FR3149039A1

FR3149039A1 - Système de cale pour une aube

Info

Publication number: FR3149039A1
Application number: FR2305106A
Authority: FR
Inventors: Eric FAVEREAU
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2023-05-23
Filing date: 2023-05-23
Publication date: 2024-11-29

Abstract

Système de cale (65) d’au moins une aube (30) comportant un pied (40) reçu dans une alvéole (16) d’un disque (12) de turbomachine, le système de cale (65) comportant au moins une cale (60) prévue pour être intercalée radialement entre le pied (40) de l’aube (30) et un fond (17) de l’alvéole (16), ladite au moins une cale (60) comportant au moins un corps creux (61) configuré pour pouvoir être déformé élastiquement avec augmentation de volume par mise en pression à l’aide d’un fluide injecté dans le corps creux (61). Figure de l’abrégé : Figure 3

Description

Système de cale pour une aube

La présente divulgation relève du domaine des turbomachines, et concerne en particulier un système de cale pour une aube, notamment mais non exclusivement une aube fan, comportant un pied reçu dans une alvéole d’un disque de turbomachine, ainsi qu’un dispositif de calage comportant un tel système de cale, un procédé de montage et un procédé de démontage d’un tel système de cale et un ensemble de turbomachine comprenant un tel système de cale.

Une partie de turbomachine, telle que représentée à la , présente classiquement un axe longitudinal X qui correspond à l’axe de rotation des parties tournantes. D’une manière générale, la turbomachine comporte, de l’amont vers l’aval dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante 10, un compresseur basse-pression, un compresseur haute-pression, une chambre de combustion, une turbine haute-pression et une turbine basse-pression. L’air issu de la soufflante 10 est divisé en un flux primaire s’écoulant dans une veine annulaire primaire, et un flux secondaire s’écoulant dans une veine annulaire secondaire entourant la veine annulaire primaire. Le compresseur basse-pression, le compresseur haute-pression, la chambre de combustion, la turbine haute-pression et la turbine basse-pression sont situés dans la veine primaire.

La soufflante 10, le compresseur basse-pression, le compresseur haute-pression, la turbine haute-pression et la turbine basse-pression comprennent chacun un rotor mobile en rotation autour de l’axe longitudinal X de la turbomachine. La soufflante 10, le compresseur basse-pression et la turbine basse-pression sont susceptibles d’être mis en rotation ensemble par un premier arbre s’étendant dans la direction longitudinale. De même, le compresseur haute-pression et la turbine haute-pression sont susceptibles d’être mis en rotation ensemble par un deuxième arbre s’étendant dans la direction longitudinale.

La soufflante 10 comprend une rangée annulaire d’aubes 30 rapportées sur un disque 12. Tel que représenté à la , le disque 12 de la soufflante 10 comprend généralement une jante 14 dans laquelle sont formées des alvéoles, ou rainures, 16 orientées longitudinalement et qui présentent en section une forme de queue d'aronde. Aussi, le disque 12 comprend une rangée annulaire de becquets 20 en saillie longitudinalement vers l’amont depuis la jante 14. Chaque becquet 20 est disposé circonférentiellement entre deux alvéoles 16 circonférentiellement consécutives. Une fente 21 radiale est formée sur chaque face latérale de chaque becquet 20.

Chaque aube 30 de la soufflante 10 comprend un pied 40, une plateforme 34, une échasse 36 reliant le pied 40 à la plateforme 34 et une pale 32 qui s’étend radialement vers l’extérieur depuis la plateforme 34. Le pied 40 de chaque aube 30 présente une forme de queue d’aronde complémentaire à celle de l’une des alvéoles 16 de la jante 14 du disque 12. Ainsi, le pied 40 de chaque aube 30 est inséré par coulissement longitudinal dans l’une des alvéoles 16 du disque 12. Lorsque le pied 40 de l’aube 30 est reçu dans l’alvéole 16 correspondante du disque 12, une partie amont du pied 40 se prolonge à l’amont de l’alvéole 16 pour être disposée circonférentiellement entre deux becquets 20 circonférentiellement consécutifs.

Chaque aube 30 est par ailleurs retenue longitudinalement et radialement au disque 12 par un dispositif de verrouillage. Le dispositif de verrouillage comprend entre autres une cale 60 intercalée radialement entre le pied 40 de l’aube 30 et le fond 17 de l’alvéole 16 de manière à plaquer dans l’alvéole 16 radialement vers l’extérieur le pied 40 de l’aube 30.

Le montage du dispositif de verrouillage se fait de la manière suivante. Le pied 40 de l’aube 30 est introduit dans l’alvéole 16 correspondante de la jante 14 du disque 12 par coulissement dans la direction longitudinale. La cale 60 est ensuite introduite longitudinalement entre le pied 40 de l’aube 30 et le fond 17 de l’alvéole 16 correspondante de la jante 14. La cale 60 est maintenue longitudinalement en étant en butée longitudinalement à l’amont contre une virole arrière 72 de capot d’un cône amont de la soufflante 10 et à l’aval sur une virole amont 74 d’un tambour du compresseur basse-pression, visibles sur la .

