CA2527352A1 - Turbomachine avec un dispositif de decouplage commun aux premier et deuxieme paliers de son arbre d`entrainement, compresseur comprenant le dispositif de decouplage et dispositif de decouplage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une turbomachine, comportant un rotor avec un arbr e d'entraînement (3), centré sur l'axe (2) de la turbomachine par un premier ( 4) et un deuxième (5) paliers, supportés respectivement par une pièce support du premier palier (9) et une pièce support du deuxième palier (13), solidaires l'une de l'autr e et reliées à la structure fixe de la turbomachine par un dispositif de découplage (20). Cette turbomachine comporte des moyens (23, 27) agencés pour coopérer avec au moins un élément (22) de la structure fixe de la turbomachine pour assurer u ne double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers (9, 13) et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3) en cas de découplage des paliers.
Description
Turbomachine avec un dispositif de découplage commun aux premier et deuxième paliers de son arbre d'entraînement, compresseur comprenant le dispositif de découplage et dispositif de découplage S
L'invention concerne Ie domaine des turbomachines avec un dispositif de découplage commun aux premier et deuxième paliers de son arbre d'entraînement.
Un turboréacteur comprend, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseurs, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbines et une tuyère d'échappement des gaz.
La soufflante comporte un rotor pourvu d'aubes à sa périphérie qui, lorsqu'elles sont mises en rotation, entraînent l'air dans Ie turboréacteur. Le rotor de soufflante est supporté par l'arbre du rotor basse pression du moteur. Il est centré sur l'axe du 1 S turboréacteur par un premier palier qui est en amont d'un deuxième palier, reliés à la structure fixe du turboréacteur, notamment au carter intermédiaire.
Dans la suite de la description, dans Ia mesure où la soufflante est montée solidaire de l'arbre du compresseur, qui est l'arbre du rotor basse pression dans un moteur à double corps, on désigne cet arbre, ou tout autre arbre qui lui est solidaire, par l'unique terme arbre du compresseur.
Le premier palier est supporté par une pièce de support, formant une enveloppe autour de l'arbre du compresseur, orientée vers l'aval du premier palier et 2S fixée à une structure fixe du turboréacteur. Le deuxième palier est supporté par une pièce de support fixée également à une structure fixe du turboréacteur.
Il peut se produire, accidentellement, Ia perte d'une aube de soufflante. Il s'ensuit un balourd important sur l'arbre du compresseur, qui entraîne des charges et des vibrations sur les paliers, transmises par leurs pièces de support aux structures fixes du turboréacteur, qui doivent être dimensionnées en conséquence.
Ce dimensionnement entraîne des surcoûts et augmente la masse du turboréacteur. Afin de les réduire on peut, comme dans le brevet FR 2, 752, 024, 3S proposer un système de découplage des paliers. Les pièces de support du premier palier et du deuxième palier, en l'espèce solidaires l'une de l'autre, sont fixées à la structure du turboréacteur par des vis dites fusibles, comportant une portion affaiblie entraînant leur rupture en cas d'efforts trop importants. Ainsi, à
l'apparition d'un balourd sur l'arbre du compresseur, les efforts induits sur les paliers sont transmis aux
L'invention concerne Ie domaine des turbomachines avec un dispositif de découplage commun aux premier et deuxième paliers de son arbre d'entraînement.
Un turboréacteur comprend, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseurs, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbines et une tuyère d'échappement des gaz.
La soufflante comporte un rotor pourvu d'aubes à sa périphérie qui, lorsqu'elles sont mises en rotation, entraînent l'air dans Ie turboréacteur. Le rotor de soufflante est supporté par l'arbre du rotor basse pression du moteur. Il est centré sur l'axe du 1 S turboréacteur par un premier palier qui est en amont d'un deuxième palier, reliés à la structure fixe du turboréacteur, notamment au carter intermédiaire.
Dans la suite de la description, dans Ia mesure où la soufflante est montée solidaire de l'arbre du compresseur, qui est l'arbre du rotor basse pression dans un moteur à double corps, on désigne cet arbre, ou tout autre arbre qui lui est solidaire, par l'unique terme arbre du compresseur.
Le premier palier est supporté par une pièce de support, formant une enveloppe autour de l'arbre du compresseur, orientée vers l'aval du premier palier et 2S fixée à une structure fixe du turboréacteur. Le deuxième palier est supporté par une pièce de support fixée également à une structure fixe du turboréacteur.
Il peut se produire, accidentellement, Ia perte d'une aube de soufflante. Il s'ensuit un balourd important sur l'arbre du compresseur, qui entraîne des charges et des vibrations sur les paliers, transmises par leurs pièces de support aux structures fixes du turboréacteur, qui doivent être dimensionnées en conséquence.
Ce dimensionnement entraîne des surcoûts et augmente la masse du turboréacteur. Afin de les réduire on peut, comme dans le brevet FR 2, 752, 024, 3S proposer un système de découplage des paliers. Les pièces de support du premier palier et du deuxième palier, en l'espèce solidaires l'une de l'autre, sont fixées à la structure du turboréacteur par des vis dites fusibles, comportant une portion affaiblie entraînant leur rupture en cas d'efforts trop importants. Ainsi, à
l'apparition d'un balourd sur l'arbre du compresseur, les efforts induits sur les paliers sont transmis aux
-2-vis fusibles qui cassent, découplant les pièces de support des paliers de la structure fixe du turboréacteur. Les efforts provoqués par le balourd ne sont plus transmis à
la structure fixe du turboréacteur par ces pièces de support.
S Une fois les supports de paliers découplés de la structure fixe du turboréacteur, des mouvements radiaux importants de l'arbre du compresseur se produisent. Le document FR 2, 752, 024 propose, afin de limiter de tels mouvements, de prévoir des pièces formant faux palier pour les supports de paliers, qui sont entraînés en rotation et en basculement avec l'arbre lorsqu'ils sont découplés de la structure fixe ; il s'agit en l'espèce d'une nervure, solidaire de la structure fixe, s'étendant transversalement à l'axe du turboréacteur et se terminant par des patins entourant l'arbre du compresseur, ou d'une nervure entourant le support du premier palier. Toutefois, le basculement des supports des paliers avec l'arbre d'entraînement provoque des efforts considérables, et leur inertie, ainsi que le bras de levier qu'ils représentent par rapport à l'axe du turboréacteur, est grand. Il est donc souhaitable de mettre en place, sur un turboréacteur avec un dispositif de découplage, un support de palier de secours plutôt qu'un palier de secours, ou faux palier, pour les supports de palier. Autrement dit, il est souhaitable de remplacer le faux palier que constitue la nervure du document FR 2, 752, 024, qui est un faux palier sur lequel prennent appui les pièces supports de paliers, par un support de palier de secours, coopérant avec les bagues extérieures des paliers, qui serait donc plus proche des paliers et de l'axe du turboréacteur.
C'est ainsi que l'invention concerne une turbomachine, comportant un rotor avec un arbre d'entraînement, centré sur t'axe de la turbomachine par un premier et un deuxième paliers, supportés respectivement par une pièce support du premier palier et une pièce support du deuxième palier, solidaires l'une de l'autre et reliées à
la structure fixe de la turbomachine par un dispositif de découplage, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens agencés pour coopérer avec au moins un élément de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement en cas de découplage des paliers.
Les fonctions de blocage en rotation des supports de paliers et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement, combinées, remplissent bien une fonction de support de palier de secours.
la structure fixe du turboréacteur par ces pièces de support.
S Une fois les supports de paliers découplés de la structure fixe du turboréacteur, des mouvements radiaux importants de l'arbre du compresseur se produisent. Le document FR 2, 752, 024 propose, afin de limiter de tels mouvements, de prévoir des pièces formant faux palier pour les supports de paliers, qui sont entraînés en rotation et en basculement avec l'arbre lorsqu'ils sont découplés de la structure fixe ; il s'agit en l'espèce d'une nervure, solidaire de la structure fixe, s'étendant transversalement à l'axe du turboréacteur et se terminant par des patins entourant l'arbre du compresseur, ou d'une nervure entourant le support du premier palier. Toutefois, le basculement des supports des paliers avec l'arbre d'entraînement provoque des efforts considérables, et leur inertie, ainsi que le bras de levier qu'ils représentent par rapport à l'axe du turboréacteur, est grand. Il est donc souhaitable de mettre en place, sur un turboréacteur avec un dispositif de découplage, un support de palier de secours plutôt qu'un palier de secours, ou faux palier, pour les supports de palier. Autrement dit, il est souhaitable de remplacer le faux palier que constitue la nervure du document FR 2, 752, 024, qui est un faux palier sur lequel prennent appui les pièces supports de paliers, par un support de palier de secours, coopérant avec les bagues extérieures des paliers, qui serait donc plus proche des paliers et de l'axe du turboréacteur.
