FR3136258A1 - Ensemble comportant un anneau forme de portions sectorisees pour aubes a calage variable, turbomachine equipee d’un tel ensemble et procede de demontage d’un tel ensemble - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un ensemble pour une turbomachine, en particulier d’aéronef, l’ensemble comportant au moins une aube (3) à calage variable munie d’un plot (8) de forme cylindrique, et un anneau (2) d’axe longitudinal (X) muni de logements (12) destinés chacun à recevoir le plot (8) d’une aube, le plot (8) étant monté pivotant autour d’un axe de calage (A), l’ensemble comprenant en outre des éléments de pivotement (38) configurés de manière à favoriser le pivotement libre du plot autour de l’axe de calage et dans chaque logement (12). Selon l’invention, l’anneau (2) comprend une première partie (43) annulaire et une deuxième partie (44) qui sont coaxiales, la deuxième partie (44) comprenant une pluralité de portions sectorisées (44a, 44b, 44n) disposées de manière adjacente autour de l’axe longitudinal (X), chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44n) étant fixée de manière amovible sur la première partie et définissant avec la première partie un logement (12). Figure pour l’abrégé : Figure 3
Description
La présente invention concerne le domaine général de l’aéronautique. Elle vise en particulier l’intégration d’aubes à calage variable dans un anneau qui équipe des turbomachines d’aéronef. Elle concerne également la turbomachine correspondante et le procédé de démontage correspondant.
Les aubes à calage variable peuvent équiper des hélices non carénées de turbopropulseurs ou des soufflantes carénées de turboréacteurs. La variation du calage des aubes autour de leurs axes permet d’améliorer les performances de la turbomachine tout en limitant la masse de l’ensemble propulsif. Les aubes à calage variables permettent de modifier l’écoulement du flux traversant celles-ci selon les conditions de fonctionnement de la turbomachine et les phases de vol de l’aéronef que ce soit pour freiner l’aéronef (inversion de poussée) et/ou restaurer une marge de pompage sur des turbomachines à très fort taux de dilution.
Les aubes à calage variable sont retenues dans un moyeu rotatif de manière générale à l’aide de pieds qui sont montés pivotants chacun dans un logement comme cela est représenté sur la . La illustre un pied 1A de forme cylindrique qui est monté en rotation dans un logement 2A d’un anneau 3A autour d’un axe de calage A. L’anneau 3A est fixé à un arbre de rotor 4A via un tourillon 5A et est centré sur l’axe longitudinal X de la turbomachine. La rotation du pied 1A est permise grâce à deux paliers à roulement 6A à billes qui sont superposés suivant l’axe de calage A. Les paliers 6A comprennent chacun une bague interne 7A solidaire du pied 1A et une bague externe 8A solidaire de l’anneau 3A. L’extrémité radialement externe 9A du pied est destinée à être reliée à une extrémité interne d’une pale s’étendant radialement vers l’extérieur et l’extrémité radialement interne 10A du pied est reliée à un système de changement de pas 11A.
Toutefois, une telle configuration implique des difficultés de démontage du pied de l’aube à calage variable suite à une avarie. En effet, les bagues externes des paliers étant fixées à l’anneau c’est tout le module complet avec l’anneau et les aubes qu’il faut retirer pour réaliser la maintenance. Le démontage de l’ensemble est davantage nécessaire lorsque les aubes sont entourées par un carter externe. Cela allonge la durée d’intervention et une perte économique.
L’objectif de la présente invention est de fournir une solution permettant de faciliter le montage et le démontage des aubes à calage variable ayant un pied de forme cylindrique, notamment en cas de dommages tout en évitant d’impacter la masse du module comprenant les aubes.
Nous parvenons à cet objectif conformément à l’invention grâce à un ensemble pour une turbomachine, en particulier d’aéronef, l’ensemble comportant au moins une aube à calage variable munie d’un plot de forme cylindrique, et un anneau d’axe longitudinal muni de logements destinés chacun à recevoir le plot de l’aube, le plot étant monté pivotant autour d’un axe de calage, l’ensemble comprenant en outre des éléments de pivotement configurés de manière à favoriser le pivotement libre du plot autour de l’axe de calage et dans chaque logement, l’anneau comprenant une première partie annulaire et une deuxième partie qui sont coaxiales, la deuxième partie comprenant une pluralité de portions sectorisées disposées de manière adjacente autour de l’axe longitudinal, chaque portion sectorisée étant fixée de manière amovible sur la première partie et définissant avec la première partie un logement.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, une telle configuration permet de retirer chaque aube à calage variable de manière individuelle si celle-ci est endommagée et/ou doit être contrôlée. Il n’est donc plus nécessaire de démonter l’ensemble du moyeu avec la pluralité d’aubes à calage variable. Par ailleurs, cela permet un gain de temps au niveau de l’intervention et ainsi un gain économique. A cela s’ajoute le fait que la réparation des aubes à calage variable de manière individuelle s’inscrit dans la réduction de l’impact environnemental puisque cela d’une part, facilite la maintenance et évite la destruction de tout un ensemble, et d‘autre part, limite le temps d’immobilisation au sol de l’ensemble de la turbomachine et du gain en transport de turbomachines de remplacement.
