FR3045112A1 - Plateforme inter-aubes pour carter de turboreacteur - Google Patents

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Abstract

La présente invention se rapporte essentiellement à une plateforme inter-aubes (230) destinée à être fixée sur une virole (211) de carter (210) de turboréacteur, la plateforme inter-aubes comportant des pieds (231) pourvus d'un conduit (232) configuré pour recevoir un élément de fixation, au moins un pied de la plateforme inter-aubes présentant une surface courbe (234) sur laquelle débouche une extrémité du conduit, la surface courbe étant configurée pour recevoir une rondelle d'assemblage (250) destinée à être disposée entre ledit au moins un pied et la virole du carter.

Description

PLATEFORME INTER-AUBES POUR CARTER DE TURBOREACTEUR
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L’invention concerne le domaine des turboréacteurs, et plus particulièrement celui des plateformes inter-aubes destinées à être fixées sur une virole de carter d’un turboréacteur.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Les turboréacteurs d’aéronef sont équipés d’un aubage directeur de sortie, également appelé OGV pour « Outlet Guide Vane >> en anglais, qui a pour fonction de redresser le flux d’air traversant le turboréacteur. Cet aubage est entouré par un carter dit intermédiaire comportant une virole qui présente une surface interne sur laquelle sont fixées des plateformes inter-aubes. Ces plateformes permettent de reconstituer la veine aérodynamique à l’intérieur du carter intermédiaire du turboréacteur.
Dans la suite de la description, le terme « plateforme >> peut être utilisé à la place de « plateforme inter-aubes >> tout en désignant la même entité.
Une plateforme inter-aubes comporte des pieds venant se positionner contre la virole du carter intermédiaire. Les pieds de plateforme sont chacun pourvus d’un conduit configuré pour recevoir un élément de fixation, tel qu’une vis, reliant la plateforme à la virole du carter intermédiaire. Cependant, ce type de montage est hyperstatique. En effet, l’assemblage de la plateforme sur la virole du carter intermédiaire peut présenter des défauts d’alignement, ce qui engendre des déformations de la plateforme lors du serrage des éléments de fixation. De plus, ce montage hyperstatique ne permet pas de compenser d’éventuels mouvements tels que des vibrations ou des chocs.
Les figures 1A à 1C représentent schématiquement une plateforme inter-aubes 130 assemblée sur une virole de carter intermédiaire 111 par des pieds 131. La figure 1A illustre la situation idéale dans laquelle cet assemblage ne présente pas de défaut d’alignement. Dans ce cas, la plateforme 130 ne subit pas de déformation lors du serrage des éléments de fixation.
En pratique, l’assemblage peut présenter des défauts d’alignement, par exemple liés à des défauts structurels de la virole de carter intermédiaire 111. Sur les figures 1B et 1C, la virole de carter intermédiaire 111 présente respectivement un défaut de hauteur et un défaut de parallélisme entre les pieds 131 de la plateforme inter-aubes 130. Lorsque les éléments de fixation sont serrés, des contraintes mécaniques 106 sont exercées sur la plateforme inter-aubes 130, et cette dernière est alors déformée. En conséquence, la durée de vie de la plateforme inter-aubes est écourtée, la plateforme pouvant se casser à tout moment.
RESUME DE L’INVENTION L’invention vise à résoudre les problèmes qui viennent d’être exposés en proposant une plateforme inter-aubes permettant de compenser des défauts d’alignement lorsque la plateforme inter-aubes est assemblée sur une virole de carter d’un turboréacteur, et plus particulièrement sur une virole de carter intermédiaire entourant un aubage directeur de sortie du turboréacteur.
Un premier aspect de l’invention concerne donc une plateforme inter-aubes destinée à être fixée sur une virole de carter de turboréacteur, la plateforme interaubes comportant des pieds pourvus d’un conduit configuré pour recevoir un élément de fixation, au moins un pied de la plateforme inter-aubes présentant une surface courbe sur laquelle débouche une extrémité du conduit, la surface courbe étant configurée pour recevoir une rondelle d’assemblage destinée à être disposée entre ledit au moins un pied et la virole du carter.