C'est ainsi que l'invention concerne une turbomachine, comportant un rotor avec un arbre d'entraînement, centré sur t'axe de la turbomachine par un premier et un deuxième paliers, supportés respectivement par une pièce support du premier palier et une pièce support du deuxième palier, solidaires l'une de l'autre et reliées à
la structure fixe de la turbomachine par un dispositif de découplage, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens agencés pour coopérer avec au moins un élément de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement en cas de découplage des paliers.
Les fonctions de blocage en rotation des supports de paliers et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement, combinées, remplissent bien une fonction de support de palier de secours.
-3-Par ailleurs, après le découplage des paliers, il existe un risque de rupture de l'arbre du compresseur, qui entraînerait une fuite en avant de Ia soufflante.
Pour pallier un tel danger, la demande de brevet FR 04 O1 105 propose de prévoir une nervure circonférentielle sur l'arbre du compresseur, à proximité du deuxième palier, coopérant avec un flasque de la structure fixe pour assurer une fonction de retenue axiale de la soufflante. Cependant, en cas de rupture de l'arbre du compresseur en amont de cette nervure, la fonction de retenue n'est pas assurée. En outre, dans ce turboréacteur, les deux paliers possèdent chacun leur propre dispositif de découplage, ce qui augmente sa complexité.
Avantageusement, lesdits moyens sont alors agencés pour assurer une troisième fonction, de retenue axiale du rotor en cas de rupture de l'arbre d'entraînement.
Ainsi, la retenue axiale du rotor peut se faire quelque soit le positionnement du point de rupture de l'arbre d'entraînement, en aval du premier palier, puisque les pièces support des premier et deuxième palier sont solidaires.
De préférence, les moyens sont agencés sur la deuxième pièce support de palier.
De préférence encore, lesdits moyens sont agencés pour ne pas gêner les mouvements longitudinaux de l'arbre d'entraînement pendant la cinématique de découplage.
L'invention concerne également un dispositif de découplage entre une structure fixe de la turbomachine présentée ci-dessus et une première et une deuxième pièces, solidaires l'une de l'autre et formant supports d'un premier et d'un deuxième paliers de l'arbre d'entraînement du rotor de Ia turbomachine, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens agencés pour coopérer avec au moins un élément de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement en cas de découplage des paliers.
L'invention concerne encore un compresseur de turbomachine, comportant un rotor avec un arbre d'entraînement, centré sur l'axe de la turbomachine par un premier et un deuxième paliers, supportës respectivement par une pièce support du premier palier et une pièce support du deuxième palier, solidaires l'une de l'autre et reliées à la
Pour pallier un tel danger, la demande de brevet FR 04 O1 105 propose de prévoir une nervure circonférentielle sur l'arbre du compresseur, à proximité du deuxième palier, coopérant avec un flasque de la structure fixe pour assurer une fonction de retenue axiale de la soufflante. Cependant, en cas de rupture de l'arbre du compresseur en amont de cette nervure, la fonction de retenue n'est pas assurée. En outre, dans ce turboréacteur, les deux paliers possèdent chacun leur propre dispositif de découplage, ce qui augmente sa complexité.
Avantageusement, lesdits moyens sont alors agencés pour assurer une troisième fonction, de retenue axiale du rotor en cas de rupture de l'arbre d'entraînement.
Ainsi, la retenue axiale du rotor peut se faire quelque soit le positionnement du point de rupture de l'arbre d'entraînement, en aval du premier palier, puisque les pièces support des premier et deuxième palier sont solidaires.
De préférence, les moyens sont agencés sur la deuxième pièce support de palier.
De préférence encore, lesdits moyens sont agencés pour ne pas gêner les mouvements longitudinaux de l'arbre d'entraînement pendant la cinématique de découplage.
L'invention concerne également un dispositif de découplage entre une structure fixe de la turbomachine présentée ci-dessus et une première et une deuxième pièces, solidaires l'une de l'autre et formant supports d'un premier et d'un deuxième paliers de l'arbre d'entraînement du rotor de Ia turbomachine, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens agencés pour coopérer avec au moins un élément de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement en cas de découplage des paliers.
L'invention concerne encore un compresseur de turbomachine, comportant un rotor avec un arbre d'entraînement, centré sur l'axe de la turbomachine par un premier et un deuxième paliers, supportës respectivement par une pièce support du premier palier et une pièce support du deuxième palier, solidaires l'une de l'autre et reliées à la
-4-structure fixe de la turbomachine par un dispositif de découplage, caractérisé
par le fait qu'il comporte des moyens agencés pour coopérer avec au moins un élément de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement en cas S de découplage des paliers.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la turbomachine de l'invention, en référence aux planches annexées, sur lesquelles - la figure 1 représente une vue en coupe axiale schématique d'une première forme de réalisation de la turbomachine de l'invention ;
- la figure 2 représente une vue en coupe axiale schématique d'une deuxième forme de réalisation de la turbomachine de l'invention et - la figure 3 représente une vue en coupe axiale schématique d'une troisième forme de réalisation de la turbomachine de l'invention.
En référence à la figure 1, la turbomachine est ici un turboréacteur 1 qui comprend, dans sa premiére forme de réalisation, un rotor, non représenté, nommé
soufflante, qui comporte des aubes s'étendant radialement autour de l'axe 2 du turboréacteur. L'arbre de soufflante est fixé, en aval des aubes, à l'arbre du compresseur 3. Par amont et aval, on entend amont et aval dans le sens de l'écoulement des gaz. II s'agit ici de l'arbre du compresseur basse pression. On désignera dans la suite l'ensemble de l'arbre de la soufflante et de l'arbre du compresseur 3, ainsi que tout autre arbre qui lui est solidaire, par arbre du compresseur 3, ou arbre d'entraînement 3.
L'arbre du compresseur 3 est supporté par un premier palier 4 et un deuxième palier S, 2S situé en aval du premier palier 4.
Le premier palier 4 comporte une bague interne 6 et une bague externe 7, entre lesquelles sont montées des billes 8 ou autres organes de roulement. La bague interne 6 est montée solidaire de l'arbre du compresseur 3 et la bague externe solidaire d'une pièce 9 support du premier palier, nommée dans la suite support du premier palier 9. Le support du premier palier 9 s'ëtend, à partir du premier palier 4, vers (aval. Il est globalement de forme tronconique, son diamètre augmentant vers l'aval, et est relié en aval à la structure fixe du turboréacteur l, comme on le verra plus loin. Les billes 8 autorisent la rotation de la bague interne 6, donc de l'arbre du 3S compresseur 3, par rapport à la bague externe 7, donc au support du premier palier 9 et à la structure fixe du turboréacteur 1.
par le fait qu'il comporte des moyens agencés pour coopérer avec au moins un élément de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement en cas S de découplage des paliers.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la turbomachine de l'invention, en référence aux planches annexées, sur lesquelles - la figure 1 représente une vue en coupe axiale schématique d'une première forme de réalisation de la turbomachine de l'invention ;
- la figure 2 représente une vue en coupe axiale schématique d'une deuxième forme de réalisation de la turbomachine de l'invention et - la figure 3 représente une vue en coupe axiale schématique d'une troisième forme de réalisation de la turbomachine de l'invention.
En référence à la figure 1, la turbomachine est ici un turboréacteur 1 qui comprend, dans sa premiére forme de réalisation, un rotor, non représenté, nommé
soufflante, qui comporte des aubes s'étendant radialement autour de l'axe 2 du turboréacteur. L'arbre de soufflante est fixé, en aval des aubes, à l'arbre du compresseur 3. Par amont et aval, on entend amont et aval dans le sens de l'écoulement des gaz. II s'agit ici de l'arbre du compresseur basse pression. On désignera dans la suite l'ensemble de l'arbre de la soufflante et de l'arbre du compresseur 3, ainsi que tout autre arbre qui lui est solidaire, par arbre du compresseur 3, ou arbre d'entraînement 3.
L'arbre du compresseur 3 est supporté par un premier palier 4 et un deuxième palier S, 2S situé en aval du premier palier 4.
Le premier palier 4 comporte une bague interne 6 et une bague externe 7, entre lesquelles sont montées des billes 8 ou autres organes de roulement. La bague interne 6 est montée solidaire de l'arbre du compresseur 3 et la bague externe solidaire d'une pièce 9 support du premier palier, nommée dans la suite support du premier palier 9. Le support du premier palier 9 s'ëtend, à partir du premier palier 4, vers (aval. Il est globalement de forme tronconique, son diamètre augmentant vers l'aval, et est relié en aval à la structure fixe du turboréacteur l, comme on le verra plus loin. Les billes 8 autorisent la rotation de la bague interne 6, donc de l'arbre du 3S compresseur 3, par rapport à la bague externe 7, donc au support du premier palier 9 et à la structure fixe du turboréacteur 1.
