EP3022405B1 - Dispositif de dépose pour aubes et procédé de dépose correspondant - Google Patents

Dispositif de dépose pour aubes et procédé de dépose correspondant Download PDF

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EP3022405B1
EP3022405B1 EP14747094.2A EP14747094A EP3022405B1 EP 3022405 B1 EP3022405 B1 EP 3022405B1 EP 14747094 A EP14747094 A EP 14747094A EP 3022405 B1 EP3022405 B1 EP 3022405B1
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EP
European Patent Office
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turbine
ring
dismantling
holding element
blades
Prior art date
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Jean Marie FRAUCA
Yann MERSCHAERT
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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Publication date
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
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    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position

Definitions

  • the invention relates to a device for depositing at least one blade of a turbine; a system for removing at least one blade of a turbine, a method of mounting such a dispensing device and also a method of removing at least one turbine blade.
  • the invention relates more particularly to the field of aircraft engine turbines, and in particular high pressure turbines.
  • the figure 1 schematically illustrates a general section of an aircraft engine and the different parts of said engine.
  • the air entering through the air inlet of the ADMISSION part of the cold section is compressed in a compressor (COMPRESSION part on the figure 1 ) before being mixed with a fuel and burned in one of the combustion chambers of the COMBUSTION part.
  • the hot gases produced in the combustion chamber reach the vanes of the turbine and drive the turbine (or several turbines) and are ejected at the EXHAUST portion of the engine which generates a thrust causing the aircraft.
  • a turbine stage generally consists of a fixed blade followed by a moving blade.
  • a turbine may comprise one or more stages. The invention relates more particularly to the removal of the mobile blade of the turbine.
  • the axis of insertion of the vanes into the cells of the turbine in which they are received is inclined with respect to the motor axis in order to contribute to the maintenance of the vanes between them during the high speed rotation of the turbine, the removal blades are progressively and radially elliptical.
  • the inclination of the axis of insertion of the blades with respect to the motor axis can be about thirty degrees for example.
  • the figure 2 allows to visualize the inclination of an angle ⁇ of the insertion axis Xi of a blade A with respect to the shaft of the turbine Ar (turbine shaft and motor shaft are combined).
  • a sealing liner is furthermore generally inserted between two successive blades in order to reduce almost completely the clearance between the vanes.
  • the withdrawal is gradual, i.e. dawn after dawn, small distance a short distance until each dawn is maintained only a few millimeters in the cell in which his foot is inserted. These few millimeters, for example two millimeters, allow to have a sufficient clearance between the blades to extract them one by one.
  • the invention aims to remedy all or some of the disadvantages of the state of the art identified above, and in particular to propose means for to make it possible to secure the removal of the blades by limiting as much as possible the risk of falling blades during operation in the horizontal position of the engine.
  • one aspect of the invention relates to a device for depositing at least one blade of a turbine described in claim 1.
  • Such a device advantageously makes it possible to block, preferably axially, ie in a direction parallel to the shaft of the turbine, the vanes of the turbine when they are no longer retained in their respective cells by a few millimeters ie when they are are ready to be deposited.
  • a turbine blade to fall just before removal in itself (withdrawal of the blade of its alveolus).
  • the removal opening may be a notch made in the holding element.
  • the sizing of the dispensing aperture is related to the height of the portion of the blade taken in its cell to ensure its extraction from said cell.
  • the removal opening makes it possible to get rid of hazards specific to the environment where the removal of the blade of the horizontal type of the engine or module takes place, risk of contact between operators and therefore a fall of one or several blades, small shocks or repeated efforts to exit each dawn of his home, possible instability of the ground, shocks on the engine.
  • the holding element is preferably fixed to the hub / trunnion of the turbine.
  • an angular position of the holding member can be done by rotating the holding member manually around the turbine shaft due to the pivot connection.
  • the setting compared to the opening of deposit with the dawn to deposit allows an operator to access this blade which is not blocked by the blocking surface.
  • the other blades are maintained thanks to the blocking surface and are not likely to drop in the event of a jolt, mishandling or other accident.
  • the invention also relates to a system for depositing at least one blade of a turbine, said turbine comprising a set of N blades, said system comprising a dispensing device according to one of the previously described embodiments, a shaft of the turbine, the first ring being fixed to the shaft of the turbine so that it is integral in rotation with the shaft of the turbine and the holding member being free to rotate relative to the turbine shaft in the circular groove.
  • An operator to access the blades and extract them partially gradually, in ellipse of their respective cells can either help the opening of removal, and in this case rotate the holding element to put the aperture drop off each dawn little by little; either use the access opening, or the plurality of access openings.
