VIBRATION-DAMPING SHIM FOR A FAN BLADE

CALE AMORTISSEUSE DE VIBRATIONS POUR AUBE DE SOUFFLANTE

Abrégé français

La présente invention se rapporte à une cale amortisseuse de vibrations (10) destinée à être interposée entre une plateforme (12) d'aube de soufflante (6) et un disque de soufflante (2), la cale étant pourvue d'une surface radialement extérieure (18) équipée de plaquettes (16a, 16b) de contact avec la plateforme d'aube de soufflante, ainsi que d'une surface radialement intérieure (20) formée par une surface amont (22) destinée à être en regard du disque et une surface aval (24) séparée de la surface amont par un décrochement (26). Selon l'invention, la surface amont (22) présente une zone (101) en saillie radialement vers l'intérieur, initiée à distance de son extrémité amont (22a).

Abrégé anglais

The present invention relates to a vibration-damping shim (10) to be positioned between a platform (12) of a fan blade (6) and a fan disk (2), the shim being provided with a radially outer surface (18) fitted with plates (16a, 16b) contacting the fan blade platform, as well as a radially inner surface (20) formed by an upstream surface (22) to be opposite the disk, and a downstream surface (24) separated from the upstream surface by a discontinuity (26). According to the invention, the upstream surface (22) has an area (101) projecting radially inward, originating remotely from the upstream end (22a) thereof.

Revendications

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REVENDICATIONS
1. Cale amortisseuse de vibrations destinée à être
interposée entre une plateforme d'aube de soufflante et un
disque de soufflante, ladite cale étant pourvue d'une surface
radialement extérieure équipée d'au moins une plaquette de
contact avec la plateforme d'aube de soufflante, ainsi que
d'une surface radialement intérieure formée par une surface
amont destinée à être en regard dudit disque et une surface
aval séparée de la surface amont par un décrochement, ladite
surface amont étant située radialement vers l'intérieur par
rapport à ladite surface aval, dans laquelle ladite surface
amont présente une zone en saillie radialement vers
l'intérieur, initiée à distance de son extrémité amont, et la
surface amont de la surface radialement inférieure débute par
un renfoncement initié à partir de ladite extrémité amont puis
rencontre un décrochement orienté radialement vers
l'intérieur, qui initie ladite zone en saillie.
2. Cale amortisseuse selon la revendication 1,
comprenant une plaquette amont de contact avec la plateforme
d'aube de soufflante ainsi qu'une plaquette aval de contact
avec la plateforme d'aube de soufflante, agencées
respectivement en amont et en aval par rapport audit
décrochement.
3. Cale amortisseuse selon la revendication 2, dans
laquelle ladite zone en saillie se situe radialement au droit
de ladite plaquette amont de contact.

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4. Cale amortisseuse selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, comportant une surface d'extrémité aval
dont une partie radialement supérieure est équipée d'une
plaquette de butée axiale.
5. Cale amortisseuse selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, dans laquelle ladite zone en saillie
s'étend axialement sur environ 40 à 70% de ladite surface
amont de la surface radialement intérieure.
6. Cale amortisseuse selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, dans laquelle ledit décrochement
présente au moins un évidement de matière ouvert axialement
vers l'aval.
7. Soufflante pour turbomachine d'aéronef comprenant
un disque de soufflante ainsi qu'une pluralité d'aubes de
soufflante montées sur le disque, chaque aube présentant une
plateforme ainsi qu'au moins une cale amortisseuse de
vibrations selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
interposée entre ladite plateforme et le disque.