-5-Le deuxième palier 5 comporte une bague interne 10 et une bague externe 11, entre lesquelles sont montés des rouleaux 12 ou autres organes de roulement.
La bague interne 10 est montée solidaire de l'arbre du compresseur 3 et la bague externe 11 est montée solidaire d'une pièce 13 support du deuxième palier, nommée ci-après support du deuxième palier 13, qui s'étend, à partir du deuxième palier S, vers l'amont. La bague externe 11 du deuxième palier 5 comporte à cet effet, sur sa face externe, une bride radiale 14, fixée à une bride interne du support du deuxième palïer 13 par des vis 15.
Le support du deuxième palier 13 est globalement de forme tronconique, son diamètre augmentant vers l'amont et comporte, à son extrémité amont, une bride transversale à l'axe 2 du turboréacteur. Le support du premier palier 9 comporte, à son extrémité aval, une bride 17 transversale s'étendant radialement vers l'intérieur, sur laquelle est fixée, par exemple à l'aide de vis 18, la bride 16 du support du deuxième palier 13. Les supports 9, 13 des premier et deuxième paliers 4, 5 sont ainsi solidaires l'un de l'autre.
La bride 17 du support du premier palier 9 est fixée à la structure fixe du turboréacteur I, ici à une bride 19 d'un carter dit carter intermédiaire, par des vis fusibles 20, situées à l'extérieur par rapport aux vis 18 de fixation des supports des premier et deuxième paliers 9, I3. Ces vis fusibles 20 comportent une portion fusible 21 formant une zone privilégiée de rupture en traction, calibrée de façon à
casser en cas d'efforts de traction déterminés. Cette portion fusible 21 est ici obtenue par amincissement calibré de la tige des vis 20. Les vis 20 forment ainsi un dispositif de découplage commun des premier et deuxième paliers 4, 5, qui sont solidaires, de la structure fixe du turboréacteur 1.
Les rouleaux 12 du deuxième palier 5 sont montés parallèles à l'axe 2 du turboréacteur 1, dans une rainure s'étendant à la circonférence de la bague interne 10, et sont tenus espacés les uns des autres par une cage d'écureuil, dont la description ne sera pas ici détaillée car elle est bien connue de l'homme du métier. Ils permettent la rotation de la bague interne 10 par rapport à la bague externe 11, et donc par leur intermédiaire de l'arbre du compresseur 3 par rapport à la structure fixe du turboréacteur 1.
A partir de la bride 19 du carter intermédiaire s'étend, en aval du support du deuxième palier 13, radialement vers l'intérieur et légèrement vers l'aval, un flasque 22, de forme globalement tronconique, son diamètre diminuant vers l'aval. Sur la bride
La bague interne 10 est montée solidaire de l'arbre du compresseur 3 et la bague externe 11 est montée solidaire d'une pièce 13 support du deuxième palier, nommée ci-après support du deuxième palier 13, qui s'étend, à partir du deuxième palier S, vers l'amont. La bague externe 11 du deuxième palier 5 comporte à cet effet, sur sa face externe, une bride radiale 14, fixée à une bride interne du support du deuxième palïer 13 par des vis 15.
Le support du deuxième palier 13 est globalement de forme tronconique, son diamètre augmentant vers l'amont et comporte, à son extrémité amont, une bride transversale à l'axe 2 du turboréacteur. Le support du premier palier 9 comporte, à son extrémité aval, une bride 17 transversale s'étendant radialement vers l'intérieur, sur laquelle est fixée, par exemple à l'aide de vis 18, la bride 16 du support du deuxième palier 13. Les supports 9, 13 des premier et deuxième paliers 4, 5 sont ainsi solidaires l'un de l'autre.
La bride 17 du support du premier palier 9 est fixée à la structure fixe du turboréacteur I, ici à une bride 19 d'un carter dit carter intermédiaire, par des vis fusibles 20, situées à l'extérieur par rapport aux vis 18 de fixation des supports des premier et deuxième paliers 9, I3. Ces vis fusibles 20 comportent une portion fusible 21 formant une zone privilégiée de rupture en traction, calibrée de façon à
casser en cas d'efforts de traction déterminés. Cette portion fusible 21 est ici obtenue par amincissement calibré de la tige des vis 20. Les vis 20 forment ainsi un dispositif de découplage commun des premier et deuxième paliers 4, 5, qui sont solidaires, de la structure fixe du turboréacteur 1.
Les rouleaux 12 du deuxième palier 5 sont montés parallèles à l'axe 2 du turboréacteur 1, dans une rainure s'étendant à la circonférence de la bague interne 10, et sont tenus espacés les uns des autres par une cage d'écureuil, dont la description ne sera pas ici détaillée car elle est bien connue de l'homme du métier. Ils permettent la rotation de la bague interne 10 par rapport à la bague externe 11, et donc par leur intermédiaire de l'arbre du compresseur 3 par rapport à la structure fixe du turboréacteur 1.
A partir de la bride 19 du carter intermédiaire s'étend, en aval du support du deuxième palier 13, radialement vers l'intérieur et légèrement vers l'aval, un flasque 22, de forme globalement tronconique, son diamètre diminuant vers l'aval. Sur la bride
-6-radiale 14 de Ia bague externe 11 du deuxième palier S est fixée, à son extrémité
externe, une bague 23 de section en forme de L, coopérant avec la structure fixe du turboréacteur 1 pour remplir ici une double fonction, de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3 en cas de découplage des paliers 4, S et de retenue axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3. Cette bague 23 est en l'espèce formée d'une seule pièce avec la bride radiale 14 et comporte une portion longitudinale 24, formant la grande barre de la section en forme de L, s'étendant vers (aval à partir de l'extrémité externe de la bride radiale 14, et une portion radiale 25, s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'extrémité aval de la portion longitudinale 24.
La bague 23 de section en forme de L est agencée pour coopérer avec la portion d'extrémité 26 interne du flasque 22 pour assurer sa double fonction, de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3 par sa portion longitudinale 24, de retenue axiale de la soufflante par sa portion radiale 2S.
A cet effet, la paroi externe de la portion longitudinale 24 de la bague 23 se situe à une distance "e" de la paroi interne de la portion d'extrémité 26 du flasque 22, distance "e" calibrée de façon à ce que ces deux parois rentrent en contact, en cas de découplage des paliers, si l'amplitude radiale des mouvements de l'arbre du compresseur 3 dépasse un certain seuil ; les mouvements de l'arbre 3 étant ainsi limités, les mouvements de la soufflante sont limités. En fonctionnement normal du turboréacteur 1, il n'y a pas de contact entre la paroi de la portion longitudinale 24 de la bague 23 et le flasque 22.
En outre, la paroi amont de portion radiale 25 de la bague 23 se situe à une distance "1" de la paroi aval de la portion d'extrémité 26 du flasque 22, distance "1"
calibrée de façon à ce que ces deux parois rentrent en contact, en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3, pour assurer une fonction de retenue axiale de la soufflante.
On peut noter que la rupture peut inten~enir en n'importe quel point de l'arbre du compresseur 3, en aval du premier palier 4. En effet, à supposer que les paliers 4, 5 soient découplés et que l'arbre du compresseur 3 casse entre les deux paliers 4, 5, la soufflante, qui continue de tourner, est entraînée vers l'avant avec la portion de l'arbre du compresseur 3 qui lui est encore solidaire. Cette portion entraîne Ie premier palier 4 vers l'avant et donc, par solidarité des pièces, le support du premier palier 9, le support du deuxième palier 13, la bride radiale 14 de la bague externe 11 du deuxième palier 5 et donc la bague 23 à section en L, dont la portion radiale 25 vient en butée contre la portion d'extrémité du flasque 22, solidaire de la structure fixe du turboréacteur 1. La soufflante est ainsi retenue. II en va de même en cas de rupture en aval du deuxième _7_ palier, toute la portion de l'arbre du compresseur 3 située entre les deux paliers 4, 5 étant alors entraînée vers l'avant avec la bague 23 de la bride radiale 14 du deuxième palier S.
Les distances "1" et "e" sont calibrées de façon à ce que la portion radiale de la bague 23 ne viennent pas en butée contre la portion d'extrémité 26 du flasque 22 pendant la phase de découplage. En effet, pendant cette phase, l'arbre du compresseur 3 ne tourne pas sur son axe et peut effectuer des mouvements avec des composantes longitudinales. En particulier, lors de la rupture d'une aube, le balourd occasionné se traduit, de manière temporaire, par un mouvement de rotation de l'arbre du compresseur 3 autour de la première vis fusible 20 qui casse. La distance "1"
est suffisamment grande pour que la butée de la portion radiale 25 de la bague 23 sur le flasque 22 ne se fasse pas, en fonctionnement normal du turboréacteur 1 ou pendant une phase de découplage.