L’ensemble comprend également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- les éléments de pivotement comprennent un premier palier à roulement comprenant une bague interne montée sur une paroi externe du plot et une bague externe destinée à être en appui contre une surface interne cylindrique du logement, les bagues interne et externe définissant des pistes de roulement pour des organes roulants.
- les éléments de pivotement comprennent un deuxième palier à roulement comprenant une bague interne montée sur la paroi externe du plot et une bague externe montée en appui contre la surface interne cylindrique, les bagues interne et externe définissant des pistes de roulement pour des organes roulants.
- l’ensemble comprend un premier écrou de serrage vissé sur un filetage externe de la paroi externe du plot de manière à assurer un serrage de la bague interne du premier palier sur le plot.
- l’ensemble comprend des organes de blocage qui sont configurés pour assurer le verrouillage et le serrage d’au moins une partie des éléments de pivotement dans chaque logement, les organes de blocage comprenant une rainure annulaire formée dans le logement et une patte des éléments de pivotement reçue dans la rainure annulaire.
- chaque logement est délimité par une paroi cylindrique et chaque portion sectorisée comprend une demi-paroi cylindrique destinée à coopérer avec une demi-paroi cylindrique correspondante de la première partie pour former la paroi cylindrique.
- la première partie annulaire comprend des premières brides qui s’étendent d’une part, suivant l’axe radial et d’autre part, suivant une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal, chaque portion sectorisée comprenant des deuxièmes brides destinées à être fixées aux premières brides au moyen de premiers organes de fixation.
- chaque portion sectorisée comprend des troisièmes brides destinées à être fixées sur des troisièmes brides adjacentes des portions sectorisées adjacentes autour de l’axe longitudinal, les troisièmes brides étant fixées au moyen de deuxièmes organes de fixation.
- l’aube à calage variable comprend une pale qui s’étend depuis le plot, la pale et le plot étant formés d’une seule pièce.
- chaque aube à calage variable comprend un pivot qui est formé des éléments de pivotement (des paliers à roulement) et d’un plot, le pivot étant configuré de manière à permettre le pivotement de l’aube à calage variable autour d’un axe de calage.
- l’ensemble comprend une pluralité d’aubes à calage variable, chaque plot des aubes à calage variable étant monté pivotant dans un logement de l’anneau.
- les premiers organes de fixation réalisent une liaison axiale.
- les deuxièmes organes de fixation réalisent une liaison transversale (circonférentielle).
L’invention concerne également une turbomachine comprenant un tel ensemble, un système de changement de pas relié au plot de l’aube à calage variable et un arbre de rotor relié à l’anneau portant l’aube à calage variable.
L’invention concerne en outre un aéronef comprenant une turbomachine telle que susmentionnée.
L’invention concerne encore procédé de démontage d’un ensemble tel que susmentionné, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- retrait d’au moins une portion sectorisée de la deuxième partie de l’anneau,
- extraction de l’aube à calage variable avec le plot, le plot étant équipé des éléments de pivotement.
- retrait d’au moins une portion sectorisée de la deuxième partie de l’anneau,
- extraction de l’aube à calage variable avec le plot, le plot étant équipé des éléments de pivotement.
Ainsi, ce procédé simple permet d’extraire rapidement une seule aube qui serait à réparer ou remplacer sans démonter l’anneau dans son ensemble ainsi que la pluralité d’aubes portées par l’anneau.
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :
La est une vue en coupe axiale d’un exemple de pied de forme cylindrique selon l’art antérieur;
La est une vue en perspective d’un moyeu d’aubes à calage variable qui sont carénées par un carter externe selon l’invention;
La est une vue de détail de la et en coupe partielle dans laquelle un anneau est équipé de plusieurs logements qui reçoivent respectivement une aube à calage variable et des éléments permettant au plot de l’aube de pivoter suivant une liaison pivot dans le logement correspondant selon l’invention ;
La représente une vue en perspective d’un plot d’aube à calage variable équipé d’éléments de pivotement permettant au plot de pivoter suivant une liaison pivot selon l’invention ;
La est une vue d’un mode de réalisation d’un anneau destiné à porter des aubes à calage variable selon l’invention;
La représente une étape d’un procédé de démontage d’une aube à calage variable selon l’invention ;
La représente une autre étape d’un procédé de démontage d’une aube à calage variable selon l’invention ; et,
La représente un autre mode de réalisation d’un anneau selon l’invention.
La représente un plot de forme cylindrique pour une aube à calage variable qui est installé dans un anneau rotatif d’une turbomachine et qui a déjà été décrite précédemment. La illustre la technique antérieure à la présente invention.
L’invention s’applique aux aubes à calage variable dont la variation ou le pivotement est piloté par un système de changement de pas et à toutes turbomachines équipées de ces aubes à calage variable.
La turbomachine peut être un turbopropulseur comprenant une pluralité d’aubes à calage variable non carénées et connue sous l’expression anglaise de « open rotor » ou un turboréacteur comprenant une pluralité d’aubes à calage variable carénées et connue sous l’expression de turbosoufflante. La turbomachine est destinée à être montée sur un aéronef. Bien entendu, les aubes à calage variable peuvent équiper d’autres machines telles que des éoliennes.
