FR3068072A1

FR3068072A1 - Ensemble pour la liaison souple entre un carter de turbine et un element annulaire de turbomachine

Info

Publication number: FR3068072A1
Application number: FR1755848A
Authority: FR
Inventors: Gerard Claude Lepretre Gilles; Mathieu Paul Marsal David; Arnaud Gimat Matthieu; Guy Xavier Tesson Thierry
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2018-12-28
Anticipated expiration: 2037-06-26
Also published as: FR3068072B1

Abstract

Est concerné un ensemble comprenant des secteurs d'anneau (20) en un premier matériau, ces secteurs étant qui sont disposés circonférentiellement bout à bout et suspendus à un carter extérieur, et des moyens (125) de positionnement radial comprenant au moins une patte annulaire (26) en un matériau différent, pour fixer les secteurs d'anneau (20) avec le carter extérieur, par l'intermédiaire d'un support annulaire (24). Les moyens (125) de positionnement radial comprennent en outre: - des pions (100) fixés avec ladite au moins une patte annulaire, - des passages (120) dans les secteurs d'anneau (20), où les pions sont avec au moins un jeu radial, et - des moyens de rappel élastiques (130,131) disposés radialement entre ladite une patte annulaire (26) et les secteurs d'anneau (20), pour solliciter un appui entre une portion de circonférence extérieure d'au moins un dit pion et une portion de circonférence extérieure du passage dans lequel ledit pion est monté.

Description

Ensemble pour la liaison souple entre un carter de turbine et un élément annulaire de turbomachine

Sur une turbine de turbomachine à gaz pour aéronef, la présente invention concerne la liaison entre une patte annulaire, en un premier matériau, fixée à un carter extérieur annulaire de turbine et un élément annulaire sectorisé, en un second matériau ayant un coefficient de dilatation thermique différent de celui du premier matériau.

L’élément annulaire sectorisé pourra dans cette description typiquement comprendre l’un parmi :

des secteurs d'anneau, qui sont disposés circonférentiellement bout à bout et suspendus au carter extérieur, et des secteurs de plateforme extérieure d’aubes d’un distributeur de ladite turbine, les deux étant donc réalisés dans ledit second matériau.

En tant qu’élément annulaire sectorisé, les anneaux de turbine permettent de définir une partie de la veine externe de la turbine, notamment de la turbine HP (haute pression), dès lors que sur notamment les turboréacteurs double flux, les turbines comprennent une turbine HP suivie d’une turbine BP (basse pression).

Les anneaux de turbine HP, qui sont des pièces soumises à des flux très chauds, sont typiquement des éléments métalliques qui nécessitent d'être refroidis. Cela a un impact non négligeable sur la performance de la turbomachine puisque le flux de refroidissement requis est prélevé sur le flux de gaz principal. En outre, l'utilisation de métal limite les possibilités d'augmenter la température à l’endroit de la turbine, ce qui aurait pourtant pu permettre d'améliorer les performances de la turbomachine.

De plus, le fait que les coefficients de dilatation thermique des premier et second matériaux soient différents implique qu’ils se déforment différemment, en particulier sous l'effet des champs thermiques, ce qui a un impact sur les jeux au niveau de la veine précitée et donc sur les performances de la turbine. Les jeux entre pièces sont à gérer en conséquence.

Des problèmes comparables de dilatation différentielle existent à l’endroit des secteurs de plateforme extérieure d’aubes de distributeur de turbine HP, mais aussi sur le premier étage des distributeurs de turbine BP (DBP1).

Minimiser les jeux radiaux entre une dite patte annulaire de turbine et l’élément annulaire sectorisé concerné est donc important, pour la sécurité et pour améliorer le rendement de la turbomachine.

Monter l’élément annulaire sectorisé avec une topologie en Ρί(Π), dite «piontée», c’est-à-dire avec des pions faisant lien entre cet élément et le carter extérieur, via ledit support annulaire intermédiaire est censé impliquer un positionnement radial et une maîtrise dans le temps de ce montage, à froid, donc à l’arrêt, ainsi qu'aux différentes températures de fonctionnement du moteur. Le montage entre les pions métalliques et leurs perçages de réception devraient être réalisés avec des jeux nuis, ceci pour que l’élément annulaire sectorisé soit bien maintenu et que la veine où il est placé se situe radialement au bon endroit. En effet, la constitution de cette veine, aux dimensions souhaitées, participe notablement aux performances de la turbine. Or, au moins deux aspects ne permettent pas de réaliser ce montage avec jeu nul :

les tolérances de fabrication tant sur le pion (a priori métallique) que sur le perçage dans le second matériau : montage en force dans nombre de cas, avec détérioration locale du support, les dilatations différentielles entre les premier et second matériaux à chaud; il peut y avoir matage et endommagement de matériau. Pour surmonter une partie au moins des problèmes ci-avant, il est proposé un ensemble comprenant :

un carter extérieur annulaire de turbine d’une turbomachine à gaz pour aéronef, un élément annulaire sectorisé, en un premier matériau, comprenant l’un parmi :

