FR2943314A1 - Helice non carenee a pales a calage variable de turbomachine - Google Patents

Abstract

Hélice non carénée à pales à calage variable pour une turbomachine, comprenant un élément de rotor (134) comportant des logements radiaux (136) de montage de platines (138) de support des pales, chaque platine étant fixée dans une couronne (148) centrée et guidée en rotation dans un logement de l'élément de rotor et comportant deux rangées annulaires de dents (180, 181 ) coopérant avec deux rangées annulaires complémentaires de dents (178, 179) de la couronne, pour résister aux forces centrifuges auxquelles sont soumises les pales de l'hélice en fonctionnement.

Description

1 Hélice non carénée à pales à calage variable de turbomachine

La présente invention concerne une hélice à pales à calage variable pour une turbomachine du type à hélices non carénées (en anglais open rotor ou unducted fan ). Une turbomachine de ce type comprend deux hélices externes coaxiales et contrarotatives, respectivement amont et aval, qui sont chacune entraînées en rotation par une turbine de la turbomachine et qui s'étendent sensiblement radialement à l'extérieur de la nacelle de cette turbomachine. Chaque hélice comprend un élément de rotor polygonal comportant des logements cylindriques sensiblement radiaux répartis autour de l'axe longitudinal de la turbomachine et dans lesquels sont montées des platines de support des pales de l'hélice. Chaque pale comprend par exemple un pied à section en queue d'aronde qui est engagé dans une rainure de forme complémentaire de la platine. Chaque platine comprend un corps sensiblement cylindrique vissé dans une couronne cylindrique qui est centrée et guidée en rotation dans un logement de l'élément de rotor au moyen de butées à rouleaux ou à billes. Les platines et les couronnes peuvent tourner dans les logements de l'élément de rotor et sont entraînées en rotation autour des axes des pales par des moyens appropriés de façon à régler le calage angulaire des pales, et à l'optimiser en fonction des conditions de fonctionnement de la turbomachine. En fonctionnement, les pales de l'hélice sont soumises à des forces centrifuges très importantes pouvant atteindre 30 000 daN, ces forces étant transmises à l'élément de rotor par l'intermédiaire des platines, des couronnes et des butées à rouleaux et passant par les filets de vissage des platines dans les couronnes. Ces filets ne sont toutefois pas conçus pour transmettre de tels efforts et risquent de se détériorer rapidement, limitant ainsi la durée de vie de l'hélice. On a déjà proposé de remplacer les filets précités des platines et des couronnes par des dentures, ces dentures définissant des surfaces d'appui relativement importantes et résistant aux efforts centrifuges appliqués à la pale en fonctionnement. Chaque platine comprend ainsi au niveau de son corps cylindrique une denture engagée et bloquée en appui radial sur une denture complémentaire de la couronne. La platine est montée par crabotage dans la couronne et non plus par vissage. Pour cela, elle est alignée axialement avec la couronne et ses dents sont alignées axialement avec les espaces circonférentiels situés entre les dents de la couronne, puis elle est déplacée par translation radiale vers la couronne dans le logement de l'élément de rotor depuis cette première position jusqu'à une seconde position dans laquelle les dents de la platine ont été amenées au delà des dents de la couronne, radialement à l'intérieur de ces dents. La platine est ensuite tournée d'un angle prédéterminé autour de son axe de façon à ce que ses dents soient alignées dans une direction parallèle à l'axe du logement, avec les dents de la couronne. La platine est alors retenue en direction radiale vers l'extérieur par appui de ses dents sur les dents de la platine. La présente invention concerne des perfectionnements à la technologie précitée. Elle propose à cet effet une hélice non carénée à pales à calage variable pour une turbomachine, les pales de l'hélice étant montées à rotation autour de leurs axes dans des logements radiaux d'un élément annulaire de rotor et chaque pale étant portée par une platine à corps cylindrique sur lequel est fixée une couronne cylindrique centrée et guidée en rotation par des paliers dans un logement radial de l'élément de rotor, cette couronne étant engagée dans le logement par translation radiale depuis l'intérieur et la platine étant engagée dans ce logement par translation radiale depuis l'extérieur, par rapport à l'axe longitudinal de l'élément annulaire, la surface interne de la couronne et la surface externe du corps de la platine comportant des dents en saillie complémentaires permettant une translation radiale des dents du corps de la platine entre les dents de la couronne et la retenue radiale d'au moins une partie des dents du corps de la platine par les dents de la couronne, après rotation de la platine par rapport à la couronne d'un angle prédéterminé, caractérisée en ce que la surface interne de la couronne et la surface externe du corps de la platine comportent chacune au moins deux rangées annulaires coaxiales de dents, la première et la seconde rangée de dents de la couronne étant, dans une position normale de montage et d'utilisation, situées respectivement radialement à l'extérieur de la première et de la seconde rangée de dents du corps de la platine. Le corps de la platine et la couronne sont donc chacun équipés de deux dentures superposées, au lieu d'une seule denture dans la technologie précitée. Le doublement des dentures des platines et des couronnes permet de réduire les dimensions de celles-ci et donc leur encombrement, en particulier en direction radiale par rapport aux axes des platines et des couronnes, ou d'augmenter la sécurité du système de liaison des platines aux couronnes et de s'assurer de la retenue des pales en fonctionnement. Dans un mode de réalisation de l'invention, les dents d'une des rangées de dents du corps de la platine (première rangée de dents du corps de la platine) sont, en position normale d'utilisation, en appui radial vers l'extérieur sur les dents de la rangée correspondante de la couronne (première rangée de dents de la couronne), tandis que les dents de la seconde rangée du corps de la platine sont séparées d'une faible distance radiale des dents de la seconde rangée de la couronne. Les efforts centrifuges appliqués aux pales en fonctionnement sont alors transmis de la platine à la couronne par les dents de la première rangée de la platine qui sont en appui sur les dents de la première rangée de la couronne. En cas de rupture ou déformation des dents de ces premières rangées, la platine est déplacée en translation radiale vers l'extérieur sur une faible distance, jusqu'à ce que les dents de la seconde rangée de la platine viennent en appui sur les dents de la seconde rangée de la couronne. Les dents de ces secondes rangées assurent alors la transmission des efforts centrifuges appliqués sur les pales en fonctionnement. Les secondes dentures de la platine et de la couronne permettent donc dans ce cas de s'assurer de la retenue radiale de la pale et de la transmission des efforts précités, en cas de rupture ou déformation de leurs premières dentures.