  • the method according to the invention may have the following additional characteristic: the partial extraction step is carried out by a plurality of successive axial displacements of each of the blades of the set of vanes so as to position said vanes abutting against the blocking surface.
  • the partial extraction is done by dawn by rotating all along the turbine and by repeating this operation until the blade dimension, and more particularly the blade root, outside the corresponding cell is sufficient for the game between blades allows the removal of a blade. In this case, the blades are in abutment against the blocking surface.
  • the figure 1 illustrates a sectional view of an aircraft engine
  • the dispensing system comprises a dispensing device 1 and a turbine shaft Ar, here a journal.
  • the figure 3 illustrates the dispensing system in a vertical configuration of the turbine.
  • This type of configuration is generally adopted for the set of blades.
  • the vanes being deposited axially in their respective cells (cells not visible in the photo) along the axis X1, it is visible that in this so-called vertical configuration, no risk of falling in case of shock, shock is to be feared.
  • the blades are placed (and deposited) gradually, one after the other, elliptically millimeters by millimeters. In the vertical configuration, a blade whose foot is inserted only one or two millimeters into its cell will not fall.
  • the figure 4 illustrates the removal system of the figure 1 in a horizontal configuration of the turbine.
  • This configuration is generally used for in-situ blade removal.
  • a blade whose foot is inserted only one or two millimeters into its cell, just before removal (which is the total extraction of the blade of its cell along the axis X2) may fall without the removal device 1 whose operation will be explained in more detail with reference to the following figures.
  • the holding member is a ring.
  • the figure5A illustrates a first ring 121 attached to the shaft Ar of the turbine and thus secured in rotation with the shaft Ar of the turbine. It is fixed by means of a system 3 with screws and nuts to the shaft of the turbine Ar and more particularly to an apparent surface element 21 of the shaft Ar.
  • the first ring 121 has a shoulder 1212 on the outer surface 1211 of the first ring 121.
  • the Figure 5B is the first ring 121. It has holes 3 of the screw system and nuts for fixing the first ring to the turbine shaft. Also visible are passage holes 4 of a system for fixing a second ring to the first ring.
  • the first ring has a shoulder 1212 protruding on the outer surface 1211 of the first ring.
  • the outer surface 1211 is the surface which will be facing the locking surface of the holding member once the latter has been positioned relative to the first ring 121 and will be described with reference to the following figures.
  • the shoulder 1212 is circular and its diameter is smaller than the diameter of the first ring. Its function is to allow the positioning of the holding element and its centering.
  • the Figure 6A illustrates a holding member 11 positioned on the shoulder 1212 of the first ring 121, the first ring being fixed to the shaft Ar of the turbine.
  • the radial movements of the holding member 11 are blocked.
  • the axial movements towards the motor of the holding element 11 are blocked by the surface S of the first ring against which it bears.
  • the holding element comprises a blocking surface 111 whose function is to block the blades A in axial translation along their insertion axis in their respective cells in the direction of their removal, i.e. their extraction of the cells.
  • This axis is inclined relative to the shaft of the turbine Ar, which is the axis of rotation of the motor. This inclination has the function of allowing the maintenance of the blades during the high speed rotation of the turbine.
  • the Figure 6B is the holding member 11.
  • the locking surface 111 is constituted by the entire holding member except the dispensing opening 112, which is a notch in this embodiment.
  • the dimensions of the deposit opening 112, by which is deposited, ie totally extracted, the blade to be deposited, are a function of the geometry of the blade to be deposited.
  • the dispensing aperture 112 is here at the periphery of the holding element 11, so the dispensing opening 112 is also open towards the outside of the periphery of the holding element 11 and has this notch shape and can pass thus only the foot of dawn.
  • the holding element 11 of the Figure 6B comprises five access openings 113. These access openings 113 allow an operator to access, for example by means of his thumb, an area of the space 114 defined opposite the blocking surface (refer to FIG. the Figure 6A ) so as to catch the foot of the dawn in order to partially extract the dawn. This partial extraction can also be performed by means of the dispensing aperture 112, but in this case, it is necessary to rotate the holding element each time to put the dispensing opening 112 next to each blade, some after others.
  • the Figure 7A illustrates the removal system, once a second ring 122 attached to the first ring 121 by means of wing screws 4, chosen for their ease of tightening / loosening.
  • the superposition of the first ring 121 and the second ring 122 forms a circular groove 123 for holding and the rotational drive of the holding member 11 relative to the shaft of the turbine Ar.
  • the circular groove is formed by the shoulder 1212 of the first ring, the outer surface 1211 of the first ring facing the surface of the locking 111 of the holding member and the second ring 122.
  • the holding element 11 comprises a stop 1111 on the blocking surface 111.
