BE1025131B1 - Arbre de transmission à double cannelure pour turbomachine - Google Patents

Arbre de transmission à double cannelure pour turbomachine Download PDF

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BE1025131B1
BE1025131B1 BE2017/5255A BE201705255A BE1025131B1 BE 1025131 B1 BE1025131 B1 BE 1025131B1 BE 2017/5255 A BE2017/5255 A BE 2017/5255A BE 201705255 A BE201705255 A BE 201705255A BE 1025131 B1 BE1025131 B1 BE 1025131B1
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Maxime Peeters
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Safran Aero Boosters S.A.
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/026Shaft to shaft connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end

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Abstract

L'invention se rapporte à un élément monobloc (30) d'arbre de transmission de turbomachine axiale, de forme générale axisymétrique creuse et s'étendant selon son axe de symétrie (14) d'une longueur supérieure à son diamètre moyen comprenant un premier jeu de cannelures (40) destiné à coopérer avec une première jonction axiale (70) et un deuxième jeu de cannelures (50) destiné à coopérer avec une deuxième jonction axiale (72), le premier et le deuxième jeux de cannelures (40, 50) se chevauchant axialement, au moins partiellement. L'invention concerne également un arbre de transmission muni d'un tel élément et une turbomachine équipée d'un tel arbre.

Description

(30) Données de priorité :
(73) Titulaire(s) :
SAFRAN AERO BOOSTERS S.A.
4041, HERSTAL (MILMORT)
Belgique (72) Inventeur(s) :
PEETERS Maxime 4500 BEN-AHIN Belgique (54) ARBRE DE TRANSMISSION À DOUBLE CANNELURE POUR TURBOMACHINE (57) L'invention se rapporte à un élément monobloc (30) d'arbre de transmission de turbomachine axiale, de forme générale axisymétrique creuse et s'étendant selon son axe de symétrie (14) d'une longueur supérieure à son diamètre moyen comprenant un premier jeu de cannelures (40) destiné à coopérer avec une première jonction axiale (70) et un deuxième jeu de cannelures (50) destiné à coopérer avec une deuxième jonction axiale (72), le premier et le deuxième jeux de cannelures (40, 50) se chevauchant axialement, au moins partiellement. L'invention concerne également un arbre de transmission muni d'un tel élément et une turbomachine équipée d'un tel arbre.
Figure BE1025131B1_D0001
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40,50
BREVET D'INVENTION BELGE
SPF Economie, PME, Classes Moyennes & Energie Numéro de publication : 1025131 Numéro de dépôt : BE2017/5255
Office de la Propriété intellectuelle Classification Internationale : F01D 5/02 F16D 1/06 Date de délivrance : 14/11/2018
Le Ministre de l'Economie,
Vu la Convention de Paris du 20 mars 1883 pour la Protection de la propriété industrielle ;
Vu la loi du 28 mars 1984 sur les brevets d'invention, l'article 22, pour les demandes de brevet introduites avant le 22 septembre 2014 ;
Vu le Titre 1er “Brevets d’invention” du Livre XI du Code de droit économique, l'article XI.24, pour les demandes de brevet introduites à partir du 22 septembre 2014 ;
Vu l'arrêté royal du 2 décembre 1986 relatif à la demande, à la délivrance et au maintien en vigueur des brevets d'invention, l'article 28 ;
Vu la demande de brevet d'invention reçue par l'Office de la Propriété intellectuelle en date du 11/04/2017.
Considérant que pour les demandes de brevet tombant dans le champ d'application du Titre 1er, du Livre XI du Code de Droit économique (ci-après CDE), conformément à l'article XI. 19, §4, alinéa 2, du CDE, si la demande de brevet a fait l'objet d'un rapport de recherche mentionnant un défaut d'unité d'invention au sens du §ler de l'article XI.19 précité et dans le cas où le demandeur n'effectue ni une limitation de sa demande ni un dépôt d'une demande divisionnaire conformément aux résultats du rapport de recherche, le brevet délivré sera limité aux revendications pour lesquelles le rapport de recherche a été établi.