- des secteurs d'anneau qui sont disposés bout à bout circonférentiellement et sont suspendus audit carter,

- des secteurs de plateforme extérieure d’aubes d’un distributeur de ladite turbine, des moyens de positionnement radial comprenant au moins une patte annulaire, en un second matériau ayant un coefficient de dilatation thermique différent de celui du premier matériau, pour :

- fixer les secteurs d'anneau avec ledit carter extérieur, par l'intermédiaire d’un support annulaire, ou

- positionner radialement par rapport à ladite patte annulaire les secteurs de plateforme extérieure d’aubes de distributeur, cet ensemble étant caractérisé en ce que les moyens de positionnement radial comprennent en outre:

des pions fixés avec ladite au moins une patte annulaire, des passages dans l’élément annulaire sectorisé, dans lesquels les pions sont montés avec au moins un jeu radial, et des moyens de rappel élastiques disposés radialement entre ladite au moins une patte annulaire et l’élément annulaire sectorisé, pour solliciter un appui entre une portion de circonférence extérieure d’au moins un pion et une portion de circonférence extérieure du passage dans lequel ledit pion est monté.

Avec une telle avec pièce(s) intermédiaire(s) souple(s) (les moyens de rappel élastiques), on va éviter d’éventuelles ouvertures de jeux radiaux qui seraient liés à des dilatations différentielles. Si par exemple, les chemins thermiques des différentes pièces en cause sont différents (ce qui est toujours le cas en fonctionnement réel), ladite pièce intermédiaire souple permet de compenser les écarts obtenus.

De la sorte, on va pouvoir en outre réduire au minimum la ventilation nécessaire au fonctionnement de l'élément annulaire sectorisé et ainsi limiter les prélèvements à réaliser sur le flux principal du moteur, dans la veine précitée. En outre on va pouvoir gérer au mieux la forme de cette veine en vue améliorer encore le rendement de la turbine, d’autant que la solution proposée s’applique donc aussi à la partie de fixation radialement externe d'un distributeur de turbine.

A ce sujet, dans la présente demande : radial a pour sens perpendiculaire à l’axe X autour duquel tournent par exemple les aubes mobiles de turbine, circonférentiel a pour sens s’étendant autour de l’axe X, extérieur et intérieur (ou externe et interne) ont respectivement pour sens radialement extérieur et radialement intérieur, axial a pour sens parallèle à l’axe de rotation X déjà cité, et amont et aval sont des positions axiales, en référence au sens de déplacement global des gaz dans la turbomachine.

De préférence, les moyens de rappel élastiques seront conçus et montés pour solliciter radialement en permanence, à différentes températures comprises entre -30°C et 600°C, l’appui entre la portion de circonférence extérieure d’au moins un dit pion et la portion de circonférence extérieure du passage dans lequel ledit pion est monté.

Ainsi, en établissant à froid (20°C environ) un jeu initial entre un dit pion porté par ladite patte annulaire et les trous pratiqués dans les éléments annulaires sectorisés, on va pouvoir compenser les effets dus aux dilatations différentielles. En effet ce jeu s'annule presque en fonctionnement (à chaud) et devient alors compatible avec les spécifications initiales, qui sont de l'ordre de 1 à quelques 100ème de mm. On réduit le jeu à froid, en agissant sur un système souple (rappel élastique) mis sous contrainte de façon à plaquer les éléments annulaires sur le haut des pions, en annulant quasiment le jeu relatif.

L’assemblage proposé permet de réduire notablement (idéalement d'annuler) le jeu radial à froid entre les éléments annulaires sectorisés et ladite patte annulaire, ce jeu étant par ailleurs maîtrisé à chaud par le gonflement relatif des pions dans les trous de ces éléments, dès lors que la précontrainte de l'élément souple (moyens de rappel élastique) aura tendance à s'annuler à chaud. L'élément souple rapporté permet également d'assurer un contact sans contraindre la fabrication des éléments annulaires sectorisés.