Dans une variante de réalisation, la surface courbe dudit au moins un pied de la plateforme inter-aubes est concave. Dans une autre variante de réalisation, la surface courbe dudit au moins un pied de la plateforme inter-aubes est convexe.
De préférence, la surface courbe dudit au moins un pied est une portion de sphère.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la plateforme comporte au moins quatre pieds définissant un quadrilatère de forme sensiblement rectangulaire et parmi lesquels deux pieds diagonalement opposés présentent chacun une surface courbe configurée pour recevoir une rondelle d’assemblage destinée à être disposée entre chacun desdits deux pieds et la virole du carter.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un carter de turboréacteur destiné à entourer un aubage du turboréacteur, le carter comportant une virole cylindrique extérieure et une pluralité de plateformes inter-aubes selon le premier aspect de l’invention, les plateformes inter-aubes étant fixées sur la virole du carter au moyen d’éléments de fixation disposés dans les conduits des pieds des plateformes interaubes, le carter comportant en outre une rondelle d’assemblage disposée entre la virole du carter et ledit au moins un pied de chaque plateforme inter-aube, chaque rondelle d’assemblage présentant une surface plane venant en appui contre la virole du carter et une surface courbe venant en appui contre la surface courbe dudit au moins un pied de chaque plateforme inter-aubes, la surface courbe de la rondelle d’assemblage et la surface courbe dudit au moins un pied étant complémentaires.
Ainsi, le pied de plateforme et la rondelle d’assemblage forment une liaison rotulante qui permet à l’interface entre la plateforme et la virole de carter de regagner des degrés de libertés et de compenser notamment les défauts d’alignement.
Lorsque la surface courbe dudit au moins pied est concave, la surface courbe de la rondelle d’assemblage est convexe. Réciproquement, lorsque la surface courbe dudit au moins pied est convexe, la surface courbe de la rondelle d’assemblage est concave.
De préférence, la surface courbe de la rondelle d’assemblage est une portion de sphère. La liaison rotulante entre la surface courbe du pied et la surface courbe de la rondelle d’assemblage est ainsi optimisée, le déplacement de la rondelle d’assemblage sur le pied étant facilité.
Avantageusement, la rondelle d’assemblage présente une épaisseur choisie de manière à ce que, lorsque la rondelle d’assemblage est disposée entre la virole du carter et ledit au moins un pied, la surface plane de la rondelle d’assemblage est en saillie par rapport audit au moins un pied. Ainsi, le pied n’entre pas en contact avec la virole de carter et la liaison entre ces deux pièces s’effectue au travers de la rondelle d’assemblage.
Dans un mode réalisation avantageux, chaque élément de fixation comporte une tige filetée, chaque rondelle d’assemblage comportant une ouverture à travers laquelle passe la tige filetée d’un élément de fixation, l’ouverture présentant une paroi interne filetée vissée sur la tige filetée de l’élément de fixation. Ainsi, cela évite de perdre les rondelles d’assemblages lors de l’assemblage ou du démontage des plateformes inter-aubes.
Un troisième aspect de l’invention concerne une turbomachine comportant un carter selon le deuxième aspect de l’invention et un aubage, le carter entourant l’aubage. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent, parmi lesquelles : - les figures 1A à 1C représentent schématiquement une plateforme inter-aubes de l’art antérieur assemblé sur une virole de carter intermédiaire, respectivement lorsque l’assemblage ne présente pas de défaut d’alignement, lorsque la virole de carter intermédiaire présente un défaut de hauteur et lorsque la virole de carter intermédiaire présente un défaut de parallélisme ; la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe longitudinale d’un turboréacteur comportant un carter intermédiaire selon un mode de réalisation préférentiel de l’invention ; - la figure 3 représente en perspective une partie du carter intermédiaire et une plateforme inter-aubes selon le mode de réalisation préférentiel de l’invention de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue schématique de la face postérieure de la plateforme interaubes de la figure 3 ; - les figures 5A à 5C sont respectivement deux vues de détail et une vue en coupe d’un pied de la plateforme de la figure 3 et d’une rondelle d’assemblage ; - les figures 6A et 6B sont des vues schématiques de la plateforme inter-aubes de la figure 3 assemblée sur une virole de carter intermédiaire, respectivement lorsque la virole de carter intermédiaire présente un défaut de hauteur et lorsque la virole de carter intermédiaire présente un défaut de parallélisme.