Des doigts 27 anti-rotation sont en outre agencés sur le support du deuxième palier I3. Ils s'étendent longitudinalement vers l'amère à partir des vis 18 de fixation des supports 9, 13 des premier et deuxième paliers 4, 5 entre eux. Ces doigts s'étendent à travers des orifices 28 ménagés dans le flasque 22 et coopèrent avec eux, en cas de découplage des paliers 4, 5, pour empêcher la rotation des supports des paliers 9, I3, et donc des bagues externes des premier et deuxième paliers 4, 5, autour de l'axe 2 du turboréacteur 1 ; les doigts 27 viennent alors en effet en butée contre les parois des orifices 28 du flasque 22, qui est solidaire de la structure fixe du turboréacteur 1. Un jeu est prévu entre les doigts 27 et leurs orifices 28 de passage, afin de ne pas perturber la double fonction de la bague 23 à section en L et ne pas entraver la cinématique de découplage.
Le fonctionnement du turboréacteur 1 lors de la perte d'une aube de soufflante va maintenant être expliqué plus en détails.
La perte d'une aube en cours de fonctionnement du turboréacteur 1, donc en cours de rotation de la soufflante, provoque un balourd sur l'arbre du compresseur 3.
Les efforts induits provoquent la rupture des vis fusibles 20 de fixation des support 9, 13 des premier et deuxième paliers 4, 5 à la structure fixe du turboréacteur 1, au niveau de leur portion fusible 21. En l'occurrence, la portion fusible 21 des vis 20 forme une zone privilégiée de rupture en traction, alors que le balourd de l'arbre du compresseur 3 est essentiellement radial ; en fait, les efforts radiaux sur l'arbre 3 se traduisent au _8_ niveau des vis 20 par des efforts longitudinaux, par le biais notamment du support du premier palier 9.
Durant toute la cinématique de découplage, les mouvements de l'arbre du compresseur 3 sont radialement limités par la coopération de la portion longitudinale 24 de la bague 23 à section en forme de L avec la portion d'extrémité 26 du flasque 22.
La portion radiale 25 de la bague 23 n'interfère pas sur cette cinématique de découplage du fait du calibrage de la distance "1".
Une fois l'ensemble des vis fusibles 20 cassées, le support du premier palier et le support du deuxième palier I3 sont découplés de la bride 19 du carter intermédiaire et donc de la structure fixe du turboréacteur 1. Les efforts liés au balourd ne sont plus alors transmis à cette dernière par les supports de paliers 9, 13 et l'arbre du compresseur 3 peut librement tourner sur son axe 2, ses mouvements étant radialement 1 S limités par Ia bague 23 à section en L coopérant avec le flasque 22. Les supports de paliers 9, 13 sont bloqués en rotation par les doigts anti-rotation 27 précédemment décrits. Ainsi, la bague 23 à section en forme de L et les doigts anti-rotation 27 remplissent, en coopération avec le flasque 22, une fonction de support de palier de secours, puisqu'ils remplissent une fonction de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3, avec une pièce, la bague 23, solidaire de la bague extérieure 11 du deuxième palier 5, bloquée en rotation autour de l'axe 2 du turboréacteur par l'intermédiaire du support du deuxième palier 5 et autorisant la rotation de l'arbre du compresseur 3.
Toutefois, à la suite de Ia perte d'une aube, une rupture de l'arbre de compresseur 3 peut survenir. Dans ce cas, la rotation de la soufflante entraîne l'arbre du compresseur 3, qui lui est solidaire, vers l'avant. La portion radiale 25 de la bague 23 à section en L assure alors une fonction de retenue axiale de la soufflante, comme on fa vu plus haut. La soufflante n'est donc pas expulsée en dehors du turboréacteur 1.
Ainsi, la bague 23 et les doigts anti-rotation 27 sont agencés pour remplir, avec le flasque 22, une fonction de support de palier de secours, assurant de surcroît une fonction de retenue axiale de la soufflante.
En référence à la figure 2, où les références désignant des organes semblables à ceux de la figure 1 sont désignés avec le même nombre et un symbole "prime", le turboréacteur l' comprend également, dans sa deuxième forme de réalisation, une soufflante, montée rotative autour de l'axe 2' du turboréacteur et entraînée par un arbre d'entraînement 3', qui est l'arbre du compresseur 3', supporté par un premier palier 4' et un deuxième palier 5', situé en aval du premier palier 4'. Le premier palier 4' comporte une bague interne 6', solidaire de l'arbre d'entraînement 3', et une bague externe 7', solidaire d'un support du premier palier 9', entre lesquelles sont montés des billes 8' ou autres organes de roulement. Le support du premier palier 9', de forme globalement tronconique, s'étend vers l'aval, où il comporte une bride aval 1 T fixée à
une bride 19' du carter intermédiaire par des vis fusibles 20' formant un dispositif de découplage des paliers 4', 5', grâce à leur portion fusible 21' formant une zone privilégiée de rupture en traction.
Le deuxième palier 5' comporte une bague interne 10', solidaire de l'arbre du compresseur 3', et une bague externe 1 l', solidaire d'un support du deuxième palier 13', entre lesquelles sont montés des rouleaux 12' ou autres organes de roulement.
La bague externe 1 l' est fixée au support du deuxième palier 13' grâce à une bride radiale 14' en saillie sur sa paroi externe, à l'aide de vis 15'.
Le support du deuxième palier 13', légèrement tronconique, comporte, à son extrémité externe amont, une bride 16', fixée sur la bride aval 17' du support du premier palier 13' par des vis 18', en position intérieure par rapport aux vis fusibles 20'.
Entre la bride 19' du carter intermédiaire et la bride radiale 14' de la bague externe 1 l' du deuxième palier 5', s'étend un flasque 29', de blocage en rotation des supports de paliers 9', 13' et de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3' en cas de découplage, ainsi que de retenue axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3'. Ce flasque 29' comporte, depuis la bride 19' du carter intermédiaire jusqu'à la bride 14' de la bague externe 11', une portion 30' transversale à
Taxe du turboréacteur et une portion 31' de section en forme de U, avec une branche 32' externe longitudinale, une base 33' transversale et une branche 34' interne longitudinale, la base 33' du U étant située du côté aval. La portion 31' de section en forme de U, ci-après dénommée portion 31' en U, s'étend entre l'extrémité
interne de la portion 30' transversale et l'extrémité externe de la bride radiale 14' de la bague 11', desquelles elle est solidaire.
C'est notamment la portion 31' de section en forme de U qui assure ici la triple fonction, de blocage en rotation des supports de paliers 9', 13' et de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3' pendant le découplage des paliers 4', 5', et de retenue axiale de la soufflante, en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3'. Le flasque 29' n'a aucune influence sur le fonctionnement normal du turboréacteur l'.
A cet effet, la portion 31' en U est calibrée de façon à présenter une certaine souplesse radiale, qui est obtenue par élasticité entre ses deux branches 32', 34', mais présentant une résistance suffisante pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3' pendant la cinématique de découplage des paliers 4', S'. Cette portion 31' est également rigide en torsion, afin d'assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers 9', 13', et donc des bagues externes des premier et deuxième paliers 4', 5', par le biais du support du deuxième palier 13', dont elle est solidaire par la bride 14' de la bague externe du deuxiéme palier 5'. En outre, cette portion est calibrée de façon à présenter une certaine souplesse axiale, en l'occurrence une souplesse plus grande que la souplesse radiale afin de ne pas gêner Ies mouvements longitudinaux de l'arbre d'entraînement pendant la cinématique de découplage des paliers 4', 5', mais une résistance suffisante pour assurer une fonction de retenue axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3'.
On peut noter l'analogie entre la souplesse et la résistance radiale de la portion 31' en U et la distance "e" du turboréacteur de la figure 1, d'une part, Ia souplesse et la résistance axiale de la portion 31' en U et la distance "1" de ce turboréacteur, d'autre part. Pendant la phase de découplage, des mouvements longitudinaux de l'arbre du compresseur 3' sont autorisés dans une certaine mesure, de même que dans la forme de réalisation de la figure 1.
On note que la fonction de blocage en rotation des supports de paliers 9', 13' est ici assurée par le flasque 29', sans doigts anti-rotation. Le flasque 29' assure donc, notamment grâce à sa section en U, une fonction de support de palier de secours du deuxième palier 5', puisqu'il assure la rétention radiale de l'arbre du compresseur, qui peut tourner par rapport à la bague externe 11', bloquée en rotation. II
assure également une fonction de rétention axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3'.