Parmi les avantages de l'assemblage proposé, on peut noter l'intérêt de l'artifice du système d’étau utilisé Le pion est monté avec un jeu dans le perçage. Ce jeu persiste à chaud, ce qui permet de s’affranchir des tolérances de fabrication et des dilatations différentielles pouvant endommager le second matériau ; Le pion est plaqué sur la surface haute du perçage ; Afin de maintenir cette position (la position ne peut pas être maintenue de façon naturelle, du fait du jeu de montage pion/perçage) un élément en vis-à-vis du pion est utilisé pour venir créer le système d’étau avec le haut du pion.

En outre, dans la solution ici présentée, on trouve deux parties complémentaires : une butée sur l’élément annulaire sectorisé lié au carter, et au moins une pièce intermédiaire (moyens de rappel élastiques), telle la lame souple. La mise en contact se fait en « comprimant » ces moyens de rappel élastiques. L’utilisation d’éléments souples assure que le contact soit possible à froid, avec un maintien de ce contact tout au long des phases de fonctionnement du moteur.

En prévoyant que lesdits moyens de rappel élastiques comprennent des lames incurvées, on pourra par ailleurs répartir les appuis de façon adaptée et ce précisément, aux endroits préférés, favorisant d’autant une maîtrise des contraintes.

Sur le même sujet, il est aussi conseillé, dans un premier mode possible de réalisation que, circonférentiellement, les moyens de rappel élastiques soient individuellement montés entre deux pions circonférentiellement successifs.

Dans ce cas, circonférentiellement, un dit moyen de rappel élastique pourra être en contact avec l’élément annulaire sectorisé concerné et solliciter ledit appui circonférentiellement entre dits deux pions successifs, tandis qu’il sera par ailleurs en contact avec la patte annulaire sensiblement au droit desdits deux pions circonférentiellement successifs. Ainsi, on optimisera la longueur de chaque moyen de rappel élastique et réduira les contraintes internes.

Concernant cet appui situé entre lesdits deux pions successifs, il sera alors favorablement sollicité par ledit moyen de rappel élastique via un appui radial contre une surface extérieure de l’élément annulaire sectorisé.

En centrant circonférentiellement cet appui radial, on favorisera encore un bon équilibre des contraintes, et ce de façon aisée à mettre en œuvre. On pourra même alléger l’élément annulaire sectorisé en formant une rainure de calage du moyen de rappel élastique concerné dans ladite surface extérieure.

Dans un second mode possible de réalisation, il est proposé que, circonférentiellement, un dit moyen de rappel élastique soit en contact avec l’élément annulaire sectorisé et sollicite ledit appui sensiblement au droit de deux dits pions circonférentiellement éloignés l’un de l’autre, tandis que le moyen de rappel élastique sera alors en contact avec ladite patte annulaire entre lesdits deux pions circonférentiellement éloignés l’un de l’autre. Plusieurs (au moins deux) de ces contacts intermédiaires avec la patte annulaire pourront ainsi être favorisés, ceci pouvant être aussi favorable à l’équilibre des contraintes, car réalisé sur un rayon plus important que dans le cas de la solution précédente.

Dans ce cas, on peut prévoir qu’un troisième dit pion soit circonférentiellement interposé entre lesdits deux pions circonférentiellement éloignés l’un de l’autre, le contact du moyen de rappel élastique avec ladite patte annulaire étant situé sensiblement au droit du troisième dit pion.

On pourra ainsi affiner le guidage des pièces en mouvement et donc l’équilibre des forces.

Dans le même but, et quelle que soit la version retenue, on pourra par ailleurs trouver intérêt à ce que certains au moins des pions (a priori lesdits deux pions successifs) soient montés dans les passages qui les reçoivent avec aussi un jeu circonférentiel.

Guidage et équilibre se conjugueront.

Compte tenu des applications privilégiées visées, il est prévu qu’en 5 particulier :

le premier matériau de ladite patte annulaire de turbine soit un métal ou un alliage métallique, et que le second matériau de l’élément annulaire sectorisé contienne un composite à matrice céramique.

En effet, la différence de coefficients de dilatation thermique entre ces deux matériaux peut être critique dans certaines conditions de températures et/ou de pressions.

Outre l’ensemble ci-avant est aussi concernée une turbomachine à gaz pour aéronef comprenant cet ensemble, avec tout ou partie des caractéristiques ci-avant mentionnées.