La illustre une turbomachine 1 destinée à équiper un aéronef. La turbomachine comprend de manière générale d’amont en aval suivant la circulation des gaz et suivant un axe longitudinal X, un ensemble de compresseurs E1, une chambre annulaire de combustion E2 et un ensemble de turbines E3. Ces ensembles forment un générateur de gaz G. Les ensembles de compresseurs et de turbines comprennent respectivement au moins un étage de compresseur et au moins un étage de turbine. Dans le cadre d’un turboréacteur, celui-ci comprend une soufflante S comportant les aubes à calage variable et qui est placée en amont de l’ensemble de compresseurs E1. Dans le cadre d’un turbopropulseur, une ou plusieurs hélices contrarotatives comprenant les aubes à calage variable, sont placées soit en amont de l’ensemble de compresseurs (configuration de « puller » en anglais) soit en aval de l’ensemble de turbines (configuration de « pusher » en anglais).
Sur la , un module de turbomachine, centré sur l’axe longitudinal X, comprend un anneau 2 qui porte une pluralité d’aubes 3 à calage variable. Ce module se trouve en amont du générateur de gaz G dont un rotor entraîne la pluralité d’aubes à calage variable autour de l’axe longitudinal X. Les aubes 3 à calage variable peuvent présenter une inclinaison par rapport à un axe de calage A de l’aube 3 et qui varie selon les régimes atteints de manière à améliorer les performances aérodynamiques et le rendement de la turbomachine qui en est équipée.
De manière avantageuse, mais non limitativement, le module de turbomachine comprend un carter externe 4 centré sur l’axe longitudinal et entourant les aubes 3 à calage variable. Le carter externe 4 comprend une paroi cylindrique 4a ayant une surface interne 5 sur laquelle est disposé un revêtement 6 annulaire abradable. Ce dernier est disposé en regard des extrémités libres 7 des aubes 3 et à faible distance de celles-ci. Cette faible distance implique que le revêtement 6 abradable peut être usé par le frottement des aubes pendant la rotation de celles-ci et limiter les fuites de gaz aux extrémités libres 7.
Chaque aube 3 à calage variable comprend un pivot 30 configuré de manière à permettre à celle-ci de pivoter dans un logement 12 correspondant et autour de l’axe de calage A. En particulier, chaque pivot 30 est formé d’éléments de pivotement 38 et d’un plot 8.
Chaque aube 3 à calage variable comprend un plot 8 et une pale 9 qui s’étend suivant un axe radial vers l’extérieur depuis le plot 8. L’axe radial Z est perpendiculaire à l’axe longitudinal. Chaque pale 9 comprend un bord d’attaque 10a et un bord de fuite 10b qui sont reliées par des surfaces intrados et extrados 11a, 11b.
En référence aux figures 3 et 4, le plot 8 de chaque aube 3 est monté dans un logement 12 de l’anneau 2. L’aube 3 est montée dans le logement 12 via son plot 8 de manière à résister à un détachement de celle-ci pendant la rotation de l’anneau 2 autour de l’axe longitudinal. Chaque plot 8 s’étend suivant l’axe radial Z. Le plot 8 présente une forme cylindrique. De manière avantageuse, mais non limitativement, le plot 8 est de forme cylindrique droit. Nous entendons par l’expression « forme cylindrique droit » une forme qui est obtenue par le déplacement d’une droite génératrice suivant une courbe directrice définie dans un plan perpendiculaire à la droite génératrice. La courbe peut être circulaire.
Chaque plot 8 comprend une extrémité radialement extérieure 13 (par rapport à l’axe Z) qui est reliée à la pale 9. Suivant un mode de réalisation préféré, l’extrémité radialement extérieure 13 est solidaire de la pale 9. En d’autres termes, le plot 8 et la pale 9 sont formés d’une seule pièce ou sont non démontables. Suivant un autre mode de réalisation, l’extrémité radialement extérieure 13 comprend une attache en forme de bulbe qui est destinée à recevoir un pied d’une pale. De la sorte, la pale 9 et le plot 8 sont formés de deux pièces distinctes.
Chaque plot 8 comprend une extrémité radialement intérieure 14 qui est opposée à l’extrémité radialement extérieure 13 suivant l’axe radial Z. Le plot 8 comprend un trou borgne 15 qui débouche au niveau de cette extrémité radialement intérieure 14. Le trou borgne 15 est centré sur l’axe longitudinal Z. Le trou borgne 15 est destiné à recevoir une douille de transmission de calage 60. Cette dernière est représentée de manière schématique sur la et est connue également sous le terme « excentrique ». La douille de transmission de calage 60 est destinée à transmettre le couple de torsion au plot pour changer le calage de l’aube 3. La douille de transmission de calage 60 est reliée au système de changement de pas 70 (représenté schématiquement sur la ).
Suivant une caractéristique avantageuse, le système de changement de pas 70 est configuré pour modifier une orientation ou pas des aubes 3 à calage variable. Le système de changement de pas 70 est avantageusement relié à un calculateur électronique pleine autorité (connu sous l’acronyme FADEC pour Full Authority Digital Engine Control) qui n’est pas représenté. De manière avantageuse, mais non limitativement, le calculateur comprend un module de régulation électronique (non représenté) (connu sous le sigle ECU pour Electronic Control Unit) qui actionne un organe du système de changement de pas pour changer le calage des aubes en fonction des conditions de vol (par exemple le régime de la turbomachine).
