INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
- selon une première variante de réalisation, la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention comporte un seul tronçon élastique. De manière préférée, l’unique tronçon de sécurité est placé à un bout de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention, le tronçon élastique étant rattaché au tronçon rigide au niveau d’une seule de ses extrémités. Alternativement, l’unique tronçon élastique de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention est placé au niveau du tronçon rigide, de sorte que ledit tronçon élastique est relié au tronçon rigide au niveau de ses deux extrémités. En d’autres termes, l’unique tronçon élastique comporte deux extrémités longitudinales qui sont chacune reliées au tronçon rigide de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention ;
- selon une deuxième variante de réalisation, la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention comporte plusieurs tronçons élastiques. Dans cette deuxième variante de réalisation, les tronçons élastiques sont placés le long de la sangle de sécurité, à différents endroits du tronçon rigide et selon n’importe quelle configuration.
- dans la deuxième variante de réalisation et selon un premier mode de réalisation, tous les tronçons élastiques présentent un même module d’élasticité. Alternativement, selon un deuxième mode de réalisation de la deuxième variante, les tronçons élastiques présentent des modules d’élasticités différents, de sorte à ce que chaque tronçon élastique présente une réponse élastique – et donc un allongement – différente en fonction de l’effort de traction auquel la sangle de sécurité est soumise. En particulier, dans la deuxième variante de réalisation et selon un premier type de réalisation, les tronçons élastiques sont tous distants les uns des autres, chaque tronçon élastique étant séparé du tronçon élastique directement adjacent par un tronçon rigide de la sangle de sécurité. En d’autres termes, il existe une distance non nulle entre deux tronçons élastiques adjacents, lesdits deux tronçons élastiques adjacents étant reliés entre eux, au niveau de l’une de leurs extrémités, par un tronçon rigide de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention. Bien entendu, dans ce premier type de réalisation, la sangle de sécurité comporte plusieurs tronçons rigides, fixés solidairement aux tronçons élastiques, de sorte que les tronçons rigides et les tronçons élastiques ainsi reliés deux à deux forme la sangle de sécurité selon l’invention. cette configuration avantageuse permet ainsi de proposer des propriétés mécaniques – et notamment élastiques – différentes en fonction de chaque tronçon élastique, et/ou de placer lesdits tronçons élastiques à différents endroits prédéterminés de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention, afin de mieux protéger l’individu en fonction de son âge par exemple ou des organes situés en regard des tronçons élastiques ;
- dans la deuxième variante de réalisation et selon un deuxième type de réalisation, les tronçons élastiques de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention sont adjacents les uns des autres, chaque tronçon élastique étant solidaire du tronçon élastique directement adjacent. En d’autres termes, les tronçons élastiques sont tous reliés entre eux, au niveau de l’une de leurs extrémités, de sorte à former ensemble un seul tronçon élastique continu, formé de plusieurs tronçons élastiques pouvant présenter ensemble des propriétés mécaniques, et notamment élastiques différentes ;
– afin de réduire l’encombrement des tronçons élastiques et de prévoir une libération programmée et séquentielle desdits tronçons élastiques, les tronçons élastiques de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention sont repliés les uns sur les autres, un deuxième tronçon élastique étant replié sur un premier tronçon élastique et maintenue dans cette position par un dispositif de maintien. De manière préférée, le dispositif de maintien est du type d’une couture ou d’un collage ;
- selon une première déclinaison de l’invention, compatible avec n’importe laquelle des variantes de réalisation présentées précédemment, chaque au moins un tronçon élastique comporte (i) à chaque extrémité, un barreau métallique qui s’étend transversalement à la sangle de sécurité, (ii) une pluralité de lames extensibles reliée au niveau de chacune de leur terminaison aux barreaux métalliques, les lames extensibles présentant un module d’élasticité inférieur au module d’élasticité du tronçon rigide. Dans le contexte de l’invention, les barreaux métalliques sont situés à chaque extrémité du tronçon élastique correspondant et permettent d’établir une liaison avec le tronçon rigide correspondant de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention. En particulier, les barreaux métalliques permettent de tendre entre eux les lames extensibles. Dans le contexte de l’invention, les lames extensibles sont configurées pour pouvoir présenter un allongement – lorsque soumises à un effort de traction – supérieur à celui du tronçon rigide lorsque soumis au même effort. Comme évoqué précédemment, les lames extensibles sont configurées pour permettre un allongement supérieur à 50 mm lorsque soumises à un effort de traction de 4,5 kN ;