Les figures ne sont présentées qu’à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur toutes les figures.
DESCRIPTION DETAILLEE D’UN MODE DE REALISATION DE L’INVENTION
La figure 2 est une vue schématique partielle en coupe longitudinale d’un turboréacteur comportant un carter de soufflante 201 entourant une soufflante comprenant une pluralité d’aubes 202. Le carter de soufflante 201 est prolongé vers l’aval du turboréacteur par un carter 210 dit intermédiaire, selon un mode de réalisation préférentiel de l’invention. L’amont et l’aval du turboréacteur sont définis par rapport au sens d’écoulement de l’air traversant le turboréacteur, l’amont correspondant à l’entrée d’air et l’aval à la sortie d’air.
Le carter intermédiaire 210 comporte une virole cylindrique extérieure 211. Il s’agit d’une couronne qui entoure un aubage directeur de sortie comprenant une pluralité d’aubes 204. Le carter intermédiaire 210 comporte également une pluralité de plateformes inter-aubes 230 fixées circonférentiellement sur la surface interne de la virole 211. Les plateformes 230 permettent de reconstituer le profil aérodynamique d’une veine interne du turboréacteur au niveau de l’aubage directeur de sortie, afin d’optimiser l’écoulement de l’air représenté par une flèche sur la figure 2.
La figure 3 est une vue schématique en perspective d’une partie de la virole 211 du carter intermédiaire 210 du turboréacteur de la figure 2 et d’une plateforme interaubes 230 selon un mode de réalisation préférentiel de l’invention. La plateforme présente une face postérieure FP apte à venir se fixer contre la virole extérieure 211 du carter intermédiaire 210, et une face antérieure FA opposée à la face postérieure. La plateforme 230 se présente sous la forme d’une plaque curviligne de forme générale sensiblement rectangulaire qui épouse la courbure de la virole 211 du carter intermédiaire 210. Dans le but de reconstituer le profil aérodynamique de la veine interne 205 du turboréacteur, la face antérieure FA de la plateforme 230 est sensiblement lisse.
La face postérieure FP de la plateforme inter-aubes 230 de la figure 3 est illustrée sur la figure 4. La plateforme 230 comporte des pieds 231, chacun étant pourvu d’un conduit 232 configuré pour recevoir un élément de fixation destiné à relier la plateforme 230 à la virole 211 du carter intermédiaire 210. Les conduits 232 des pieds 231 traversent la plateforme 230 de part en part et comportent une première extrémité débouchant sur la face antérieure FA et une deuxième extrémité débouchant sur la face postérieure FP, les éléments de fixation étant insérés dans les conduits 232 par la face antérieure FA des plateformes. Les éléments de fixation sont par exemple des vis comportant une tête et une tige filetée.
Dans ce mode de réalisation préférentiel, la plateforme 230 comporte quatre pieds 231 définissant un quadrilatère de forme sensiblement rectangulaire. Dans deux pieds 231 diagonalement opposés, les éléments de fixation sont remplacés par des tampons amortisseurs 240 destinés à venir en contact avec la virole 211 du carter intermédiaire 210. Les tampons amortisseurs 240 sont par exemple emboîtés dans les conduits 232 des pieds 231.
Les tampons amortisseurs 240 permettent d’absorber les vibrations et participent à augmenter la durée de vie de la plateforme inter-aubes 230. En effet, en remplaçant deux éléments de fixation par deux tampons amortisseurs 240, les contraintes mécaniques exercées sur la plateforme 230 lors du serrage des éléments de fixation sont réduites. Les tampons amortisseurs 240 sont par exemple réalisés dans un matériau plastique.
Les pieds 231 dans lesquels les tampons amortisseurs 240 sont disposés peuvent être identiques aux pieds 231 dans lesquels sont disposés des éléments de fixation. Dans ce cas, les tampons amortisseurs 240 sont configurés pour s’assembler sur les pieds 231, par exemple au moyen d’une tige filetée s’insérant dans le conduit 232 des pieds 231, un écrou venant serrer la tige filetée.