De manière avantageuse, mais non limitativement, la douille de transmission 60 est solidarisée au plot 8 grâce à des moyens d’accouplement tels que des cannelures (non représentées). D’autres moyens d’accouplement ou de fixation facilement démontables sont bien entendu envisageables.
Dans l’exemple représenté, chaque plot 8 est monté pivotant grâce aux éléments de pivotement 38 configurés de manière à favoriser la rotation/pivotement libre du plot 8 suivant une liaison pivot autour de l’axe de calage. Plus précisément, les éléments de pivotement 38 comprennent au moins un palier à roulement. Dans le cas présent, les éléments de pivotement comprennent deux paliers à roulement dénommés premier palier 16 à roulement et deuxième palier 17 à roulement afin de faciliter le calage des aubes 3 autour de leur axe de calage A. Les paliers 16 et 17 sont superposés suivant l’axe radial Z. Bien entendu, d’autres éléments de pivotement 38 permettant le pivotement ou la rotation libre des plots 8 dans chaque logement 12 peuvent être prévus.
Plus précisément, le premier palier 16 comprend une bague interne 18, une bague externe 19 et des organes roulants 20. La bague interne 18 et la bague externe 19 définissent des pistes de roulement pour les organes roulants 20. La bague interne 18 est solidaire d’une paroi externe 21 du plot 8. La bague externe 19 est montée radialement autour de la bague interne 18 (suivant une direction radiale perpendiculaire à l’axe de calage). Ces derniers comprennent des billes. Le premier palier 16 permet de reprendre les efforts centrifuges (soit selon l’axe radial Z). La bague interne 18 est montée en appui transversal contre l’extrémité radialement extérieure 13 tandis que la bague externe 19 est destinée à prendre appui transversal contre une surface interne cylindrique 22 du logement 12.
Dans l’exemple de réalisation illustré, et de manière avantageuse, la bague interne 18 du premier palier 16 est formée de deux parties 18a, 18b qui sont distinctes. La bague interne 18 en deux parties facilite le montage de celle-ci sur le plot 8 et du plot 8 même ultérieurement dans le logement 12.
Le plot 8 comprend un premier épaulement 23 formant une surface 24 annulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe de calage A et contre laquelle la bague interne 18 (en particulier la partie 18a) est en appui radial.
Le deuxième palier 17 est monté suivant l’axe radial à l’intérieur du premier palier. En d’autres termes, le deuxième palier 17, décalé vers l’intérieur, est plus proche de l’axe longitudinal X que le premier palier 16. Le deuxième palier 17 comprend une bague interne 25, une bague externe 26 et des organes roulants 27. Les bagues interne et externe 25, 26 définissent des pistes de roulement pour les organes roulants 27. La bague interne 25 du deuxième palier 17 est montée sur la paroi externe 21 du plot 8. La bague externe 26 est montée radialement autour de la bague interne 25 (suivant la direction radiale perpendiculaire à l’axe de calage). Les organes roulants 27 sont ici des rouleaux. Ce deuxième palier 17 permet avantageusement de reprendre les efforts transversaux (soit selon un plan perpendiculaire à l’axe radial Z-Z). De manière alternative, les organes roulants 17 peuvent être également des billes. La bague externe 26 est destinée à prendre appui contre la surface interne cylindrique 22 du logement 12.
En références aux figures 3 et 4, et de manière avantageuse, mais non limitativement, des moyens de rétention sont prévus pour retenir les éléments de pivotement 38 sur le plot 8. Dans le présent exemple, le plot 8 comprend une gorge annulaire 28 qui est ménagée dans la paroi externe 21 du plot 8. Cette gorge 28 présente une forme en U et est ouverte sur la paroi externe 21. La gorge 28 est positionnée en dessous de la bague interne 16 du premier palier 16 suivant l’axe radial. Les moyens de rétention comprennent un anneau de rétention 29 qui est logé dans la gorge 28. L’anneau de rétention 29 est de forme annulaire ou formé de deux segments distincts pour faciliter le montage de celui-ci dans la gorge 28. Les moyens de rétention comprennent en outre une pluralité de pièces de serrage 49 qui sont montées chacune d’une part, en appui transversal contre l’anneau de rétention 29 suivant un contact plan/plan et d’autre part, en appui radial contre la bague interne 18 du premier palier 16 suivant un contact plan/plan. Les pièces de serrage 49 sont en partie agencées dans la gorge 28. Il y a environ six pièces de serrage 49 qui sont réparties régulièrement autour de l’axe de calage A.
En outre, les moyens de rétention comprennent un premier écrou 31 qui est monté sur le plot 8 de manière à pouvoir serrer la bague interne 18 du premier palier 16 sur le plot 8. Le premier écrou 31 est disposé radialement à l’intérieur de la bague interne 18. Le premier écrou 31 permet également de bloquer la bague interne 18 suivant l’axe de calage. En particulier, la paroi externe 21 comprend un filetage externe complémentaire avec un filetage interne du premier écrou 31.