De même que précédemment, la retenue axiale de la soufflante a lieu en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3' en n'importe quel point de cet arbre 3', à la condition que ce point soit situé en aval du premier palier 4'. De nouveau, avec les paliers 4', 5' découplés, si l'arbre du compresseur 3' casse entre les deux paliers 4', 5', la soufflante, qui continue de tourner, est entraînée vers l'avant avec la portion de l'arbre du compresseur 3' qui lui est encore solidaire. Cette portion entraîne le premier palier 4' vers l'avant et donc, par solidarité des pièces, le support du premier palier 9', le support du deuxième palier 13', la bride radiale 14' de la bague externe 11' du deuxième palier et donc le flasque 29' avec sa portion 31' en U, qui retient l'ensemble.
La soufflante est ainsi retenue. Il en va de même en cas de rupture en aval du deuxième palier S'.
S Le fonctionnement du turboréacteur l' de la figure 2 lors de la perte d'une aube de soufflante est tout à fait comparable à celui du turboréacteur de la figure 1. De nouveau on obtient, ici avec le flasque 29', un support de palier de secours, remplissant de surcroît une fonction de retenue axiale de la soufflante.
En référence à la figure 3, où les références désignant des organes semblables à ceux de la figure 1 sont désignés avec le même nombre et un double symbole "prime", le turboréacteur 1" comprend également, dans sa deuxième forme de réalisation, une soufflante, montée rotative autour de l'axe 2" du turboréacteur et entraînée par un arbre d'entraînement 3", qui est (arbre du compresseur 3", supporté
1 S par un premier palier 4" et un deuxième palier S", situé en aval du premier palier 4".
Le premier palier 4" comporte une bague interne 6", solidaire de (arbre d'entraînement 3", et une bague externe 7", solidaire d'un support du premier palier 9", entre lesquelles sont montés des billes 8" ou autres organes de roulement. Le support du premier palier 9", de forme globalement tronconique, s'étend vers l'aval, où
il comporte une bride aval 17" fixée à une bride 19" du carter intermédiaire par des vis fusibles 20" formant un dispositif de découplage des paliers 4', S', grâce à
leur portion fusible 21" formant une zone privilégiée de rupture en traction.
Le deuxième palier S" comporte une bague interne 10", solidaire de l'arbre du 2S compresseur 3", et une bague externe 11 ", solidaire d'un support du deuxième palier 13", entre lesquelles sont montés des rouleaux 12" ou autres organes de roulement. La bague externe 11" est fixée au support du deuxième palier 13" grâce à une bride radiale 14" en saillie sur sa paroi externe, à l'aide de vis 1 S".
Le support du deuxième palier 13 ", légèrement tronconique, comporte, à son extrémité externe amont, une bride externe 16", fixée sur la bride aval 17" du support du premier palier 13" par des vis 18", en position intérieur par rapport aux vis fusibles 20".
3S A partir de la bride 19" du carter intermédiaire, s'étend radialement vers l'intérieur une nervure 3S" transversale à l'axe 2" du turboréacteur 1", en aval de la bride externe 16" du support du deuxième palier 13". Des doigts 27" anti-rotation s'étendent longitudinalement vers l'arrière, à partir des vis 18" de fixation des supports de paliers 9", 13" entre eux, à travers des orifices 28", ménagés dans la nervure 35", pour empêcher la rotation des supports des paliers 9", 13" autour de l'axe 2"
du turboréacteur 1 " en cas de découplage.
La bride externe 16" du support du deuxième palier 13" est fixée sur la bride 17" du support du premier palier 9" de façon à ce que son bord externe présente un jeu radial "E" avec la paroi interne de la bride 19" du carter intermédiaire, en amont de la nervure 35", afin de coopérer avec elle pour assurer, par butée, une fonction de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3" en cas de découplage des paliers 4', S'.
Les doigts anti-rotation 27" comportent, sur leur portion en saillie du côté
aval de la nervure 35", une collerette 36", située à une distance "L" de la paroi aval de la nervure 35", afin d'assurer une fonction de retenue axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3".
On peut noter l'analogie entre les distances "E" et "L" de la forme de réalisation de la figure 3 et les distance "e" et "1" de la forme de réalisation de Ia figure 1. De nouveau, les doigts 27" anti-rotation sont montés avec jeu dans leurs orifices 28"
de réception afin de ne pas gêner la fonction, de la bride 16", de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3", et la fonction, des collerettes 36", de retenue axiale de la soufflante. En outre, les distances "E" et "L" sont dimensionnées de façon à
ce que les collerettes 36" ne viennent pas en appui contre la nervure 35" pendant le fonctionnement normal du turboréacteur 1" ou une phase de découplage de ses paliers 4" 5".
Le fonctionnement du turboréacteur 1" de la figure 3 lors de la perte d'une aube de soufflante est tout à fait comparable à celui du turboréacteur de la figure 1, la fonction de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3" étant assurée par le bord externe de la bride 16" du support du deuxième palier 13 ", coopérant avec la bride 19"
du carter intermédiaire, la fonction de blocage en rotation des supports de paliers 9", 13" étant assurée par doigts anti-rotation 27", coopérant avec les orifices 28" de la nervure 35", et la fonction de retenue axiale de la soufflante étant assurée par la collerette 36" des doigts 27", coopérant avec la face aval de la nervure 35"
solidaire de la bride 19" du carter intermédiaire. On a bien de nouveau un support de palier de secours remplissant une fonction supplémentaire de retenue axiale de la soufflante.
De nouveau, la rupture de l'arbre du compresseur 3" peut intervenir en n'importe quel point de l'arbre du compresseur 3", à la condition qu'il soit situé en aval du premier palier 4". Avec les paliers 4", 5" découplés, si (arbre du compresseur 3"
casse entre les deux paliers 4", 5", la soufflante, qui continue de tourner, est entraînée vers l'avant avec la portion de l'arbre du compresseur 3" qui lui est encore solidaire.
Cette portion entraîne le premier palier 4" vers l'avant et donc, par solidarité des pièces, le support du premier palier 9", le support du deuxième palier 13" et donc les doigts 27" avec leur collerette 36", qui viennent en butée contre la nervure 35" et retiennent l'ensemble. La soufflante est ainsi retenue. Il en va de même en cas de rupture en aval du deuxième palier 5".
L'invention a été décrite, dans ses trois formes de réalisation, en relation avec un turboréacteur, en particulier un turboréacteur à double corps dont le deuxième palier est un palier suppôrtant le rotor basse pression. L'invention s'applique à d'autres types de turbomachines, telles qu'un turbopropulseur, un turbocompresseur industriel ou une turbine industrielle, le rotor n'étant pas alors un rotor de soufflante mais tout I S simplement un rotor.
externe, une bague 23 de section en forme de L, coopérant avec la structure fixe du turboréacteur 1 pour remplir ici une double fonction, de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3 en cas de découplage des paliers 4, S et de retenue axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3. Cette bague 23 est en l'espèce formée d'une seule pièce avec la bride radiale 14 et comporte une portion longitudinale 24, formant la grande barre de la section en forme de L, s'étendant vers (aval à partir de l'extrémité externe de la bride radiale 14, et une portion radiale 25, s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'extrémité aval de la portion longitudinale 24.
La bague 23 de section en forme de L est agencée pour coopérer avec la portion d'extrémité 26 interne du flasque 22 pour assurer sa double fonction, de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3 par sa portion longitudinale 24, de retenue axiale de la soufflante par sa portion radiale 2S.
A cet effet, la paroi externe de la portion longitudinale 24 de la bague 23 se situe à une distance "e" de la paroi interne de la portion d'extrémité 26 du flasque 22, distance "e" calibrée de façon à ce que ces deux parois rentrent en contact, en cas de découplage des paliers, si l'amplitude radiale des mouvements de l'arbre du compresseur 3 dépasse un certain seuil ; les mouvements de l'arbre 3 étant ainsi limités, les mouvements de la soufflante sont limités. En fonctionnement normal du turboréacteur 1, il n'y a pas de contact entre la paroi de la portion longitudinale 24 de la bague 23 et le flasque 22.
En outre, la paroi amont de portion radiale 25 de la bague 23 se situe à une distance "1" de la paroi aval de la portion d'extrémité 26 du flasque 22, distance "1"
calibrée de façon à ce que ces deux parois rentrent en contact, en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3, pour assurer une fonction de retenue axiale de la soufflante.
On peut noter que la rupture peut inten~enir en n'importe quel point de l'arbre du compresseur 3, en aval du premier palier 4. En effet, à supposer que les paliers 4, 5 soient découplés et que l'arbre du compresseur 3 casse entre les deux paliers 4, 5, la soufflante, qui continue de tourner, est entraînée vers l'avant avec la portion de l'arbre du compresseur 3 qui lui est encore solidaire. Cette portion entraîne Ie premier palier 4 vers l'avant et donc, par solidarité des pièces, le support du premier palier 9, le support du deuxième palier 13, la bride radiale 14 de la bague externe 11 du deuxième palier 5 et donc la bague 23 à section en L, dont la portion radiale 25 vient en butée contre la portion d'extrémité du flasque 22, solidaire de la structure fixe du turboréacteur 1. La soufflante est ainsi retenue. II en va de même en cas de rupture en aval du deuxième _7_ palier, toute la portion de l'arbre du compresseur 3 située entre les deux paliers 4, 5 étant alors entraînée vers l'avant avec la bague 23 de la bride radiale 14 du deuxième palier S.
