur du logement 17. En outre, comme on peut le voir notamment sur la , une bride de serrage 23 est apte à prendre un état desserré dans lequel la bride de serrage 23 autorise une rotation d'un pivot 13 et donc de l'aube 12 correspondante à l’intérieur d'un logement 17 de l’anneau 11 et un état verrouillé dans lequel la bride de serrage 23 immobilise le pivot 13 correspondant à l’intérieur du logement 17 de l’anneau 11 pour maintenir l'aubes 12 dans une position angulaire souhaitée lors d’une phase de test de la soufflante 10. La bride de serrage 23 présente une forme de pont, notamment une forme de U allongé. La bride de serrage 23 est munie de deux trous de fixation 24 disposés chacun à une extrémité de la bride de serrage 23. Chaque trou de fixation 24 est destiné à recevoir un organe de fixation 55, tel qu'une vis. Afin de permettre l'accès aux organes de fixation 55 des brides de serrage 23, l'élément annulaire amont 18.1 présente au moins une fenêtre traversante 25. La fenêtre traversante 25 permet le passage d'un outil destiné à coopérer avec une empreinte des organes de fixation 55. Une fenêtre 25 peut être constituée par une ouverture dimensionnée pour autoriser l'accès à deux organes de fixation 55 adjacents utilisés pour la fixation de deux brides de serrage 23 adjacentes. Par ailleurs, une platine de support 27 visible sur la est destinée à être plaquée contre une face d’extrémité axiale 28 d’un élément annulaire, en l'occurrence l'élément annulaire aval 18.2. Alternativement, la platine de support 27 peut être plaquée contre une face d'extrémité axiale 28 de l'élément annulaire amont 18.1. La platine de support 27 présente une forme annulaire d'orientation radiale par rapport à l'axe X. La face d'extrémité axiale de l'élément annulaire 18.2 s’étend dans un plan radial par rapport à l'axe X. La platine de support 27 est réalisée dans un matériau métallique, tel que de l’acier. La platine de support 27 comporte une pluralité de zones de fixation 30 comprenant chacune plusieurs écrous 31 et plusieurs bases 32 décrits plus en détails ci-après. Les zones de fixation 30 sont espacées angulairement entre elles de façon régulière suivant une circonférence de la platine de support 27. Afin de limiter la masse de l'ensemble, la platine de support 27 comporte des échancrures 33. Chaque échancrure 33 s’étend entre deux zones de fixation 30 adjacentes consécutives. Il existe ainsi une alternance de zones de fixation 30 et d'échancrures 33 suivant une circonférence de la platine de support 27. La platine de support 27 est montée centrée par rapport à l'anneau 11. A cet effet, la platine de support 27 comporte une ouverture centrale 35 autorisant le passage d’une portée de centrage 36 issue de l'élément annulaire 18.2. La portée de centrage 36 consiste en une paroi annulaire ayant une orientation axiale par rapport à l'axe X. Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, une pluralité d'écrous 31 sont montés avec jeu sur des bases 32 fixées sur la platine de support 27. A cet effet, une extrémité d'un écrou 31 est prolongée par une embase 38. L'embase 38 présente une forme de plaque rectangulaire ou carrée. La plaque peut comporter des dégagements suivant certains côtés. Une base 32 comporte des portions repliées 41 définissant chacune un espace 42 de retenue avec jeu pour un bord d’une embase 38 de l’écrou 31. Les espaces 42 de retenue avec jeu sont configurés pour autoriser un déplacement de l’écrou 31 dans un plan radial par rapport à l’axe de la soufflante 10. Les portions repliées 41 s'étendent longitudinalement suivant deux côtés opposés d'une embase 38. Les bases 32 sont réalisées de préférence dans un matériau métallique, notamment de l'acier. Chaque base 32 est de préférence rivetée sur la platine de support 27. Dans l'exemple représenté, la base 32 présente une forme de plaque allongée munie à ses extrémités de deux oreilles comprenant chacune une ouverture 43 de passage d'un rivet 44. Au cours de l'opération de rivetage, un rivet 44 est inséré à l'intérieur d'une ouverture et ses têtes 47 sont déformées pour assurer l'assemblage de la base 32 sur la platine de support 27. Une fois l’opération de rivetage réalisée, une des têtes 47 du rivet 44 est meulée de sorte que chaque rivet 44 comporte une seule tête 47. De préférence, comme on peut le voir sur les figures 6 et 7, la tête 47 du rivet 44 qui est meulée est celle située du côté de la face de la platine de support 27 venant en appui contre l'élément annulaire 18.2. Alternativement, la base 32 peut être fixée sur la platine de support 27 par soudage, collage, ou toute autre technique de fixation adaptée à l'application. Comme cela est illustré sur la , au moins une vis 50 d'assemblage des éléments annulaires 18.1, 18.2 est insérée à l’intérieur d’un premier trou de fixation 51 traversant réalisé dans l'élément annulaire amont 18.1 et d’un deuxième trou de fixation 52 traversant réalisé dans l'élément annulaire aval 18.2 de façon à coopérer avec un écrou 31. La vis 50 d'assemblage est vissée à l'intérieur de l'écrou 31 monté avec jeu sur la platine de support 27 de façon à absorber les variations dimensionnelles des trous de fixation 51, 52 par rapport à l'axe X. Les éléments annulaires 18.1, 18.2 sont ainsi maintenus serrés entre l'écrou 31 et une tête 54 de la vis 50 en appui contre un des éléments annulaires 18.1, 18.2, en l'occurrence l'élément annulaire amont 18.1. Le premier trou de fixation 51 et le deuxième trou de fixation 52 sont des trous lisses. De préférence, on utilise une pluralité de vis 50 d'assemblage espacées angulairement de façon régulière et coopérant