Arrête :
Article premier. - Il est délivré à
SAFRAN AERO BOOSTERS S.A., Route de Liers 121, 4041 HERSTAL (MILMORT) Belgique;
représenté par
LECOMTE Didier, P.O. Box 1623, 1016, LUXEMBOURG;
un brevet d'invention belge d'une durée de 20 ans, sous réserve du paiement des taxes annuelles visées à l’article XI.48, §1 du Code de droit économique, pour : ARBRE DE TRANSMISSION À DOUBLE CANNELURE POUR TURBOMACHINE.
INVENTEUR(S) :
PEETERS Maxime, Rue des Chevaux-Haleurs 7/32, 4500, BEN-AHIN;
PRIORITE(S) :
DIVISION :
divisé de la demande de base :
date de dépôt de la demande de base :
Article 2. - Ce brevet est délivré sans examen préalable de la brevetabilité de l'invention, sans garantie du mérite de l'invention ou de l'exactitude de la description de celle-ci et aux risques et périls du (des) demandeur(s).
Bruxelles, le 14/11/2018,
Par délégation spéciale :
2017/5255
BE2017/5255
Description
ARBRE DE TRANSMISSION À DOUBLE CANNELURE POUR TURBOMACHINE
Domaine technique
L’invention se rapporte aux turbomachines. L’invention concerne plus particulièrement un élément constituant l’arbre de transmission et présentant des cannelures pour la transmission du couple entre la turbine et le compresseur d’une turbomachine. L’invention a également trait à l’arbre muni d’un tel élément et à une turbomachine axiale, notamment un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef, munie d’un tel arbre.
Technique antérieure
Le document US2013/0323077 A1 divulgue une cloche de compresseur avec des cannelures externes (54) et des cannelures internes (52).
Le document US 2007/084190 A1 décrit un arbre de transmission de turbomachine. L’arbre comprend un assemblage de plusieurs pièces axisymétriques connectées par des cannelures (figure 3 de ce document) pour former un ensemble cinématique entraînant les deux séries d’aubes contrarotatives de la soufflante. Cet ensemble cinématique est encombrant et complexe à monter/démonter.
Les documents US 2017/0116061 A1 et US 8,864,406 B2 décrivent des douilles d’accouplement qui présentent une double cannelure.
Résumé de l'invention
Problème technique
L’invention a pour objectif de proposer un élément d’arbre de transmission optimisant la compacité, la masse et la résistance mécanique.
L’invention a également pour objectif de proposer une solution simple, économique, fiable, facile à produire, commode d’entretien, d’inspection aisée, et améliorant le rendement de la turbomachine.
Solution technique
2017/5255
BE2017/5255
L’invention a trait à un élément monobloc d’arbre de transmission de turbomachine axiale, de forme générale axisymétrique creuse et s’étendant selon son axe de symétrie d’une longueur supérieure à son diamètre moyen comprenant un premier jeu de cannelures destiné à coopérer avec une première jonction axiale et un deuxième jeu de cannelures destiné à coopérer avec une deuxième jonction axiale caractérisé en ce que le premier et le deuxième jeu de cannelures se chevauchent axialement, au moins partiellement.
Par « chevauchement axial », on entend que chaque jeu de cannelures comprend des cannelures qui s’étendent selon la direction axiale et la projection sur l’axe de la longueur des cannelures du premier jeu comporte au moins deux points commun avec la projection sur l’axe de la longueur des cannelures du deuxième jeu. Une autre façon de définir le chevauchement axial est de considérer qu’il existe au moins deux points de l’axe qui « voient » radialement les deux jeux de cannelures. (Lorsque seul un point de l’axe voit les deux jeux de cannelures, celles-ci ne se chevauchent pas mais sont adjacentes/contiguës. D’autres façons d’exprimer ce chevauchement peuvent être les expressions « superposition axiale », puisque si on projette les deux jeux de cannelures sur l’axe, les projections sont bien au moins partiellement superposées, ou parler de « superposition radiale », puisqu’un rayon donné partant de l’axe rencontre les deux jeux de cannelures.
Par « jonction axiale » on entend une pièce sensiblement axisymétrique apte à être positionnée selon le même axe que l’axe longitudinal de l’élément monobloc et en coopération avec l’un de ses jeux de cannelures.