Les distances "1" et "e" sont calibrées de façon à ce que la portion radiale de la bague 23 ne viennent pas en butée contre la portion d'extrémité 26 du flasque 22 pendant la phase de découplage. En effet, pendant cette phase, l'arbre du compresseur 3 ne tourne pas sur son axe et peut effectuer des mouvements avec des composantes longitudinales. En particulier, lors de la rupture d'une aube, le balourd occasionné se traduit, de manière temporaire, par un mouvement de rotation de l'arbre du compresseur 3 autour de la première vis fusible 20 qui casse. La distance "1"
est suffisamment grande pour que la butée de la portion radiale 25 de la bague 23 sur le flasque 22 ne se fasse pas, en fonctionnement normal du turboréacteur 1 ou pendant une phase de découplage.
Des doigts 27 anti-rotation sont en outre agencés sur le support du deuxième palier I3. Ils s'étendent longitudinalement vers l'amère à partir des vis 18 de fixation des supports 9, 13 des premier et deuxième paliers 4, 5 entre eux. Ces doigts s'étendent à travers des orifices 28 ménagés dans le flasque 22 et coopèrent avec eux, en cas de découplage des paliers 4, 5, pour empêcher la rotation des supports des paliers 9, I3, et donc des bagues externes des premier et deuxième paliers 4, 5, autour de l'axe 2 du turboréacteur 1 ; les doigts 27 viennent alors en effet en butée contre les parois des orifices 28 du flasque 22, qui est solidaire de la structure fixe du turboréacteur 1. Un jeu est prévu entre les doigts 27 et leurs orifices 28 de passage, afin de ne pas perturber la double fonction de la bague 23 à section en L et ne pas entraver la cinématique de découplage.
Le fonctionnement du turboréacteur 1 lors de la perte d'une aube de soufflante va maintenant être expliqué plus en détails.
La perte d'une aube en cours de fonctionnement du turboréacteur 1, donc en cours de rotation de la soufflante, provoque un balourd sur l'arbre du compresseur 3.
Les efforts induits provoquent la rupture des vis fusibles 20 de fixation des support 9, 13 des premier et deuxième paliers 4, 5 à la structure fixe du turboréacteur 1, au niveau de leur portion fusible 21. En l'occurrence, la portion fusible 21 des vis 20 forme une zone privilégiée de rupture en traction, alors que le balourd de l'arbre du compresseur 3 est essentiellement radial ; en fait, les efforts radiaux sur l'arbre 3 se traduisent au _8_ niveau des vis 20 par des efforts longitudinaux, par le biais notamment du support du premier palier 9.
Durant toute la cinématique de découplage, les mouvements de l'arbre du compresseur 3 sont radialement limités par la coopération de la portion longitudinale 24 de la bague 23 à section en forme de L avec la portion d'extrémité 26 du flasque 22.
La portion radiale 25 de la bague 23 n'interfère pas sur cette cinématique de découplage du fait du calibrage de la distance "1".
Une fois l'ensemble des vis fusibles 20 cassées, le support du premier palier et le support du deuxième palier I3 sont découplés de la bride 19 du carter intermédiaire et donc de la structure fixe du turboréacteur 1. Les efforts liés au balourd ne sont plus alors transmis à cette dernière par les supports de paliers 9, 13 et l'arbre du compresseur 3 peut librement tourner sur son axe 2, ses mouvements étant radialement 1 S limités par Ia bague 23 à section en L coopérant avec le flasque 22. Les supports de paliers 9, 13 sont bloqués en rotation par les doigts anti-rotation 27 précédemment décrits. Ainsi, la bague 23 à section en forme de L et les doigts anti-rotation 27 remplissent, en coopération avec le flasque 22, une fonction de support de palier de secours, puisqu'ils remplissent une fonction de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3, avec une pièce, la bague 23, solidaire de la bague extérieure 11 du deuxième palier 5, bloquée en rotation autour de l'axe 2 du turboréacteur par l'intermédiaire du support du deuxième palier 5 et autorisant la rotation de l'arbre du compresseur 3.
Toutefois, à la suite de Ia perte d'une aube, une rupture de l'arbre de compresseur 3 peut survenir. Dans ce cas, la rotation de la soufflante entraîne l'arbre du compresseur 3, qui lui est solidaire, vers l'avant. La portion radiale 25 de la bague 23 à section en L assure alors une fonction de retenue axiale de la soufflante, comme on fa vu plus haut. La soufflante n'est donc pas expulsée en dehors du turboréacteur 1.
Ainsi, la bague 23 et les doigts anti-rotation 27 sont agencés pour remplir, avec le flasque 22, une fonction de support de palier de secours, assurant de surcroît une fonction de retenue axiale de la soufflante.
En référence à la figure 2, où les références désignant des organes semblables à ceux de la figure 1 sont désignés avec le même nombre et un symbole "prime", le turboréacteur l' comprend également, dans sa deuxième forme de réalisation, une soufflante, montée rotative autour de l'axe 2' du turboréacteur et entraînée par un arbre d'entraînement 3', qui est l'arbre du compresseur 3', supporté par un premier palier 4' et un deuxième palier 5', situé en aval du premier palier 4'. Le premier palier 4' comporte une bague interne 6', solidaire de l'arbre d'entraînement 3', et une bague externe 7', solidaire d'un support du premier palier 9', entre lesquelles sont montés des billes 8' ou autres organes de roulement. Le support du premier palier 9', de forme globalement tronconique, s'étend vers l'aval, où il comporte une bride aval 1 T fixée à
une bride 19' du carter intermédiaire par des vis fusibles 20' formant un dispositif de découplage des paliers 4', 5', grâce à leur portion fusible 21' formant une zone privilégiée de rupture en traction.
Le deuxième palier 5' comporte une bague interne 10', solidaire de l'arbre du compresseur 3', et une bague externe 1 l', solidaire d'un support du deuxième palier 13', entre lesquelles sont montés des rouleaux 12' ou autres organes de roulement.
La bague externe 1 l' est fixée au support du deuxième palier 13' grâce à une bride radiale 14' en saillie sur sa paroi externe, à l'aide de vis 15'.
Le support du deuxième palier 13', légèrement tronconique, comporte, à son extrémité externe amont, une bride 16', fixée sur la bride aval 17' du support du premier palier 13' par des vis 18', en position intérieure par rapport aux vis fusibles 20'.
Entre la bride 19' du carter intermédiaire et la bride radiale 14' de la bague externe 1 l' du deuxième palier 5', s'étend un flasque 29', de blocage en rotation des supports de paliers 9', 13' et de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3' en cas de découplage, ainsi que de retenue axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3'. Ce flasque 29' comporte, depuis la bride 19' du carter intermédiaire jusqu'à la bride 14' de la bague externe 11', une portion 30' transversale à
Taxe du turboréacteur et une portion 31' de section en forme de U, avec une branche 32' externe longitudinale, une base 33' transversale et une branche 34' interne longitudinale, la base 33' du U étant située du côté aval. La portion 31' de section en forme de U, ci-après dénommée portion 31' en U, s'étend entre l'extrémité
interne de la portion 30' transversale et l'extrémité externe de la bride radiale 14' de la bague 11', desquelles elle est solidaire.
C'est notamment la portion 31' de section en forme de U qui assure ici la triple fonction, de blocage en rotation des supports de paliers 9', 13' et de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3' pendant le découplage des paliers 4', 5', et de retenue axiale de la soufflante, en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3'. Le flasque 29' n'a aucune influence sur le fonctionnement normal du turboréacteur l'.
A cet effet, la portion 31' en U est calibrée de façon à présenter une certaine souplesse radiale, qui est obtenue par élasticité entre ses deux branches 32', 34', mais présentant une résistance suffisante pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3' pendant la cinématique de découplage des paliers 4', S'. Cette portion 31' est également rigide en torsion, afin d'assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers 9', 13', et donc des bagues externes des premier et deuxième paliers 4', 5', par le biais du support du deuxième palier 13', dont elle est solidaire par la bride 14' de la bague externe du deuxiéme palier 5'. En outre, cette portion est calibrée de façon à présenter une certaine souplesse axiale, en l'occurrence une souplesse plus grande que la souplesse radiale afin de ne pas gêner Ies mouvements longitudinaux de l'arbre d'entraînement pendant la cinématique de découplage des paliers 4', 5', mais une résistance suffisante pour assurer une fonction de retenue axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3'.