Dans ce dernier cas, des capteurs de vibrations des butées à rouleaux montés entre le corps de la platine et la couronne, détectent le balourd engendré par le déplacement de la pale radialement vers l'extérieur. Cette information est alors transmise au pilote de l'avion équipé de la turbomachine, qui peut alors arrêter le moteur et prévenir un service de maintenance. La distance radiale sur laquelle est déplacée la platine en cas de déformation ou rupture des dents de sa première rangée ou de celles de la couronne, correspond à la distance radiale séparant les dents des secondes rangées de la platine et de la couronne, respectivement, et est au plus égale à quelques dixièmes de millimètres. Cette distance est par exemple comprise entre 0,1 et 0,2mm. Avantageusement, la première rangée de dents du corps de la platine est située radialement à l'intérieur de la seconde rangée de dents de ce corps. Ainsi, en position normale d'utilisation, le corps de la platine est en appui radial sur la couronne par l'intermédiaire de sa denture radialement interne. En cas d'usure, déformation ou rupture de cette denture ou de la denture radialement interne de la couronne, le corps de la platine vient en appui par sa denture radialement externe sur la couronne. Dans une variante de réalisation de l'invention, les dents des première et seconde rangées du corps de la platine sont en appui radial vers l'extérieur sur les dents des première et seconde rangées de la couronne, respectivement. Il n'y a donc pas dans ce cas de jeu, dans la position normale d'utilisation, entre les dents des deux rangées de la platine et de celles de la couronne. Toutes ces dents permettent donc de transmettre les efforts précités qui sont répartis sur les deux rangées. Cette solution permet de réduire les dimensions des dents et en particulier leurs dimensions radiales par rapport à l'axe de la platine et de la couronne.

Les dents de la ou de chaque rangée du corps de la platine sont en appui sur les dents correspondantes de la couronne par une portée cylindrique ayant une dimension en direction radiale, par rapport à l'axe du corps de la platine, relativement faible. Cette dimension est par exemple supérieure ou égale à 1,5mm.