Suivant une caractéristique avantageuse représentée sur la , le premier écrou de serrage 31 comprend un épaulement annulaire 31a qui porte une face interne tronconique 31aa venant en contact avec une face tronconique correspondante des pièces de serrage 49 pour réaliser un appui conique. La face tronconique correspondante est opposée à la face réalisant un contact plan/plan avec l’anneau de rétention 29. Une fois que le premier écrou 31 est vissé, l’épaulement 31a est en appui contre les pièces de serrage 49 qui viennent également en appui contre la bague interne 18, et l’anneau de rétention 29 est serré au fond de la gorge 28 du plot 8 ce qui permet de supprimer les jeux de montage.
Toujours en référence aux figures 3 et 4, un système de verrouillage est prévu pour maintenir en position le premier écrou 31 sur le plot 4. Le système de verrouillage comprend un anneau anti-rotation 32 (mieux visible sur la ) qui est logé dans un renfoncement formé par un deuxième épaulement 33 de la paroi externe du plot 8. L’anneau anti-rotation 32 est muni de plusieurs doigts 34 qui viennent se loger chacune dans une encoche 35 du premier écrou 31 pour l’empêcher de pivoter autour de l’axe radial Z. Un jonc d’arrêt 36 (type «circlips») est monté radialement sous l’anneau anti-rotation 32 pour maintenir ce dernier en position contre le deuxième épaulement 33.
Sur la , le plot 8 comprend un troisième épaulement 37 formant une surface annulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe de calage A et contre laquelle la bague interne 25 du deuxième palier 17 est en appui.
La bague externe 26 du deuxième palier 17 comprend une portion cylindrique 26a dont la surface interne forme la piste de roulement.
De manière avantageuse, mais non limitativement, des organes de blocage 56 sont configurés pour assurer le verrouillage et serrage d’au moins une partie des éléments de pivotement 38 dans chaque logement 12. En particulier, les organes de blocage 56 comprennent une rainure annulaire 52 et une patte 26c des éléments de pivotement 38 qui est logée dans la rainure annulaire 52. Préférentiellement, la rainure annulaire 52 est formée dans le logement 12 et le deuxième palier 17 porte la patte 26c. Plus précisément encore, la rainure 52 est formée dans la surface interne cylindrique 22 de chaque logement 12. La rainure annulaire 52 s’étend sur 360°. De plus, la rainure annulaire 52 est orientée axialement et présente une forme en U dont l’ouverture débouche sur la surface interne cylindrique 22 du logement (ou de l’anneau 2). La bague externe 26 du deuxième palier comprend la patte 26c qui s’étend radialement par rapport à l’axe de calage A. La patte 26c est annulaire ou peut être sectorisée autour de l’axe de calage. La patte 26c dans le présent exemple, présente une surface annulaire définie dans un plan perpendiculaire à l’axe de calage A et qui est en appui plan contre la bague externe 18 du premier palier 16. Cette configuration, très simple, permet de bloquer les bagues externes des paliers dans le logement 12. En particulier, cela permet que la bague externe 26 du deuxième palier 17 soit bloquée radialement sur l’anneau 2 et aussi que la bague externe 19 du premier palier 16 soit verrouillée axialement contre une surface interne d’une semelle 39 annulaire délimitant le logement 12.
Le deuxième palier 17 comprend une jupe 26b qui s’étend entre la patte 26c et la portion cylindrique 26a. Toujours dans l’exemple représenté, la jupe 26c comprend une première portion de section axiale tronconique et une deuxième portion qui s’étend parallèlement à l’axe de calage. La jupe 26b entoure et protège le premier écrou 31.
Les premier et deuxième paliers 16, 17 sont agencés sous forme de cartouche autour du plot 8. En d’autres termes, lors du montage et de l’insertion de chaque plot 8 dans son logement 12 correspondant, le plot 8 est déjà équipé des bagues internes et externes ainsi que des organes roulants des premier et deuxième paliers 16, 17.
Le diamètre externe du premier palier 16 est dans cet exemple de réalisation supérieur au diamètre externe de la jupe de la bague externe du deuxième palier. Le diamètre externe de la patte 26c est supérieur au diamètre externe du premier palier 16.
En référence à la , l’anneau 2 est centré sur l’axe longitudinal X de la turbomachine en situation d’installation. L’anneau 2 est fixé à un arbre de rotor (non représenté) via un tourillon et est centré sur l’axe longitudinal X de la turbomachine. A cet effet, l’anneau 2 comprend une bride aval 40b qui s’étend suivant l’axe radial et ici vers l’intérieur de la turbomachine (soit vers l’axe longitudinal). La bride aval 40b comprend divers orifices 41 destinés à recevoir des éléments de fixation tels qu’une vis ou goujon ou autre. Un écrou permet de serrer la bride aval 40b de l’anneau sur une bride du tourillon.
De manière avantageuse, mais non limitativement, l’anneau 2 comprend une bride amont 40a qui s’étend suivant l’axe radial et également vers l’intérieur de la turbomachine. La bride amont 40a est fixée à une bride d’un capot amont (non représenté). La bride amont 40a et la bride du capot comprennent des orifices 41 axiaux qui reçoivent des vis et sont serrées avec des écrous. De manière alternative, la bride amont 40a peut être fixée au tourillon solidaire de l’arbre de rotor.