Description

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CALE AMORTISSEUSE DE VIBRATIONS POUR AUBE DE SOUFFLANTE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte de façon
générale à une soufflante pour turbomachine d'aéronef,
de préférence pour turboréacteur. Plus précisément,
l'invention concerne les cales amortisseuses de
vibrations interposées entre la plateforme des aubes et
le disque de soufflante.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Une soufflante 1 pour turboréacteur connue
de l'art antérieur est montrée sur la figure 1. Elle
présente un disque 2 centré sur axe longitudinal 4,
correspondant à l'axe de rotation de la soufflante. Des
aubes de soufflante 6 sont montées à la périphérie du
disque de façon conventionnelle, et réparties
régulièrement autour de l'axe 4.
De plus, associée à chaque aube 6, il est
prévu une cale amortisseuse de vibrations 10 interposée
radialement entre la plateforme 12 de l'aube et la
périphérie du disque 2. Globalement, cette cale prend
la forme d'un bloc en élastomère 14 équipé de
plaquettes de contact 16a, 16b prévues pour réduire les
niveaux de vibration des aubes de soufflante.
Plus précisément, la cale 10 est pourvue
d'une surface radialement extérieure 18 équipée des
deux plaquettes 16a, 16b de contact avec la plateforme
12, ainsi que d'une surface radialement intérieure 20

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formée par une surface amont 22 en regard du disque 2
et une surface aval 24 séparée de la surface amont par
un décrochement ou niveau 26. A cet égard, dans toute
la description qui va suivre, les termes amont et
aval sont à considérer par rapport à une direction
de poussée générée par la soufflante, schématisée par
la flèche 5.
Sur la surface radialement interne 20, la
surface amont 22 est située radialement vers
l'intérieur par rapport à la surface aval 24. La
surface amont 22 est centrée sur un plan médian
transversal du disque 2 en regard duquel elle se
trouve. En revanche, la surface aval 24 se situe au
droit radialement et en regard d'une bride de fixation
28 prévue d'un seul tenant avec le disque, et faisant
saillie radialement vers l'extérieur. Cette bride 28
permet le montage par boulons d'une cale de butée
axiale 30 empêchant la cale amortisseuse de vibrations
10 de s'échapper vers l'arrière. A cet égard, il est
noté que la cale 30 présente une collerette radialement
extérieure 32 contre laquelle est en appui une
plaquette de butée axiale 34 prévue sur la cale 10, au
niveau de la partie radialement supérieure de sa
surface d'extrémité aval 36. Comme le montre clairement
la figure 1, la plaquette de butée 34 se prolonge
également sur la surface aval 24, adoptant ainsi une
section en forme de L inversé. Tout comme les
plaquettes de contact 16a, 16b, la plaquette de butée
est préférentiellement métallique.
De plus, chaque bride 28 est prévue d'un
seul tenant avec une dent radiale 23 du disque 2, ces

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dents 23 étant espacées circonférentiellement les unes
des autres et définissant entre-elles des encoches
destinées à loger le pied des aubes 6.
Sur le décrochement 26 de la cale 10,
considéré comme constituant la partie radialement
interne de la surface d'extrémité aval 36, il est prévu
un ou plusieurs évidements de matière 40 ouverts
axialement et logeant chacun une partie d'un boulon 42
servant au montage de la cale de butée 30 sur la bride
28.
En outre, il est noté que le décrochement
26, assimilable à une surface orientée radialement en
regard vers l'aval, constitue une démarcation de part
et d'autre de laquelle se situent respectivement la
plaquette amont 16a de contact avec la plateforme ainsi
que la plaquette aval 16b de contact avec cette même
plateforme.
Enfin, il est noté que les surfaces amont
et aval 22, 24 sont chacune sensiblement planes, voire
légèrement bombées vers l'intérieur pour suivre le
profil du disque 2. A cet égard, chaque cale 10 peut
s'étendre sur un secteur angulaire de quelques degrés
seulement.
En fonctionnement normal de la soufflante,
les efforts centrifuges permettent à la cale
amortisseuse 10 de se plaquer sur le dessous de la
plateforme 12 de l'aube 6, comme montré sur la figure
1. La restitution de l'effort centrifuge par le contact
des plaquettes 16a, 16b avec les parties
correspondantes de la plateforme permet de diminuer les
niveaux vibratoires de l'aube.

