CONTROL OF THE AXIAL POSITION OF A FAN BLADE

MAITRISE DE LA POSITION AXIALE D`UNE AUBE DE SOUFFLANTE

Abrégé français

L'invention concerne un rotor de soufflante comportant un disque (2) dont la jante présente une pluralité de rainures sensiblement axiales et régulièrement réparties angulairement, une pluralité d'aubes (3) amovibles qui s'étendent radialement vers l'extérieur à la périphérie dudit disque (2), chaque aube (3) comportant un pied d'aube (4) logeant dans une rainure, un flasque aval solidaire dudit disque (2) et contre lequel les faces aval des pieds d'aube sont en butée, et un flasque amont (12) amovible solidaire dudit disque (2) et destiné à retenir les pieds d'aube (4) dans les rainures (5). Ce rotor est caractérisé par le fait que le flasque amont (12) est équipé sur sa face aval de moyens élastiques destinés à exercer sur les faces amont des pieds d'aube, après montage, des efforts suffisants pour empêcher tout déplacement axial des aubes, lors du fonctionnement normal du moteur (hors évènements exceptionnels type ingestion de corps étrangers ou perte d'aubes).

Abrégé anglais

The invention concerns a fan rotor comprising a disk (2) having a rim with a plurality of substantially axial grooves that are regularly spaced apart angularly, a plurality of removable blades (3) extending radially outwards from the periphery of said disk (2), each blade (3) having a blade root (4) received in a respective groove, a downstream flange plate secured to said disk (2) and against which the downstream faces of the blade roots are in abutment, and a removable upstream flange plate (12) secured to said disk (2) for the purpose of retaining the blade roots (4) in the grooves (5). The said rotor is characterized by the fact that the upstream flange plate (12) is fitted on its downstream face with resilient means for exerting sufficient force on the upstream faces of the blade roots, after assembly, to prevent any axial displacement of the blades during normal operation of the engine (barring exceptional events such as foreign object ingestion or blade loss).

Revendications

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REVENDICATIONS
1. Rotor de soufflante comportant un disque (2) dont la jante
comporte une pluralité de rainures (5) sensiblement axiales et
réguliérement réparties angulairement, une pluralité d'aubes (3) amovibles
qui s'étendent radialement vers l'extérieur à la périphérie dudit disque (2),
chaque aube (3) comportant un pied d'aube (4) logeant dans une rainure
(5), un flasque aval solidaire dudit disque (2) et contre lequel les faces
aval des pieds d'aube sont en butée, et un flasque amont (12) amovible
solidaire dudit disque (2) et destiné à retenir les pieds d'aube (4) dans les
rainures (5),
caractérisé par le fait que le flasque amont (12) est équipé sur
sa face aval (13) de moyens élastiques (17) destinés à exercer sur les
faces amont des pieds d'aube, après montage, des efforts suffisants pour
empêcher tout déplacement axial des aubes (3) lors du fonctionnement
normal du moteur.
2. Rotor de soufflante selon la revendication 1, caractérisé par
le fait qu'il est prévu des moyens élastiques (17) propres à chaque pied
d'aube (4).
3. Rotor de soufflante selon la revendication 2, caractérisé par
le fait que les moyens élastiques propres à chaque pied d'aube (4) sont
constitués par un pion (17) en élastomère retenu dans un orifice (15)
ménagé dans le flasque amont (12).
4. Rotor de soufflante selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une
cale (6) interposée entre chaque pied d'aube (4) et le fond de la rainure
(5) correspondante, cette cale (6) comportant un talon (8) radial en appui
contre la face amont (9) dudit pied d'aube (4), et par le fait que les
moyens élastiques sont en appui contre lesdits talons (8).