chacune avec un écrou 31 disposé dans une zone de fixation 30. Comme cela est illustré sur la , au moins une vis 55 de montage d’une bride de serrage 23 est insérée à l’intérieur d’un trou de fixation 56 traversant réalisé dans l'élément annulaire aval 18.2 et d’un trou de fixation 24 traversant réalisé dans la bride de serrage 23 de façon à coopérer avec un deuxième écrou 31 monté avec jeu sur une base 32 fixée sur la platine de support 27. Les trous de fixation 24, 56 sont des trous lisses. De préférence, on utilise une pluralité de vis de montage 55 espacées angulairement entre elles de façon régulière. Deux vis 55 coopèrent avec deux écrous 31 disposés dans une zone de fixation 30 correspondante. On décrit ci-après l'assemblage de la soufflante 10 pour un banc d'essai selon l'invention. La platine de support 27 est disposée autour de la portée 36 annulaire de centrage. Les deux éléments annulaires 18.1, 18.2 sont assemblés au moyens des vis d'assemblage 50 insérées à l'intérieur des trous de fixation 51, 52 et coopérant avec une pluralité d'écrous 31. Chaque vis 50 est associée à un écrou 31 situé dans une zone de fixation 30. Les brides de serrage 23 sont montées à l'aide des vis 55 insérées, via les fenêtres 25, à l'intérieur des trous de fixation 24 des brides de serrage 23 et des trous de fixation 56 réalisés dans l'élément annulaire aval 18.2 de façon à coopérer avec des écrous 31 correspondants. Deux vis 55 sont associées à deux écrous 31 situés dans une zone de fixation 30. Un cône instrumenté (non représenté) porté par l'anneau 11 ainsi que la nacelle (non représentée) sont ensuite installés sur la machine. Afin d'assurer un réglage angulaire des aubes 12, on procède dans un premier temps au démontage du cône instrumenté. On effectue ensuite un léger desserrage des brides 23 afin de pouvoir modifier l’orientation des aubes 12 suivant l'angle souhaité. Les aubes 12 peuvent être manipulées à la main ou, le cas échéant, de façon automatique par un robot. Les brides 23 sont ensuite serrées pour maintenir les aubes 12 dans la position angulaire souhaitée. Le cône instrumenté peut ensuite être réinstallé avant de procéder à un nouvel essai. L'invention permet ainsi d'effectuer une modification rapide du calage des aubes 12 entre deux essais. L'invention permet également de n’avoir aucune interférence avec le flux aérodynamique de la veine primaire. 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. A cette fin, il suffit de démonter le cône et l'élément annulaire amont 18.1. On pourra ensuite changer l’ensemble modulaire "aube-pivot" avant de réinstaller la bride 23 puis l'élément annulaire amont 18.1 ainsi que le cône instrumenté. Aucun démontage de la nacelle n’est requis. 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: - au moins une aube (12) solidaire d'un pivot (13), - un anneau (11) de soufflante (10) comprenant deux éléments annulaires (18.1, 18.2) coaxiaux fixés l’un à l’autre et définissant entre eux au moins un logement (17) de montage du pivot (13), caractérisée en ce que la soufflante (10) comporte en outre: - une platine de support (27) ayant une forme annulaire destinée à être plaquée contre une face d’extrémité axiale d’un des éléments annulaires, - au moins un écrou (31) monté avec jeu sur une base (32), - ladite base (32) étant fixée sur la platine de support (27), - au moins une vis (50) d'assemblage des éléments annulaires (18.1, 18.2) étant insérée à l’intérieur d’un premier trou de fixation (51) traversant réalisé dans le premier élément annulaire (18.1) et d’un deuxième trou de fixation (52) traversant réalisé dans le deuxième élément annulaire (18.2) de façon à coopérer avec l’écrou (31). Soufflante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une vis (55) de montage d’une bride de serrage (23) est insérée à l’intérieur d’un trou de fixation (56) traversant réalisé dans un des éléments annulaires (18.1, 18.2) et d’un trou de fixation (24) traversant réalisé dans la bride de serrage (23) de façon à coopérer avec un deuxième écrou (31) monté avec jeu sur une deuxième base (32) fixée sur la platine de support (27). Soufflante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la base (32) est rivetée sur la platine de support (27). Soufflante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une extrémité de l'écrou (31) est prolongée par une embase (38). Soufflante selon la revendication 4, caractérisée en ce que la base (32) comporte des portions repliées (41) définissant chacune un espace (42) de retenue avec jeu pour un bord de l'embase (38). Soufflante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la platine de support (27) est montée centrée par rapport à l'anneau (11). Soufflante selon la revendication 6, caractérisée en ce que la platine de support (27) comporte une ouverture centrale (35) autorisant le passage d’une portée de centrage (36) d'un des éléments annulaires (18.1, 18.2). Soufflante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la platine de support (27) comporte une pluralité de zones de fixation (30) comprenant chacune plusieurs écrous (31) et plusieurs bases (32), les zones de fixation (30) étant espacées angulairement de façon régulière suivant une circonférence de la platine de support (27). Soufflante selon la revendication 8, caractérisée en ce que la platine de support (27) comporte des échancrures (33), chaque échancrure (33) s’étendant entre deux zones de fixation (30) adjacentes consécutives. Soufflante selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la platine de support (27) est réalisée dans un matériau métallique, tel que de l’acier.