FR3082228A1 - Piece de turbomachine comprenant une rondelle cooperant avec un lamage - Google Patents

Piece de turbomachine comprenant une rondelle cooperant avec un lamage Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une pièce de turbomachine, comprenant un élément (7) présentant une première surface aérodynamique (10) comportant un lamage (11) au fond duquel est prévu un orifice (12) de montage d'une vis (8) de fixation de la pièce, et une rondelle (16) conformée pour se loger dans le lamage (11) et destinée à servir d'appui à une tête de ladite vis (8), caractérisée en ce que la rondelle (16) présente une dissymétrie de révolution autour d'un axe (Y) de vissage et est engagée par complémentarité de forme dans ledit lamage (11), et en ce que la rondelle comprend une seconde surface aérodynamique (22', 35) s'étendant dans la continuité de ladite première surface (10).

Description

PIECE DE TURBOMACHINE COMPRENANT UNE RONDELLE COOPERANT AVEC UN LAMAGE
Domaine technique :
La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines. El concerne plus particulièrement les dispositifs guidant les écoulements à l’intérieur de la turbomachine.
Etat de l’art :
Notamment, il est important de lisser au maximum les parois composant les veines aérodynamiques du flux de gaz traversant les différents étages de la turbomachine, afin d’optimiser ses performances, alors que la réalisation de ces veines nécessite l’assemblage de plusieurs pièces.
Au sein de la veine secondaire, par exemple, les aubes de redresseur peuvent être fixées sur le carter de la soufflante. Une tête de l’aube comporte alors une plateforme qui, en étant plaquée contre le carter, forme la paroi de la veine en continuité avec ce dernier. Dans l’application considérée, des lamages sont réalisés dans la plateforme en tête de l’aube, puis des rondelles et des vis à tête plate maintiennent l’aube sur le carter en s’insérant dans le lamage.
Généralement, les lamages ne sont pas comblés par les vis et les rondelles. L’ensemble forme alors des aspérités pour la veine aérodynamique. Il est difficile d’obstruer l’aspérité formée par un bouchon sur l’exemple considéré, la paroi extérieure de la veine étant fortement conique. De plus, un bouchon peut présenter le risque de se détacher lors du fonctionnement de la turbomachine.
L’invention a pour but de proposer une solution simple et sûre de lisser les aspérités pouvant être créées par des fixations de type vis à l’intérieur du lamage sur des surfaces aérodynamiques.
Présentation de l’invention:
L’invention concerne une pièce de turbomachine, comprenant un élément présentant une première surface aérodynamique comportant un lamage au fond duquel est prévu un orifice de montage d’une vis de fixation de la pièce, et une rondelle conformée pour se loger dans le lamage et destinée à servir d’appui à une tête de ladite vis, caractérisée en ce que la rondelle présente une dissymétrie de révolution autour d’un axe de vissage et est engagée par complémentarité de forme dans ledit lamage, et en ce que la rondelle comprend une seconde surface aérodynamique s’étendant dans la continuité de ladite première surface.
La rondelle maintenant la vis de fixation permet de lisser les aspérités pour l’écoulement passant sur la surface aérodynamique dudit élément à maintenir grâce à sa dite seconde surface aérodynamique. Par ailleurs, le fait que la rondelle soit dissymétrique par rapport à l’orifice de montage permet d’assurer qu’elle soit positionnée dans le lamage suivant sa position nominale, conçue pour que sa seconde surface aérodynamique soit en continuité avec la première surface.
Avantageusement, ladite rondelle forme une entretoise autour de la vis séparant, suivant un axe de montage de la vis, une première extrémité en appui sur le fond du lamage et une deuxième extrémité comprenant ladite seconde surface.
Ladite première extrémité peut être en appui dans un plan qui est incliné par rapport à ladite seconde surface.
Selon un mode de réalisation préférentiel, ladite rondelle comprend un disque ou une fourche configuré pour être serré par ladite tête contre le fond du lamage et un bouchon qui est destiné à obturer le lamage et à définir ladite seconde surface.