L’invention sera si nécessaire encore mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention pourront apparaître à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 schématise, en coupe partielle axiale (axe X), une partie de turbomachine aéronautique à monter sur un aéronef, la figure 2 schématise, en perspective et même plan de coupe II que celui de la figure 3, la réalisation montrée figure 3, la figure 3 montre en coupe locale selon le même plan de coupe que la figure 1, une réalisation conforme à l’invention en zone III de la figure 1 avec, comme sur toutes les figures 2-7, une patte annulaire (26 ou 26’ ciaprès) dont seule la partie radialement intérieure est représentée, la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, avec trois agrandissements locaux, les figures 5-7 montrent une variante de réalisation et de montage conforme à l’invention, suivant les mêmes vues que celles des figures 24, respectivement, les figures 8,9 schématisent, selon les mêmes vues que celles des figures 2 et 5, deux autres réalisations conforme à l’invention en zone X ou XI de la figure 1 avec encore une patte annulaire (260 ou 260’ ciaprès) dont seule la partie radialement intérieure est représentée, et la figure 10 montre un des moyens de rappel élastiques, ici une lame incurvée, dans deux états : trait plein, état comprimé ; pointillés, état libre.

La figure 1 schématise une partie d'une turbomachine 1 connue, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion comprenant une turbine haute-pression (HP) 10 disposée axialement (axe X) en aval (AV) d'une chambre de combustion 12, et en amont (AM) d'une turbine basse-pression (BP) 14 de la turbomachine.

La chambre de combustion 12 comprend une paroi de révolution externe 50 reliée à son extrémité aval à une extrémité radialement interne d'une paroi tronconique 58 qui comporte à son extrémité radialement externe une bride annulaire radialement externe 60 de fixation sur une bride annulaire 62 correspondante d'un carter externe 64 de la chambre. La turbine haute-pression 10 comprend dans l’exemple un seul étage de turbine comportant un distributeur 16 formé d'une rangée annulaire d'aubes fixes de redressement, et une roue à aubes 18 montée rotative en aval du distributeur

16. La turbine basse-pression 14 comprend plusieurs étages de turbine, chacun de ces étages comportant également un distributeur et une roue à aubes. Seul le distributeur 47 de l'étage basse-pression amont est visible en figure 2. Ses aubes sont celles du premier étage de distributeurs, ou DBP1. Les aubes 18 de rotor et les distributeurs 16,47 s’étendent dans la veine de gaz 12a à laquelle est raccordée en aval la chambre de combustion 12. La roue 18 de la turbine haute-pression 10 tourne, autour de l’axe longitudinal X de la turbomachine, à l'intérieur d'un ensemble sensiblement cylindrique de secteurs d'anneau 20 qui sont disposés circonférentiellement bout à bout et suspendus à un carter extérieur de turbine 22 par l'intermédiaire d'un support annulaire 24. Ce support annulaire 24 comprend à sa périphérie interne des moyens 26 d'accrochage des secteurs d'anneau 20, dénommée aussi patte annulaire 26, et comprend une paroi 28 qui s'étend vers l'amont et vers l'extérieur et qui est reliée à son extrémité radialement externe à une bride annulaire radialement externe 30 de fixation au carter externe de turbine 22. Une bride 60 est intercalée axialement entre la bride 30 et une bride 62 du carter de turbine 22 et est serrée axialement entre ces brides par des moyens appropriés du type vis-écrou 7.

En périphérie externe, les moyens 26 d'accrochage comprennent des (premières) parois annulaires radiales 31,33, respectivement amont et aval, qui définissent des rebords (ici orientés vers l'aval), lesquels coopèrent avec (sont suspendus à) des crochets circonférentiels 310,330 prévus en périphérie interne d’une partie de la paroi 28 du support annulaire 24.

La patte annulaire 26 comprend en outre, en périphérie interne, deux autres (ou secondes) parois annulaires radiales 34,36, respectivement amont et aval, qui définissent des rebords (ici orientés vers l'aval), lesquels coopèrent avec des crochets circonférentiels 340,360 prévus aux extrémités amont et aval des secteurs d'anneau 20. Un organe annulaire de verrouillage 46 à section en C est engagé axialement depuis l'aval sur le rebord cylindrique aval 36 et sur les crochets aval 360 des secteurs d'anneau pour assurer le verrouillage de l'ensemble.

Plus en amont, la paroi 28 du support annulaire 24 définit avec la paroi tronconique 58 de la chambre une enceinte annulaire 80 qui est alimentée en air (flèche F) de ventilation et de refroidissement par des orifices 82 formés dans la paroi tronconique 58.

La plateforme externe 66 sectorisée du distributeur 16 comprend à chacune de ses extrémités amont et aval une rainure annulaire 74 débouchant radialement vers l'extérieur. Des garnitures annulaires d'étanchéité 76 sont logées dans ces rainures 74 et coopèrent avec des nervures cylindriques 78 formées sur la paroi tronconique 58 et sur une paroi radiale amont des moyens 26 d'accrochage, respectivement, pour empêcher le passage de gaz depuis la veine 12/12a de la turbine, radialement, vers l'extérieur des secteurs de plateforme extérieure 66, et inversement, le passage d'air depuis l'enceinte 80 radialement vers l'intérieur, dans la veine de la turbine.