Description

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L'invention concerne un système de maîtrise de la position
axiale des aubes amovibles d'un soufflant du turboréacteur.
Elle concerne plus précisément un rotor de soufflante
comportant un disque dont la jante comporte une pluralité de rainures
sensiblement axiales et régulièrement réparties angulairement, une
pluralités d'aubes amovibles qui s°étendent radiaiement vers
l'extérieur à
la périphérie dudit disque, chaque aube comportant un pied d'aube
logeant dans une rainure, un flasque aval solidaire dudit disque et contre
lequel les faces aval des pieds d'aube sont en butée, et un flasque amont
amovible solidaire dudit disque et destiné à retenir les pieds d'aubes dans
les rainures.
Dans le présent mémoire, la face amont désigne la face dirigée
vers l'avant du moteur et la face aval désigne celle dirigée vers
I°arrière.
Le flasque amont d'un rotor de soufflante est généralement
amovible afin de permettre le remplacement d'un aube en cas d'avarie.
Ceci peut se produire en cas d'ingestion de corps étrangers, tels que des
oiseaux, notamment lors des phases de décollage et d'approche de
l'aéronef équipé de turboréacteurs.
Pour des raisons de montage, l'assemblage des aubes sur le
disque comporte un jeu axial. Le positionnement axial aléatoire des aubes
de soufflante à l'intérieur de ce jeu, déséquilibre le rotor et génère des
vibrations lors du fonctionnement. Ceci est d'autant plus important que les
aubes de soufflante comporte des paies à grande corde.
Les forces centrifuges considérables supportées par les pales
des aubes en fonctionnement peuvent également entraîner un
déplacement axial aléatoire des aubes à l'intérieur de ce jeu de montage.
US 4,033,705 dévoile un système de retenue axial des aubes
qui comporte à chaque extrémité d'un pied d'aube un tenon qui coopère
avec deux mortaises obliques ménagées dans la jante du disque de part et
d'autre de la rainure recevant ce pied d'aube. Les tenons prévus sur
chaque face de disque sont retenus radialement par un anneau solidarisé
au disque. Ce document prévoit entre chaque face d'extrémité du pied
d'aube et le tenon adjacent une tôle formant ressort dont le rôle est
d'immobiliser radialement le tenon lors du montage des aubes, avant la
mise èn place et la fixation de l'anneau de retenue. Ces ressorts créent un

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jeu de montage â chaque extrémité d'aube, ainsi que cela est montré sur
la figure 7 de ce document, qui n'est pas maîtrisé.
US 5 282 720 prévoit d'intercaler entre les flasques de retenue
et les extrémités des pieds d'aubes, des éléments en nid d'abeille destinés
é absorber une partie de l'énergie en cas d'ingestion d'oiseaux. Lors de
l'ingestion, le nid d'abeille se déforme progressivement et dissipe ainsi une
partie de l'énergie. Les éléments en nid d'abeille doivent conserver leur
intégrité lors du montage des flasques, aussi existe-t-il inévitablement un
jeu axial aprés 1e montage, et un déplacement axial aléatoire est possible
en fonctionnement de la soufflante.
Le but de l'invention est de proposer un rotor de soufflante tel
que décrit en introduction dans lequel la position axiale des aubes est
maîtrisé par un dispositif simple et bon marché, sans créer de problème
pour le montage et le démontage des aubes en cas de réparation
1S éventuelle.
Ce but est atteint selon l'invention par le fait que le flasque
amont est équipé sur sa face aval de moyens élastiques destinés â exercer
sur les faces amont des pieds d'aube, aprés montage, des efforts suffisant
pour empêcher tout déplacement axial des aubes lors du fonctionnement
normal du moteur. Par fonctionnement normal du moteur, il faut entendre
qu'il s'agit du fonctionnement hors événements exceptionnels, type
ingestion de corps étrangers ou perte d'aubes.
Ainsi, ces moyens élastiques, après montage du rotor, exercent
sur les pieds d'aube un effort suffisamment important pour que ces
derniers soient maintenus positivement en appuï contre le fiasque amont,
éliminant ainsi tout jeu de montage axial quelles que soient les tolérances
de fabrication des aubes.
Avantageusement, il est prévu des moyens élastiques propres
pour chaque pied d'aube. Ces moyens élastiques ïndépendants sont
constitués de préférence par des pions en élastomère retenus dans un
orifice ménagé dans le flasque.
Lorsque le rotor de soufflante comporte en outre une cale
interposée entre chaque pied d'aube et le fond de la rainure
correspondante, cette cale comportant un talon radial en appui contre la
face amont dudit pïed d'aube, les moyens élastiques sont
avantageusement en appui contre lesdits talons.