La cale 60 disposée entre le fond 17 de l’alvéole 16 et le pied 40 de l’aube 30 empêche l’aube de tomber dans l’alvéole 16 à cause de la gravité lorsque le moteur est à l’arrêt et en moulinet, qui est une rotation du rotor due au vent, et empêche également les usures créées par frottement relatif répété encore appelées fretting en anglais, entre l’aube et le disque.

On connaît deux types de cales. Un premier type de cale est entièrement métallique, en une seule partie. Un deuxième type de cale est réalisé en deux parties, avec une partie rigide et une partie en polymère collée sur la partie métallique.

La géométrie de la cale est bien entendu adaptée à celle des alvéoles. En particulier, le premier type de cale est généralement rectiligne, tandis que le deuxième type de cale est généralement curviligne.

Quel que soit le type de cale, un produit lubrifiant est appliqué avant le montage notamment pour éviter le contact métal-métal et faciliter le montage. Lors de l’utilisation, le lubrifiant disparaît petit à petit ou sèche et colle. Lors des opérations de maintenance, notamment tous les 3000 vols, soit tous les ans ou tous les deux ans environ, on démonte l’ensemble disque, aubes, cales, pour inspecter les pièces et remettre du lubrifiant.

Cependant, lors du démontage des aubes du disque, la cale présente sous chaque aube peut être difficile à retirer, étant grippée à cause de l’absence de lubrifiant et/ou de la présence de lubrifiant séché et collé. Ainsi, le démontage est réalisé en faisant levier, ce qui a pour effet de faire apparaître des marques liées à l’outil au niveau de la face du disque à partir de laquelle le démontage est effectué, notamment la face amont du disque. Or, la présence de marques trop prononcées sur le disque a pour conséquence la mise au rebut de celui-ci, ce qui génère des coûts, des déchets et une durée de maintenance allongée.

Résumé

La présente divulgation vient améliorer la situation.

Il est proposé un système de cale d’au moins une aube comportant un pied reçu dans une alvéole d’un disque de turbomachine, le système de cale comportant au moins une cale prévue pour être intercalée radialement entre le pied de l’aube et un fond de l’alvéole, ladite au moins une cale comportant au moins un corps creux configuré pour pouvoir être déformé élastiquement avec augmentation de volume par mise en pression à l’aide d’un fluide injecté dans le corps creux.

Grâce à l’invention, on dispose d’une cale dont la géométrie et notamment le volume peut être varié, en extension ou en rétractation selon que l’on injecte ou que l’on retire ou permet le retrait du fluide. Cela permet d’atteindre l’objectif de calage mais également de monter et démonter plus aisément la cale, de telle sorte qu’il n’est pas nécessaire de recourir à des outils risquant de dégrader le disque. La probabilité de mise au rebut du disque lors de la maintenance est ainsi diminuée, ce qui réduit ainsi les coûts et la durée de la maintenance.

Par « disque », on entend un disque fan, à un étage, ou un tambour à plusieurs étages. Par « aube », on entend une aube fan ou une roue mobile ou autre pièce centrifugée.

Par « corps creux configuré pour pouvoir être déformé élastiquement », on entend un corps creux ou semi-creux, c’est-à-dire partiellement creux, comportant une ou des parois formant une enveloppe externe définissant un espace intérieur vide, qui sera occupé par le fluide sous pression, ce dernier poussant sur la ou les parois vers l’extérieur en augmentation de volume du corps creux. Les parois reviennent sensiblement à l’état initial, et donc le volume du corps creux revient alors sensiblement à son volume initial, dès que le fluide n’exerce plus de pression sur les parois, par retrait ou sortie de fluide hors du corps creux.

Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :

Ledit au moins un corps creux est de préférence réalisé en au moins un matériau polymère élastiquement déformable. Ledit au moins un matériau polymère est choisi notamment dans le groupe constitué par les matériaux synthétiques caoutchouteux vulcanisés. Ledit au moins un matériau polymère peut présenter un module d’Young compris entre 1 et 100 MPa. Ledit au moins un matériau permet bien entendu de former un corps creux avec des parois étanches.

En variante, ledit au moins un corps creux est réalisé dans un autre matériau élastomère thermoplastique élastiquement déformable permettant de définir un espace intérieur étanche, tel que le styrène-butadiène.

Ledit au moins un corps creux comporte au moins une ouverture, avantageusement une ouverture unique pour le passage du fluide. Ledit au moins un corps creux peut encore comporter au moins un obturateur, notamment un obturateur unique pour fermer hermétiquement l’ouverture.