Avantageusement, ledit bouchon comporte un orifice de vissage de la vis. De préférence, le diamètre dudit orifice de vissage est inférieur au diamètre de l’orifice de montage de la vis.
Cela permet de minimiser les perturbations sur la surface aérodynamique.
Selon un second mode de réalisation, ladite seconde extrémité de l’entretoise comprend une surface interne tronconique d’appui de la tête de la vis. Avantageusement la pièce est pleine lesdites deux extrémités.
Ce mode de réalisation est plus adapté aux cas où l’épaisseur du lamage n’est pas suffisante pour réaliser le premier mode. Dans ce cas, les deux extrémités de la rondelle peuvent être constituées par deux faces d’une pièce pleine, sans nécessiter la séparation entre une plaque formant le bouchon et une plaque formant la fourche.
Avantageusement, ladite rondelle est formée d’une seule pièce.
De préférence, ladite rondelle a une forme générale oblongue.
L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef, comportant une pièce selon l’une des revendications précédentes.
Brève description des figures :
La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 représente schématiquement une demi coupe axiale d’une turbomachine concernée par l’invention.
La figure 2 représente schématiquement un détail de la figure 1 montrant une aube de redresseur d’écoulement secondaire avec des moyens de fixation selon l’état de l’art.
La figure 3 représente une vue en perspective d’un élément de pièce de fixation selon l’invention pour l’aube de la figure 2.
La figure 4 représente une vue en perspective d’une rondelle adaptée à l’élément de la figure 3 pour un premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 5 représente une coupe longitudinale de la rondelle de la figure 4 installée dans l’élément de la figure 3, avec la vis de fixation.
La figure 6 représente une vue en perspective de la rondelle de la figure 4 avec la vis de fixation en position.
La figure 7 représente une vue en perspective de la rondelle de la figure 4 installée dans l’élément de la figure 3, avec la vis de fixation.
La figure 8 représente une vue en perspective d’une rondelle adaptée à l’élément de la figure 3 pour un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 9 représente une vue en perspective de la vis de fixation adaptée à la rondelle de la figure 8.
La figure 10 représente schématiquement une coupe longitudinale de la rondelle de la figure 8 installée dans l’élément de la figure 3, avec la vis de fixation.
La figure 11 représente une vue en perspective de la rondelle de la figure 8 installée dans l’élément de la figure 3, avec la vis de fixation.
Description d’un mode de réalisation de l’invention :
La figure 1 présente une turbomachine double flux comportant un compartiment moteur 1 qui n’est pas détaillé ici et une hélice de soufflante 2 placée en amont. Une nacelle 3 carène l’hélice de soufflante 2 et entoure en partie le compartiment moteur 1. Elle délimite, avec un carter extérieur 4 du compartiment moteur, une veine d’écoulement secondaire entraîné par l’hélice de soufflante 2 qui tourne autour de l’axe moteur X. Une rangée annulaire d’aubes 5 de stator est placée dans la veine de l’écoulement secondaire pour redresser ce dernier. Un bras structural 6 maintenant la nacelle 3 sur le compartiment moteur 1 est représenté derrière l’aube 5 de stator sur la figure.
Comme indiqué sur la figure 2, chaque aube 5 de stator du redresseur est fixée par boulonnage sur le carter extérieur 4 du compartiment moteur 1 d’un côté et sur la nacelle 3 de l’autre côté. L’invention est ici plus particulièrement décrite pour le boulonnage effectué sur la nacelle 3. A cet emplacement, la tête de l’aube 5 porte une plateforme 7 qui prend place dans un logement adapté de la nacelle 3 et qui y est fixée par le boulonnage d’une vis 8 dans un filetage 9 aménagé à cet effet dans la paroi de la nacelle 3. L’axe Y de la vis 8 est sensiblement radial. La plateforme 7 comporte, du côté radialement intérieur, une surface aérodynamique 10 qui définit la paroi de la veine d’écoulement secondaire autour de l’aube, en continuité avec la nacelle en amont et en aval de la plateforme 7. Ladite surface aérodynamique 10 est configurée pour optimiser l’écoulement secondaire, sa forme n’est pas forcément cylindrique et sa courbure n’est généralement pas uniforme. Elle n’est donc pas, en général, perpendiculaire à l’axe Y de la vis 8.
