FR3074215A1

FR3074215A1 - Accouplement de deux brides

Info

Publication number: FR3074215A1
Application number: FR1761370A
Authority: FR
Inventors: Arnaud Cyril LONGUET; Anthony Vassal
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-05-31
Anticipated expiration: 2037-11-29
Also published as: FR3074215B1

Abstract

L'invention concerne un assemblage (10) de deux brides (12, 14) de révolution d'une turbomachine, les deux brides (12, 14) étant coaxiales à un axe principal (A) et assemblées bout à bout, une première bride (12) comportant une extrémité axiale (12A) aval qui est assemblée à une extrémité axiale amont (14A) en vis-à-vis d'une deuxième bride (14), l'assemblage (10) comportant au moins un ensemble de liaison (20) des extrémités (12A, 14A) des brides (12, 14) l'une à l'autre, caractérisé en ce ledit au moins un ensemble de liaison (20) comporte un empilement axial d'une pluralité d'attaches (22) radiales qui sont parallèles les unes aux autres et à un plan radial par rapport à l'axe principal A, dont au moins une attache (22) est portée par l'extrémité (12A, 14A) d'une bride (12, 14) et est située axialement entre deux attaches (22) du qui sont portées par l'extrémité (12A, 14A) de l'autre bride (12, 14).

Description

ACCOUPLEMENT DE DEUX BRIDES

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention concerne un accouplement bout à bout de deux brides de révolution permettant de transmettre un couple élevé tout en étant d'encombrement réduit.

L'invention concerne plus particulièrement un accouplement de deux brides destiné à être utilisé dans une turbomachine d'aéronef.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

Dans une turbomachine, les disques de rotor (de turbine par exemple) sont reliés entre eux par des brides annulaires à leur périphérie radialement interne, ces brides étant en appui les unes sur les autres et fixées ensemble par boulonnage.

Le document FR-2.938.292 décrit un exemple d'accouplement de deux brides annulaires par serrage axial de leurs faces d'appui.

L'évolution de la structure d'une turbomachine résulte en une augmentation de la charge sur les brides, il est par conséquent nécessaire d'optimiser les moyens d'accouplement des deux brides.

Pour que l'accouplement des deux brides puisse transmettre un couple plus important, il a été proposé d'augmenter la surface de contact entre les deux brides et/ou d'augmenter l'effort de serrage des brides, qui est réalisé par boulonnage.

Une augmentation de la surface de contact entre les brides aurait pour conséquence d'augmenter le volume de chaque bride.

De même, augmenter les efforts de serrage des brides impliquerait une augmentation de certaines contraintes dans les brides et il serait alors nécessaire d'augmenter au moins localement le volume des brides pour pouvoir supporter ces contraintes.

L'invention a pour but de proposer un ensemble de deux brides accouplées bout à bout pour lequel la surface de contact entre les deux brides est augmentée par rapport à une conception selon l'état de la technique et pour lequel le volume n'est pas augmenté.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

L'invention propose un assemblage de deux brides de révolution d'une turbomachine, les deux brides étant coaxiales à un axe principal et assemblées bout à bout, une première bride comportant une extrémité axiale aval qui est assemblée à une extrémité axiale amont en vis-à-vis d'une deuxième bride, l'assemblage comportant au moins un ensemble de liaison des extrémités des brides l'une à l'autre, caractérisé en ce que ledit au moins un ensemble de liaison comporte un empilement axial d'une pluralité d'attaches radiales qui sont parallèles les unes aux autres et à un plan radial par rapport à l'axe principal A, dont au moins une attache est portée par l'extrémité d'une bride et est située axialement entre deux attaches qui sont portées par l'extrémité de l'autre bride.

L'empilement axial d'une pluralité d'attaches radiales permet de multiplier les faces de contact permettant de transmettre plus de couple pour un même ensemble de liaison.

Les attaches d'un même empilement sont serrées axialement, ce qui permet de transmettre le couple en solidarisant les deux ensembles de brides.

De préférence, ledit au moins un ensemble de liaison comporte des moyens réalisant un serrage axial des attaches radiales les unes contre les autres.

De préférence, ladite au moins une attache qui est portée par l'extrémité de la première bride s'étend radialement vers l'extérieur depuis une face annulaire externe de ladite extrémité de la première bride.