– de manière préférée, les barreaux métalliques de chaque au moins un tronçon élastique de la sangle de sécurité selon la première déclinaison sont formées d’un matériau comportant un acier ductile. Dans le contexte de l’invention, par acier ductile, on comprend un acier présentant une ductilité supérieure ou égale à 5 ;
– de manière préférées, les lames extensibles de la sangle de sécurité selon la première déclinaison sont formées d’un matériau comportant un élastomère. Plus particulièrement, les lames extensibles sont formées d’un matériau de type non Newtonien, c’est-à-dire présentant c'est-à-dire une viscosité constante et indépendante d’une contrainte mécanique à laquelle ledit matériau est soumis ;
- selon une deuxième déclinaison de l’invention, compatible avec n’importe laquelle des variantes de réalisation présentées précédemment, chaque au moins un tronçon élastique comporte (i) une pluralité de câbles rigides reliés, au niveau de chacune de leur terminaison, à un tronçon rigide de la sangle de sécurité, chaque câble étant configuré pour ne rompre que lorsqu’il est soumis à un effort de traction supérieur à 10 kN, (ii) une pluralité de gaines internes extensibles, chaque gaine interne extensible étant associé à l’un des câbles rigides et chemisant ledit câble rigide correspondant, et, éventuellement (iii) une pluralité de gaines externes de renfort, chaque gaine externe de renfort étant associé à l’une des gaines internes extensibles et chemisant ladite gaine interne extensible. Dans le contexte de la présente invention, les câbles rigides s’étendent longitudinalement le long de l’au moins un segment élastique et sont liées, au niveau de chacune de leur terminaison, à un tronçon rigide de la sangle de sécurité. Ainsi, les câbles rigides permettent de garantir que l’au moins un tronçon élastique ne rompra pas lorsque la déformation des gaines internes extensibles et des gaines externes extensible aura conduit à leur rupture. A titre d’exemple non limitatif, les propriétés mécaniques, et notamment la résistance à la traction, des câbles rigides est égale ou sensiblement égale à celles du tronçon rigide de la sangle de sécurité conforme au premier aspect de l’invention. En outre, dans le contexte de la présente invention, chaque câble rigide est enfilé dans l’une des gaines internes extensible, chaque gaine interne extensible présentant le comportement élastique attendu pour le tronçon élastique correspondant. Les gaines externes de renfort collaborent avec les gaines internes extensibles. Ainsi, dans le contexte de l’invention et dans cette deuxième déclinaison de l’invention, l’au moins un tronçon élastique est formé d’une pluralité d’organes placés en parallèles les uns des autres entre deux tronçons rigides de la sangle de sécurité conforme à l’invention, chaque organe comportant un câble rigide enfilé dans une gaine interne extensible, elle-même emmanchée dans une éventuelle gaine externe de renfort. A titre d’exemple non limitatif, l’au moins un tronçon élastique comporte au moins 5 organes ainsi définis ;
- chaque au moins un tronçon élastique comporte en outre une matrice composite recouvrant ledit tronçon élastique entre les terminaison des câbles rigides ;
En particulier, la présente invention concerne un ensemble pour un dispositif de mise en drapeau des pales à calage variable d’une hélice de turbomachine, et son procédé de réalisation. La présente invention vise également un module à hélice pour une turbomachine d’aéronef comportant cet ensemble pour un dispositif de mise en drapeau et la turbomachine correspondante.
Arrière-plan technique Une hélice pour une turbomachine d’aéronef peut être carénée ( ), comme c’est le cas d’une soufflante par exemple, ou non carénée ( ) comme c’est le cas d’une architecture du type open-rotor par exemple.
Une hélice comprend des aubes qui peuvent être à calage variable. Chaque aube à calage variable comprend une pale reliée à un pied. Les pales d’aubes (ou dit également pales d’hélice dans la suite de la demande) peuvent également être à calage variable. La turbomachine comprend alors un mécanisme permettant de modifier l’angle de calage des pales d’hélices afin d’adapter la poussée générée par l’hélice en fonction des différentes phases de vol. Le calage angulaire des pales permet également d’optimiser le rendement de l’hélice en fonction de la vitesse de l’aéronef et d’optimiser la marge au pompage de la turbomachine pour réduire sa consommation de carburant dans les différentes phases de vol.