  • This abutment makes it possible to adjust the axial retention of the blades and the dimensioning of this abutment is a function of the distance from which the vanes of their cells must be partially extracted before it can be deposited by the opening 112.
  • the first ring / second ring assembly forms the fastening means 12 of the holding element 11 on the shaft Ar of the turbine. Thanks to the circular groove formed by the superimposition of the first and second ring in which the holding element is located, a pivot connection is formed between the holding element and the shaft Ar of the turbine.
  • the Figure 7B illustrates the second ring 122 having passage holes 5 for thumb screws 4 for fixing the second ring to the first ring.
  • the operator rotates the holding member around the blade.
  • turbine shaft in order to bring the dispensing aperture opposite each vane to be deposited in order to extract it completely from its cell by passing it through the dispensing opening since it is no longer blocked by the surface of the locking of the holding element.
  • the holding element having several angular positions depending on the blade to be deposited.
  • the blocking surface ensures the maintenance of the blades not deposited safely.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

    DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
  • L'invention se rapporte à un dispositif de dépose d'au moins une aube d'une turbine ; à un système de dépose d'au moins une aube d'une turbine, à un procédé de montage d'un tel dispositif de dépose et également à un procédé de dépose d'au moins une aube de turbine.
  • L'invention se rapporte plus particulièrement au domaine des turbines de moteur d'aéronefs, et en particulier des turbines haute pression.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
  • La figure 1 illustre de façon schématique une coupe générale d'un moteur d'aéronef et les différentes parties dudit moteur. L'air entrant par l'entrée d'air de la partie ADMISSION de la section froide est comprimé dans un compresseur (partie COMPRESSION sur la figure 1) avant d'être mélangé à un carburant et brûlé dans une des chambres de combustion de la partie COMBUSTION. Les gaz chauds produits dans la chambre de combustion atteignent les aubes de la turbine et entraînent la turbine (ou plusieurs turbines) puis sont éjectés au niveau de la partie ECHAPPEMENT du moteur ce qui engendre une poussée entrainant l'aéronef. Un étage de turbine est généralement constitué d'un aubage fixe suivi d'un aubage mobile. Une turbine peut comporter un ou plusieurs étages. L'invention concerne plus particulièrement la dépose de l'aubage mobile de la turbine.
  • Des opérations de maintenance sur ces moteurs d'aéronefs s'effectuent lorsque le moteur est à l'horizontale avec sa turbine, contrairement aux opérations initiales d'assemblage qui sont généralement réalisées à la verticale. Ainsi la dépose des aubes mobiles de la turbine HP s'effectue généralement in situ, i.e. lorsque le moteur reste à l'horizontale avec sa turbine.
  • L'axe d'insertion des aubes dans les alvéoles de la turbine dans lesquelles elles sont reçues étant incliné par rapport à l'axe moteur afin de contribuer au maintien des aubes entre elles lors de la rotation à grande vitesse de la turbine, la dépose des aubes se fait progressivement et radialement en ellipse. L'inclinaison de l'axe d'insertion des aubes par rapport à l'axe moteur peut être d'une trentaine de degrés par exemple. La figure 2 permet de visualiser l'inclinaison d'un angle α de l'axe d'insertion Xi d'une aube A par rapport à l'arbre de la turbine Ar (arbre de la turbine et axe moteur sont confondus).
  • La dépose des aubes, tout comme la pose, se fait progressivement du fait de la géométrie des pieds d'aubes (à cause de l'inclinaison par rapport à l'axe moteur mentionnée précédemment) et du jeu très faible, voire quasiment inexistant entre les aubes. Une chemise d'étanchéité est en outre généralement intercalée entre deux aubes successives afin de réduire quasiment à néant le jeu entre les aubes. Le retrait se fait progressivement, i.e. aube après aube, petite distance par petite distance jusqu'à ce que chaque aube ne soit plus maintenue que par quelques millimètres dans l'alvéole dans laquelle son pied est inséré. Ces quelques millimètres, par exemple deux millimètres, permettent d'avoir un jeu suffisant entre les aubes pour pouvoir les extraire une à une.
  • Lors de leur retrait progressif, il arrive un moment où toutes les aubes sont maintenues par seulement quelques millimètres dans leurs alvéoles respectives. Ce moment est critique du fait de la position horizontale de la turbine. En effet, les aubes étant retenues dans leurs alvéoles respectives par seulement quelques millimètres, la dépose finale qui consiste à extraire complètement l'une après l'autre chacune des aubes de leur alvéole respective (ou bien une seule aube si une seule aube doit être déposée) doit intervenir rapidement et avec suffisamment de sécurité de façon à maintenir l'intégrité du matériel. Il est à noter que généralement les turbines comportent plusieurs dizaines d'aubes et une voire deux personnes au maximum participent à l'opération de dépose. Il n'est donc pas possible pour une personne de maintenir toutes les aubes en même temps.