La longueur axiale de l’élément monobloc peut être préférentiellement supérieure à 3, 5 ou 10 fois son diamètre moyen.
L’invention peut aussi être définie comme un tronçon axial monobloc d’arbre de transmission de turbomachine axiale, notamment un élément monobloc d’arbre de transmission, éventuellement de turboréacteur, le tronçon comprenant un axe longitudinal, une première suite de cannelures réparties autour de l’axe
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BE2017/5255 longitudinal et une deuxième suite de cannelures réparties autour de l’axe longitudinal et chevauchant les cannelures du premier jeu de cannelures.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’élément monobloc comprend une cloison annulaire ou paroi tubulaire séparant et/ou reliant radialement le premier jeu de cannelures du deuxième jeu de cannelures. La cloison est avantageusement d’épaisseur radiale constante le long du chevauchement des cannelures, et éventuellement tout le long des cannelures.
Selon un mode de réalisation avantageux, les cannelures du premier jeu sont externes, c’est-à-dire qu’elles s’étendent radialement vers l’extérieur depuis la paroi tubulaire et les cannelures du deuxième jeu sont internes, c’est-à-dire qu’elles s’étendent radialement vers l’intérieur de la paroi tubulaire. Les cannelures externes sont aptes à entraîner en rotation une pièce de diamètre supérieur au diamètre de la paroi tubulaire à l’endroit des cannelures. Les cannelures internes sont aptes à entraîner en rotation une pièce de diamètre inférieur au diamètre de la paroi tubulaire à l’endroit des cannelures.
Selon un mode de réalisation avantageux, les cannelures internes sont plus grandes radialement et/ou axialement que les cannelures externes. Ainsi un couple plus important peut être transmis via les cannelures internes.
Selon des modes particuliers de réalisation, l’élément peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
- au moins un ou chaque jeu de cannelures comprend au moins : six, ou dix, ou seize, ou vingt cannelures ;
- au moins un ou chaque jeu de cannelures présente des cannelures de hauteur radiale comprise entre : 1 mm et 20 mm, ou entre 3 mm et 10 mm ;
- au moins un ou chaque jeu de cannelures présente des cannelures de longueur axiale comprise entre : 10mm et 150mm, ou entre 20mm et 100mm ;
- les cannelures du premier jeu s’étendant axialement sur au moins 10%, ou sur la majorité de la longueur des cannelures du deuxième jeu ;
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- les cannelures de l’un des deux jeux de cannelures s’étendent axialement en longueur au-delà de l’autre des jeux de cannelures d’au moins 10%, préférentiellement d’au moins 20%, 30% ou 50% ;
- la longueur axiale d’un jeu de cannelures est comprise entre 50 et 100% de la longueur de l’autre jeu, préférentiellement comprise entre 80 et 100% ;
- les cannelures sont angulairement décalées, c’est-à-dire que les rainures d’un des jeux de cannelures ne sont pas radialement alignées avec les rainures de l’autre jeu ;
- au moins l’un des jeux comprend des cannelures irrégulières pour ne permettre qu’un nombre défini de position angulaire de montage (détrompeur) avec la jonction axiale correspondante ;
- les jeux sont des jeux circulaires et/ou continus.
De manière avantageuse, l’élément monobloc comprend une extrémité de liaison, le premier jeu de cannelures et le deuxième jeu de cannelures étant formés sur ladite extrémité de liaison.
De manière avantageuse, l’élément monobloc comprend un tronçon axial central avec un premier diamètre moyen, et un deuxième diamètre moyen où les cannelures du premier jeu et du deuxième jeu se chevauchent, le deuxième diamètre moyen étant supérieur au premier diamètre moyen, éventuellement d’au moins 30%.
De manière avantageuse, l’élément monobloc comprend un troisième jeu de cannelures chevauchant au moins partiellement axialement le premier ou le deuxième jeu de cannelures.
De manière avantageuse, l’élément comprend un troisième jeu de cannelures distant axialement des premier et deuxième jeux. Les premier et deuxième jeux de cannelures sont à une extrémité axiale de l’élément et le troisième jeu de cannelure est situé à l’autre extrémité axiale de l’élément.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’élément monobloc présente deux tronçons de forme généralement cylindrique de diamètres différents, reliés par un tronçon de forme généralement conique.