Pour rappel, l’angle de calage d’une pale d’hélice correspond à l’angle, dans un plan longitudinal perpendiculaire à l’axe de rotation de la pale d’hélice, entre la corde de la pale d’aube et le plan de rotation de la soufflante ou du moteur de la turbomachine. Les pales à calage variable peuvent occuper une position dite d’inversion de poussée (connue sous le terme anglais « reverse ») dans laquelle celles-ci permettent de générer une contre poussée de manière à participer au ralentissement de l’aéronef et une position de mise en drapeau dans laquelle, en cas de défaillance ou de panne, celles-ci permettent de limiter leur résistance aérodynamique et/ou de trainée. Les conséquences de cette trainée pouvant être de l’ordre de la sécurité du vol en cas de perte de contrôle de l’aéronef si la dérive de celui-ci n’est pas dimensionnée pour, et pouvant être de la performance pour la durée possible du vol de déroutement sur un seul moteur.
De multiples dispositifs ont été imaginés pour faire varier le calage des pales d’hélice, qui comportent généralement une mise en rotation de la pale autour de son axe principal (correspondant à un axe de calage) par l’intermédiaire d’un dispositif de commande situé radialement à l’intérieur des pieds d’aubes. Ce dispositif de commande comprend par exemple un actionneur qui peut être relié aux pieds d’aubes par des bielles et/ou une tringlerie.
Une des fonctions du dispositif de commande du calage des pales, est d’amener les pales dans la position prédéterminée, dite de « position drapeau » dans le cas d’une défaillance de ce dispositif de calage. La mise en drapeau permet notamment de minimiser la traînée aérodynamique.
Classiquement le rappel en drapeau est assuré par un dispositif de mise en drapeau de pales à calage variable. Ce dispositif de mise en drapeau est typiquement placé radialement entre le dispositif de commande du calage des pales et les axes de calage des pales d’hélice.
En référence aux figures 1 et 2, ce dispositif de mise en drapeau 12 comprend un levier 13 et une masselotte 14 solidaire à une première extrémité 13a du levier 13. Cette masselotte forme un contrepoids dont l'inertie, très supérieure à celle des pales d’hélice, doit garantir le retour de ces dernières dans la position de drapeau définie au préalable. Une masselotte 14 est en général associée à chacune des pales 40 d’hélice.
Le dispositif de mise en drapeau 12 comprend en outre un ensemble 100 permettant la liaison des composants du dispositif de mise en drapeau 10 avec le dispositif de commande 12 et des pales 40 d’hélice. Pour cela, l’ensemble 100 comprend un carter annulaire 120 s’étendant autour d’un axe A et une rangée annulaire de chapes 140 réparties autour de l’axe A. Chaque chape 140 comporte deux supports 142, 144, tels que des supports de roulement à billes. Chaque chape 140 est fixée sur une première paroi annulaire 122 du carter 120 par une liaison boulonnée.
La illustre la liaison boulonnée par des vis de fixations V1 et des boulons de centrage V2. Pour cela, les deux supports roulements 142, 144 de chacune des chapes 140 sont reliés entre eux par une cloison 146. La cloison 146 comprend des perçages 149 pour la fixation des vis V1 et boulons V2. La liaison par des vis de fixations V2 permet d’assurer une liaison mécanique fixe pour ne pas que les chapes se détachent du carter en fonctionnement. La liaison par des boulons de centrage V2 permet de positionner et centrer précisément avec un jeu permettant la mise en position tangentielle des chapes 140 sur le carter 120.
Sur la , cette cloison 146 comprend également une face d’appui 147 sur la première paroi annulaire 122 du carter, et un prolongement axial 145 engagé dans une ouverture traversante 121 de la première paroi annulaire 122. La liaison par ce prolongement axiale 145 permet d’assurer un centrage précis avec un jeu permettant la mise en position axiale et radiale des chapes 140 sur le carter 120.
Le dispositif de mise en drapeau 12 des pales comprend également une bielle 15 reliée à l’une des chapes 140 et une biellette 16 qui présente une première extrémité axiale 16a reliée à la bielle 15 et une seconde extrémité axiale 16b reliée au dispositif de commande 10 du calage des pales.
La liaison boulonnée entre le carter annulaire et chacune des chapes peut présenter plusieurs inconvénients, tels qu’une augmentation des contraintes mécaniques en fonctionnement et un ajout de pièces (boulons) et d’encombrement par rapport aux grands diamètres des composants de la turbomachine. En effet, l’ensemble de la nécessite des interfaces de liaison (telles que des faces d’appui 147, des prolongements axiales 145, des perçages 149 et des ouvertures traversantes 121) et des pièces (telles que des vis, écrous, boulons, etc.) supplémentaires qui augmentent la masse et peut rendre complexe son assemblage dans la turbomachine. L’ajout de ces interfaces de liaison et de centrage peut également augmenter, d’une part, les contraintes localement et impacter la tenue mécanique de l’ensemble en fonctionnement, et d’autre part, la taille des pièces pour alourdir et encombrer l’ensemble et le dispositif de mise en drapeau.