Alternativement, les pieds 231 destinés à recevoir les tampons amortisseurs 240 peuvent présenter une configuration particulière adaptée pour recevoir les tampons amortisseurs 240. Par exemple, ces pieds 231 peuvent comporter des conduits débouchant uniquement sur la face postérieure FP de la plateforme 230, les conduits ne traversant pas entièrement la plateforme 230. Ces conduits peuvent alors présenter une paroi interne taraudée apte à recevoir la tige filetée d’un tampon amortisseur 240.
Les deux autres pieds 231 diagonalement opposés sont laissés libres pour recevoir les éléments de fixation ainsi que des rondelles d’assemblage destinées à s’insérer entre les pieds 231 et la virole extérieure 211 du carter intermédiaire 210. Les rondelles d’assemblages sont toutes identiques. Les figures 5A et 5B sont des vues de détail de l’un de ces pieds 231 et d’une rondelle d’assemblage 250. Le conduit 232 du pied 231 présente une symétrie de révolution par rapport à un axe A. Une vue en coupe du pied 231 réalisée selon cet axe de symétrie A est illustrée à la figure 5C.
Le conduit 232 comporte un épaulement 233 contre lequel par exemple la tête d’une vis est apte à venir buter. Le conduit 232 comporte deux portions cylindriques 232a, 232b, une première portion 232a s’étendant entre la première extrémité du conduit 232 débouchant sur la face antérieure FA de la plateforme 230 et l’épaulement 233, et une deuxième portion 232b s’étendant entre l’épaulement 233 et la deuxième extrémité du conduit débouchant sur la face postérieure FP de la plateforme 230. La première portion 232a présente une section transversale, c’est-à-dire orthogonale à l’axe de symétrie A du conduit 232, supérieure à la section transversale de la deuxième portion 232b.
Le pied 231 présente une surface courbe 234 sur laquelle débouche la deuxième extrémité du conduit 232 et configurée pour recevoir la rondelle d’assemblage 250. La rondelle d’assemblage 250 présente également une surface courbe 251 apte à venir en appui contre la surface courbe 234 du pied 231. Cette dernière est de préférence concave, la surface courbe 251 de la rondelle d’assemblage 250 étant alors convexe. La surface convexe 251 de la rondelle d’assemblage 250 et la surface concave 234 du pied 231 sont complémentaires, et sont de préférence des portions de sphère. Ainsi, la rondelle d’assemblage 250 se déplace plus facilement sur le pied 231 de la plateforme 230.
La rondelle d’assemblage 250 présente également une surface plane 252 apte à venir en appui contre la virole 211 du carter intermédiaire 210 et comporte une ouverture 253 permettant le passage de l’élément de fixation. L’ouverture 253 de la rondelle d’assemblage 250 présente une symétrie de révolution par rapport à un axe A’ coïncident avec l’axe de symétrie A du conduit 232 lorsque la rondelle d’assemblage 250 est disposée sur le pied 231.
De préférence, la rondelle d’assemblage 250 présente une épaisseur E choisie de manière à ce que, lorsque la rondelle d’assemblage 250 est disposée entre la virole 211 du carter intermédiaire 210 et le pied 231, la surface plane 252 de la rondelle d’assemblage 250 est en saillie par rapport au pied 231, comme illustré sur la figure 5A et 5C. Le pied 231 n’entre donc pas en contact avec la virole 211 du carter intermédiaire 210. La liaison entre ces deux pièces est entièrement supportée par la rondelle d’assemblage 250.
Avantageusement, l’ouverture 253 de la rondelle d’assemblage 250 présente une paroi interne taraudée 255 de sorte que lorsque la tige filetée d’une vis traverse l’ouverture, la rondelle d’assemblage 250 se visse sur la tige filetée. Ainsi, la rondelle d’assemblage 250 et l’élément de fixation deviennent solidaires, ce qui évite de perdre la rondelle d’assemblage 250 lors des opérations de montage et de démontage de la plateforme inter-aubes 230. L’invention permet de former une liaison rotulante à l’interface entre la plateforme inter-aubes 230 et la virole 211 de carter intermédiaire 210. Les rondelles d’assemblage 250 et les pieds 231 se mettent en position pour compenser des défauts d’alignement, par exemples liés à des défauts structurels de la virole 211 du carter intermédiaire 210, tels qu’un défaut de hauteur comme illustré sur la figure 6A, et/ou un défaut de parallélisme comme illustré sur la figure 6B. Ce sont des exemples typiques de défaut structurels et relativement courants, même s’il ne s’agit que de quelques millimètres.