La diminution de l'encombrement radial des dents du corps de la platine et de la couronne permet d'augmenter le diamètre interne du corps de la platine, à l'intérieur duquel sont montés des moyens de liaison de la platine et de la couronne à des moyens d'entraînement en rotation de la pale. Ces moyens de liaison peuvent comprendre une pignonnerie ou un engrenage épicycloïdal permettant de réduire les efforts de manoeuvre de la pale. Le montage de ces moyens de liaison à l'intérieur du corps de la platine selon l'invention est plus facile que dans la technologie antérieure, du fait de l'élargissement du diamètre interne de ce corps. Préférentiellement, les dents de chaque rangée de la couronne sont régulièrement réparties autour de l'axe de la couronne et sont chacune alignées en direction radiale avec une dent de l'autre rangée de la couronne, et les dents de chaque rangée du corps de la platine sont régulièrement réparties autour de l'axe de ce corps et sont chacune alignées en direction radiale avec une dent de l'autre rangée du corps de la platine.

La couronne peut être centrée et guidée en rotation dans le logement du rotor par deux paliers coaxiaux, dont l'un est monté entre un rebord annulaire interne du logement du rotor et un rebord annulaire externe de la couronne, à son extrémité radialement externe, et dont l'autre est monté entre un rebord annulaire externe de la couronne, à son extrémité radialement interne, et un écrou vissé dans le logement du rotor depuis l'extrémité radialement interne de ce logement. Les première et seconde rangées de dents de la couronne peuvent être sensiblement alignées en direction transversale, par rapport à l'axe de la couronne, avec ses rebords annulaires externes précités, respectivement. Chaque logement de l'élément de rotor peut en outre être fermé à son extrémité radialement interne par un couvercle annulaire vissé sur l'élément de rotor et prenant appui su l'extrémité radialement interne de la couronne logée dans ce logement. La présente invention concerne également une turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une hélice telle que décrite ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une turbomachine à hélices non carénées, - la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe d'une hélice non carénée de la technique antérieure, et représente une platine de support de pale, cette platine étant vissée dans une couronne centrée et guidée dans un logement d'un élément de rotor de cette hélice, - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un élément de rotor 30 d'une hélice selon l'invention, - la figure 4 est une schématique partielle en perspective éclatée et avec arrachement partiel de l'élément de rotor de la figure 3, à plus grande échelle et dans un logement duquel sont montées une platine de support de pale et une couronne selon l'invention, la platine étant montée par crabotage dans la couronne, - les figures 5 à 7 sont des vues schématiques partielles en perspective et avec arrachement partiel de l'élément de rotor, de la platine et de la couronne de la figure 4, à plus grande échelle, et - la figure 8 est une vue correspondant à la figure 7 et représentant une 10 variante de réalisation de l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente une turbomachine 10 à hélices non carénées (en anglais open rotor ou unducted fan ) qui comporte d'amont en aval, dans le sens d'écoulement des gaz à l'intérieur de la turbomachine, un compresseur 12, une chambre annulaire 15 de combustion 14, une turbine haute-pression 16, et deux turbines basse-pression 18, 20 qui sont contrarotatives, c'est-à-dire qu'elles tournent dans deux sens opposés autour de l'axe longitudinal A de la turbomachine. Chacune de ces turbines aval 18, 20 est solidaire en rotation d'une hélice externe 22, 24 s'étendant radialement à l'extérieur de la nacelle 26 20 de la turbomachine, cette nacelle 26 étant sensiblement cylindrique et s'étendant le long de l'axe A autour du compresseur 12, de la chambre de combustion 14, et des turbines 16, 18 et 20. Le flux d'air 28 qui pénètre dans la turbomachine est comprimé puis est mélangé à du carburant et brûlé dans la chambre de combustion 14, les 25 gaz de combustion passant ensuite dans les turbines pour entraîner en rotation les hélices 22, 24 qui fournissent la majeure partie de la poussée générée par la turbomachine. Les gaz de combustion sortant des turbines sont expulsés à travers une tuyère 32 (flèches 30) pour augmenter la poussée. 30 Les hélices 22, 24 sont disposées coaxialement l'une derrière l'autre et comportent une pluralité de pales régulièrement réparties autour de l'axe A de la turbomachine. Ces pales s'étendent sensiblement radialement et sont du type à calage variable, c'est-à-dire qu'elles peuvent tourner autour de leurs axes de façon à optimiser leur position angulaire en fonction des conditions de fonctionnement de la turbomachine.