Dans ce contexte, il est intéressant de pallier les inconvénients de l’art antérieur, en proposant un ensemble pour un dispositif de mise en drapeau des pales à calage variable avec une liaison simple et fiable entre les chapes et le carter annulaire.
L’invention propose un ensemble pour un dispositif de mise en drapeau de pales à calage variable d’une hélice de turbomachine d’aéronef, l’ensemble comprenant : - un carter annulaire qui s’étend autour d’un axe A et qui présente une première paroi annulaire s’étendant perpendiculairement audit axe A, et - une rangée annulaire de chapes qui sont réparties autour de l’axe A et qui sont portées par ladite première paroi, chacune des chapes étant formée d’une seule pièce et comportant deux supports roulements parallèles entre eux et à un plan passant par ledit axe A.
Chacun des amortisseurs 62 s’étend d’une extrémité inférieure liée à une des extrémités de l’essieu arrière 39 supportant les deux roues 40 vers une extrémité supérieure liée au châssis 46, notamment à la plateforme de support 50 de la charge.
Les amortisseurs 62 permettent de maintenir les roues du véhicule 1 en contact avec la route et d’absorber les rebonds. Les amortisseurs 62 permettent aussi de limiter différentes vibrations. Enfin, les amortisseurs 62 limitent aussi le roulis et un balancement trop prolongé du véhicule 1.
De façon avantageuse, le système de suspension comprend en outre une barre antiroulis 66 fixé à chacune des extrémités de l’essieu arrière 39.
La barre antiroulis est ici une barre de métal en forme de U située entre les deux roues 40 arrière. Chacune des extrémités 66a de la barre antiroulis 66 est reliée à une des extrémités de l’essieu arrière 39 auxquelles sont liés les amortisseurs 62 verticaux et la partie centrale 66b est liée au châssis 46 de sorte à travailler en torsion quand les deux amortisseurs ne subissent pas la même déformation. Ladite partie centrale 66b de la barre antiroulis est par exemple, orienté horizontalement, à vide. Elle est liée au châssis 46 par un plusieurs paliers, ici deux, fixés sur un longeron arrière bas du châssis 46.
La barre antiroulis 66, appelée aussi barre stabilisatrice ou barre anti-dévers, permet ainsi de limiter le soulèvement de l’une des roues par rapport à l’autre. Elle limite notamment le roulis du véhicule 1 et le dévers éventuel du véhicule 1, en particulier dans les virages. Ainsi, la barre antiroulis 66 permet, de raidir le système de suspension principalement dans les virages, et non sur un obstacle.
Avantageusement, la barre antiroulis 66 présente une élasticité et forme ainsi un ressort entre les deux roues 40, améliorant ainsi l’atténuation du roulis.
En reliant de façon élastique les roues 40 arrière droite et gauche, la barre antiroulis 66 atténue le phénomène de roulis.
De façon avantageuse, l’équipage arrière comprend une barre rigide 68 reliant un premier point de fixation 70 situé sur l’armature de support 44 et un deuxième point de fixation 72 opposé situé sur le châssis 46.
De préférence, le premier point de fixation 70 est situé proche d’une zone de fixation d’une des deux roues 40 arrière et le deuxième point de fixation 72 est situé proche d’une zone de fixation de l’autre des deux roues 40 arrière.
La barre rigide 68 peut être fixée, par exemple, à l’armature de support 44 et/ou au châssis 46 par l’intermédiaire d’un silentbloc. Ici, les deux extrémités de la barre rigide 68 sont fixées par l’intermédiaire d’un silentbloc 74.
De façon avantageuse, le silentbloc 74 permet de maintenir la barre rigide 68 à l’armature de support 44 et/ou au châssis 46 tout en absorbant les chocs et les vibrations et éviter qu’ils soient transmis au reste du véhicule 1 assurant un confort de conduite.
Dans le véhicule 1 illustré, la barre rigide 68 est une barre de Panhard dont le premier point de fixation 70 est situé sur une plaque 76 verticale de l’extrémité arrière de l’armature de support 44 et le deuxième point de fixation 72 est situé sur une tige 78 verticale de l’extrémité arrière du châssis 46, notamment une tige 78 liée au longeron portant les paliers de la barre antiroulis.