En référence à la figure 3, ladite surface aérodynamique 10 de la plateforme 7 présente un lamage 11 autour de l’orifice 12 de passage de la vis 8 à travers la plateforme 7, à côté de la tête de l’aube 5. La forme du lamage 12 est oblongue, allongée suivant la direction axiale X. Le fond 13 du lamage 10 est perpendiculaire à l’axe Y de la vis 8. Donc la surface aérodynamique 10 est inclinée par rapport au fond 13 du lamage 11, ici principalement suivant l’axe X du moteur. La surface aérodynamique 10 est donc plus proche du fond 13 du lamage au niveau d’une première extrémité axiale 14 de la forme oblongue du lamage 11 qu’au niveau de l’extrémité axiale opposée 15. L’orifice 12 de passage de la vis 8 est excentré dans le sens axial par rapport à la forme du lamage 11. Il est ici proche de ladite première extrémité 14 de la forme oblongue. La profondeur du lamage 11 au niveau de l’orifice est agencée pour que la vis 8, lorsqu’elle est boulonnée sur la nacelle 3, n’émerge pas hors de la surface aérodynamique 10.
En référence aux figures 4, 5 et 6, une première réalisation du dispositif de boulonnage associé au lamage 11 comporte une rondelle 16 et une vis 8 configurées pour coopérer.
La vis 8 comporte une tige 17 filetée de diamètre D1 configurée pour coopérer par vissage avec le filetage 9 de la nacelle 3 et une tête 18 dont l’épaisseur E est nettement inférieure à la profondeur du lamage 11. La tête 18 forme une couronne dont le diamètre D2 est inférieur à la largeur du lamage 11 pour s’y loger mais supérieur au diamètre D3 de l’orifice 12 pour appuyer sur un élément de la rondelle 16 lorsque la vis 8 est serrée sur la nacelle 3. La tête 18 comporte sur sa face externe un motif destiné à coopérer avec une clé de serrage. Ici, le diamètre D4 du motif est avantageusement inférieur au diamètre D1 de la tige 17, donc nettement inférieur au diamètre D2 de la tête 18.
La rondelle 16 comporte une plaque 19 plane épousant la forme oblongue du fond du lamage 11, avec une première extrémité 20 correspondant à la première extrémité 14 du lamage et une deuxième extrémité 21 correspondant à l’extrémité opposée 15 du lamage dans son sens longitudinal. Ladite plaque 19 forme une fourche avec une échancrure en forme de U partant longitudinalement de ladite première extrémité 20. Le fond de l’échancrure en U ménage un orifice centré sur un axe Y’ agencé pour correspondre à l’axe Y de l’orifice 12 du lamage 11. L’échancrure est agencée de manière à laisser passer la tige 17 de la vis 8 lorsque cette dernière est installée dans l’orifice 12 du lamage et à ce que sa largeur permette de faire glisser la tige 17 de lavis en position perpendiculaire à la plaque 19.
La deuxième extrémité 21 de la plaque 19 comporte un retour sensiblement perpendiculaire qui la relie à une deuxième plaque 22 qui est conformée pour reproduire la forme de la veine secondaire au niveau du lamage 11 et pour que sa surface externe 22’ forme une surface aérodynamique en continuité de la surface aérodynamique 10 de la plateforme 7. Comme indiqué sur la figure 5, les deux plaques, 19 et 22, sont donc superposées et écartées d’un espace transverse dans lequel peut passer la tête 18 de la vis 8 lorsqu’on glisse sa tige 17 dans l’échancrure de la première plaque 19.