On peut noter l'analogie entre la souplesse et la résistance radiale de la portion 31' en U et la distance "e" du turboréacteur de la figure 1, d'une part, Ia souplesse et la résistance axiale de la portion 31' en U et la distance "1" de ce turboréacteur, d'autre part. Pendant la phase de découplage, des mouvements longitudinaux de l'arbre du compresseur 3' sont autorisés dans une certaine mesure, de même que dans la forme de réalisation de la figure 1.
On note que la fonction de blocage en rotation des supports de paliers 9', 13' est ici assurée par le flasque 29', sans doigts anti-rotation. Le flasque 29' assure donc, notamment grâce à sa section en U, une fonction de support de palier de secours du deuxième palier 5', puisqu'il assure la rétention radiale de l'arbre du compresseur, qui peut tourner par rapport à la bague externe 11', bloquée en rotation. II
assure également une fonction de rétention axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3'.
De même que précédemment, la retenue axiale de la soufflante a lieu en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3' en n'importe quel point de cet arbre 3', à la condition que ce point soit situé en aval du premier palier 4'. De nouveau, avec les paliers 4', 5' découplés, si l'arbre du compresseur 3' casse entre les deux paliers 4', 5', la soufflante, qui continue de tourner, est entraînée vers l'avant avec la portion de l'arbre du compresseur 3' qui lui est encore solidaire. Cette portion entraîne le premier palier 4' vers l'avant et donc, par solidarité des pièces, le support du premier palier 9', le support du deuxième palier 13', la bride radiale 14' de la bague externe 11' du deuxième palier et donc le flasque 29' avec sa portion 31' en U, qui retient l'ensemble.
La soufflante est ainsi retenue. Il en va de même en cas de rupture en aval du deuxième palier S'.
S Le fonctionnement du turboréacteur l' de la figure 2 lors de la perte d'une aube de soufflante est tout à fait comparable à celui du turboréacteur de la figure 1. De nouveau on obtient, ici avec le flasque 29', un support de palier de secours, remplissant de surcroît une fonction de retenue axiale de la soufflante.
En référence à la figure 3, où les références désignant des organes semblables à ceux de la figure 1 sont désignés avec le même nombre et un double symbole "prime", le turboréacteur 1" comprend également, dans sa deuxième forme de réalisation, une soufflante, montée rotative autour de l'axe 2" du turboréacteur et entraînée par un arbre d'entraînement 3", qui est (arbre du compresseur 3", supporté
1 S par un premier palier 4" et un deuxième palier S", situé en aval du premier palier 4".
Le premier palier 4" comporte une bague interne 6", solidaire de (arbre d'entraînement 3", et une bague externe 7", solidaire d'un support du premier palier 9", entre lesquelles sont montés des billes 8" ou autres organes de roulement. Le support du premier palier 9", de forme globalement tronconique, s'étend vers l'aval, où
il comporte une bride aval 17" fixée à une bride 19" du carter intermédiaire par des vis fusibles 20" formant un dispositif de découplage des paliers 4', S', grâce à
leur portion fusible 21" formant une zone privilégiée de rupture en traction.
Le deuxième palier S" comporte une bague interne 10", solidaire de l'arbre du 2S compresseur 3", et une bague externe 11 ", solidaire d'un support du deuxième palier 13", entre lesquelles sont montés des rouleaux 12" ou autres organes de roulement. La bague externe 11" est fixée au support du deuxième palier 13" grâce à une bride radiale 14" en saillie sur sa paroi externe, à l'aide de vis 1 S".
Le support du deuxième palier 13 ", légèrement tronconique, comporte, à son extrémité externe amont, une bride externe 16", fixée sur la bride aval 17" du support du premier palier 13" par des vis 18", en position intérieur par rapport aux vis fusibles 20".
3S A partir de la bride 19" du carter intermédiaire, s'étend radialement vers l'intérieur une nervure 3S" transversale à l'axe 2" du turboréacteur 1", en aval de la bride externe 16" du support du deuxième palier 13". Des doigts 27" anti-rotation s'étendent longitudinalement vers l'arrière, à partir des vis 18" de fixation des supports de paliers 9", 13" entre eux, à travers des orifices 28", ménagés dans la nervure 35", pour empêcher la rotation des supports des paliers 9", 13" autour de l'axe 2"
du turboréacteur 1 " en cas de découplage.
La bride externe 16" du support du deuxième palier 13" est fixée sur la bride 17" du support du premier palier 9" de façon à ce que son bord externe présente un jeu radial "E" avec la paroi interne de la bride 19" du carter intermédiaire, en amont de la nervure 35", afin de coopérer avec elle pour assurer, par butée, une fonction de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3" en cas de découplage des paliers 4', S'.
Les doigts anti-rotation 27" comportent, sur leur portion en saillie du côté
aval de la nervure 35", une collerette 36", située à une distance "L" de la paroi aval de la nervure 35", afin d'assurer une fonction de retenue axiale de la soufflante en cas de rupture de l'arbre du compresseur 3".
On peut noter l'analogie entre les distances "E" et "L" de la forme de réalisation de la figure 3 et les distance "e" et "1" de la forme de réalisation de Ia figure 1. De nouveau, les doigts 27" anti-rotation sont montés avec jeu dans leurs orifices 28"
de réception afin de ne pas gêner la fonction, de la bride 16", de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3", et la fonction, des collerettes 36", de retenue axiale de la soufflante. En outre, les distances "E" et "L" sont dimensionnées de façon à
ce que les collerettes 36" ne viennent pas en appui contre la nervure 35" pendant le fonctionnement normal du turboréacteur 1" ou une phase de découplage de ses paliers 4" 5".
Le fonctionnement du turboréacteur 1" de la figure 3 lors de la perte d'une aube de soufflante est tout à fait comparable à celui du turboréacteur de la figure 1, la fonction de rétention radiale de l'arbre du compresseur 3" étant assurée par le bord externe de la bride 16" du support du deuxième palier 13 ", coopérant avec la bride 19"
du carter intermédiaire, la fonction de blocage en rotation des supports de paliers 9", 13" étant assurée par doigts anti-rotation 27", coopérant avec les orifices 28" de la nervure 35", et la fonction de retenue axiale de la soufflante étant assurée par la collerette 36" des doigts 27", coopérant avec la face aval de la nervure 35"
solidaire de la bride 19" du carter intermédiaire. On a bien de nouveau un support de palier de secours remplissant une fonction supplémentaire de retenue axiale de la soufflante.
De nouveau, la rupture de l'arbre du compresseur 3" peut intervenir en n'importe quel point de l'arbre du compresseur 3", à la condition qu'il soit situé en aval du premier palier 4". Avec les paliers 4", 5" découplés, si (arbre du compresseur 3"
casse entre les deux paliers 4", 5", la soufflante, qui continue de tourner, est entraînée vers l'avant avec la portion de l'arbre du compresseur 3" qui lui est encore solidaire.
Cette portion entraîne le premier palier 4" vers l'avant et donc, par solidarité des pièces, le support du premier palier 9", le support du deuxième palier 13" et donc les doigts 27" avec leur collerette 36", qui viennent en butée contre la nervure 35" et retiennent l'ensemble. La soufflante est ainsi retenue. Il en va de même en cas de rupture en aval du deuxième palier 5".
L'invention a été décrite, dans ses trois formes de réalisation, en relation avec un turboréacteur, en particulier un turboréacteur à double corps dont le deuxième palier est un palier suppôrtant le rotor basse pression. L'invention s'applique à d'autres types de turbomachines, telles qu'un turbopropulseur, un turbocompresseur industriel ou une turbine industrielle, le rotor n'étant pas alors un rotor de soufflante mais tout I S simplement un rotor.
Claims (21)
1- Dispositif de découplage entre une structure fixe d'une turbomachine et une première (9, 9', 9") et une deuxième (13, 13', 13") pièces, solidaires l'une de l'autre et formant supports d'un premier (4, 4', 4") et d'un deuxième (5, 5', 5") paliers d'un arbre d'entraînement (3, 3', 3 ") d'un rotor de la turbomachine, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens ((23, 27), (29'), (16", 27", 36")) agencés pour coopérer avec au moins un élément (22, 19', 35") de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers ((9, 13), (9', 13'), (9", 13")) et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3") en cas de découplage des paliers.
2- Dispositif de découplage selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens sont agencés pour assurer une troisième fonction, de retenue axiale du rotor en cas de rupture de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3").
3- Dispositif de découplage selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel lesdits moyens sont agencés sur pièce support du deuxième palier (13, 13', 13").
4- Dispositif de découplage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits moyens sont agencés pour ne pas gêner les mouvements longitudinaux de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3 ") pendant la cinématique de découplage.