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~'autre avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront
à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en
référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une coupe schématique d'un rotor de
Soufflante ;
- la figure 2 est une vue détaillée de la disposition du flasque
amont et d'une aube, qui montre le jeu de montage ;
- les figures 4a et 4b sont des vues en perspective d'un pion ;
et
- la figure 5 montre en perspective la face aval du flasque
amont équipé de ses pions.
La figure 1 montre un rotor de soufflante 1 d'axe X qui
comporte un disque 2 et une pluralité d'aubes 3 régulièrement espacées
angulairement autour de l'axe X qui s'étendent radialement vers l'extérieur
à la périphérie du disque 2. Chacune des aubes 3 comporte un , pïed
d'aube 4 qui est retenu dans une rainure ou alvéole 5 sensiblement axiale
ménagée dans la jante du disque 2. Les pieds d'aube 4 ont une forme en
queue d°aronde, et les rainures 5 ont une forme complémentaire. Sous
l'action des forces centrifuges, lorsque la soufflante est en
fonctionnement, les pieds d'aube 4 sont retenues dans les rainures 5 par
les parois radialement externes de ces rainures 5.
Une cale 6 est disposée entre la base de chaque pied d'aube 4
et le fond de la rainure 5. Cette cale 6 comporte, du côté de la face amont
7 du disque 2, un talon 8 qui est en appui contre la face amont 9 du pied
4 de I°aube 3. Le rôle de la cale 6 est d'empêcher l'aube 3 de tomber
dans
la rainure 5, lors de l'arrêt de la soufflante et d'encaisser une partie de
l'énergie lors d'un choc sur la pale de l'aube par suite de l'ingestion d'u_n
corps étranger par exempte ou de fa rupture d'une aube voisine.
Sur la face aval 10 du disque 2 est fixé un flasque aval, non
montré sur les dessins, contre lequel les pieds 4 des aubes 3 sont en
butée.
Un flasque amont 12 est également prévu sur la face amont 7
du disque 2, dont le rôle est d'empêcher les pieds 4 des aubes 3 de
s'échapper des rainures 5 par coulissement aprés le montage du rotor 1.
Ce flasque amont 12 est fixé sur des brides du disque 2 par des vis, afin

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de permettre son démontage, en cas de nécessité de remplacement d°une
aube 3.
Sur la figure 2, on voit le jeu de montage J qui existe entre Pe
talon 8 et la face aval 13 du flasque amont 12. Le pied 4 d'une aube 3
peut donc se déplacer d°une distance axiale J dans sa rainure 5, ce qui
peut entraîner un déséquilibrage du rotor 1 et générer des vibrations lors
du fonctionnement.
Selon I"invention, le flasque amont 12 comporte devant chaque
pied d'aube 4 un orifice 15 qui retient le fût 16 d'un pion 17 en
élastomére, ce pïon 17 comportant une tête 18 de dïamètre plus grand
que celui de l'orifice 15, et ayant une épaisseur au moins égale au jeu J.
Ainsi que cela est montré sur la figure 3, la tête 18 du pion 17 est
disposée sur la face aval 13 du flasque amont 12, et cette tête 18 est
comprimée entre la face aval 13 du flasque amont 12 et la face amont du
talon 8 de la cale 6.
Le pion 17 exerce ainsi des forces élastiques sur le talon 8 dans
une direction axiale. Comme le talon 8 est en appui contre le pied d'aube
4 adjacent, ce dernier est sollicité en permanence vers le fiasque aval,
contre lequel il est en butée. Cette disposition simple, permet de maîtriser
le jeu axial des aubes 3 et d'empêcher un déplacement axial aléatoire des
aubes 3.
Les figures 4a et 4b montrent en perspective des vues du pion
17 et la figure 5 montre en perspective la face aval 13 du flasque amont
12.
Les pions 17 sont évidemment montés sur le flasque amont 12
avant le montage de ce dernier sur le disque 2. La référence 20 désigne
un orifice ménagé dans le flasque amont 12 et servant à la fixation de ce
dernier sur des brides du disque 2 au moyen de vis. Le serrage de ces vis
exerce sur les têtes 18 des pions 17, un effort de compression sufi=tsant
pour empêcher tout déplacement axial ultériesar des aubes 3, en fonction
de I°écart entre les épaisseurs des têtes 18 au repos et le jeu de
montage
J d'origine. Cet effort de compression pourra varier d'une aube ê l'autre
selon les tolérances de fabrication des aubes 3 et des pions 17.

Dessin représentatif