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En revanche, en mode autorotation due au
vent (de l'anglais windmilling ), l'absence quasi-
totale de cet effort centrifuge, cumulé au basculement
de l'aube 6 vers l'amont du rotor, augmente l'espace
entre la plateforme 12 et la périphérie du disque qui
peut induire un déplacement non désiré de la cale 10.
Un tel déplacement est schématisé sur la figure 2,
montrant en basculement de la cale amortisseuse 10 vers
l'avant, et donc une consommation du jeu initialement
prévu entre l'extrémité amont 22a de la surface amont
22 et la périphérie du disque 2, ici constituée par la
surface radiale extérieure 23a de la dent 23 en regard
de laquelle se trouve la cale 10.
Le mauvais positionnement occupé par la
cale 10 peut occasionner son usure prématurée ainsi que
celle des pièces en contact. Plus précisément, le
basculement vers l'avant de la cale 10 a pour
conséquence habituelle la perte de contact entre la
plaquette de butée axiale 34 et sa cale de butée
associée 30, et la perte de contact entre la plaquette
de contact amont 16a et sa portion associée de la
plateforme. Un contact d'intensité très important
subsiste alors entre la plaquette de contact aval 16b
et sa portion associée de la plateforme, ainsi qu'entre
l'extrémité ou arête amont 22a de la surface amont 22
et le disque 2, avec pour conséquence les risques
d'usure prématurée mentionnés ci-dessus.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention a donc pour but de remédier au
moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-
dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur.

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Pour ce faire, l'invention a pour objet une
cale amortisseuse de vibrations destinée à être
interposée entre une plateforme d'aube de soufflante et
un disque de soufflante, ladite cale étant pourvue
5 d'une surface radialement extérieure équipée d'au moins
une plaquette de contact avec la plateforme d'aube de
soufflante, ainsi qu'une surface radialement intérieure
formée par une surface amont destinée à être en regard
dudit disque et une surface aval séparée de la surface
amont par un décrochement, ladite surface amont étant
située radialement vers l'intérieur par rapport à
ladite surface aval. Selon l'invention, ladite surface
amont présente une zone en saillie radialement vers
l'intérieur, initiée à distance de son extrémité amont.
La présence de cette zone en saillie permet
de limiter l'amplitude du basculement de la cale décrit
ci-dessus, car cette zone se situe au plus prêt de la
périphérie du disque avec laquelle elle est capable de
venir rapidement en butée, lorsqu'un effort centrifuge
insuffisant ne permet pas d'obtenir le plaquage de la
surface radialement extérieure de la cale amortisseuse
contre la plateforme. De plus, cette limitation de
l'amplitude de basculement de la cale résulte de la
position vers l'aval de la zone en saillie.
La limitation du basculement de la cale
permet notamment de conserver le contact entre la
plaquette de butée axiale et sa cale de butée associée.
En outre, lorsqu'il se produit un contact
entre l'arête amont de la zone en saillie et le disque,
suite à un basculement limité de la cale vers l'avant,
cette arête se présente selon un angle faible limitant

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son usure. En effet, cet angle faible est synonyme de
surface de contact importante entre l'arête et le
disque, limitant les risques d'usure prématurée de la
cale.
En outre, il est noté que la position de la
zone saillie, à distance de l'extrémité amont de la
surface amont et en amont du décrochement, permet de ne
pas déséquilibrer la cale dans sa globalité, ce qui
permet de retrouver son centre de gravité dans la même
zone dans laquelle il se trouvait sur les cales
amortisseuses de l'art antérieur à surface amont
sensiblement plane.
De préférence, la cale amortisseuse
comprend une plaquette amont de contact avec la
plateforme d'aube de soufflante ainsi qu'une plaquette
aval de contact avec la plateforme d'aube de
soufflante, agencées respectivement en amont et en aval
par rapport audit décrochement.
De préférence, ladite zone en saillie se
situe radialement au droit de ladite plaquette amont de
contact.
De préférence, la cale amortisseuse
comporte une surface d'extrémité aval dont une partie
radialement supérieure est équipée d'une plaquette de
butée axiale.
De préférence, ladite zone en saillie
s'étend axialement sur environ 40 à 70% de ladite
surface amont de la surface radialement intérieure.
De préférence, ledit décrochement présente
un ou plusieurs évidements de matière ouverts
axialement vers l'aval.