5- Dispositif de découplage selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel, le deuxième palier (5) comportant une bague interne (10) et une bague externe (11), entre lesquelles sont montés des organes (12) de roulements, le dispositif de découplage comporte un flasque (22), solidaire de la structure fixe de la turbomachine, avec une portion d'extrémité interne (26), et une bague (23), solidaire de la bague externe (11), à
section en forme de L, reliée à la pièce support du deuxième palier (13), comportant une portion longitudinale (24) agencée pour coopérer avec la portion (26) d'extrémité
du flasque (22) pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3), et une portion radiale (25) agencée pour coopérer avec la portion (26) d'extrémité
du flasque (22) pour assurer une fonction de retenue axiale du rotor, des doigts (27) s'étendant, solidaires de 1a pièce support du deuxième palier (13), à travers des orifices (28) du flasque (22) pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9, 13).
section en forme de L, reliée à la pièce support du deuxième palier (13), comportant une portion longitudinale (24) agencée pour coopérer avec la portion (26) d'extrémité
du flasque (22) pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3), et une portion radiale (25) agencée pour coopérer avec la portion (26) d'extrémité
du flasque (22) pour assurer une fonction de retenue axiale du rotor, des doigts (27) s'étendant, solidaires de 1a pièce support du deuxième palier (13), à travers des orifices (28) du flasque (22) pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9, 13).
6- Dispositif de découplage selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel, le deuxième palier (5') comportant une bague interne (10') et une bague externe (11'), reliée à la pièce support du deuxième palier (13'), entre lesquelles sont montés des organes (12') de roulements, le dispositif de découplage comporte un flasque (29'), monté entre la structure fixe et ladite bague externe (11'), desquelles il est solidaire, ledit flasque (29') comportant une portion (31') à section en forme de U, agencée pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9', 13'), de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3') et de retenue axiale du rotor.
7- Dispositif de découplage selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel, les pièces supports de paliers (9", 13 ") étant fixées à une bride (19") de la structure fixe, la pièce support du deuxième palier ( 13") est agencée pour que son bord externe (16") présente un jeu radial (E) avec ladite bride (19") pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3"), des doigts (27") s'étendent, solidaires de la pièce support du deuxième palier (13"), à travers des orifices (28") ménagés dans une nervure (35") solidaire de ladite bride (19") pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9", 13 "), lesdits doigts (27") comportant une collerette (36") agencée pour présenter un jeu axial (L) avec ladite nervure (35") et assurer une fonction de retenue axiale du rotor.
8- Compresseur de turbomachine, comportant un rotor avec un arbre d'entraînement (3, 3', 3 "), centré sur l'axe (2, 2', 2") de la turbomachine par un premier (4, 4', 4") et un deuxième (5, 5', 5") paliers, supportés respectivement par une pièce support du premier palier (9, 9', 9") et une pièce support du deuxième palier (13, 13', 13"), solidaires l'une de l'autre et reliées à la structure fixe de la turbomachine par un dispositif de découplage (20, 20', 20"), caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens ((23, 27), (29'), (16", 27", 36")) agencés pour coopérer avec au moins un élément (22, 19', 35") de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers ((9, 13), (9', 13'), (9", 13")) et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3") en cas de découplage des paliers.
9- Compresseur selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens sont agencés pour assurer une troisième fonction, de retenue axiale du rotor en cas de rupture de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3 ").
10- Compresseur selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel lesdits moyens sont agencés sur la deuxième pièce support de palier (13, 13', 13").
11- Compresseur selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel lesdits moyens sont agencés pour ne pas gêner les mouvements longitudinaux de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3 ") pendant la cinématique de découplage.
12- Compresseur selon l'une des revendications 8 à 11 dans lequel, le deuxième palier (5) comportant une bague interne (10) et une bague externe (11), entre lesquelles sont montés des organes (12) de roulements, la structure fixe supporte un flasque (22), avec une portion d'extrémité interne (26), et la bague externe (11) supporte une bague (23) à section en forme de L, reliée à la pièce support du deuxième palier (13), comportant une portion longitudinale (24) agencée pour coopérer avec la portion (26) d'extrémité du flasque (22) pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3), et une portion radiale (25) agencée pour coopérer avec la portion (26) d'extrémité du flasque (22) pour assurer une fonction de retenue axiale du rotor, des doigts (27) s'étendant, solidaires de la pièce support du deuxième palier (13), à travers des orifices (28) du flasque (22) pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9, 13).
13- Compresseur selon l'une des revendications 8 à 11 dans lequel, le deuxième palier (5') comportant une bague interne (10') et une bague externe (11'), reliée à la pièce support du deuxième palier (13'), entre lesquelles sont montés des organes (12') de roulements, un flasque (29') est monté entre la structure fixe et ladite bague externe (11'), desquelles il est solidaire, ledit flasque (29') comportant une portion (31') à section en forme de U, agencée pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9', 13'), de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3') et de retenue axiale du rotor.
14- Compresseur selon l'une des revendications 8 à 11 dans lequel, les pièces supports de paliers (9", 13") étant fixées à une bride (19") de la structure fixe, la pièce support du deuxième palier (13") est agencée pour que son bord externe (16") présente un jeu radial (E) avec ladite bride (19") pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3"), des doigts (27") s'étendent, solidaires de la pièce support du deuxième palier (13"), à travers des orifices (28") ménagés dans une nervure (35") solidaire de ladite bride (19") pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9", 13"), lesdits doigts (27") comportant une collerette (36") agencée pour présenter un jeu axial (L) avec ladite nervure (35") et assurer une fonction de retenue axiale du rotor.
15- Turbomachine, comportant un rotor avec un arbre d'entraînement (3, 3', 3"), centré sur l'axe (2, 2', 2") de la turbomachine par un premier (4, 4', 4") et un deuxième (5, 5', 5") paliers, supportés respectivement par une pièce support du premier palier (9, 9', 9") et une pièce support du deuxième palier (13, 13', 13"), solidaires l'une de l'autre et reliées à la structure fixe de la turbomachine par un dispositif de découplage (20, 20', 20"), caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens ((23, 27), (29'), (16", 27", 36")) agencés pour coopérer avec au moins un élément (22, 19', 35") de la structure fixe de la turbomachine pour assurer une double fonction, de blocage en rotation des supports de paliers ((9, 13), (9', 13'), (9", 13")) et de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3") en cas de découplage des paliers.
16- Turbomachine selon la revendication 15, dans laquelle lesdits moyens sont agencés pour assurer une troisième fonction, de retenue axiale du rotor en cas de rupture de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3").
17- Turbomachine selon l'une des revendications 15 ou 16, dans laquelle lesdits moyens sont agencés sur la deuxième pièce support de palier (13, 13', 13").
18- Turbomachine selon l'une des revendications 15 à 17, dans laquelle lesdits moyens sont agencés pour ne pas gêner les mouvements longitudinaux de l'arbre d'entraînement (3, 3', 3") pendant la cinématique de découplage.
19- Turbomachine selon l'une des revendications 15 à 18 dans laquelle, le deuxième palier (5) comportant une bague interne (10) et une bague externe (11), entre lesquelles sont montés des organes (12) de roulements, la structure fixe supporte un flasque (22), avec une portion d'extrémité interne (26), et la bague externe (11) supporte une bague (23) à section en forme de L, reliée à la pièce support du deuxième palier (13), comportant une portion longitudinale (24) agencée pour coopérer avec la portion (26) d'extrémité du flasque (22) pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3), et une portion radiale (25) agencée pour coopérer avec la portion (26) d'extrémité du flasque (22) pour assurer une fonction de retenue axiale du rotor, des doigts (27) s'étendant, solidaires de la pièce support du deuxième palier (13), à travers des orifices (28) du flasque (22) pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9, 13).
20- Turbomachine selon l'une des revendications 15 à 18 dans laquelle, le deuxième palier (5') comportant une bague interne (10') et une bague externe (11'), reliée à la pièce support du deuxième palier (13'), entre lesquelles sont montés des organes (12') de roulements, un flasque (29') est monté entre la structure fixe et ladite bague externe (11'), desquelles il est solidaire, ledit flasque (29') comportant une portion (31') à section en forme de U, agencée pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9', 13'), de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3') et de retenue axiale du rotor.
21- Turbomachine selon l'une des revendications 15 à 18 dans laquelle, les pièces supports de paliers (9", 13") étant fixées à une bride (19") de la structure fixe, la pièce support du deuxième palier (13") est agencée pour que son bord externe (16") présente un jeu radial (E) avec ladite bride (19") pour assurer une fonction de rétention radiale de l'arbre d'entraînement (3"), des doigts (27") s'étendent, solidaires de la pièce support du deuxième palier (13"), à travers des orifices (28") ménagés dans une nervure (35") solidaire de ladite bride (19") pour assurer une fonction de blocage en rotation des supports de paliers (9", 13"), lesdits doigts (27") comportant une collerette (36") agencée pour présenter un jeu axial (L) avec ladite nervure (35") et assurer une fonction de retenue axiale du rotor.
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