Ladite au moins une cale comporte de préférence une partie allongée s’étendant entre une première et une deuxième extrémités, la partie allongée présentant une longueur, notamment sensiblement égale à une longueur de l’alvéole. La partie allongée peut être prévue pour s’étendre en contact avec le fond de l’alvéole sur toute la longueur de celle-ci.

Ladite au moins une cale peut comporter une partie d’extrémité amont prévue pour dépasser longitudinalement en amont du disque, hors de l’alvéole. Dans ce cas, la première extrémité de la partie allongée peut être contigüe à la partie d’extrémité amont.

Ladite au moins une cale peut comporter uniquement un corps creux, notamment formant la partie allongée, éventuellement additionné de la partie d’extrémité amont.

En variante, ladite au moins une cale comporte, outre ledit au moins un corps creux, au moins une partie rigide s’étendant sur tout ou partie de la longueur de la partie allongée, de préférence sur toute la longueur de la partie allongée.

Une telle partie rigide permet à la cale d’être guidée et de ne pas se déformer lors de l’installation dans l’alvéole. Dans ce cas, la partie allongée est formée en partie de ladite au moins une partie rigide et en partie dudit au moins un corps creux, notamment en partie de la partie rigide et en partie du corps creux.

Ladite au moins une partie rigide peut être réalisée en au moins un matériau choisi dans le groupe constitué par un métal (acier ou aluminium par exemple), un polymère (PET ou PA-6,6, par exemple), un matériau composite (fibre de verre ou fibre de carbone par exemple) et une association de ceux-ci.

La partie d’extrémité amont peut être réalisée en au moins un matériau choisi dans le groupe constitué par un métal (acier ou aluminium par exemple), un polymère (PET ou PA-6,6, par exemple), un matériau composite (fibre de verre ou fibre de carbone par exemple) et une association de ceux-ci.

La partie d’extrémité amont peut être réalisée dans le même matériau que ladite au moins une partie rigide et, dans ce cas, peut être réalisée d’une seule pièce avec la partie rigide de la partie allongée.

Ledit au moins un corps creux peut former partiellement la partie allongée de ladite au moins une cale et être en contact avec ladite au moins une partie rigide de la partie allongée, notamment sur au moins une partie de sa longueur.

Ledit au moins un corps creux peut être fixé à ladite au moins une partie rigide de la partie allongée, notamment par collage ou soudage ou système de fixation mécanique. En variante, ledit au moins un corps creux est rapporté sans liant sur la partie rigide. Dans ce dernier cas, aucun liant n’est disposé entre ledit au moins un corps creux et ladite au moins une partie rigide. Il est alors possible lors du démontage de retirer le ou les corps creux pour faciliter le démontage avec possibilité de lubrifier les contacts des pièces qui sont encore assemblées pour faciliter le démontage. En effet, le ou les corps creux retirés laissent suffisamment de place pour introduire dans l’alvéole un moyen de lubrification comme un tuyau.

Dans un mode de réalisation, ladite au moins une partie rigide de la partie allongée comporte une tige s’étendant entre les première et deuxième extrémités de la partie allongée.

Dans un autre mode de réalisation, ladite au moins une partie rigide de la partie allongée comporte une tige et deux plots agencés à chaque extrémité de la tige au niveau des première et deuxième extrémités de la partie allongée.

L’un des plots peut être en contact avec la partie d’extrémité amont, lorsque présente.

Dans un autre mode de réalisation, ladite au moins une partie rigide de la partie allongée comporte une tige et au moins un plot situé entre les première et deuxième extrémités, à distance de celles-ci, dans une ou des positions intermédiaires, notamment un plot unique disposé sensiblement au milieu de ladite tige.

Lorsqu’un ou plusieurs plots sont présents, ils permettent à l’aube localisée au-dessus de la cale d’être positionnée avec davantage de précision, ils permettent également de faire transiter les efforts entre l’aube et le disque fan sans passer par le ou les corps creux. Ils permettent encore de maintenir radialement en position l’aube en cas de perte de pression du fluide dans le ou les corps creux.

Un ou de tels plot(s) peuvent occuper toute la largeur de la cale ou uniquement une partie de la largeur de la cale.

La tige peut s’étendre de manière rectiligne.

En variante, la tige présente une forme ondulée. Dans ce cas, et lorsque le ou les corps creux est/sont fixés par collage à la partie rigide, la présence d’une forme ondulée de la tige permet d’augmenter la surface de collage.

Dans un mode de réalisation, ladite au moins une cale comporte un corps creux unique.

En variante, ladite au moins une cale comporte plusieurs, notamment deux, corps creux distincts. Dans ce cas, chacun des corps creux est alimenté indépendamment en fluide pour mise en pression.