De préférence, l'extrémité axiale de la deuxième bride comporte au moins une attache qui est décalée axialement en direction de la première bride par rapport à une face d'extrémité axiale de l'extrémité axiale de la deuxième bride.

De préférence, l'extrémité axiale de la deuxième bride comporte une plaque de liaison de ladite au moins une attache avec l'extrémité axiale de la deuxième bride.

De préférence, la plaque de liaison est reliée à chaque extrémité radiale externe de ladite au moins une attache qui est portée par l'extrémité axiale de la deuxième bride.

De préférence, l'une et/ou l'autre de l'extrémité axiale, de la première bride ou de la deuxième bride porte plusieurs attaches lignées axialement et deux attaches adjacentes portées par une bride délimitent un logement dans lequel une attache portée par l'extrémité axiale, de l'autre bride est reçue.

De préférence, le logement délimité par deux attaches qui sont portées par la première bride est ouvert radialement vers l'extérieur et latéralement vers au moins un côté et le logement délimité par deux attaches qui sont portées par la deuxième bride est ouvert radialement vers l'intérieur et latéralement du côté opposé.

De préférence, les moyens réalisant le serrage axial comportent au moins un boulon dont la tige traverse toutes les attaches de l'ensemble de liaison.

De préférence, l'assemblage comporte une pluralité d'ensembles de liaison répartis autour de l'axe principal A.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :

la figure 1 est une représentation schématique en coupe axiale d'un ensemble de deux brides destinées à être accouplée selon l'invention ;

la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 montrant les deux brides accouplées l'une à l'autre ;

la figure 3 est un détail à plus grande échelle d'un ensemble de liaison ;

la figure 4 est une vue en bout de l'extrémité axiale de la première bride, illustrant la répartition des ensembles de liaison ;

les figures 5A à 5D sont des vues en perspective de l'ensemble de brides représenté à la figure 1, montrant les phases d'assemblage des brides selon l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

On a représenté sur les figures un assemblage 10 comprenant deux brides 12, 14, qui forment des composants d'une turbomachine, par exemple une turbomachine d'aéronef.

Dans la description qui va suivre, on considérera que la première bride 12 est située à un côté amont de l'assemblage 10 et la deuxième bride 14 est située à un côté aval de l'assemblage 10. Il sera compris que cette orientation n'est pas limitative et a uniquement pour but de faciliter la compréhension de l'invention.

Les brides 12, 14 sont des éléments de révolution coaxiales à un axe principal A de l'assemblage 10 et sont assemblées bout à bout, c'est-à-dire qu'une extrémité aval 12A d'une première bride 12 est reliée à une extrémité amont 14A en visà-vis de la deuxième bride 14.

L'extrémité aval 12A de la première bride 12 comporte une face d'extrémité aval 16 qui s'étend dans un plan radial par rapport à l'axe principal A et qui est située axialement en vis-à-vis de l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14. L'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14 comporte une face d'extrémité amont 18 qui s'étend dans un plan radial par rapport à l'axe principal A et qui est située axialement en vis-à-vis de la face d'extrémité aval 16 de l'extrémité aval 12A de la première bride 12.

Lorsque les deux brides 12, 14 sont assemblées l'une avec l'autre, leurs faces d'extrémité 16,18 en vis-à-vis sont mises en contact axialement l'une contre l'autre.

L'assemblage 10 comporte aussi des moyens de liaison et de solidarisation des brides 12,14 l'une à l'autre.

Ici, ces moyens de liaison consistent en une pluralité d'ensembles de liaison 20, dont chaque ensemble de liaison 20 sera décrit par la suite.

Comme on peut le voir aux figures 4, 5A et suivantes, les ensembles de liaison 20 sont répartis autour de l'axe principal A. de préférence, les ensembles de liaison 20 sont répartis angulairement de manière régulière, c'est-à-dire selon un pas angulaire constant.

Le nombre d'ensembles de liaison 20 est au moins égal à deux. Ici, l'assemblage 10 comporte six ensembles de liaison 20.

Selon un mode de réalisation préféré, tous les ensembles de liaison 20 sont identiques, ce qui permet d'équilibrer dynamiquement l'assemblage 10 en rotation autour de l'axe principal A.

Dans la description qui va suivre on décrira un ensemble de liaison. Il sera compris que la description de chacun des autres ensembles de liaison 20 se déduira par similitude.