La rondelle 16 forme donc une entretoise autour de la vis 8 séparant, suivant l’axe Y’ de montage de la vis, une première extrémité, correspondant à la surface de la plaque plane 22 en appui sur le fond 13 du lamage 11, et une deuxième extrémité 22’, correspondant à la surface externe 22’ de la deuxième plaque 22.
La deuxième plaque 22 comporte une ouverture circulaire 23 centrée sur la position de l’orifice 12 dans le lamage 11. Comme indiqué sur les figures 5 et 6, l’axe de la vis 8 est en face de cette ouverture 23 lorsque la vis 8 est en place dans la rondelle 16. Cela permet de faire passer la tige d’une clé adaptée au motif de la tête 18 de vis 8 pour la serrer dans le filetage 9. Avantageusement, le diamètre de l’ouverture 23 est limité au diamètre D4 du motif sur la tête 18 de la vis. Le diamètre de l’ouverture étant inférieur au diamètre de l’orifice 12, cela limite de manière optimale les perturbations par rapport à la surface aérodynamique 22’ reproduite par la deuxième plaque 22 de la rondelle 16.
Pour boulonner l’aube 5 avec ce dispositif, on commence par positionner la vis 8 dans la rondelle 16 en insérant la tête 18 dans l’espace entre les deux plaques, 19 et 22, de la rondelle 16. La tige 17 est par ailleurs engagée dans l’échancrure en U de la première plaque 9. On fait alors glisser la vis 8 parallèlement à la première plaque 19 le long de l’échancrure jusqu’à qu’elle soit en face de l’ouverture 23 permettant de faire passer la clé de serrage. Ensuite on introduit la tige 17 de la vis dans l’orifice 12 du lamage prévu pour son montage. Au fur et à mesure du serrage de la vis dans le filetage 9, la rondelle 16 s’enfonce dans le lamage 11 avec la vis 8. En référence à la figure 7, lorsque la vis 8 est serrée, la surface externe 22’ de la deuxième plaque 22 de la rondelle 16 assure la continuité avec la surface aérodynamique 10 de la plateforme 7 et la vis 8 est cachée à l’intérieur de la rondelle 16. La deuxième plaque 22 forme ainsi un bouchon pour le lamage 11 et l’ouverture 23 dans sa surface aérodynamique 22’ est la seule perturbation de la continuité de cette surface aérodynamique.
En référence aux figures 8, 9 et 10, selon un deuxième mode de réalisation, la vis 30 comporte, comme précédemment une tige 31 de diamètre adapté pour être boulonnée dans le filetage 9 de la nacelle et donc pour passer dans l’orifice 12 correspondant du lamage 11. Ici, la tête 32 de la vis 30 est fraisée, c'est-à-dire qu’elle a une face conique partant de la tige 31 pour rejoindre sa face externe qui est perpendiculaire à l’axe de la tige 31. Comme précédemment, la face externe de la tête comporte un motif apte à coopérer avec une clé de serrage.
La rondelle 33 est ici une pièce pleine coupée dans un cylindre généré par la forme oblongue du lamage 11, de manière à occuper le volume de ce dernier. L’épaisseur de la rondelle 33 correspond à l’épaisseur du lamage 11. Une première face 34 de la rondelle est perpendiculaire aux droites génératrices Di du cylindre et est conformée de manière à s’adapter au fond 13 du lamage 11. Comme indiqué sur la figure 10, les droites génératrices Di sont parallèles à l’axe Y de l’orifice 12 du lamage 11 lorsque la rondelle 33 est installée dans ce dernier. La deuxième face 35, opposée à la première 34 suivant les droites Di, est conformée pour reproduire la paroi de la veine en continuité avec la surface aérodynamique 10 de la plateforme 7. La rondelle 33 a donc une forme générale, perpendiculairement aux génératrices Di, qui est oblongue comme le lamage 11.