En outre, afin d'accroître le rendement de la turbine, il est nécessaire de réduire autant que possible le jeu radial entre le sommet des aubes mobiles 18 et l'anneau 20. Un dispositif 39 de contrôle de jeu supplémentaire est donc prévu, qui comprend un boîtier circulaire de pilotage 40 entourant l'anneau fixe 20, et plus précisément le support annulaire 24.

Selon les régimes de fonctionnement de la turbomachine, le boîtier de pilotage 40 est destiné à refroidir ou à réchauffer les ailettes amont 240 et aval 242 du support annulaire 24 par décharge (ou impact) d'air sur celles-ci. Sous l'effet de cette décharge d'air, le support annulaire 24 se rétracte ou se dilate, ce qui diminue ou augmente le diamètre des segments d'anneau fixe 20 de la turbine afin d'ajuster le jeu en sommet d'aubes 18. Le boîtier de pilotage 40 supporte des rampes annulaires de circulation d'air 41, 42 et 43 qui entourent la partie précitée de paroi 28 du support annulaire 24. Le boîtier de pilotage 40 comporte également un tube collecteur d'air qui entoure les rampes 41, 42 et 43 et les alimente en air par l'intermédiaire de conduites 44.

Le distributeur DBP1 47 est, par sa plateforme extérieure 48 sectorisée, monté sur le support annulaire 24, en aval de ladite partie de paroi 28. Pour cela, la plateforme extérieure 48 se prolonge radialement en périphérie externe par des pattes pourvues de parois annulaires (à composantes) radiales 49,51, respectivement amont et aval, qui présentent des rebords 49,51 (ici orientés vers l'amont), lesquels coopèrent avec (sont suspendus à) des crochets circonférentiels 370,380 du support annulaire 24.

Avec notamment ces solutions de montage, demeure toutefois encore une nécessité à minimiser les jeux radiaux entre la patte annulaire (ci-après repérée 26,26’,260 ou 260’) de la turbine en cause et l’élément annulaire sectorisé concerné (ici les secteurs d'anneau 20 ou 20’ ci-après, ou l’une au moins des plateformes extérieures 48,66), ceci pour la sécurité et afin d’améliorer le rendement de la turbomachine, et ce d’autant plus si le matériau de la patte annulaire est un métal ou un alliage métallique et le second matériau de l’élément annulaire sectorisé contient un composite à matrice céramique (CMC).

Les figures 2 à 7 montrent ainsi des manières, différentes de ce qui précède, de monter les secteurs d'anneau 20 ou 20’ avec le support annulaire 24, via la patte annulaire 26 ou 26’ et des moyens 125,125’ de positionnement radial.

En liaison avec les figures 2 à 4, une première solution prévoit de fixer, en particulier suspendre, les secteurs d'anneau 20 à la patte annulaire 26 par l’intermédiaire de pions 100 fixés avec ladite patte annulaire. Des passages 110 qui traversent axialement les secteurs d'anneau 20 permettent d’y monter les pions 100 (un pion par passage 110). Les pions 100 y sont montés avec au moins un jeu radial J1,J2. En regard, des passages 120 coaxiaux ajustés au diamètre(s) des pions les reçoivent dans la patte annulaire 26; voir figures 2,3.

Pour cela, la patte annulaire 26 présente des branches radiales 113,115, respectivement amont et aval, reliées en partie radialement extérieure par une branche sensiblement axiale 114 et chaque secteur d'anneau 20 présente des branches radiales 117,119, respectivement amont et aval, reliées en partie radialement intérieure par une branche transversale qui peut être sensiblement axiale, 114. La branche transversale 114 peut servir de support à des blocs d’abradable (non représentés) prévus pour coopérer avec des léchettes (non représentés) pouvant être prévues en extrémité extérieure des aubes mobiles 18.

Des moyens 130 de rappel élastiques disposés radialement entre la patte annulaire 26 et (individuellement) les secteurs d'anneau 20 permettent de solliciter radialement, dans le sens des flèches F1 et de façon souple, un appui entre une portion de circonférence extérieure 100 d’au moins un pion 100 (par secteur d'anneau) et une portion de circonférence extérieure 110a du passage 110 dans lequel le pion considéré est monté.