Comme on peut le voir aux figures, chaque ensemble de liaison 20 comporte une pluralité d'attaches 22 radiales qui sont parallèles les unes aux autres et qui sont disposées en formant un empilement axial d'attaches 22.

Les attaches 22 sont alternativement portées par l'extrémité 12A de la première bride 12 et par l'extrémité 14A de la deuxième bride 14.

Ainsi, mises à part les attaches 22 situées aux extrémités de l'empilement axial, chaque attache 22 qui est portée par l'extrémité aval 12A de la première bride 12 est située entre deux attaches 22 qui sont portées par l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14 et inversement, chaque attache 22 qui est portée par l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14 est située entre deux attaches 22 qui sont portées par l'extrémité aval 12A de la première bride 12.

Chaque attache 22 consiste en une lame plane qui s'étend dans un plan radial, c'est-à-dire dans un plan perpendiculaire à l'axe principal A. Chaque attache 22 comporte ainsi deux faces 24 d'extrémité axiale qui sont opposées et qui sont situées axialement en vis-à-vis d'une face 24 d'extrémité axiale des deux attaches 22 qui sont situées de part et d'autre de ladite attache 22.

Ici, selon le mode de réalisation représenté sur les figures, les attaches font saillie radialement vers l'extérieur par rapport à une face annulaire externe 26 de chacune des extrémités 12A, 14A des brides 12, 14. Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et que les attaches peuvent aussi faire saillie radialement vers l'intérieur par rapport à une face annulaire interne de chacune des extrémités 12A, 14A des brides 12,14.

Comme on peut le voir à la figure 1, les attaches 22 qui sont portées par l'extrémité aval 12A de la première bride 12 s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport à la face annulaire externe 26 de l'extrémité aval 12A.

Aussi, les attaches 22 qui sont portées par l'extrémité aval 12A de la première bride 12 forment un alignement axial s'étendant vers l'amont à partir de la face d'extrémité aval 16 de la première bride 12. L'attache 22 qui est située la plus en aval de cet alignement comporte une face aval 24 qui affleure avec la face d'extrémité aval 16 de l'extrémité aval 12A de la première bride 12.

Deux attaches 22 adjacentes qui sont portées par l'extrémité aval 12A de la première bride 12 sont distantes l'une de l'autre et l'espace entre deux attaches 22 est sensiblement égal à l'épaisseur d'une attache 22.

Les attaches 22 qui sont portées par l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14 font saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la face annulaire externe 26 de l'extrémité amont 14A.

Les attaches 22 qui sont portées par l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14 forment un alignement axial s'étendant vers l'amont à partir de la face d'extrémité amont 18 de la deuxième bride 14. L'attache 22 qui est située la plus en aval de cet alignement comporte une face amont 24 qui affleure avec la face d'extrémité amont 18 de l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14.

Ici aussi, deux attaches 22 adjacentes qui sont portées par l'extrémité aval 14A de la deuxième bride 14 sont distantes l'une de l'autre et l'espace entre deux attaches 22 est sensiblement égal à l'épaisseur d'une attache 22.

Les attaches 22 qui sont portées par l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14 sont reliées entre elles par une plaque axiale 28. Cette plaque axiale 28 s'étend sur toute la longueur de l'alignement formé par ces attaches et elle est reliée à un même bord des attaches 22.

Selon le mode de réalisation représenté aux figures, la plaque axiale 28 est reliée au bord d'extrémité radiale externe de chaque attache 22, c'est-à-dire qu'elle recouvre radialement toutes les attaches, ou que les attaches 22 s'étendent radialement vers l'intérieur à partir d'une face radialement interne de la plaque axiale 28.

La plaque axiale 28 est par conséquent parallèle à l'axe principal A.

Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation, et que la plaque axiale 28 peut être orientée globalement radialement par rapport à l'axe principal A, c'est-à-dire qu'elle s'étend sensiblement radialement, ici vers l'extérieur, à partir de l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14. La plaque axiale 28 est alors reliée à un bord latéral de chaque attache 22.

L'ensemble de liaison 20 comporte aussi des moyens de serrage axial des attaches 22 les unes contre les autres.

Ici, ces moyens de serrage consistent en des boulons 30 dont la tige 32 traverse les attaches 22 et dont la tête 34 et l'écrou 36 sont en appui axialement contre la face 24 axialement externe de chacune des deux attaches 22 situées aux extrémités axiales de l'empilement d'attaches.