2017/5255
BE2017/5255
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les trois jeux de cannelures sont portés par le même tronçon, cylindrique ou conique.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’élément monobloc comporte un troisième tronçon cylindrique au moins partiellement concentrique avec le premier tronçon et le troisième jeu de cannelures est situé sur ce troisième tronçon.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les premier et deuxième jeux de cannelures sont situés sur l’un des tronçons cylindriques, et le troisième jeu de cannelures est situé sur l’autre des tronçons cylindriques ou sur le tronçon conique.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les cannelures d’au moins l’un des jeux sont bombées de telle sorte que l’épaisseur curviligne circonférentielle de la rainure entre deux cannelures successives varie selon l’axe de l’élément. Dit autrement, les cannelures d’au moins un jeu comprennent des flancs axiaux arqués. Ainsi, les cannelures d’au moins un jeu présentent des réductions de largeur circonférentielles vers leurs extrémités axiales.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, au moins un jeu de cannelures présente une enveloppe annulaire en forme d’ellipsoïde ou d’hyperboloïde de révolution.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’élément est constitué d’acier maraging (martensitic ageing steel).
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’élément est traité thermiquement au moins au niveau de ses cannelures.
L’invention peut aussi être définie comme un élément monobloc d’arbre de transmission de turbomachine, l’élément comprenant une rangée annulaire de gorges axiales internes et une rangée annulaire de gorge axiales externes s’étendant axialement le long des gorges axiales externes. Les caractéristiques propres aux cannelures peuvent être transposées aux gorges.
L’invention porte également sur un arbre de transmission de turbomachine axiale comprenant au moins un élément monobloc tel que décrit précédemment
2017/5255 g BE2017/5255 et deux jonctions axiales monoblocs s’engageant chacune respectivement dans un des jeux de cannelures.
Enfin, l’invention a trait à une turbomachine, en particulier un turboréacteur ou un turbopropulseur d’aéronef comprenant une soufflante, une turbine basse pression et un compresseur basse pression, la turbomachine comprenant un arbre de transmission selon l’invention, où une des deux jonctions axiales coopère directement ou indirectement avec la soufflante ; et/ou une des deux jonctions axiales coopère directement ou indirectement avec la turbine basse pression; et/ou une des deux jonctions axiales coopère directement ou indirectement avec le compresseur basse pression.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’élément monobloc d’arbre de transmission est monté dans le carter de la turbomachine par le biais d’au moins un palier et au moins l’une des deux jonctions axiales qui interagit avec l’élément est montée flottante, c’est-à-dire qu’elle n’est pas portée directement par un palier dans le carter. Elle engrène d’une part avec des cannelures de l’élément monobloc et d’autre part avec des cannelures ou tout autre accouplement similaire de la turbine, du compresseur ou de la soufflante, ces derniers étant, eux, supportés par des roulements dans le carter.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les deux jonctions axiales sont emmanchées axialement l’une dans l’autre.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’une des jonctions axiales chevauche la majorité de l’étendue axiale de l’autre jonction.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les cannelures du premier jeu s’étendent radialement vers l’extérieur, la turbomachine comprenant un compresseur accouplé aux cannelures du premier jeu par le biais de la première jonction axiale.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les cannelures du deuxième jeu s’étendent radialement vers l’intérieur, la turbomachine comprenant une soufflante accouplée aux cannelures du deuxième jeu par le biais de la deuxième jonction axiale.
2017/5255 y BE2017/5255
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, un réducteur est accouplé aux cannelures du deuxième jeu par le biais de la deuxième jonction axiale, la soufflante étant accouplée aux cannelures du deuxième jeu via le réducteur.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’un des premier et deuxième jeux de cannelures est prévu pour entraîner un premier étage d’aubes de la soufflante et l’autre jeux de cannelures entraîne un deuxième étage d’aubes de la soufflante, éventuellement tournant en sens opposé au premier étage par le biais d’un réducteur.