A ce sujet, il est ici prévu que les moyens 13 de rappel élastiques sont adaptés et montés, comme illustré, pour solliciter radialement en permanence, à différentes températures comprises entre -30°C et 600°C, l’appui entre la portion 100a de circonférence extérieure d’au moins un dit pion et la portion de circonférence extérieure 110a du passage 110 correspondant dans lequel ce pion est donc monté avec un jeu radial.

Pour les raisons déjà exposées, les moyens 130 de rappel élastiques comprendront favorablement des lames incurvées 131.

La figure 10 montre un des moyens de rappel élastiques, ici une des lames incurvées, dans deux états : trait plein comprimé (références 13O’a,131’a, état normal, valable à chaud ou à froid) et état libre, non contraint, avant montage (références 130’b, 131 ’b).

A noter d’ailleurs que, dans les deux modes de réalisation des figures respectivement 2 à 4 et 5 à 7, il s’agira de préférence, pour associer raideur adaptée et bonne répartitions des appuis, de lames chacune à triple incurvation : deux latérales orientées radialement dans un même sens, (respectivement 133a, 133b et 133a’, 133b’) et une radialement inverse (respectivement 135 et 135’) située entre les deux précédentes, ceci suivant la circonférence C des secteurs d'anneau 20 et de la patte annulaire 26.

Circonférentiellement, dans le mode de réalisation des figures 2 à 4, les moyens 130 de rappel élastiques sont individuellement montés entre deux pions 100 circonférentiellement successifs. Chaque secteur d’anneau est alors contraint par un seul moyen 130, de façon individuelle, ce qui garantit la bonne répartition des charges sur chaque anneau. On empêche la création de jeux parasites issus d’une adaptation dudit moyen de rappel dans le cas où il appuierait sur plusieurs secteurs.

Ainsi, il va être possible que, toujours circonférentiellement (direction C), un dit moyen 130 de rappel élastique soit en contact avec le secteur d'anneau 20 considéré et sollicite alors l’appui circonférentiel précité entre les dits deux pions 100 successifs (voir zone 17 en figure 4, pour le moyen 130 de rappel élastique de gauche), tandis qu’avec la patte annulaire 26, ce même moyen 130 sera en contact sensiblement au droit desdits deux pions

100 circonférentiellement successifs ; voir zones latérales 19a, 19b, figure 4.

Circonférentiellement, chaque lame 131 peut être calée à ses extrémités opposées via des plots axiaux 15a, 15b fixés dans la patte 26, à l’endroit des zones latérales 19a, 19b.

II pourra aussi être intéressant que, comme dans le mode de réalisation des figures 2 à 4, chaque moyen 130 de rappel élastique sollicite cet appui (circonférentiellement intermédiaire entre les deux 100 pions successifs) par appui radial contre une surface extérieure 20a du secteur d'anneau 20 considéré.

Favorablement, les plots 15a, 15b assureront dans un premier temps le calage circonférentiel de chaque moyen 130, leur apport pour faciliter le montage et la maintenance étant obtenu par leur positionnement faisant en sorte qu’ils retiennent chaque moyen 130 sur toute la circonférence.

On notera en outre le caractère de préférence circonférentiellement centré de chaque appui radial 17 vis-à-vis tant du secteur d'anneau 20 que de la lame 131, ceci favorisant encore un bon équilibre des contraintes, et de façon aisée à mettre en oeuvre. Une rainure 21 formée dans la surface extérieure 20a pourra même permettre d’alléger l’élément annulaire sectorisé et de caler angulairement le moyen 130 de rappel élastique concerné.

Dans ce premier mode de réalisation, pour l’équilibrage déjà évoqué des efforts appliqués, il peut être prévu que, comme illustré, certains au moins des pions 100 soient montés dans les passages 110 qui les reçoivent avec aussi un jeu circonférentiel, J3, J4 ; voir figure 4.

Le second mode de réalisation avec moyens de rappel élastique est illustré figures 5 à 7.

Comme on le voit, les mêmes moyens ou les moyens assurant les mêmes fonctions que ceux du premier mode de réalisation des figures 2 à 4 ont été repérés identiquement à la marque ‘ (prime) près.

Ainsi, dans ce second mode de réalisation, circonférentiellement, un dit moyen 130’ de rappel élastique est en contact avec le secteur d'anneau 20’. En outre, circonférentiellement, le moyen 130’ sollicite alors l’appui entre la portion 100a’ de circonférence extérieure d’au moins un pion 100’ et une portion 110a’ en regard de circonférence extérieure du passage 110’ dans lequel ce pion est monté ; et ceci s’opère sensiblement au droit de deux dits pions 100’ circonférentiellement éloignés l’un de l’autre, tandis que ce moyen 130’ de rappel élastique est par ailleurs en contact avec la patte annulaire 26’ entre ces deux dits pions circonférentiellement 100’ éloignés l’un de l’autre.