  • En cas de fausse manœuvre, de choc, de vibration, par exemple, une partie des aubes risque de tomber et de se détériorer ou bien encore de choquer et d'abimer d'autres pièces du moteur comme le tourillon proche des aubes. La détérioration la plus minime de ce type de pièce nécessite son changement ce qui a pour conséquence d'engendrer des coûts importants. EP0745756 montre un dispositif de montage d'aubes.
    • EXPOSE DE L'INVENTION
  • L'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique identifiés ci-dessus, et notamment à proposer des moyens pour permettre de sécuriser la dépose des aubes en limitant au maximum le risque de chute d'aubes lors d'opération en position horizontale du moteur.
  • Dans ce dessein, un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif de dépose d'au moins une aube d'une turbine décrit dans la revendication 1.
  • Un tel dispositif permet avantageusement de bloquer, de préférentiellement axialement, i.e. selon une direction parallèle à l'arbre de la turbine, les aubes de la turbine lorsque celles-ci ne sont plus retenues dans leurs alvéoles respectives que par quelques millimètres i.e. lorsqu'elles sont prêtes à être déposées. Ainsi lors de la dépose in situ, lorsque le moteur est à l'horizontale avec sa turbine, il n'y a plus de risque pour une aube de turbine de tomber juste avant la dépose en elle-même (retrait de l'aube de son alvéole).
  • Ainsi un opérateur seul, peut travailleur sur la turbine et dégager partiellement, graduellement et en ellipse chacune des aubes sans avoir à les tenir manuellement lorsqu'elles ne sont plus retenues que par quelques millimètres dans leurs alvéoles respectives. La surface de blocage empêche les aubes de tomber.
  • L'ouverture de dépose peut être une encoche pratiquée dans l'élément de maintien. Le dimensionnement de l'ouverture de dépose est lié à la hauteur de la partie de l'aube prise dans son alvéole afin d'assurer son extraction de ladite alvéole. L'ouverture de dépose permet de s'affranchir des aléas propres à l'environnement où a lieu la dépose de l'aube du type position horizontale du moteur ou module, risque de contact entre opérateurs et donc chute d'une ou plusieurs aubes, petits chocs ou efforts répétés pour sortir chaque aube de son logement, instabilité possible du sol, chocs sur le moteur.
  • L'élément de maintien est préférentiellement fixé au moyeu/tourillon de la turbine.
  • La définition d'une position angulaire de l'élément de maintien peut se faire en faisant tourner l'élément de maintien manuellement autour de l'arbre de la turbine du fait de la liaison pivot. Ainsi lorsque toutes les aubes ne sont plus retenues que par quelques millimètres dans leurs alvéoles respectives et que le jeu entre deux aubes est suffisant pour la dépose d'une aube, la mise en regard de l'ouverture de dépose avec l'aube à déposer permet à un opérateur d'accéder à cette aube qui n'est pas bloquée par la surface de blocage. Les autres aubes sont quant à elles maintenues grâce à la surface de blocage et ne risquent pas de chuter en cas de secousse, fausse manœuvre ou autre accident.
  • Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles :
    • l'ouverture de dépose est en périphérie de l'élément de maintien. L'aube étant située en périphérie de la turbine, l'ouverture de dépose est ainsi préférentiellement située au droit du pied de l'aube à extraire et de la partie de l'élément de maintien servant de butée de maintien, i.e. la surface de blocage ;
    • l'élément de maintien comporte au moins une ouverture d'accès permettant à un opérateur d'accéder à une zone de l'espace définie en regard de la surface de blocage. L'élément de maintien peut comporter une pluralité d'ouvertures d'accès réparties sur l'élément de maintien. Elles permettent à un opérateur d'accéder manuellement aux aubes de turbine afin de faciliter leur extraction des alvéoles ;
    • l'élément de maintien est un anneau ;
    • les moyens de fixation comportent un premier anneau, un deuxième anneau, la superposition des premier et deuxième anneaux formant une rainure circulaire pour le maintien de l'élément de maintien et pour l'entrainement en rotation de l'élément de maintien par rapport à l'arbre de la turbine. L'élément de maintien est ainsi pris en sandwich entre les premier et deuxième anneaux dans la rainure circulaire ainsi formée et qui concoure à la fois à son maintien et à la réalisation de la liaison pivot entre l'élément de maintien et l'arbre de la turbine. Pour ce faire, le premier anneau peut être rendu solidaire en rotation de l'arbre de la turbine et le deuxième anneau être fixé au premier anneau ;
    • le premier anneau comporte une surface extérieure, ladite surface extérieure étant en regard de la surface de blocage et ladite surface extérieure comportant un épaulement formant saillie dont le diamètre est inférieur au diamètre du premier anneau. L'épaulement formant saillie contribue avantageusement au centrage de l'élément de maintien par rapport à l'arbre de la turbine et aux aubes. L'épaulement est préférentiellement circulaire lorsque l'élément de maintien est un anneau ;
    • la surface de blocage comporte au moins une butée permettant un ajustement du blocage des aubes. La butée permet avantageusement de régler le blocage axial des aubes. L'épaisseur de la butée, i.e. sa dimension selon l'arbre de la turbine, est préférentiellement égale à la valeur critique avant décochement. Cette valeur critique correspond à la longueur du pied d'aube nécessairement encore dans son alvéole au-delà de laquelle la moindre secousse occasionne une chute de l'aube et au-delà de laquelle le jeu entre aubes est suffisant pour pouvoir les déposer une à une. Il est à noter que généralement entre deux aubes adjacentes sont intercalées des chemises d'étanchéité pour limiter le jeu entre aubes afin de contribuer à leur maintien lors du fonctionnement de la turbine. La chemise d'étanchéité est une cale d'épaisseur amortissante entre chaque aube. ; et
    • l'ouverture de dépose est adaptée au passage d'une aube mobile d'une turbine haute pression d'un aéronef. Les dimensions de l'ouverture de dépose sont calculées pour permettre le passage d'une telle aube, et de préférence une seule.
  • L'invention se rapporte également à un système de dépose d'au moins une aube d'une turbine, ladite turbine comportant un ensemble de N aubes, ledit système comportant un dispositif de dépose selon l'un des modes de réalisation précédemment décrits, un arbre de la turbine, le premier anneau étant fixé à l'arbre de la turbine de sorte qu'il est solidaire en rotation de l'arbre de la turbine et l'élément de maintien étant libre en rotation par rapport à l'arbre de la turbine dans la rainure circulaire.
  • L'invention se rapporte également à un procédé de montage d'un dispositif de dépose selon l'un des modes de réalisation précédemment décrit sur un arbre de turbine, ledit procédé comportant :
    • une étape de fixation du premier anneau sur un arbre de la turbine de façon à rendre solidaire en rotation le premier anneau de l'arbre de la turbine ;
    • une étape de positionnement de l'élément de maintien sur l'épaulement du premier anneau de façon à bloquer les mouvements radiaux de l'élément de maintien ;
    • une étape de fixation du deuxième anneau au premier anneau de façon à bloquer les mouvements axiaux de l'élément de maintien.
  • Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles :
    • l'étape de fixation du premier anneau se fait sur un élément de surface apparent de l'arbre de la turbine, ledit arbre de la turbine étant un tourillon ; et
    • l'étape de fixation du deuxième anneau se fait au moyen de vis à oreilles. L'utilisation de vis à oreilles permet de faciliter l'utilisation du dispositif. En effet, il n'est pas nécessaire d'avoir des outils de serrage pour le montage/démontage. Un tel type de vis peut également être utilisé pour la fixation du premier anneau à l'arbre de la turbine.
    • Le procédé peut également comporter une étape supplémentaire consistant à placer un manchon ou cache rigide pour protéger l'arbre de la turbine et plus particulièrement son tourillon si malgré le dispositif une aube venait quand même à tomber sur le tourillon ce qui nécessiterait son remplacement.
  • L'invention se rapporte également à un procédé de dépose d'au moins une aube de turbine, ladite turbine comportant un ensemble d'aubes, ledit procédé comportant :
    • une étape de montage d'un dispositif de dépose selon un des modes de réalisation précédemment décrit sur un arbre de la turbine ;
    • une étape d'extraction partielle de l'ensemble d'aubes au moyen d'un accès par l'intermédiaire soit de l'ouverture de dépose soit de l'ouverture d'accès ; et
    • une étape de positionnement de l'élément de maintien selon une première position angulaire de façon à positionner l'ouverture de dépose en regard d'au moins une aube à déposer.
  • Un opérateur, pour accéder aux aubes et les extraire partiellement graduellement, en ellipse de leurs alvéoles respectives peut soit s'aider de l'ouverture de dépose, et dans ce cas faire tourner l'élément de maintien afin de mettre en regard l'ouverture de dépose de chaque aube petit à petit ; soit utiliser l'ouverture d'accès, ou la pluralité d'ouverture d'accès. Pour la dépose d'une aube, il est nécessaire de placer l'ouverture de dépose en regard de cette aube afin de pouvoir la faire passer au travers, sinon elle est bloquée par la surface de blocage.
  • Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l'invention peut présenter la caractéristique complémentaire suivante : l'étape d'extraction partielle se fait par une pluralité de déplacements axiaux successifs de chacune des aubes de l'ensemble d'aubes de façon à positionner les dites aubes en butée contre la surface de blocage. L'extraction partielle se fait aube par aube en tournant tout le long de la turbine et en recommençant cette opération jusqu'à ce que la dimension d'aube, et plus particulièrement de pied d'aube, en dehors de l'alvéole correspondante soit suffisante pour que le jeu entre aubes permette la dépose d'une aube. Dans ce cas, les aubes sont en butée contre la surface de blocage.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
    • la figure 1, une vue en coupe d'un moteur de turbine ;
    • la figure 2,
    • la figure 3, un système de dépose selon un mode de réalisation de l'invention, la turbine étant à la verticale ;
    • la figure 4, le système de dépose de la figure 1, la turbine étant à l'horizontale ;
    • la figure 5A, une vue de côté d'un arbre de turbine et d'un premier anneau rendu solidaire de l'arbre de turbine selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 5B, une vue de face d'un premier anneau selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 6A, une vue de côté d'un arbre de turbine, d'un premier anneau rendu solidaire de l'arbre de turbine et d'un élément de maintien positionné sur le premier anneau selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 6B, une vue de face d'un élément de maintien selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 7A, une vue de côté d'un système de dépose selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 7B, une vue de face d'un deuxième anneau selon un mode de réalisation de l'invention.
  • Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.
    • DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
  • La figure 1 illustre une vue en coupe d'un moteur d'aeronef
  • Aux figures 3 et 4 est illustré un système de dépose d'une aube A d'une turbine, la turbine comportant un ensemble d'aubes A. Le système de dépose comporte un dispositif de dépose 1 et un arbre de turbine Ar, ici un tourillon.
  • La figure 3 illustre le système de dépose dans une configuration à la verticale de la turbine. Ce type de configuration est généralement adopté pour la pose des aubes. Les aubes étant déposées axialement dans leurs alvéoles respectives (alvéoles non visibles sur la photo) selon l'axe X1, il est visible que dans cette configuration dite verticale, aucun risque de chute en cas de secousse, choc n'est à craindre. Pour rappel, les aubes sont posées (et déposées) graduellement, les unes après les autres, de façon elliptique millimètres par millimètres. Dans la configuration verticale, une aube dont le pied est inséré de seulement un ou deux millimètre dans son alvéole ne risque donc pas de tomber.
  • La figure 4 illustre le système de dépose de la figure 1 dans une configuration à l'horizontale de la turbine. Cette configuration est généralement utilisée pour une dépose in-situ des aubes. Dans cette configuration, une aube dont le pied est inséré de seulement un ou deux millimètres dans son alvéole, juste avant la dépose (qui est l'extraction totale de l'aube de son alvéole selon l'axe X2) risque de tomber sans le dispositif de dépose 1 dont le fonctionnement va être expliqué plus en détail en référence aux figures suivantes.
  • Dans les modes de réalisation décrits en référence aux figures suivantes, à savoir les figures 5A à 7B, l'élément de maintien est un anneau.
  • La figure5A illustre un premier anneau 121 fixé à l'arbre Ar de la turbine et ainsi rendu solidaire en rotation de l'arbre Ar de la turbine. Il est fixé au moyen d'un système 3 à vis et écrous à l'arbre de la turbine Ar et plus particulièrement à un élément de surface apparent 21 de l'arbre Ar. Le premier anneau 121 comporte un épaulement 1212 sur la surface extérieure 1211 du premier anneau 121.
  • La figure 5B représente le premier anneau 121. Il comporte des trous de passage 3 du système de vis et écrous pour la fixation du premier anneau à l'arbre de turbine. Sont visibles également des trous de passage 4 d'un système de fixation d'un deuxième anneau au premier anneau. Le premier anneau comporte un épaulement 1212 formant saillie sur la surface externe 1211 du premier anneau. La surface externe 1211 est la surface qui sera en regard de la surface de blocage de l'élément de maintien une fois ce dernier positionné par rapport au premier anneau 121 et sera décrite en référence aux figures suivantes.
  • L'épaulement 1212 est circulaire et son diamètre est inférieur au diamètre du premier anneau. Il a pour fonction de permettre le positionnement de l'élément de maintien et son centrage.
  • La figure 6A illustre un élément de maintien 11 positionné sur l'épaulement 1212 du premier anneau 121, le premier anneau étant fixé à l'arbre Ar de la turbine. Ainsi positionné, les mouvements radiaux de l'élément de maintien 11 sont bloqués. En outre les mouvements axiaux vers le moteur de l'élément de maintien 11 sont bloqués par la surface S du premier anneau contre lequel il vient en appui.
  • L'élément de maintien comporte une surface de blocage 111 qui a pour fonction de bloquer les aubes A en translation axiale selon leur axe d'insertion dans leurs alvéoles respectives dans le sens de leur dépose, i.e. de leur extraction des alvéoles. Cet axe est incliné par rapport à l'arbre de la turbine Ar, qui est l'axe de rotation du moteur. Cette inclinaison a pour fonction de permettre le maintien des aubes lors de la rotation à grande vitesse de la turbine.
  • La figure 6B représente l'élément de maintien 11. La surface de blocage 111 est constituée par l'ensemble de l'élément de maintien exceptée l'ouverture de dépose 112, qui est une encoche dans ce mode de réalisation. Les dimensions de l'ouverture de dépose 112, par laquelle est déposée, i.e. extraite totalement, l'aube à déposer, sont fonction de la géométrie de l'aube à déposer. L'ouverture de dépose 112 est ici en périphérie de l'élément de maintien 11, ainsi l'ouverture de dépose 112 est ouverte également vers l'extérieur de la périphérie de l'élément de maintien 11 et a cette forme d'encoche et peut laisser passer ainsi seulement le pied de l'aube.
  • L'élément de maintien 11 de la figure 6B comporte cinq ouvertures d'accès 113. Ces ouvertures d'accès 113 permettent à un opérateur d'accéder, par exemple au moyen de son pouce, à une zone de l'espace 114 définie en regard de la surface de blocage (se référer à la figure 6A) de façon à attraper le pied de l'aube afin d'extraire partiellement l'aube. Cette extraction partielle peut également être exécutée au moyen de l'ouverture de dépose 112, mais dans ce cas, il faut tourner l'élément de maintien à chaque fois pour mettre l'ouverture de dépose 112 en regard de chaque aube, les unes après les autres.
  • La figure 7A illustre le système de dépose, une fois un deuxième anneau 122 fixé au premier anneau 121 au moyen de vis à oreilles 4, choisies pour leur facilité de serrage/desserrage. La superposition du premier anneau 121 et du deuxième anneau 122 forme une rainure circulaire 123 pour le maintien et l'entrainement en rotation de l'élément de maintien 11 par rapport à l'arbre de la turbine Ar. La rainure circulaire est formée par l'épaulement 1212 du premier anneau, la surface extérieure 1211 du premier anneau en regard de la surface de blocage 111 de l'élément de maintien et le deuxième anneau 122.
  • L'élément de maintien 11 comporte une butée 1111 sur la surface de blocage 111. Cette butée permet de régler le maintien axial des aubes et le dimensionnement de cette butée est fonction de la distance dont doivent être extraites partiellement les aubes de leurs alvéoles avant de pouvoir être déposer par l'ouverture de dépose 112.
  • L'ensemble premier anneau/deuxième anneau forme les moyens de fixation 12 de l'élément de maintien 11 sur l'arbre Ar de la turbine. Grâce à la rainure circulaire formée par la superposition des premier et deuxième anneau dans laquelle se trouve l'élément de maintien, une liaison pivot est formée entre l'élément de maintien et l'arbre Ar de la turbine.
  • La figure 7B illustre le deuxième anneau 122 comportant des trous de passage 5 pour les vis à oreille 4 permettant la fixation du deuxième anneau au premier anneau.
  • Pour la dépose d'une aube, il est nécessaire dans un premier temps, une fois le dispositif de dépose installé, d'extraire partiellement chacune des aubes A :
    • soit en s'aidant des ouvertures d'accès de l'élément de maintien ;
    • soit en s'aidant de l'ouverture de dépose de l'élément de maintien, et dans ce cas, de faire tourner l'élément de maintien afin de mettre l'ouverture de dépose en regard à chaque fois de l'aube à manipuler.
  • Une fois les aubes au bord de la dépose, i.e. lorsqu'elles sont arrivées en butée contre la surface de blocage, qui les empêche de tomber en cas de secousse ou de choc, l'opérateur fait pivoter l'élément de maintien autour de l'arbre de la turbine afin d'amener l'ouverture de dépose en regard de chaque aube à déposer afin de l'extraire complètement de son alvéole en la faisant passer par l'ouverture de dépose car n'étant plus bloquée par la surface de blocage de l'élément de maintien. L'élément de maintien ayant plusieurs positions angulaires en fonction de l'aube à déposer. La surface de blocage assure le maintien des aubes non déposées en sécurité.
  • L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (13)

  1. Dispositif de dépose (1) d'au moins une aube (A) d'une turbine, ladite turbine comportant un ensemble d'aubes (A), chacune desdites aubes de l'ensemble d'aubes étant retenue dans une alvéole d'un ensemble d'alvéoles de la turbine, ledit dispositif comportant :
    - un élément de maintien (11) comportant :
    - une surface de blocage (111) ;
    - une ouverture de dépose (112);
    - des moyens de fixation de l'élément de maintien (11) sur un arbre de la turbine, les moyens de fixation réalisant une liaison pivot entre l'élément de maintien (11) et l'arbre de la turbine (Ar),
    la définition d'une position angulaire de l'élément de maintien (11) permettant la réalisation d'une première fonction d'extraction partielle d'au moins une aube (A) de son alvéole en regard de l'ouverture de dépose (112) et la réalisation d'une seconde fonction de blocage d'un ensemble d'aubes (A) en regard de la surface de blocage (111), l'élément de maintien (11) comportant au moins une ouverture d'accès (113) permettant à un opérateur d'accéder à une zone de l'espace (114) définie en regard de la surface de blocage (111).
  2. Dispositif de dépose selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ouverture de dépose (112) est en périphérie de l'élément de maintien (11).
  3. Dispositif de dépose selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément de maintien (11) est un anneau.
  4. Dispositif de dépose selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de fixation comportent :
    - un premier anneau (121) ;
    - un deuxième anneau (122) ;
    la superposition des premier (121) et deuxième (122) anneaux formant une rainure circulaire (123) pour le maintien de l'élément de maintien (11) et pour l'entrainement en rotation de l'élément de maintien (11) par rapport à l'arbre de la turbine (Ar).
  5. Dispositif de dépose selon la revendication précédente caractérisé en ce que le premier anneau (121) comporte une surface extérieure (1211), ladite surface extérieure (1211) étant en regard de la surface de blocage (111) et ladite surface extérieure comportant un épaulement (1212) formant saillie dont le diamètre est inférieur au diamètre du premier anneau.
  6. Dispositif de dépose selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la surface de blocage (111) comporte au moins une butée (1111) permettant un ajustement du blocage des aubes (A).
  7. Dispositif de dépose selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ouverture de dépose (112) est adaptée au passage d'une aube mobile d'une turbine haute pression d'un aéronef.
  8. Système de dépose d'au moins une aube (A) d'une turbine, ladite turbine comportant un ensemble de N aubes (A), ledit système comportant :
    - un dispositif de dépose (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7;
    - un arbre de turbine (Ar) ;
    caractérisé en ce que le premier anneau (121) est fixé à l'arbre de turbine de sorte qu'il est solidaire en rotation de l'arbre de turbine et l'élément de maintien (11) est libre en rotation par rapport à l'arbre de turbine dans la rainure circulaire (23).
  9. Procédé de montage d'un dispositif de dépose selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 sur un arbre de turbine, ledit procédé comportant :
    - une étape de fixation du premier anneau (121) sur un arbre (Ar) de turbine de façon à rendre solidaire en rotation le premier anneau de l'arbre de turbine ;
    - une étape de positionnement de l'élément de maintien (11) sur l'épaulement (1212) du premier anneau de façon à bloquer les mouvements radiaux de l'élément de maintien (11) ;
    - une étape de fixation du deuxième anneau (122) au premier anneau (121) de façon à bloquer les mouvements axiaux de l'élément de maintien.
  10. Procédé de montage selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'étape de fixation du premier anneau se fait sur un élément de surface (21) apparent de l'arbre de turbine, ledit arbre de turbine étant un tourillon.
  11. Procédé de montage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étape de fixation du deuxième anneau (122) se fait au moyen de vis à oreilles.
  12. Procédé de dépose d'au moins une aube (A) de turbine, ladite turbine comportant un ensemble de N aubes (A), ledit procédé comportant :
    - une étape de montage d'un dispositif de dépose (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 sur un arbre de turbine (Ar) ;
    - une étape d'extraction partielle de l'ensemble de N aubes (A) adjacentes au moyen d'un accès par l'intermédiaire soit de l'ouverture de dépose (112) soit de l'ouverture d'accès (113) ; et
    - une étape de positionnement de l'élément de maintien (11) selon une première position angulaire de façon à positionner l'ouverture de dépose (112) en regard d'au moins une aube (A) à déposer.
  13. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'étape d'extraction partielle se fait par une pluralité de déplacements axiaux successifs de chacune des aubes de l'ensemble de N aubes (A) de façon à positionner les dites aubes (A) en butée contre la surface de blocage.
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