Brève description des dessins
La figure 1 illustre une turbomachine axiale en coupe axiale
La figure 2 illustre une coupe d’une partie du compresseur avec un élément d’arbre de transmission selon l’invention
La figure 3 représente un premier mode de réalisation de l’élément d’arbre de transmission selon l’invention
La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation de l’élément d’arbre de transmission selon l’invention
La figure 5 illustre des cannelures bombées axialement
La figure 6 illustre des cannelures bombées radialement et axialement
Description des modes de réalisation
Dans la description qui va suivre, les termes « interne » et « externe » renvoient à un positionnement par rapport à l’axe de rotation d’une turbomachine axiale. La direction axiale correspond à la direction le long de l’axe de rotation de la turbomachine. La direction radiale est perpendiculaire à l’axe de rotation. L’amont et l’aval sont en référence au sens d’écoulement principal du flux dans la turbomachine.
La figure 1 représente de manière simplifiée une turbomachine axiale. Il s’agit dans ce cas précis d’un turboréacteur double-flux. Le turboréacteur 2 comprend un premier niveau de compression, dit compresseur basse-pression 4, un
2017/5255 g BE2017/5255 deuxième niveau de compression, dit compresseur haute-pression 6, une chambre de combustion 8 et un ou plusieurs niveaux de turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique de la turbine 10 transmise via l’arbre central 80 jusqu’au rotor 12 met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6. Ces derniers comportent plusieurs rangées d’aubes de rotor associées à des rangées d’aubes de stators. La rotation du rotor autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d’air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu’à l’entrée de la chambre de combustion 8.
Un ventilateur d’entrée communément désigné fan, ou soufflante, 16 est couplé au rotor 12 et génère un flux d’air qui se divise en un flux primaire 18 traversant les différents niveaux sus mentionnés de la turbomachine, et un flux secondaire 20 traversant un conduit annulaire en générant une poussée utile à la propulsion d’un avion.
L’arbre de transmission central est composé de plusieurs éléments dont l’élément monobloc selon l’invention 30. Celui-ci se situe dans la partie amont du réacteur.
La figure 2 est une vue en coupe d’un compresseur basse pression d’une turbomachine axiale telle que celle de la figure 1.
Le rotor comprend plusieurs rangées d’aubes rotoriques 24. Le compresseur basse pression 4 comprend plusieurs redresseurs qui contiennent chacun une rangée d’aubes statoriques (26 ), en ce sens qu’elles sont liées au stator. Les redresseurs sont associés au fan 16 ou à une rangée d’aubes rotoriques pour redresser leurs flux d’air, de sorte à convertir la vitesse du flux en pression statique. Chaque aube, rotorique comme statorique, présente un bord d’attaque, un bord de fuite, une surface intrados et une surface extrados ; lesdites surfaces reliant le bord d’attaque au bord de fuite ; tout comme les cordes de l’aube.
L’arbre de transmission qui transmet le couple de la turbine 10 vers le compresseur 4 et la soufflante 16 est noté 80 sur la figure 1. Sur la figure 2, seule une partie de l’arbre 80 est représentée. Un tube 74 qui est connecté à la
2017/5255 g BE2017/5255 turbine (connexion non représentée) transmet le couple vers l’amont du réacteur. Le tube 74 tourne sur lui-même autour de l’axe 14.
Un élément 30 d’arbre selon l’invention est fixé au tube 74 de telle sorte que le tube 74 entraîne l’élément 30 en rotation. Cet élément entraîne les aubes rotoriques 24 du compresseur basse pression en rotation. L’élément 30 est monté dans le carter du réacteur par le biais des roulements 84 et 86. Un manchon intérieur 72 est monté en série pour connecter l’élément 30 à la soufflante éventuellement par le biais d’un réducteur (non représenté). Un manchon extérieur en forme de cloche 70 est monté en série sur l’élément 30 pour connecter l’élément 30 aux aubes rotoriques 24 par le biais du tambour 25.
Les accouplements des pièces 70, 72 et 74 à l’élément 30 se font par des jeux de cannelures 40, 50 et 60 respectivement.
La forme générale de l’élément 30 est axisymétrique. Il comprend deux portions cylindriques 32 et 36 reliées par une portion conique 34. Il présente plusieurs jeux de cannelures 40, 50, 60 pour l’accouplement avec les pièces voisines.