Chaque logement 12 traverse l’anneau 2 de part et d’autre suivant l’axe radial Z (en situation d’installation). Les logements 12 sont répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X. Chaque logement 12 est délimité par une paroi cylindrique 42 qui s’étend suivant l’axe radial Z. La paroi cylindrique 42 s’étend entre une extrémité radialement interne libre et une extrémité radialement externe. La semelle 39 annulaire est reliée à l’extrémité radialement externe et s’étend vers l’axe radial Z. La paroi cylindrique 42 est destinée à entourer le plot 8.
L’anneau 2 est formé de deux parties distinctes qui sont dénommées première partie 43 et un deuxième partie 44. La première partie 43 et la deuxième partie 44 sont coaxiales. Celles-ci présentent un diamètre interne identique délimité par une surface interne 45. La première partie 43 est annulaire (360°) et est formée d’un seul tenant (monobloc). La première partie 43 et la deuxième partie 44 sont séparées au niveau d’un plan médian de l’anneau 2 qui est perpendiculaire à l’axe longitudinal.
La deuxième partie 44 comprend une pluralité de portions sectorisées 44a, 44b, 44n. Chaque portion sectorisée 44a, 44b, 44n s’étend sur un secteur angulaire prédéterminé qui est inférieur à 360°. En d’autres termes, les portions sectorisées 44a, 44b, 44n sont distinctes des unes des autres. Toutefois, les portions sectorisées sont identiques de manière à faciliter leur montage et à réaliser un gain de temps pendant le montage.
Chaque portion sectorisée 44a, 44b, 44n est fixée de manière amovible sur la première partie 43 et définit avec la première partie 43 un logement 12. Chaque portion sectorisée 44a, 44b, 44n comprend une demi paroi cylindrique 42b destinée à coopérer avec une demi paroi cylindrique 42a correspondante de la première partie 43. Chaque demi-paroi cylindrique 42b d’une portion sectorisée et demi-paroi cylindrique 42a de la première partie 43 forme la paroi cylindrique 42 d’un seul logement.
Les demi-parois cylindriques 42a, 42b sont destinées à couvrir au moins le premier palier 16. En particulier, le bague externe 19 du premier palier 16 est destinée à être en appui contre la surface interne cylindrique 22 du logement 12 mais n’est pas solidarisée à celle-ci. En particulier, il s’agit des surfaces internes de la demi-portion cylindrique de chaque portion sectorisée et de la demi-portion cylindrique de la première partie 43. Le maintien de la bague externe 19 du premier palier 16 et la bague externe du deuxième palier 17 sur la paroi cylindrique 42 est réalisé au moins grâce aux organes de blocage 56 (système de pattes 26c et rainure annulaire 52 ou encore tout élément permettant de réaliser la même fonction et un démontage rapide sans destruction). Etant donné que l’anneau est formé de deux parties annulaires, la rainure annulaire 52 est formée de deux parties également au moins. En d’autres termes, chaque surface interne de la première partie 43 et de la deuxième partie 44 comprend un secteur de la rainure 52. La bague externe 26 de chaque deuxième palier 17 est montée en appui contre la surface interne d’une portion sectorisée 44a, 44b, 44n et de la surface interne de la première partie (surface interne des demi-portions cylindriques).
Sur les figures 6 et 7, et avantageusement, mais non limitativement, la fixation de chaque portion sectorisée 44a, 44b, 44n sur la première partie 43 est réalisée grâce à des premiers organes de fixation 50. Les premiers organes de fixation 50 sont ici des vis et des écrous. Bien entendu, les premiers organes de fixation 50 peuvent être des goujons ou tout élément permettant un démontage facile et sans destructions des différentes parties. A cet effet, la première partie 43 comprend plusieurs premières brides 46 qui s’étendent d’une part, suivant l’axe radial Z et d’autre part suivant une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal X. Chaque première bride 46 comprend une surface interne 46a (cf. ) définie dans le plan médian de l’anneau 2. Les premières brides 46 s’étendent entre chaque demi-paroi cylindrique 42a de la première partie 43 annulaire suivant la direction circonférentielle.
Chaque portion sectorisée 44a, 44b, 44n comprend également des deuxièmes brides 47 qui s’étendent d’une part, suivant l’axe radial Z et d’autre part, suivant la direction circonférentielle. Ces deuxièmes brides 47 s’étendent de part et d’autre de chaque demi-paroi cylindrique 42b. Chaque deuxième bride 47 comprend une surface interne complémentaire de la surface interne 46a de la première bride 46. Les surfaces internes des deuxièmes brides 47sont ici planes et réalisent une liaison appui plan avec la surface interne 46a des brides 46 en situation d’installation.
Les premières brides 46 et les deuxièmes brides 47 comprennent des orifices 48 traversant qui s’étendent chacun suivant un axe parallèle à l’axe longitudinal. Ces orifices 48 sont destinés à être traversés par des vis ou goujons ou tiges filetées qui coopèrent avec des écrous pour fixer ensemble les portions sectorisées 44a, 44b, 44n et la première partie 43. Ici sont représentés deux vis et écrous pour chaque bride 47 d’une portion sectorisée mais un nombre supérieur de vis peut être prévu.