Dans un montage connu représenté en figure 2 et décrit dans le document US-A-5,263,898, chaque hélice comprend un élément de rotor formé par un anneau polygonal 34 qui s'étend autour de l'axe A et qui comporte une pluralité de logements 36 radiaux sensiblement cylindriques dans lesquels sont engagés des moyens de montage des pales 40 de l'hélice. Chaque pale 40 comprend à son extrémité radialement interne un pied 42 à section du type en queue d'aronde, qui est engagé et retenu dans une rainure 43 d'une platine 38. La platine 38 comprend un corps cylindrique 44 à filetage externe 46 pour son vissage depuis l'extérieur dans une couronne 48 qui est engagée dans le logement 36 de l'anneau polygonal 34 depuis l'intérieur, par rapport à l'axe longitudinal A de la turbomachine. La couronne 48 est centrée et guidée en rotation dans le logement 36 au moyen de deux paliers à rouleaux 50, 52. Le logement 36 de l'anneau est divisé en deux parties, respectivement radialement interne et externe, par un rebord annulaire interne 54 de l'anneau. Un premier palier à rouleaux 50 est monté radialement à l'extérieur de ce rebord 54, entre ce rebord et la platine 38. Le second palier à rouleaux 52 est monté radialement à l'intérieur du rebord 54, entre ce rebord et la couronne 48. La platine 38 et la couronne 48 sont entraînées en rotation autour de l'axe radial B du logement 36 par des moyens appropriés qui ne sont pas représentés, pour faire tourner la pale 40 autour de cet axe et optimiser son calage angulaire. En fonctionnement, les pales 40 sont soumises à des efforts centrifuges considérables (jusqu'à 30 000 daN) qui sont transmis des pales 40 à l'anneau polygonal 34 par l'intermédiaire des filetages 46 des platines et des couronnes, qui en général ne sont pas conçus pour résister à de tels efforts. II serait possible de surdimensionner ces filetages (pas de vis dit "pas d'artillerie") pour qu'ils résistent à ces efforts mais, mécaniquement, l'appui sur des filets (quelle que soit leur forme) pour la transmission de ces efforts n'est pas le mieux indiqué pour assurer la longévité et la fiabilité demandées aux pièces aéronautiques. L'invention apporte une solution à ce problème grâce au montage des platines de support de pales dans des couronnes non par vissage mais par crabotage, les dents de crabot de la platine et de la couronne coopérant par appui radial pour assurer la transmission des efforts centrifuges en fonctionnement. Les figures 3 à 7 représentent un mode de réalisation d'une hélice non carénée selon l'invention, les pales de cette hélice n'étant pas représentées pour plus de clarté et étant montées sur leurs moyens de support de la même façon que dans la technique connue. L'anneau polygonal 134 de l'hélice selon l'invention est visible dans son entier en figure 3. II comprend des logements cylindriques 136 sensiblement radiaux, par exemple au nombre de douze, dans chacun desquels sont destinées à être montées une platine et une couronne, comme cela sera expliqué plus en détail dans ce qui suit. L'anneau polygonal 134 comprend une pluralité d'évidements 158 régulièrement répartis autour de l'axe A de l'anneau et formés dans la paroi cylindrique de l'anneau pour l'alléger. Chaque évidement 158 est situé entre deux logements radiaux 136 consécutifs.

La figure 4 est une vue partielle à plus grande échelle de cet anneau polygonal 134 dont une coupe axiale a été réalisée sensiblement au milieu d'un logement cylindrique 136 de l'anneau. Des moyens de support d'une pale (non représentée) et de guidage en rotation de cette pale sont montés dans chaque logement 136 de l'anneau polygonal 134.