Dans ce cas, il est par ailleurs conseillé qu’alors un troisième dit pion 140’ soit circonférentiellement interposé entre lesdits deux pions 100’ circonférentiellement éloignés l’un de l’autre, la zone longitudinalement centrale 135’, incurvée à contre-sens des deux incurvations latérales 133a’, 133b’ de contact du moyen de rappel élastique 130’ avec la patte annulaire 26’ étant alors située sensiblement au droit de ce troisième pion 140’ (donc sur la même radiale).

Dans cette version, circonférentiellement (direction C’), un dit moyen 130’ de rappel élastique est en contact avec la patte annulaire 26’ et sollicite l’appui circonférentiel précité entre les dits deux pions 100’ successifs (voir zone 170 en figure 7, pour le moyen 130’ de rappel élastique de gauche), tandis qu’avec le secteur d'anneau 20’ considéré, ce même moyen 130’ sera en contact sensiblement au droit desdits deux pions 100’ circonférentiellement successifs, donc sur une même radiale ; voir zones latérales 190a, 19b en figure 7.

Et encore comme précédemment, chaque lame 131’ peut, circonférentiellement, être calée à ses extrémités opposées via des plots axiaux 15a’, 15b’ fixés dans l’entretoise, ici celle 26’, à l’endroit des zones latérales 190a, 190b.

Pour faciliter aussi le montage et la maintenance, il pourra en outre être intéressant, comme dans le mode de réalisation des figures 2 à 4, que chaque moyen 130’ de rappel élastique sollicite ledit appui circonférentiellement intermédiaire entre les deux 100’ pions successifs par appui radial contre la surface intérieure 261’ de la patte annulaire 26’, les appuis latéraux s’opérant contre la surface extérieure 20a’ du secteur d'anneau 20’ considéré.

Dans les versions des figures 8 et 9, on retrouve les alternatives des figures 2 et 5, respectivement, avec dans le cas de ces figures 8 et 9, les secteurs d'anneau 20,20’ des figures 2 et 5 qui sont remplacés par les plateformes extérieures 48,48’ ou 66,66’ sectorisées d’aubes de distributeur de turbine, lesquelles plateformes extérieures sont donc en un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique différent de celui du matériau de la patte annulaire, respectivement 260,260’, qui l’entoure et à laquelle ces plateformes extérieures 48 ou 66 sont fixées par les pions, 100”,100”’, respectivement, avec une capacité de mouvement relatif radial, comme précédemment.

De nouveau, les mêmes moyens ou les moyens assurant les mêmes fonctions que ceux du premier mode de réalisation des figures 2 à 4 ont été repérés identiquement, à la marque ', ou près.

Chaque patte annulaire 260,260’ des moyens 125”, 125”’ de positionnement radial va ainsi permettre de positionner radialement par rapport à elle, la partie extérieure des secteurs de plateforme extérieure 66,48 ou 66’,48’ d’aubes de distributeur : les moyens de rappel élastiques 130”, 130”’, disposés radialement entre la patte annulaire et ladite plateforme extérieure, en tant qu’élément annulaire sectorisé, vont solliciter l’appui radial entre une portion de circonférence extérieure d’au moins un desdits pions 100”, 100”’ et la portion de circonférence extérieure du passage dans lequel le pion considéré est monté. A ce sujet, les vues des figures 3,4 d’une part et

6,7 d’autre part sont applicables en tant que compléments aux des figures 8 et 9, respectivement.

Dans la version appliquée à une plateforme extérieure 66 sectorisée d’aubes de distributeur de turbine HP 10, la patte annulaire 260 ou 260’ peut venir s’insérer entre les nervures cylindriques 78 amont et aval que l’on voit figure 1.

Les passages 110”, 110’” qui traversent axialement les branches radiales 117”,119” ou 117’”,119’”, respectivement amont et aval, des secteurs de plateformes extérieures 66,48 ou 66’,48’ des aubes de distributeur permettent d’y monter les pions 100” ou 100’” (un pion par passage) avec au moins le jeu radial déjà évoqué. En regard, les passages

120”, 120’” coaxiaux, prévus dans les branches radiales amont et aval

113”, 115” ou 113’”, 115’”, respectivement, de la patte annulaire 260 ou 260’, reçoivent les pions de façon ajustée; voir figures 8,9.