Suivant un autre mode de réalisation illustré sur la , les portions sectorisées sont également fixées entre elles. En particulier, chaque portion sectorisée 44a, 44b, 44n comprend des troisièmes brides 51 qui sont destinées à être fixées sur des troisièmes brides adjacentes d’une portion sectorisée adjacente suivant la direction circonférentielle. Les troisièmes brides 51 s’étendent transversalement aux deuxièmes brides de chaque portion sectorisée. Plus précisément, chaque portion sectorisée 44a, 44b, 44n comprend des troisièmes brides 51 (ici deux) qui sont opposées suivant la direction circonférentielle. Chaque troisième bride 51 présente une surface plane destinée à réaliser une liaison appui plan avec une surface interne complémentaire adjacente d’une bride 51. Les surfaces internes sont définies chacune dans un plan contenant l’axe radial et l’axe longitudinal. Les surfaces internes des brides 51 sont affleurantes ou prolongent les surfaces latérales (qui délimitent circonférentiellement le secteur d’une portion sectorisée) des portions sectorisée. La fixation des portions sectorisées est réalisée grâce à des organes de fixation 53. Ces organes de fixation 53 comprennent également des vis, goujons, tiges filetés ou autres fixation adéquates. Ici les brides 51 s’étendent suivant l’axe longitudinal. Chaque troisième bride 51 comprend des orifices 54 traversant celle-ci de part et d’autre suivant la direction circonférentielle. Les orifices 54 des troisièmes brides 51 des portions sectorisées sont respectivement en regard des orifices 54 des portions sectorisées adjacentes. Deux vis et écrous permettent dans cet exemple de fixer les brides 50 entre elles, mais une seule vis peut être suffisant ou un nombre supérieur à deux vis.
Nous allons maintenant décrire un exemple de procédé de montage des plots 8 des aubes à calage variable dans chaque logement.
Le procédé comprend une étape de montage des éléments de pivotement 38 et des moyens de rétention des éléments de pivotement sur le plot 8.
Cette étape de montage comprend conformément aux exemples représentés, une sous étape de montage du premier palier 16 sur le plot 8. Au cours de cette sous-étape, la bague interne 18 est fixée sur le plot 8, par exemple par frettage, puis les organes roulants sont montés, et enfin la bague externe est montée sur les organes roulants. Lors de la fixation de la bague interne, la première partie 18a de celle-ci est d’abord montée sur le plot 8 puis la deuxième partie 18b.
L’étape de montage comprend également une sous-étape de rétention de la bague interne du premier palier 16 afin de retenir celle-ci sur le plot 8. L’anneau de rétention 29 est à cet effet installé dans la gorge 28 du plot 8 pour supporter la deuxième partie de la bague interne 18, les pièces de serrage 49 sont agencées une à une autour de l’anneau de rétention 29, au niveau de la gorge 28, et le premier écrou de serrage 31 est vissé sur le filetage du plot 8.
L’étape de montage comprend une sous-étape de montage du système de verrouillage sur le plot 8. En particulier, l’anneau anti-rotation 32 du système anti-verrouillage est installé sur le plot 8 puis le jonc d’arrêt 36 est monté sur celui-ci de manière à maintenir l’anneau anti-rotation 32 en place.
L’étape de montage comprend une sous-étape de montage du deuxième palier 17 sur le plot 8. Pour cela, la bague interne 25 du deuxième palier 17 est fixée sur le plot 8 (par frettage par exemple), puis les rouleaux 27 et la bague externe 26 sont installés autour de la bague interne.
Le procédé comprend une étape d’insertion du plot 8 équipé des éléments de pivotement 38, ici au moins un des premier et deuxième paliers 16, 17 dans une partie du logement 12 formé par la première partie 43. Le plot 8 est engagé contre la demi-paroi cylindrique 42a de la première partie 43. Lors de cette étape, la patte 26c est engagée partiellement dans le secteur de rainure 52 de la première partie 43.
Le procédé comprend une étape de fixation de la deuxième partie 44 de l’anneau 2 sur la première partie 43 de l’anneau 2. Chaque portion sectorisée 44a, 44b, 44n est fixée sur la première partie 43 grâce aux premiers organes de fixation 50. Lors du montage de chaque portion sectorisée, une partie de la patte 26c est insérée dans le secteur de rainure de la portion sectorisée. Dans le cas du mode de réalisation de la , les portions sectorisées sont également fixées entre elles grâce aux deuxièmes organes de fixation 53.
Une fois que l’anneau 2 est formé et que le plot 8 est maintenu entre les première et deuxième parties 43, 44, la douille de transmission de calage 60 est insérée et accouplée dans le trou borgne 15 du plot 8. La douille de transmission de calage 60 est ensuite reliée au système de changement de pas 70.
Le démontage de l’ensemble est obtenu en réalisant les étapes en sens inverse. En particulier, le procédé de démontage comprend le retrait d’au moins une portion sectorisée de la deuxième partie 44 de l’anneau 2. Pour cela, il suffit de dévisser dans cet exemple les vis et écrous des premiers organes de fixation 50. Lorsque les portions sectorisées sont également fixées entre elle, les organes de fixation 53 sont extraits également. Le procédé de démontage comprend ensuite l’extraction de l’aube 3 à calage variable avec le plot 8, le plot 8 étant équipé des éléments de pivotement 38. . La première partie 43 et les autres portions sectorisées 44a, 44b, 44n restent fixées. Une fois que l’aube 3 à calage variable est réparée ou remplacée, celle-ci est installée dans le module suivant les étapes énoncées précédemment.