Ainsi, grâce à l’invention, les contraintes exercées sur la plateforme inter-aubes 230 lors du serrage des éléments de fixation sont réduites. La plateforme 230 n’est pas déformée, ce qui augmente sa durée de vie. De plus, l’invention permet de compenser des mouvements liés au fonctionnement du turboréacteur, comme des vibrations.
Naturellement l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l’invention. Le pied d’une plateforme peut notamment présenter une surface convexe plutôt qu’une surface concave. Dans ce cas la rondelle d’assemblage présente une surface concave complémentaire à la surface convexe du pied de la plateforme.

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Plateforme inter-aubes (230) destinée à être fixée sur une virole (211 ) de carter (210) de turboréacteur, la plateforme inter-aubes comportant des pieds (231) pourvus d’un conduit (232) configuré pour recevoir un élément de fixation, la plateforme interaubes étant caractérisée en ce qu’au moins un pied de la plateforme inter-aubes présente une surface courbe (234) sur laquelle débouche une extrémité du conduit, la surface courbe étant configurée pour recevoir une rondelle d’assemblage (250) destinée à être disposée entre ledit au moins un pied et la virole du carter.
  2. 2. Plateforme (230) selon la revendication 1 dans laquelle la surface courbe (234) dudit au moins un pied (231) est concave.
  3. 3. Plateforme (230) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2 dans laquelle la surface courbe (234) dudit au moins un pied (231) est une portion de sphère.
  4. 4. Plateforme (230) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 comportant au moins quatre pieds (231) définissant un quadrilatère de forme sensiblement rectangulaire et parmi lesquels deux pieds diagonalement opposés présentent chacun une surface courbe (234) configurée pour recevoir une rondelle d’assemblage (250) destinée à être disposée entre chacun desdits deux pieds et la virole (211) du carter (210).
  5. 5. Carter (210) de turboréacteur destiné à entourer un aubage du turboréacteur, le carter comportant une virole cylindrique extérieure (211) et une pluralité de plateformes inter-aubes (230) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, les plateformes inter-aubes étant fixées sur la virole du carter au moyen d’éléments de fixation disposés dans les conduits (232) des pieds (231) des plateformes inter-aubes, le carter comportant en outre une rondelle d’assemblage (250) disposée entre la virole du carter et ledit au moins un pied de chaque plateforme inter-aube, chaque rondelle d’assemblage présentant une surface plane (252) venant en appui contre la virole du carter et une surface courbe (251 ) venant en appui contre la surface courbe (234) dudit au moins un pied de chaque plateforme inter-aubes, la surface courbe de la rondelle d’assemblage et la surface courbe dudit au moins un pied étant complémentaires.
  6. 6. Cater (210) selon la revendication 5 dans lequel la surface courbe (251) de la rondelle d’assemblage (250) est convexe.
  7. 7. Carter (210) selon l’une quelconque des revendications 5 et 6 dans lequel la surface courbe (251) de la rondelle d’assemblage (250) est une portion de sphère.
  8. 8. Carter (210) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 dans lequel la rondelle d’assemblage (250) présente une épaisseur (E) choisie de manière à ce que, lorsque la rondelle d’assemblage est disposée entre la virole (211 ) du carter et ledit au moins un pied (231), la surface plane (252) de la rondelle d’assemblage est en saillie par rapport audit au moins un pied .
  9. 9. Carter (210) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 dans lequel chaque élément de fixation comporte une tige filetée, chaque rondelle d’assemblage (250) comportant une ouverture (253) à travers laquelle passe la tige filetée d’un élément de fixation, l’ouverture présentant une paroi interne taraudée (255), laquelle est vissée sur la tige filetée de l’élément de fixation.
  10. 10. Turboréacteur comportant un carter (210) selon l’une quelconque des revendications 5 à 9 et un aubage, le carter (210) entourant l’aubage.
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