Un passage annulaire 36 de section circulaire autour d’un axe Y’ perpendiculaire à ladite première face 34 traverse la rondelle 33 de part en part. Le dit axe perpendiculaire Y’ correspond à l’axe Y de l’orifice 12 du lamage 11 lorsque la rondelle est installée dans ce dernier. L’axe Y’ est donc décentré longitudinalement par rapport à la forme oblongue de la rondelle 33.
Ce passage 36 comporte un tronçon cylindrique 37, du côté de la première face 34 qui a un diamètre adapté pour laisser passer la tige 31 de la vis 30 mais pas sa tête 32. Le passage comporte un deuxième tronçon 38 correspondant à un évidement conique usiné dans la deuxième face 35 de la rondelle. L’angle du cône de cet évidement correspond à l’angle du cône de la tête 32 de vis 30. Par ailleurs, la conicité de l’évidement 38 et de la tête 32 de vis est adaptée pour que la tête 32 de vis ne sorte pas de la rondelle 33 lorsque la tête 32 de la vis 30 est plaquée contre le fond de l’évidement 38. Idéalement, comme indiqué sur la figure 10, dans cette position, la tête 32 de la vis 30 affleure la surface de la deuxième face 35 du côté le moins épais de la rondelle.
Pour installer ce dispositif, on peut, dans un premier temps, loger la rondelle 33 dans le lamage 11 puis insérer la vis 30 dans le passage 36 et la serrer dans le filetage 9 de la nacelle 3. Comme indiqué sur la figure 11, la rondelle 33 bouche le lamage 11, sa deuxième face 35 assurant la continuité avec la surface aérodynamique 10 en 5 dehors du passage 36, en laissant juste une petite dépression au dessus de la tête 32 de vis dans l’évidement conique 38. Cette variante nécessite moins d’épaisseur que le premier mode de réalisation et elle est plus adaptée lorsque l’encombrement radial est réduit.

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Pièce de turbomachine, comprenant un élément (7) présentant une première surface aérodynamique (10) comportant un lamage (11) au fond duquel est prévu un orifice (12) de montage d’une vis (8) de fixation de la pièce, et une rondelle (16) conformée pour se loger dans le lamage (11) et destinée à servir d’appui à une tête de ladite vis (8), caractérisée en ce que la rondelle (16) présente une dissymétrie de révolution autour d’un axe (Y) de vissage et est engagée par complémentarité de forme dans ledit lamage (11), et en ce que la rondelle comprend une seconde surface aérodynamique (22’, 35) s’étendant dans la continuité de ladite première surface (10).
  2. 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite rondelle (16) forme une entretoise autour de la vis séparant, suivant un axe (Y’) de montage de la vis, une première extrémité (19, 34) en appui sur le fond (13) du lamage (11) et une deuxième extrémité (22, 35) comprenant ladite seconde surface.
  3. 3. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite première extrémité (19) est en appui dans un plan qui est incliné par rapport à ladite seconde surface.
  4. 4. Pièce selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite rondelle (16) comprend un disque ou une fourche (19) configuré pour être serré par ladite tête (18) contre le fond (13) du lamage (11) et un bouchon (22) qui est destiné à obturer le lamage (11) et à définir ladite seconde surface.
  5. 5. Pièce selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit bouchon (22) comporte un orifice (23) de vissage de la vis (8).
  6. 6. Pièce selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le diamètre dudit orifice (23) de vissage est inférieur au diamètre de l’orifice (12) de montage de la vis.
  7. 7. Pièce selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite seconde extrémité (35) de l’entretoise comprend une surface interne tronconique d'appui de la tête (32) de la vis.
    5
  8. 8. Pièce selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite rondelle (16, 33) est formée d’une seule pièce.
  9. 9. Pièce selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite rondelle (16, 33) a une forme générale oblongue.
  10. 10. Turbomachine d’aéronef, comportant une pièce selon l’une des revendications précédentes.
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