Comme on peut le voir à titre d'exemple non limitatif à la figure 4, l'ensemble de liaison 20 comporte quatre boulons, chaque attache 22 comporte à cet effet quatre trous 38 de passage de la tige 32 du boulon.

Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et que l'ensemble de liaison 20 peut comporter un nombre différent de boulons 30, c'està-dire au moins un boulon 30.

L'effort de serrage produit par le boulon 30 permet de presser l'une contre l'autre les faces 24 des attaches 22 qui sont en vis-à-vis. Les frottements entre ces faces en vis-à-vis permettent à l'ensemble de liaison 20 de transmettre un couple entre les deux brides 12,14.

On comprend ainsi qu'en augmentant le nombre d'attaches 22 dans chaque ensemble de liaison 20, on augmente la surface de contact totale et ainsi le couple qui peut être transmis.

Aussi, en augmentant le nombre d'ensembles de liaison 20, on augmente proportionnellement la surface de contact totale.

L'assemblage des brides 12, 14 l'une avec l'autre s'effectue selon un mouvement poussé-tourné.

Comme on peut le voir aux figures 5A et suivantes, dans un premier mouvement correspondant à la transition de l'état représenté à la figure 5A à celui représenté à la figure 5B, les brides 12, 14 sont approchées l'une de l'autre selon une translation axiale, jusqu'à ce que la face d'extrémité aval 16 de l'extrémité aval 12A de la première bride vienne en contact axial avec la face d'extrémité amont 18 de l'extrémité amont 14A de la deuxième bride 14, comme représenté à la figure 5B.

Lors de cette translation, les brides 12, 14 sont décalées angulairement l'une par rapport à l'autre, par rapport à leur configuration finale d'assemblage, pour permettre le passage de chaque alignement d'attaches 22 de la deuxième bride 14 entre deux alignements d'attaches 22 de la première bride.

Comme on l'a dit précédemment, l'assemblage 10 comporte une plusieurs ensembles de liaison 20 qui sont répartis angulairement autour de l'axe principal A.

Pour permettre l'assemblage des deux brides 12, 14 l'une avec l'autre, L'espace angulaire entre deux ensembles de liaison 20 est supérieur à la dimension latérale des attaches 22, pour qu'un alignement d'attaches 22 portées par une bride 12, 14 puisse être introduit entre deux alignements d'attaches 22 portées par l'autre bride 12, 14.

A partir de cet état, chaque attache 22 qui est portée par une bride 12, 14 est décalée axialement par rapport aux attaches 22 qui sont portées par l'autre bride 12, 14, c'est-à-dire au niveau de l'espace entre deux attaches 22 de ladite autre bride 12, 14.

Ensuite, selon un deuxième mouvement représenté à la figure 5C, les brides 12, 14 sont pivotées l'une par rapport à l'autre autour de l'axe principal A pour introduire chaque attache 22 qui est portée par une bride 12,14 dans l'espace entre deux attaches 22 de l'autre bride 12,14.

A l'issue de ce pivotement relatif des brides, comme représenté à la figure 5D, toutes les attaches d'un ensemble de liaison 20 sont alignées axialement, leurs trous 38 sont dans le prolongement les uns des autres.

Pour que chaque attache 22 puisse être introduite entre deux attaches 22 qui sont portées par une autre bride, le logement 40 correspondant à l'espace entredeux attaches adjacentes qui sont portées par la première bride 12 est ouvert radialement vers l'extérieur et il est aussi ouvert latéralement, c'est-à-dire tangentiellement à l'axe principal A, sur toute la longueur radiale du logement.

De préférence, ce logement est ouvert latéralement des deux côtés. Selon un autre mode de réalisation, le logement il est ouvert latéralement d'un seul côté. Dans ce cas, tous les logements délimités par les attaches 22 portées par la première bride 12 et de tous les ensembles de liaison 20 sont ouverts du même côté.

Aussi, le logement 40 délimité par deux attaches adjacentes qui sont portées par la deuxième bride 14 est ouvert radialement vers l'intérieur et il est aussi ouvert latéralement, c'est-à-dire tangentiellement à l'axe principal A, sur toute la longueur radiale du logement.