Claims (11)
- Ensemble pour une turbomachine, en particulier d’aéronef, l’ensemble comportant au moins une aube (3) à calage variable munie d’un plot (8) de forme cylindrique, et un anneau (2) d’axe longitudinal (X) muni de logements (12) destinés chacun à recevoir le plot (8) d’une aube (3), le plot (8) étant monté pivotant autour d’un axe de calage (A), l’ensemble comprenant en outre des éléments de pivotement (38) configurés de manière à favoriser le pivotement libre du plot (8) autour de l’axe de calage (A) et dans chaque logement (12),caractérisé en ce quel’anneau (2) comprend une première partie (43) annulaire et une deuxième partie (44) qui sont coaxiales, la deuxième partie (44) comprenant une pluralité de portions sectorisées (44a, 44b, 44n) disposées de manière adjacente autour de l’axe longitudinal (X), chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44n) étant fixée de manière amovible sur la première partie (43) et définissant avec la première partie (43) un logement (12).
- Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de pivotement (38) comprennent un premier palier (16) à roulement comprenant une bague interne (18) montée sur une paroi externe (22) du plot (8) et une bague externe (19) destinée à être en appui contre une surface interne cylindrique (22) du logement (12), les bagues interne et externe définissant des pistes de roulement pour des organes roulants (20).
- Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de pivotement (38) comprennent un deuxième palier (17) à roulement comprenant une bague interne montée sur la paroi externe du plot (8) et une bague externe (26) montée en appui contre la surface interne cylindrique (22), les bagues interne et externe définissant des pistes de roulement pour des organes roulants.
- Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend un premier écrou de serrage (31) vissé sur un filetage externe de la paroi externe (21) du plot (8) de manière à assurer un serrage de la bague interne (18) du premier palier (16) sur le plot (8).
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend des organes de blocage (56) qui sont configurés pour assurer le verrouillage et le serrage d’au moins une partie des éléments de pivotement (38) dans chaque logement 12, les organes de blocage (56) comprenant une rainure annulaire (52) formée dans le logement (12) et une patte (26c) des éléments de pivotement (38) reçue dans la rainure annulaire (52).
- Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé chaque logement (12) est délimité par une paroi cylindrique (42) et chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44n) comprend une demi paroi cylindrique (42b) destinée à coopérer avec une demi paroi cylindrique (42a) correspondante de la première partie (43) pour former la paroi cylindrique (42).
- Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (43) annulaire comprend des premières brides (46) qui s’étendent d’une part, suivant l’axe radial et d’autre part, suivant une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal, chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44c) comprenant des deuxièmes brides (47) destinées à être fixées aux premières brides (46) au moyen de premiers organes de fixation (50).
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque portion sectorisée (44a, 44b, 44n) comprend des troisièmes brides (51) destinées à être fixées sur des troisièmes brides (51) adjacentes des portions sectorisées adjacentes autour de l’axe longitudinal (X), les troisièmes brides (51) étant fixées au moyen de deuxième organes de fixation (53).
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’aube (3) à calage variable comprend une pale (9) qui s’étend depuis le plot (8), la pale (9) et le plot (8) étant formés d’une seule pièce.
- Turbomachine (1) comprenant un ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, un système de changement de pas (70) relié au plot (8) de chaque aube (3) à calage variable et un arbre de rotor relié à l’anneau (2) portant l’aube (3) à calage variable.
- Procédé de démontage d’un ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- retrait d’au moins portion sectorisée (44a, 44b, 44c) de la deuxième partie (44) de l’anneau (2),
- extraction de l’aube (3) à calage variable avec le plot (8), le plot (8) étant équipé des éléments de pivotement (38).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2205380A FR3136258A1 (fr) | 2022-06-03 | 2022-06-03 | Ensemble comportant un anneau forme de portions sectorisees pour aubes a calage variable, turbomachine equipee d’un tel ensemble et procede de demontage d’un tel ensemble |
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|---|---|---|---|
| FR2205380 | 2022-06-03 | ||
| FR2205380A FR3136258A1 (fr) | 2022-06-03 | 2022-06-03 | Ensemble comportant un anneau forme de portions sectorisees pour aubes a calage variable, turbomachine equipee d’un tel ensemble et procede de demontage d’un tel ensemble |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3136258A1 true FR3136258A1 (fr) | 2023-12-08 |
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ID=82594795
Family Applications (1)
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| FR (1) | FR3136258A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2943984A1 (fr) * | 2009-04-07 | 2010-10-08 | Airbus France | Helice pour turbomachine d'aeronef comprenant un moyeu support d'aubes scinde en deux portions annulaires montees l'une sur l'autre. |
| US20130343896A1 (en) * | 2012-06-22 | 2013-12-26 | Rolls-Royce Plc | Catcher ring arrangement |
| FR3109569A1 (fr) * | 2020-04-23 | 2021-10-29 | Safran Aircraft Engines | Pivot d’aube à orientation réglable et à intégrité sauvegardée pour moyeu de soufflante de turbomachine |
-
2022
- 2022-06-03 FR FR2205380A patent/FR3136258A1/fr active Pending
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