Ces moyens comprennent une platine 138 de support de pale montée par crabotage à l'intérieur d'une couronne 148 qui est centrée et guidée en rotation dans le logement 136 de l'anneau polygonal 134 au moyen de deux paliers à billes 150, 152 coaxiaux. La platine 138 et la couronne 148 sont immobilisées en rotation l'une par rapport à l'autre par des cales 158. La platine 138 et la couronne 148 sont solidaires en rotation l'une de l'autre et sont centrées et guidées en rotation autour d'un axe radial B qui est l'axe du logement 136 de l'anneau. Des écrous 160, 162 sont vissés sur la couronne 148 et sur la paroi cylindrique 156 de l'anneau 134, respectivement, pour verrouiller l'ensemble des éléments précités. Les différentes étapes de montage de ces éléments vont maintenant être décrites en référence aux figures 4 à 6. Un premier palier 150 (à billes dans l'exemple représenté) est monté dans le logement cylindrique 136 de l'anneau polygonal 134 (figure 5). Il est centré sur l'axe B et est engagé dans ce logement par translation le long de cet axe, depuis l'intérieur. II prend appui à son extrémité radialement externe sur un rebord annulaire interne 164 du logement 136. Sur ce palier prend appui un rebord annulaire externe 166 de la couronne 148 qui est engagée dans le logement 136 par translation le long de l'axe B, depuis l'intérieur (figure 6). La couronne 148 comprend un second rebord annulaire externe 168 situé radialement à l'intérieur du premier rebord externe 166 précité et sur lequel prend appui le second palier 152 (à billes dans l'exemple représenté). Ce palier 152 s'étend autour de l'axe B et est engagé dans le logement 136 par translation le long de cet axe, depuis l'intérieur. Un écrou 162 est vissé dans la partie d'extrémité radialement interne du logement 136 et maintient le second palier 152 en appui sur le rebord 168 de la couronne. La couronne 148 et les paliers 160, 162 sont ainsi serrés entre le rebord 164 du logement 136 et l'écrou 162 et sont immobilisés dans une direction parallèle à l'axe B.

Une rondelle annulaire de verrouillage 169 (figures 6 et 7) qui s'étend autour de l'axe B est intercalée entre le palier 152 et l'écrou 162 pour immobiliser en rotation cet écrou dans le logement 136 de l'anneau polygonal.

Cette rondelle 169 comprend à sa périphérie interne des premières pattes 170 (figure 6) qui sont destinées à être rabattues vers l'intérieur et engagées dans des encoches 172 (figure 5) de forme complémentaire de la périphérie interne de l'écrou 162 pour immobiliser en rotation la rondelle sur l'écrou.

La rondelle 169 comprend en outre à sa périphérie externe des secondes pattes 174 (figure 6) qui sont destinées à être engagées dans des encoches 176 de forme complémentaire de l'extrémité radialement interne de la paroi cylindrique 156 du logement 136, pour immobiliser en rotation la rondelle dans le logement 136.

La rondelle 169 est engagée dans le logement 136 par translation le long de l'axe B, depuis l'intérieur, et l'écrou 162 est vissé dans le logement 136 depuis l'intérieur. Un élément annulaire 177 tel qu'une rondelle élastique de type Ringspann peut être monté autour de l'axe B, entre la rondelle 169 et le palier 152, de façon à réaliser une précontrainte des deux paliers 150, 152 le long de l'axe B. La couronne 148 comporte deux rangées annulaires coaxiales de dents 178, 179 qui sont en saillie radialement vers l'intérieur (par rapport à l'axe B) sur sa surface cylindrique interne, une première rangée de dents 178 et une seconde rangée de dents 179 située radialement à l'extérieur de la première rangée de dents. Les dents 178, 179 de chaque rangée sont au nombre de trois dans l'exemple représenté et ont chacune une étendue angulaire autour de l'axe B de 60° environ. Les dents 178, 179 de chaque rangée sont régulièrement réparties autour de l'axe B et sont chacune alignée dans une direction parallèle à l'axe B avec une dent de l'autre rangée.

Dans l'exemple représenté, la première rangée de dents 179 et le rebord annulaire externe 168 de la couronne sont situés sensiblement dans un même plan transversal à l'axe B, et sa seconde rangée de dents 180 et son rebord annulaire externe 166 sont situés sensiblement dans un autre plan transversal à l'axe B. Les dents 178, 179 de la couronne sont destinées à être engagées entre des dents 180, 181 de forme complémentaire de la platine 138 (figure 7). La platine 138 comprend un corps sensiblement cylindrique 182 relié à son extrémité radialement externe à des moyens 184 de fixation d'une pale et sur lequel sont formées en saillie deux rangées annulaires coaxiales de dents 180, 181 qui s'étendent radialement vers l'extérieur (par rapport à l'axe B), une première rangée de dents 180 et une seconde rangée de dents 181 située radialement à l'extérieur de la première rangée.

Les dents 180, 181 de chaque rangée de la platine sont régulièrement réparties autour de l'axe B et sont chacune alignée dans une direction parallèle à l'axe B avec une dent de l'autre rangée. Ces dents 180, 181 sont formées par des secteurs d'un rebord annulaire qui s'étend autour de l'axe B. De la même façon, les dents 178, 179 de chaque rangée de la couronne sont formées par des secteurs d'un rebord annulaire qui s'étend autour de l'axe B et qui est destiné à s'appuyer sur un des rebords précités de la platine, pour retenir la platine en direction radiale vers l'extérieur et assurer la transmission des efforts précités entre la platine et la couronne.

La platine 138 est montée par translation et rotation dans la couronne 148 de la façon suivante. La platine 138 est présentée radialement à l'extérieur du logement 136 de l'anneau polygonal 134 de façon à ce qu'elle soit alignée sur l'axe B et que son corps cylindrique 182 soit situé du côté du logement. La platine 138 est déplacée en rotation autour de l'axe B jusqu'à une première position représentée en figure 4 dans laquelle ses dents 180, 181 sont alignées dans une direction parallèle à l'axe B, avec les espaces circonférentiels 186 situés entre les dents 178, 179 de la couronne 148. La platine 138 est ensuite déplacée en translation le long de l'axe B depuis la première position précitée jusqu'à une seconde position où les dents 180 de la platine sont amenées radialement à l'intérieur des dents 178 de la couronne et les dents 181 de la platine sont amenées radialement à l'intérieur des dents 179 de la couronne, par rapport à l'axe A de l'anneau 134. Chaque dent 180, 181 de la platine est déplacée de la première à la seconde position par translation entre deux dents 178, 179 consécutives de la couronne 148. La platine 138 est ensuite déplacée en rotation autour de l'axe B jusqu'à une troisième position dans laquelle ses dents 180, 181 sont alignées dans une direction parallèle à l'axe B, avec les dents 178, 179 de la couronne 148 (figure 9).

Dans l'exemple représenté, la platine 138 doit être tournée de 60° environ (soit un sixième de tour) autour de l'axe B, dans un sens ou dans l'autre, pour passer de la seconde à la troisième position. Lorsque la platine est dans cette troisième position, elle est retenue en direction radiale vers l'extérieur (par rapport à l'axe A précité) par appui de ses dents 180, 181 sur les dents 178, 179 correspondantes de la couronne (appuis en C visibles en figure 7). Les dents 179 de la seconde rangée de la couronne 148 sont en outre en appui par leurs extrémités radialement externes sur un rebord annulaire externe 188 de la platine (figure 6) pour retenir la platine radialement vers l'intérieur. Le rebord 188 et la seconde rangée de dents 181 de la platine 138 délimitent une gorge annulaire qui s'étend autour de l'axe B et dans laquelle les dents 179 de la seconde rangée de la couronne 148 peuvent glisser en direction circonférentielle (autour de l'axe B). De la même façon, les deux rangées de dents 180, 181 de la platine délimitent entre elles une gorge annulaire qui s'étend autour de l'axe B et dans laquelle les dents 178 de la première rangée de la couronne 148 peuvent glisser en direction circonférentielle (autour de l'axe B) Des cales 158 sont destinées à immobiliser en rotation la couronne 148 et la platine 138 l'une par rapport à l'autre. Ces cales 158 sont des secteurs de cylindre au nombre de trois dans l'exemple représenté (figure 4) et sont régulièrement réparties autour de l'axe B. Ces secteurs ont chacun une étendue angulaire autour de cet axe de 60° environ et qui est sensiblement égale à celle des espaces circonférentiels 186 situés entre les dents 178, 179, 180, 181 de la platine et de la couronne, ce qui permet d'engager les cales dans ces espaces. Chaque cale 158 est engagée dans un de ces espaces 186 par translation le long de l'axe B, depuis l'intérieur, jusqu'à ce qu'elle vienne en appui à son extrémité radialement externe (par rapport à l'axe A) sur le rebord 188 de la platine (figure 5). Dans cette position, les cales 158 sont en appui en direction circonférentielle (par rapport à l'axe B) sur les extrémités circonférentielles des dents 178, 179, 180, 181 de la platine et de la couronne, pour immobiliser ces dernières en rotation l'une par rapport à l'autre. L'écrou 160 est vissé dans l'extrémité radialement interne de la couronne 148 et s'appuie sur les cales 158. Ces cales 158 sont ainsi serrées dans une direction parallèle à l'axe B entre le rebord 188 de la platine et l'écrou 160, et sont immobilisées le long de cet axe sur la couronne. Une seconde rondelle annulaire de verrouillage 190 est intercalée 25 entre les extrémités radialement internes des cales 158 et l'écrou 160, pour immobiliser en rotation cet écrou sur la couronne. Cette rondelle 190 comprend à sa périphérie interne des premières pattes 194 (figure 6) qui sont destinées à être rabattues vers l'intérieur et engagées dans des encoches 195 de forme complémentaire de la 30 périphérie interne de l'écrou 160, pour immobiliser en rotation la rondelle sur l'écrou.

La rondelle 190 comprend en outre à sa périphérie externe des secondes pattes (non visibles) qui sont destinées à être engagées dans des encoches 193 de forme complémentaire de l'extrémité radialement interne des cales 158, pour immobiliser en rotation la rondelle sur la couronne. La rondelle 190 est engagée dans la couronne 148 par translation le long de l'axe B, depuis l'intérieur, et l'écrou 160 est vissé dans la couronne depuis l'intérieur (par rapport à l'axe A). En fonctionnement, les forces centrifuges auxquelles sont soumises les pales de l'hélice sont transmises à l'anneau polygonal 134 par l'intermédiaire des platines 138, des couronnes 148 ainsi que des paliers 150. La transmission des efforts entre les platines et les couronnes est assurée par les dents 178, 179, 180, 181 qui sont en appui les unes sur les autres (dans une direction parallèle à l'axe B) et qui sont conçues pour résister aux efforts précités. Dans un exemple particulier de réalisation de l'invention, chaque dent 178, 179, 180, 181 du corps de la platine et de la couronne définit une portée cylindrique ayant une épaisseur ou dimension en direction radiale (par rapport à l'axe B) supérieure ou égale à 1,5mm. La surface cylindrique interne du corps 182 de la platine définit une enceinte 190 de logement de moyens de liaison (non représentés) de la platine et de la couronne à des moyens d'entraînement en rotation de la pale. Ces moyens de liaison comprennent par exemple une pignonnerie ou un engrenage épicycloïdal. L'enceinte 190 est fermée à son extrémité radialement externe par les moyens 184 de fixation de la pale et à son extrémité radialement interne par un couvercle annulaire 192 rapporté et vissé sur l'extrémité radialement interne de la paroi cylindrique 156 du logement.

Dans la variante de réalisation représentée en figure 8, lorsque la première rangée de dents 180 du corps de la platine 138 est en appui radial en C sur la première rangée de dents 178 de la couronne 148, en position normale d'utilisation, la seconde rangée de dents 181 du corps de la platine est séparée par un faible jeu D (mesuré dans une direction parallèle à l'axe B précité) de la seconde rangée de dents 179 de la couronne. Les premières rangées de dents 180, 178 de la platine et de la couronne sont donc les seules à transmettre les efforts auxquelles les pales sont soumises en fonctionnement, en position normale d'utilisation. Toutefois, en cas de déformation ou rupture de ces dents 180, 178, la platine 138 est déplacé radialement vers l'extérieur sous l'effet des forces centrifuges, jusqu'à ce que sa seconde rangée de dents 181 vienne en appui sur la seconde rangée de dents 179 de la couronne. Les secondes rangées de dents 179, 181 de la couronne et de la platine assurent alors la transmission des efforts auxquels les pales sont soumises.