De préférence, ce logement est ouvert latéralement des deux côtés. Selon un autre mode de réalisation, le logement est ouvert latéralement d'un seul côté. Dans ce cas, tous les logements délimités par les attaches 22 qui sont portées par la deuxième bride 14 et de tous les ensembles de liaison 20 sont ouverts du même côté, ce côté fait en outre face à un côté ouvert du logement délimité par deux attaches 22 portées par la première bride 12.

Ensuite, les boulons 30 sont mis en place pour à la fois empêcher tout pivotement ultérieur des brides 12, 14 l'une par rapport à l'autre et pour réaliser le serrage des attaches 22.

Selon une variante de réalisation, l'assemblage comporte des moyens de butée rotationnelle réalisant un positionnement angulaire des brides 12, 14 l'une par rapport à l'autre à l'issue du pivotement, afin notamment de faciliter l'insertion de la tige 32 de chaque boulon 30 dans les trous 38 des attaches 22.

Un exemple de réalisation de ces moyens de butée consiste en ce que le logement délimité par deux attaches 22 n'est pas ouvert latéralement sur toute la longueur radiale du logement. Une portion de matière obture ainsi latéralement une partie du logement. Il en résulte que l'attache 22 qui est insérée entre les deux attaches 5 22 délimitant ce logement vient en butée contre la portion de matière.

Selon une variante de réalisation, les moyens de butée sont formés par la plaque axiale 28 qui relie toutes les attaches 22 de la deuxième bride 14 et qui est reliée à un bord latéral de chaque attache 22.

Claims

REVENDICATIONS

1. Assemblage (10) de deux brides (12, 14) de révolution d'une turbomachine, les deux brides (12, 14) étant coaxiales à un axe principal (A) et assemblées bout à bout, une première bride (12) comportant une extrémité axiale (12A) aval qui est assemblée à une extrémité axiale amont (14A) en vis-à-vis d'une deuxième bride (14), l'assemblage (10) comportant au moins un ensemble de liaison (20) des extrémités (12A, 14A) des brides (12,14) l'une à l'autre, caractérisé en ce ledit au moins un ensemble de liaison (20) comporte un empilement axial d'une pluralité d'attaches (22) radiales qui sont parallèles les unes aux autres et à un plan radial par rapport à l'axe principal A, dont au moins une attache (22) est portée par l'extrémité (12A, 14A) d'une bride (12, 14) et est située axialement entre deux attaches (22) qui sont portées par l'extrémité (12A, 14A) de l'autre bride (12, 14).
2. Assemblage (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un ensemble de liaison (20) comporte des moyens réalisant un serrage axial des attaches (22) radiales les unes contre les autres.
3. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une attache (22) qui est portée par l'extrémité (12A) de la première bride (12) s'étend radialement vers l'extérieur depuis une face annulaire externe (26) de ladite extrémité (12A) de la première bride (12).
4. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité (14A) axiale de la deuxième bride (14) comporte au moins une attache (22) qui est décalée axialement en direction de la première bride (12) par rapport à une face d'extrémité axiale (18) de l'extrémité (14A) axiale de la deuxième bride (14).
5. Assemblage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'extrémité axiale (14A) de la deuxième bride (14) comporte une plaque (28) de liaison de ladite au moins une attache (22) avec l'extrémité axiale (14A) de la deuxième bride (14).
6. Assemblage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque (28) de liaison est reliée à chaque extrémité radiale externe de ladite au moins une attache (22) qui est portée par l'extrémité axiale (14A) de la deuxième bride (14).
7. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une et/ou l'autre de l'extrémité axiale (12A, 14A) de la première bride (12) ou de la deuxième bride (14) porte plusieurs attaches (22) alignées axialement et en ce que deux attaches (22)adjacentes portées par une bride(12, 14) délimitent un logement (40) dans lequel une attache (22) portée par l'extrémité axiale (12A, 14A) de l'autre bride (12,14) est reçue.
8. Assemblage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le logement (40) délimité par deux attaches (22) qui sont portées par la première bride (12) est ouvert radialement vers l'extérieur et latéralement vers au moins un côté et le logement (40) délimité par deux attaches (22) qui sont portées par la deuxième bride (14) est ouvert radialement vers l'intérieur et latéralement du côté opposé.
9. Assemblage (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens réalisant le serrage axial comportent au moins un boulon (30) dont la tige (32) traverse toutes les attaches (22) de l'ensemble de liaison (20).
10. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'ensembles de liaison (20) répartis autour de l'axe principal A.