Les cannelures du premier jeu de cannelures sont arrangées sur le cylindre 32. Elles s’engagent dans des cannelures de la cloche 70, liée au tambour 25 qui porte les aubes rotoriques 24. Les deuxièmes cannelures 50 sont aussi arrangées sur le cylindre 32. Elles s’engagent dans des cannelures du manchon 72. Selon l’invention, les premières 40 et deuxièmes 50 cannelures se chevauchent au moins partiellement. En d’autres termes, il existe au moins un point de l’axe 14 qui « voit » radialement les deux jeux de cannelures 40 et 50.
Sur l’exemple illustré, l’élément 30 a un troisième jeu de cannelures 60 pour interagir avec des cannelures du tube 74 qui est entraîné par la turbine.
Dans cet exemple, les cannelures 40 sont externes, en ce qu’elles sont situées sur la surface extérieure de l’élément 30. Les cannelures 50 et 60 sont internes en ce qu’elles s’étendent vers l’intérieur de l’élément 30. D’autres configurations internes/externes sont possibles.
Ainsi, la figure 3 met en évidence la pièce 30 seule, avec des cannelures externes pour engager le tube (noté 74 sur la figure 2). D’autres cannelures
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BE2017/5255 additionnelles peuvent être prévues. Par exemple, un quatrième jeu de cannelures peut entraîner des aubes rotoriques en aval de celles qui sont entraînées par le premier jeu de cannelures. Les troisième et quatrième jeux de cannelures de la figure 3 sont distantes des premier et deuxième jeux. En particulier, deux jeux sont placés à proximité d’une des extrémités axiales de l’élément monobloc alors que deux autres des quatre jeux sont placés à l’extrémité axiale opposée.
La figure 4 montre une alternative à l’élément monobloc décrit en figure 3. Ici, les cannelures 40 qui engagent le tambour du rotor (25 sur la figure 2) sont internes et les cannelures 50 qui engagent le manchon entraînant la soufflante (72 sur la figure 2) sont des cannelures externes. La figure 4 décrit aussi un exemple de superposition deux à deux des premier 40, deuxième 50 et troisième 60 jeux de cannelures.
Les figures 5 et 6 représentent la partie mâle de cannelures 40 qui sont des alternatives aux cannelures droites. Sur la figure 5, les cannelures 40 sont bombées axialement, c’est-à-dire que l’intervalle entre deux cannelures successives ou l’épaisseur des cannelures varie axialement. Sur la figure 6 les cannelures sont à la fois bombées axialement et radialement.
Les cannelures de la partie femelle restent droites.
Ces types de cannelures sont avantageuses notamment lors du montage. Elles sont aussi avantageuses pour conférer aux cannelures des propriétés différentes à froid ou à chaud, c’est-à-dire en régime transitoire (à l’allumage) ou en régime permanent (en fonctionnement) du réacteur. Aussi, les cannelures se rigidifient mutuellement. En effet, les cannelures d’un jeu forment des nervures radiales qui augmentent la rigidité à la flexion de l’arbre de transmission là où elles chevauchent axialement les nervures de l’autre jeu ; et inversement. Par-là, la masse de l’arbre peut être optimisée.
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Claims (20)

  1. Revendications
    1. Élément monobloc (30) d’arbre de transmission de turbomachine axiale, de forme générale axisymétrique creuse et s’étendant selon son axe de symétrie (14) d’une longueur supérieure à son diamètre moyen comprenant un premier jeu de cannelures (40) destiné à coopérer avec une première jonction axiale (70) et un deuxième jeu de cannelures (50) destiné à coopérer avec une deuxième jonction axiale (72) caractérisé en ce que le premier et le deuxième jeux de cannelures (40, 50) se chevauchent axialement, au moins partiellement.
  2. 2. Élément monobloc selon la revendication 1 comprenant une cloison annulaire (32) séparant et/ou reliant radialement le premier jeu de cannelures (40) du deuxième jeu de cannelures (50).
  3. 3. Élément monobloc selon l’une des revendications 1 ou 2, les cannelures du premier jeu (40) étant externes, et les cannelures du deuxième jeu (50) étant internes.
  4. 4. Élément monobloc selon la revendication 3, les cannelures internes (40) étant plus grandes radialement et/ou axialement que les cannelures externes (50).
  5. 5. Élément monobloc selon l’une des revendications 1 à 4, les cannelures du premier jeu (40) s’étendant axialement sur au moins 10%, ou sur la majorité de la longueur des cannelures (50) du deuxième jeu.
  6. 6. Élément monobloc selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant une extrémité de liaison, le premier jeu de cannelures (40) et le deuxième jeu de cannelures (50) étant formés sur ou à proximité de ladite extrémité de liaison.
  7. 7. Élément monobloc selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que qu’il comprend un tronçon axial central avec un premier diamètre moyen, et un deuxième diamètre moyen où les cannelures du premier jeu et du deuxième jeu se chevauchent, le deuxième diamètre moyen
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    12 BE2017/5255 étant supérieur au premier diamètre moyen, éventuellement d’au moins 30%.
  8. 8. Élément monobloc selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant un troisième jeu de cannelures (60) chevauchant au moins partiellement axialement le premier et/ou le deuxième jeu de cannelures (40, 50).
  9. 9. Élément monobloc selon l’une des revendications précédentes, les cannelures d’au moins l’un des jeux étant bombées de telle sorte que l’épaisseur curviligne circonférentielle de la rainure entre deux cannelures successives varie selon l’axe de l’élément.
  10. 10. Élément monobloc selon l’une des revendications précédentes, au moins un jeu de cannelures présente une enveloppe annulaire généralement en forme d’ellipsoïde ou d’hyperboloïde de révolution.
  11. 11. Élément monobloc selon l’une des revendications précédentes, l’élément étant constitué d’acier maraging (martensitic ageing steel).
  12. 12. Élément monobloc selon l’une des revendications précédentes, l’élément étant traité thermiquement au moins au niveau de ses cannelures.
  13. 13. Arbre de transmission (80) de turbomachine axiale caractérisé en ce qu’il comprend au moins un élément monobloc (30) selon l’une des revendications précédentes et deux jonctions axiales monoblocs (70, 72) s’engageant chacune respectivement dans un des jeux de cannelures (40, 50).
  14. 14. Turbomachine (2), en particulier un turboréacteur ou un turbopropulseur d’aéronef comprenant une soufflante (16), une turbine basse pression (10) et un compresseur basse pression (4), la turbomachine étant caractérisée en ce qu’elle comprend un arbre de transmission (80) selon la revendication précédente, où une des deux jonctions axiales (70) coopère directement ou indirectement avec la turbine basse pression (10); et/ou une des deux jonctions axiales (72) coopère directement ou indirectement avec la soufflante (16) ; et/ou une des deux jonctions axiales (74) coopère directement ou indirectement avec le compresseur basse pression (4).
    2017/5255
    13 BE2017/5255
  15. 15. Turbomachine selon la revendication précédente, où l’élément monobloc (30) d’arbre de transmission est monté dans le carter de la turbomachine par le biais d’au moins un palier (84, 86) et au moins l’une des deux jonctions axiales (70, 72, 74) qui interagit avec l’élément est montée flottante.
  16. 16. Turbomachine selon l’une des revendications 14 ou 15, caractérisée en ce que les deux jonctions axiales (70, 72) sont emmanchées axialement l’une dans l’autre.
  17. 17. Turbomachine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’une des jonctions axiales (70) chevauche la majorité de l’étendue axiale de l’autre jonction (72).
  18. 18. Turbomachine selon l’une des revendications 14 à 17, caractérisée en ce que les cannelures du premier jeu (40) s’étendent radialement vers l’extérieur, la turbomachine comprenant un compresseur (4) accouplé aux cannelures du premier jeu par le biais de la première jonction axiale (70).
  19. 19. Turbomachine selon l’une des revendications 14 à 18, caractérisée en ce que les cannelures du deuxième jeu (50) s’étendent radialement vers l’intérieur, la turbomachine comprenant une soufflante (16) accouplée aux cannelures du deuxième jeu (50) par le biais de la deuxième jonction axiale (72).
  20. 20. Turbomachine selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend un réducteur accouplé aux cannelures du deuxième jeu (50) par le biais de la deuxième jonction axiale (72), la soufflante (16) étant accouplée aux cannelures du deuxième jeu (50) via le réducteur.
    BE2017/5255
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