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L'invention a également pour objet une
soufflante pour turbomachine d'aéronef comprenant un
disque de soufflante ainsi qu'une pluralité d'aubes de
soufflante montées sur le disque, chaque aube
présentant une plateforme ainsi qu'au moins un cale
amortisseuse de vibrations telle que décrite ci-dessus,
interposée entre ladite plateforme et le disque. De
préférence, une seule cale amortisseuse de vibrations
est placée sous une même aube de soufflante.
D'autres avantages et caractéristiques de
l'invention apparaîtront dans la description détaillée
non limitative ci-dessous.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Cette description sera faite au regard des
dessins annexés parmi lesquels ;
- les figures 1 et 2, déjà décrites,
représentent une soufflante de turboréacteur d'aéronef
connue de l'art antérieur ;
- la figure 3 représente une soufflante de
turboréacteur d'aéronef selon un mode de réalisation
préféré de la présente invention ; et
- les figures 4 et 5 représentent deux vues
en perspective de la cale amortisseuse de vibrations
équipant la soufflante de la figure 3, selon deux
angles de vue différents.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
En référence aux figures 3 et 4, on peut
voir une soufflante 1 de turboréacteur d'aéronef selon
un mode de réalisation préféré de la présente
invention. Cette soufflante diffère de celle décrite en

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référence aux figures 1 et 2 seulement par la forme de
la surface amont 22 de la cale amortisseuse de
vibrations 10. A cet égard, sur les figures, les
éléments portant les mêmes références numériques
correspondent à des éléments identiques ou similaires.
Ainsi, la surface amont 22 située en amont
du décrochement 26 n'est plus plane ou légèrement
bombée comme dans l'art antérieur, mais présente une
zone 101 en saillie radialement vers l'intérieur,
initiée à distance de son extrémité amont 22a.
Par conséquent, la surface amont 22 de la
surface radialement intérieure 20 débute par un
renfoncement 103 initié à partir de l'extrémité ou
arête amont 22a, puis rencontre un décrochement 105
orienté radialement vers l'intérieur, qui initie la
zone en saillie 101. Celle-ci se prolonge vers l'aval
jusqu'au décrochement 26.
Le renfoncement 103 et la zone en saillie
101 présentent chacun une surface sensiblement plane en
regard du disque 2, ou légèrement bombée vers
l'intérieur pour suivre le profil de ce disque. Ils
s'étendent donc chacun de façon homogène le long de la
direction circonférentielle de la cale, à des distances
différentes du disque 2, la zone 101 en étant plus
rapprochée. De préférence, la zone en saillie 101
s'étend axialement sur environ 40 à 70% de la surface
amont 22, et se situe au droit, selon la direction
radiale, de la plaquette amont de contact 16a.
Comme montré sur la figure 3, lorsqu'il se
produit un contact entre l'arête amont 107 de la zone
en saillie 101 et la périphérie du disque 2 constituée

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par la surface radiale extérieure 23a de la dent 23,
suite à un basculement limité de la cale 10 vers
l'avant, cette arête 107 se présente selon un angle
faible limitant son usure. De plus, toujours dans cette
même situation rencontrée lorsqu'un effort centrifuge
insuffisant ne permet pas d'obtenir le plaquage de la
surface radialement extérieure 18 de la cale 10 contre
la plateforme 12, la limitation du basculement de la
cale 10 permet également de conserver le contact entre
la plaquette de butée axiale 34 et sa cale de butée 30.
Toujours dans cette configuration
schématisée sur la figure 3, il ne se crée pas de
contact entre l'extrémité amont 22a de la surface amont
22 et la surface radiale extérieure 23a de la dent 23,
de sorte qu'aucune usure prématurée n'est susceptible
de se produire à cet endroit spécifique du bloc 14 en
élastomère.
Bien entendu, diverses modifications
peuvent être apportées par l'homme du métier à
l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à
titre d'exemples non limitatifs.

Dessin représentatif