La branche transversale qui est présente en partie radialement intérieure des branches radiales 117”,119” ou 117’”,119”’peut servir de (partie de) plateforme extérieure pour les aubes de distributeur concernées. Les secteurs de plateforme extérieure 48 de la figure 1 avec leurs parois annulaires (à composantes) radiales 49,51 pourraient ainsi être remplacés par lesdites branches radiales 117”,119” ou 117’”,119’”, et les crochets 370,380 du support annulaire 24 de cette figure 1 l’être par les branches radiales 113”,115” ou 113’”,115’” des pattes annulaires 260,260’, respectivement, lesquelles pattes annulaires pourraient elles-mêmes être alors une partie du support annulaire 24.

Claims

REVENDICATIONS

1. Ensemble comprenant :

un carter extérieur (22) annulaire de turbine d’une turbomachine à gaz pour aéronef, un élément annulaire sectorisé en un premier matériau, comprenant l’un parmi :

- des secteurs d'anneau (20,20’) qui sont disposés bout à bout circonférentiellement et sont suspendus au carter extérieur,

- des secteurs de plateforme extérieure (48,66,48’,66’) d’aubes d’un distributeur de ladite turbine, des moyens (125,125’, 125”, 125”’) de positionnement radial comprenant au moins une patte annulaire (26,26’,260,260’) en un second matériau ayant un coefficient de dilatation thermique différent de celui du premier matériau, pour :

- fixer les secteurs d'anneau (20) avec le carter extérieur (22), par l'intermédiaire d’un support annulaire (24), ou

- positionner radialement par rapport à ladite patte annulaire les secteurs de plateforme extérieure (48,66) d’aubes de distributeur, caractérisé en ce que les moyens (125,125’) de positionnement radial comprennent en outre:

des pions (100,100’, 100”, 100”’) fixés avec ladite au moins une patte annulaire (26,26(260,260’), des passages (120,120’, 120”, 120”’) dans l’élément annulaire sectorisé, dans lesquels les pions sont montés avec au moins un jeu radial, et des moyens de rappel élastiques (130,130’, 130”, 130”’) disposés radialement entre ladite au moins une patte annulaire (26,26’,260,260’) et l’élément annulaire sectorisé, pour solliciter un appui entre une portion de circonférence extérieure d’au moins un dit pion et une portion de circonférence extérieure du passage dans lequel ledit pion est monté.
2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel les moyens de rappel élastiques (130,130’, 130”, 130”’) sont conçus et montés pour solliciter radialement en permanence, à différentes températures comprises entre 30°C et 600°C, l’appui entre la portion de circonférence extérieure d’au moins un dit pion et la portion de circonférence extérieure du passage dans lequel ledit pion est monté.
3. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de rappel élastiques (130,130’, 130”, 130’”) comprennent des lames incurvées.
4. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, circonférentiellement, les moyens de rappel élastiques(130,130’,130”,130’”) sont individuellement montés entre deux pions circonférentiellement successifs (100,100’, 100”, 100’”).
5. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel, circonférentiellement, un dit moyen de rappel élastique (130,130’, 130”, 130’”) est en contact avec l’élément annulaire sectorisé et sollicite ledit appui circonférentiellement entre dits deux pions successifs, tandis qu’il est en contact avec la patte annulaire (26,26’,260,260’) sensiblement au droit desdits deux pions circonférentiellement successifs.
6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens de rappel élastique (130,130’, 130”, 130’”) sollicitent l’appui circonférentiellement entre lesdits deux pions successifs (100,100’, 100”, 100’”) par appui contre une surface extérieure de l’élément annulaire sectorisé, radialement.
7. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel certains au moins des pions (100,100’, 100”, 100’”) sont montés dans les passages qui les reçoivent avec aussi un jeu circonférentiel.
8. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel, circonférentiellement, un dit moyen de rappel élastique (130,130’, 130”, 130’”) est en contact avec l’élément annulaire sectorisé et sollicite, circonférentiellement, ledit appui sensiblement au droit de deux dits pions circonférentiellement éloignés l’un de l’autre, tandis que le moyen de rappel élastique est en contact avec la patte annulaire (26,26’,260,260’) entre lesdits deux pions circonférentiellement éloignés l’un de l’autre.

5
9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel un troisième dit pion est circonférentiellement interposé entre lesdits deux pions circonférentiellement éloignés l’un de l’autre, le contact du moyen de rappel élastique avec la patte annulaire (26,26’,260,260’) étant situé sensiblement au droit du troisième dit pion.
10 10. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier matériau de la patte annulaire (26,26’,260,260’) de turbine est un métal ou un alliage métallique et le second matériau de l’élément annulaire sectorisé contient un composite à matrice céramique.
15 11. Turbomachine à gaz pour aéronef comprenant l’ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes.