FR2966193A1

FR2966193A1 - Carter intermediaire de turbomachine

Info

Publication number: FR2966193A1
Application number: FR1058531A
Authority: FR
Inventors: Thierry Francois Maurice Duchatelle; Cedric Magret; Philippe Verseux
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-04-20
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: FR2966193B1

Abstract

Un carter intermédiaire de turbomachine, présent usuellement entre les deux compresseurs, comporte un alvéole intérieur dans lequel on introduit un dispositif de transmission de puissance destiné à faire démarrer la turbomachine. Le montage et le remplacement de cette transmission de puissance étant très difficiles, il est prévu d'accroître la superficie d'une ouverture (24) de passage à travers un couvercle (25) en concevant ce dernier avec une portion (31) amovible d'une partie principale et qui lui est jointe par des boulonnages, la portion amovible pouvant comporter certains éléments (33, 35) d'assemblage du couvercle à d'autres parties de structure et à la transmission de puissance elle-même.

Description

1 CARTER INTERMÉDIAIRE DE TURBOMACHINE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention présente concerne un carter intermédiaire de turbomachine. De tels carters se retrouvent entre autres entre les deux compresseurs de certaines turbomachines. Leur forme est essentiellement circulaire et annulaire plate ; ils s'étendent à travers tout le stator dans les directions radiales et comprennent notamment des sections des deux veines concentriques d'écoulement des gaz, ces sections étant souvent occupées par des aubes fixes de redressement des écoulements.

Le volume annulaire compris entre les veines d'écoulement des gaz abrite plusieurs équipements de la turbomachine, dont le plus volumineux est le dispositif d'une transmission de puissance appartenant au démarreur de la turbomachine, qui comprend au moins une boîte de vitesse et un arbre engrenant avec le rotor et qui traverse le carter intermédiaire. Or les machines doivent être de plus en plus compactes et on cherche à diminuer ce volume compris entre les veines, ce qui accroît les contraintes et les difficultés d'aménagement. Les montages et les démontages de la transmission de puissance deviennent problématiques puisque la transmission, partiellement contenue dans un alvéole exigu du carter intermédiaire, doit en être retirée par des mouvements complexes de plusieurs rotations et translations, les obstacles environnants étant 2 nombreux. On est aujourd'hui à la limite des possibilités de montage, mais on voudrait encore rendre la machine plus compacte. L'objet fondamental de l'invention est de faciliter les montages et les démontages de la transmission de puissance grâce à un aménagement amélioré du carter intermédiaire de la turbomachine. Sous une forme générale, l'invention concerne un tel carter, traversé par deux sections de deux veines concentriques d'écoulement de gaz de la turbomachine et limité d'un côté par un couvercle essentiellement plat s'étendant entre les veines concentriques, le carter comprenant un alvéole de logement au moins partiel d'un dispositif de transmission de puissance dans une portion comprise entre les sections des veines concentriques, le couvercle comprenant une ouverture de passage de la transmission de puissance (14) donnant sur l'alvéole, caractérisé en ce que le couvercle comprend une portion amovible délimitant au moins partiellement l'ouverture de passage et assemblée de façon démontable à une partie principale du couvercle. Contrairement aux dispositifs habituels de carter intermédiaire où le couvercle du flasque est d'un seul tenant afin de mieux garantir la cohésion du carter et de la machine, il est donc ici en deux parties dont le démontage a pour effet d'agrandir l'ouverture par laquelle une partie de la transmission de puissance est introduite dans l'alvéole du carter à travers le couvercle, ce qui facilite le montage et le démontage. 3 Deux modes principaux de réalisation ont été conçus et seront détaillés plus loin. Dans un premier d'entre eux, la portion amovible de couvercle s'étend de l'ouverture à un bord périphérique du couvercle. Elle peut comprendre une portion d'une bride extérieure du couvercle, destinée à assembler celui-ci à une des sections de veines concentriques. Une extension de l'ouverture dans le sens radial extérieur peut en effet suffire à faciliter grandement les manoeuvres impliquant la transmission de puissance. Un avantage particulier à ce mode de réalisation est que l'aspect général du couvercle est très peu modifié par rapport aux conceptions antérieures, puisque des surfaces principales de la partie principale du couvercle et de la portion amovible peuvent se retrouver coplanaires et en prolongement jointif, la seule modification bien apparente étant l'addition de brides d'assemblage mutuelles entre la portion amovible et la partie principale, qui sont érigées sur leurs surfaces principales ; mais ces brides d'assemblage peuvent être de petites dimensions, en étant par exemple placées aux deux extrémités d'une portion amovible en forme d'arc de cercle de faible largeur, l'ouverture s'étendant non loin de la périphérie du couvercle. Selon un autre mode principal de réalisation de l'invention, la portion amovible du couvercle couvre la partie principale du couvercle et une partie d'une ouverture de ladite partie principale, qui est de plus grandes dimensions que l'ouverture de 4 passage ; cette dernière est ici entièrement délimitée par la portion amovible. La possibilité d'agrandir fortement la superficie de l'ouverture au moyen d'une portion amovible dont il est possible de choisir les dimensions peut conduire à des manoeuvres encore plus faciles de la transmission de puissance, au prix d'une modification plus importante de l'aspect du couvercle. Dans cette conception, la portion mobile porte fréquemment une bride extérieure d'assemblage à la partie principale du couvercle et, érigée sur une surface principale, une bride de fixation à la transmission de puissance. L'invention sera maintenant décrite plus en détail mais de manière illustrative en liaison aux figures . - la figure 1 est une vue générale d'un carter intermédiaire de turbomachine, qui ne représente pas les caractéristiques de l'invention, - la figure 2 est une vue en éclaté d'une première réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue à l'état assemblé de cette même réalisation, - et la figure 4 est une vue d'une deuxième réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue générale d'un carter intermédiaire 1 de turbomachine et des portions avoisinantes de celle-ci. Le carter intermédiaire 1 comprend de l'extérieur vers l'axe de la turbomachine une portion de périphérie 2, une portion extérieure de redressement 3 consistant en des aubes de redressement occupant une section d'une veine extérieure 4 de la turbomachine, une portion médiane 5 ou inter-veines dont on parlera plus abondamment, une portion intérieure de redressement 6 occupant une section d'une 5 veine intérieure 7 de la turbomachine et consistant encore en des aubes de redressement, et une portion centrale 8 adjacente au rotor de la machine et s'étendant jusqu'à la ligne d'arbres centrale 9 de la turbomachine, qu'elle soutient par des roulements 10 et 11. Le carter intermédiaire 1 s'étend entre un compresseur à basse pression 12 et un compresseur à haute pression 13. On remarque que la veine intérieure 7 a un dessin dit en col de cygne, c'est-à-dire avec une forte variation de rayon le long du compresseur à basse pression 12 et du compresseur à haute pression 13 en passant par la portion intérieure de redressement 6, ce qui a pour conséquence que le volume à l'intérieur de la portion inter-veines 5 est réduit. Or la portion 6 contient une transmission de puissance 14 (IGGB) de la turbomachine qui comprend essentiellement un arbre d'entraînement 15 engrenant avec un pignon d'attaque 51 de la ligne d'arbres 9 par un ajustement de cannelures 17, une boîte de vitesse de transfert 16 (TGB) adjacente à l'extrémité opposée de l'arbre d'entraînement 15 et une boîte de vitesse d'accessoire 17 (AGB) adjacente à la précédente. Un rebord de la boîte de vitesse de transfert 16 est ajusté dans l'alésage 18 d'un bossage circulaire 19, établi dans la portion inter-veines 5 du carter intermédiaire 1 à l'endroit où il se raccorde à la portion intérieure de redressement 6, par un joint torique 20, en s'ajustant 6 plus précisément dans un élargissement de l'alésage 18 appelé bol de centrage. L'arbre d'entraînement 15 s'étend à travers l'alésage 18 et la portion intérieure de redressement 6, la boîte de vitesse de transfert 16 s'étend dans un alvéole 21 de la partie inter-veines 5, qui est délimité par les veines 4 et 7 à l'extérieur et à l'intérieur, par un couvercle 22 du côté du compresseur à basse pression 12 et par un autre couvercle 23 du côté du compresseur à haute pression 13, ce dernier étant doté d'une ouverture 24 par laquelle la transmission de puissance 14 est introduite dans l'alvéole 21 ; la boîte de vitesse d'accessoire 17 reste toutefois partiellement en saillie, hors du carter intermédiaire 1, dans un volume intermédiaire aux veines 4 et 7. La forme générale de la transmission de puissance 14 étant coudée à cause de l'orientation principalement radiale de l'arbre d'entraînement 15, le démontage à partir de l'état de la figure 1 doit commencer par un mouvement dans la direction de l'arbre d'entraînement 15 pour l'extraire des cannelures 17, mais on voit que le volume libre autour de la transmission de puissance 14, notamment dans l'alvéole 21 et l'ouverture 24, est très réduit. La suite du mouvement de démontage consiste en une combinaison de translations et de rotations pour sortir peu à peu la transmission de puissance 14 de l'alvéole 21 en évitant les multiples obstacles environnants. Le montage est encore plus difficile puisqu'il faut placer le rebord de la boîte de vitesse de transfert 16 dans le bol de 7 centrage de l'alésage 18 tout en effectuant des mouvements inverses tout aussi complexes. Deux réalisations de l'invention vont maintenant être décrites, en s'abstenant toutefois de répéter la description des parties de la machine qui restent identiques à ce qu'elles sont dans la conception précédemment décrite et qui garderont les mêmes références. On se reporte d'abord aux figures 2 et 3. Le couvercle porte maintenant la référence 25.

Comme il est usuel, la boîte de vitesse de transfert 16 comprend un carter 27 qui est assemblé par boulonnage au couvercle 25, grâce à une bride périphérique 28 qui se conjugue à une bride de couvercle 29 érigée sur la surface principale 30, essentiellement plane ou conique, du couvercle 25 autour de l'ouverture 26. Mais contrairement aux conceptions connues, le couvercle 25 comprend, outre une partie principale qui reste solidaire du reste du carter intermédiaire, une portion amovible 31 qui comporte une portion 32 de la surface principale 30, et plusieurs brides érigées sur cette portion 32, à savoir une portion de bride de couvercle 33 à raccorder au carter 27, deux brides latérales 34, ainsi qu'une portion de bride extérieure 35 d'une bride extérieure 36 du couvercle 25 qui sert à le boulonner à la portion extérieure de redressement 3. La portion amovible 31 est en général assemblée à la partie principale du couvercle 25, en boulonnant ensemble les brides latérales 34 et des brides complémentaires 37 de la partie principale, qui sont alors en contact avec elles. La portion de bride de couvercle 33 et la bride de couvercle 29 sont alors en prolongement en faisant 8 un tour continu autour de l'ouverture 24, et de même la portion de bride extérieure 36 et la bride extérieure 35 forment un tour continu autour du couvercle 25. La portion amovible 31 peut toutefois être enlevée après avoir été déboulonnée de la partie principale du couvercle 25 et de la bride périphérique 28 de la boîte de vitesse de transfert 16, et déplacée vers le fond de l'alvéole 21, ce qui aboutit à un agrandissement de l'ouverture 24 dont l'effet est de beaucoup faciliter les manoeuvres sur la transmission de puissance 14. Cela apparaît au démontage dès le premier mouvement d'extraction des cannelures 17, qui implique un déplacement de la transmission de puissance 14 en direction radiale vers l'extérieur, précisément où la portion amovible 31 s'étendait. Les mouvements suivants de démontage, par lesquels des portions successives de la transmission de puissance 14 traversent l'ouverture 24 agrandie, sont aussi facilités. Il en va de même du montage.

Un autre mode de réalisation de l'invention sera maintenant décrit au moyen de la figure 4. Le couvercle 42 comprend aussi une portion amovible 38, mais qui est disposée tout autour de l'ouverture 24, boulonnée à la partie principale du couvercle 42 par une bride périphérique 39, et qui porte, érigée sur sa surface principale, une bride de fixation, maintenant 40, à la boîte de vitesse de transmission 16. La surface principale, plane, de la portion amovible 38 délimite donc entièrement l'ouverture 24 et couvre une ouverture 41 de plus grandes dimensions, délimitée par la partie principale du couvercle 42, dans laquelle 9 l'ouverture 24 est inscrite. En démontant à la bride 39 plutôt qu'à la bride 40 pour retirer la transmission de puissance 14, on jouit d'une plus grande liberté grâce aux dimensions de l'ouverture 41. Les mêmes avantages de facilité de manoeuvre sont présents au montage ou au remontage de la transmission de puissance 14. Que la portion amovible 38 reste fixée à la transmission de puissance 14 pendant ces manoeuvres n'est pas gênant puisque l'extérieur du couvercle 42 est suffisamment dégagé. Un autre avantage important de l'invention est que l'usinage du bossage circulaire 19 au fond de l'alvéole 21, surtout à la portion de l'alésage 18 qui reçoit le joint torique 20, est aussi facilité par l'accroissement des dimensions de l'ouverture, par laquelle doit passer l'outil d'usinage pendant la fabrication du carter intermédiaire.20

Claims

REVENDICATIONS1. Carter intermédiaire de turbomachine, le carter étant de forme essentiellement circulaire, traversé par deux sections de veines concentriques d'écoulement de gaz de la turbomachine et limité d'un côté par un couvercle essentiellement plat s'étendant entre les veines concentriques, le carter comprenant un alvéole (21) de logement au moins partiel d'un dispositif de transmission de puissance (14) dans une partie (5) du carter comprise entre les sections des veines concentriques, le couvercle comprenant une ouverture de passage (24) du dispositif de transmission de puissance (14) donnant sur l'alvéole, caractérisé en ce que le couvercle (26, 42) comprend une portion amovible (31, 38) délimitant au moins partiellement l'ouverture de passage et assemblée de façon démontable à une partie principale du couvercle.
2. Carter intermédiaire (1) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la portion amovible du couvercle s'étend de l'ouverture à un bord périphérique du couvercle.
3. Carter intermédiaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la portion amovible du couvercle comprend une portion (35) d'une bride extérieure (36) du couvercle, destinée à assembler le couvercle à une des sections (3) de veines concentriques. 11
4. Carter intermédiaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la portion amovible et la partie principale du couvercle possèdent des brides d'assemblage mutuel (34, 37) érigées sur des surfaces principales (32, 30) respectives.
5. Carter intermédiaire suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces principales de la portion amovible et de la partie principale du couvercle sont coplanaires et en prolongement jointif.
6. Carter intermédiaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la portion amovible (38) du couvercle (42) couvre la partie principale du couvercle et une partie d'une ouverture (41) de ladite partie principale, qui est de plus grandes dimensions que l'ouverture de passage (24), qui est entièrement délimitée par la portion amovible.
7. Carter intermédiaire suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la portion amovible porte une bride extérieure (39) d'assemblage à la partie principale du couvercle et, érigée sur une surface principale, une bride de fixation (40) au dispositif de transmission de puissance (14).