Ces secondes rangées de dents 179, 181 forment donc une sécurité en cas de déformation ou rupture des premières rangées de dents 178, 180, pour assurer la retenue radiale des pales sur l'élément de rotor. Le jeu D est d'au plus quelques dixièmes de millimètres, et est par exemple compris entre 0,1 et 0,2mm. Il est de 0,175mm dans un cas particulier de réalisation de l'invention.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Hélice non carénée à pales à calage variable pour une turbomachine, les pales de l'hélice étant montées à rotation autour de leurs axes dans des logements radiaux (136) d'un élément annulaire de rotor (134) et chaque pale étant portée par une platine (138) à corps cylindrique (182) sur lequel est fixée une couronne cylindrique (148) centrée et guidée en rotation par des paliers (150, 152) dans un logement radial de l'élément de rotor, cette couronne étant engagée dans le logement par translation radiale depuis l'intérieur et la platine étant engagée dans ce logement par translation radiale depuis l'extérieur, par rapport à l'axe longitudinal (A) de l'élément annulaire, la surface interne de la couronne et la surface externe du corps de la platine comportant des dents en saillie (178, 179, 180, 181) complémentaires permettant une translation radiale des dents du corps de la platine entre les dents de la couronne et la retenue radiale d'au moins une partie des dents du corps de la platine par les dents de la couronne, après rotation de la platine par rapport à la couronne d'un angle prédéterminé, caractérisée en ce que la surface interne de la couronne et la surface externe du corps de la platine comportent chacune au moins deux rangées annulaires coaxiales de dents, la première et la seconde rangée de dents (178, 179) de la couronne étant, dans une position normale de montage et d'utilisation, situées respectivement radialement à l'extérieur de la première et de la seconde rangée de dents (180, 181) du corps de la platine.
2. 2. Hélice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents (180) de la première rangée du corps de la platine (138) sont en appui radial vers l'extérieur sur les dents (178) de la première rangée de la couronne (148), dans la position normale de montage et d'utilisation.
3. 3. Hélice selon la revendication 2, caractérisée en ce que les dents (181) de la seconde rangée du corps de la platine (138) sont séparées, dans ladite position normale, des dents (179) de la seconde rangée de lacouronne (148) d'une distance radiale (D) d'au plus quelques dixièmes de millimètres, et par exemple comprise entre 0,1 et 0,2mm.
4. 4. Hélice selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la première rangée de dents (180) du corps de la platine (138) est située radialement à l'intérieur de la seconde rangée (181) de dents de ce corps.
5. 5. Hélice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents (180, 181) des première et seconde rangées du corps de la platine (138) sont en appui radial vers l'extérieur sur les dents (178, 179) des première et seconde rangées de la couronne (148), respectivement, dans ladite position normale de montage et d'utilisation.
6. 6. Hélice selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que les dents (178, 179) de la ou de chaque rangée du corps de la platine (138) sont en appui sur les dents (180, 181) correspondantes de la couronne (148) par une portée cylindrique ayant une dimension en direction radiale, par rapport à l'axe (B) du corps de la platine, supérieure ou égale à 1,5mm.
7. 7. Hélice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dents (178, 179) de chaque rangée de la couronne (148) sont régulièrement réparties autour de l'axe (B) de la couronne et sont chacune alignées en direction radiale avec une dent de l'autre rangée de la couronne, et les dents (180, 181) de chaque rangée du corps de la platine (138) sont régulièrement réparties autour de l'axe (B) de ce corps et sont chacune alignées en direction radiale avec une dent de l'autre rangée du corps de la platine.
8. 8. Hélice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couronne (148) est centrée et guidée en rotation dans le logement (136) du rotor par deux paliers (150, 152) coaxiaux, dont l'un (150) est monté entre un rebord annulaire interne (164) du logement du rotor et un rebord annulaire externe (166) de la couronne, à son extrémité radialement externe, et dont l'autre (152) est monté entre un rebord annulaire externe (168) de la couronne (148), à son extrémité radialementinterne, et un écrou (162) vissé dans le logement (136) du rotor depuis l'extrémité radialement interne de ce logement.
9. 9. Hélice selon la revendication 8, caractérisée en ce que les première et seconde rangées de dents (178, 179) de la couronne sont sensiblement alignées en direction transversale, par rapport à l'axe (B) de la couronne, avec ses rebords annulaires externes (166, 168), respectivement.
10. 10. Hélice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la platine (138) et la couronne (148) sont reliées à des moyens d'entraînement en rotation par des moyens de liaison qui sont logés à l'intérieur du corps de la platine et qui comprennent une pignonnerie ou un engrenage épicycloïdal.
11. 11. Hélice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque logement (136) de l'élément de rotor (134) est fermé à son extrémité radialement interne par un couvercle annulaire (192) vissé sur l'élément de rotor et prenant appui sur l'extrémité radialement interne de la couronne (148) logée dans ce logement.
12. 12. Turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une hélice selon l'une des revendications précédentes.20