La barre rigide 68, et plus particulièrement la barre de Panhard, permet de rigidifier l’arrière du véhicule 1 et ainsi limiter la rotation de l’armature de support 44 autour d’un axe vertical autorisée par la liaison rotule 56.
Comme cela est visible à la , lorsque le véhicule 1 franchit un obstacle au niveau d’une seule roue 40 arrière (ici la roue 40 arrière gauche), l’armature de support 44 s’incline de gauche à droite, alors que le châssis 46 reste horizontal.
De plus, on observe aussi que le châssis 46 pivote grâce à la liaison rotule 56 et présente un écart angulaire par rapport à la position de repos visible à la .
Ainsi, la liaison rotule 56 permet une inclinaison de l’armature de support 44 autour de l’axe X et une inclinaison angulaire autour de l’axe Z qui est limitée, notamment par la barre rigide 68, ici de Panhard,
Toutefois, malgré la présence des languettes radiales 33, les opérateurs de maintenance des turbomachines ont remarqué que les clinquants ont tendance à se déplacer axialement, ce qui endommage les languettes radiales 33 et même les sectionne. En effet, du fait de leur pliage radial lors de la phase de fabrication et/ou de leur dépliage lors de la phase de montage, les languettes radiales sont fragilisées et les frottements, générés par le déplacement axial répété des clinquants, ont pour effet de les sectionner ou les casser. Une fois les languettes radiales cassées, les clinquants 30 peuvent se désengager partiellement ou même totalement des pieds d’aubes 20, comme représenté sur la .
Il a été constaté, par ailleurs, une usure fâcheuse de la jante du disque sur la face aval des dents du disque. En effet, l’arrêt axial du pied d’aube 20 vers l’aval se fait généralement au moyen d’un anneau de retenue inséré dans un crochet de l’aube. Une vue en coupe d’un pied d’aube 20 monté dans une cavité 41 du disque 40 est représentée sur la . Cette vue de la montre le disque 40 dans lequel est logé le pied 20 de l’aube mobile 10. Elle montre également le crochet 15 de l’aube mobile 10, en saillie sur la face aval, dans lequel est glissée une pièce de retenue appelée anneau de retenue 50. L’anneau de retenue 50 s’étend circulairement le long de la face aval du disque 40 de sorte à retenir l’ensemble des pieds d’aube 20 dans les cavités du disque et empêcher tout déplacement axial desdits pieds d’aube vers l’aval.
L’anneau de retenue 50 est donc en contact, non seulement avec la face aval des pieds d’aubes 20, mais également avec la jante aval 46 du disque 40, au niveau des dents du disque. Ce contact entre l’anneau de retenue 50 et la jante aval des dents du disque engendre des zones 48 d’usure de contact, comme représenté sur la . Chaque zone 48 d’usure par contact induit un risque d’initiation et de propagation de fissures qui ont un réel impact sur la durée de vie du disque. En maintenance, une fissure initiée par une usure de contact conduit à une dépose prématurée du disque suivie d’une réparation ou d’un remplacement dudit disque. Or, une dépose et une réparation ou un remplacement du disque occasionnent des coûts non négligeables en pièces et main d’œuvre, ainsi qu’une immobilisation de la turbomachine.
Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus de désengagement des clinquants d’aubes mobiles et d’usure par contact de la jante du disque, le demandeur propose un clinquant pour disque de turbine, positionné au moins en partie autour d’une dent du disque et s’étendant, d’une part, le long de la jante du disque et, d’autre part, entre la paroi latérale de la cavité du disque et le pied de l’aube mobile.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un clinquant pour disque de turbine de turbomachine, comprenant une enveloppe entourant au moins partiellement une dent du disque de turbine, ladite dent séparant une première et une deuxième cavités du disque, adaptées chacune pour recevoir un pied d’une aube mobile de la turbine.
Le clinquant selon l’invention présente l’avantage de protéger non seulement la zone de contact entre le pied d’aube et la cavité du disque mais également la zone de contact entre l’anneau de retenue et la jante du disque. Il permet, de plus, d’éviter les risques de désengagements du clinquant.
L’utilisation d’un clinquant selon l’invention, dans une turbomachine, permet de limiter le nombre de déposes moteur, de réduire le nombre de pièces à changer lors d’une dépose moteur et, donc, de réduire les frais de maintenance de la turbomachine. Elle permet également d’augmenter la durée de vie de la turbine et d’améliorer la sécurité des vols.