Dans un mode de réalisation, ladite au moins une cale présente une forme rectiligne. En variante, ladite au moins une cale présente une forme incurvée. Cela est notamment lié à la forme de l’alvéole dans laquelle elle est destinée à être disposée.

Le système de cale peut comporter une seule cale. Dans ce cas, chaque alvéole est munie d’un système de cale avec une cale unique.

En variante, le système de cale comporte une pluralité de cales et une liaison s’étendant circonférentiellement, en forme de couronne au moins partielle suivant la courbure du disque, passant à proximité d’une extrémité des cales et permettant de relier les cales entre elles.

Dans ce dernier cas, ladite liaison peut être placée au niveau de la première extrémité et au contact avec ladite partie d’extrémité amont.

Ladite liaison peut être réalisée dans un matériau rigide ou dans un matériau souple, creux ou non. Ladite liaison, lorsqu’elle est creuse, peut être agencée non seulement pour relier les cales entre elles mais encore pour permettre le passage de fluide vers ou depuis les corps creux de chacune des cales. Dans ce cas, une connexion fluidique entre la liaison et l’intérieur de chaque corps creux est prévue, notamment via l’ouverture du corps creux et une ouverture correspondante dans la liaison.

Selon un autre aspect, en combinaison avec tout ou partie de ce qui précède, il est proposé un dispositif de calage d’au moins une aube comportant un pied reçu dans une alvéole d’un disque de turbomachine, le dispositif de calage comportant au moins un système de cale tel que défini plus haut, le dispositif de calage comportant au moins un système d’injection de fluide comportant au moins un tube pour l’injection de fluide dans le corps creux de chaque cale, notamment un ensemble de tubes, et un tube, notamment souple, disposé circonférentiellement permettant de relier le ou les tubes à un raccord, situé sur la surface extérieure du cône de la turbomachine. Ce dispositif, avec les tubes et le raccord, permet de contrôler et/ou d’ajuster la pression du fluide dans les corps creux, et ceci, sans démonter de pièce.

Le dispositif de calage peut comporter un système de contrôle de la pression, notamment manuel ou automatique.

Le dispositif de calage peut comporter un système d’ajustement de la pression.

Le fluide peut être un gaz, notamment de l’air ambiant ou un mélange similaire à l’air ambiant.

En variante, le fluide est un liquide, notamment à base d’eau ou d’huile.

Lorsque le fluide est un gaz, le système d’ajustement de la pression peut être un système autonome apte à récupérer une partie de l’énergie nécessaire à son fonctionnement en utilisant la rotation du moteur ou en utilisant une prise de pression plus à l’aval de la turbomachine.

Lorsque le fluide est un liquide, le dispositif de calage peut comporter un réservoir de fluide pour permettre le rechargement en fluide.

Selon un autre aspect, en combinaison avec tout ou partie de ce qui précède, il est proposé un procédé de montage d’un dispositif de calage tel que défini plus haut, comportant les étapes suivantes:

Insertion du pied de l’aube ou des aubes dans l’alvéole ou des alvéoles,
Insertion de la ou chaque cale dans le fond de la ou chaque alvéole entre le pied de l’aube et l’alvéole,
Mise en pression de la ou des cales par injection du fluide dans ledit au moins un corps creux de la ou de chaque cale à une pression prédéterminée.

La pression prédéterminée est avantageusement comprise entre 1 bar et 10 bar.

Selon un autre aspect, en combinaison avec tout ou partie de ce qui précède, il est proposé un procédé de démontage d’un dispositif de calage tel que défini plus haut, comportant les étapes suivantes:

retrait de la pression par aspiration du fluide ou ouverture dudit au moins un corps creux de manière à permettre l’évacuation du fluide,
démontage de la cale,
démontage du pied d’aube hors de l’alvéole.

Grâce à l’invention, le montage et le démontage sont rendus aisés par le fait de pouvoir expanser ou rétracter le ou les corps creux de la cale avec le fluide, adaptant ainsi le volume de la cale au fur et à mesure du montage et démontage.

Selon un autre aspect, en combinaison avec tout ou partie de ce qui précède, il est proposé un ensemble de turbomachine comportant un système de cale tel que défini plus haut ou un dispositif de calage tel que défini plus haut.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

est une vue schématique partielle en coupe qui représente une soufflante de turbomachine d’axe longitudinal X.

est une vue partielle en perspective qui représente la soufflante de la .

est une vue schématique et en perspective, partielle, d’un ensemble de turbomachine et illustrant la mise en place d’une cale et d’un pied d’aube dans une alvéole de disque.

montre de manière schématique et en perspective, en vue de dessous, un exemple de cale d’un système de cale selon un mode de réalisation.

est une autre vue, de dessus, schématique et en perspective, de l’exemple de cale de la .

montre de manière schématique et en perspective, en vue de dessus, un exemple de cale d’un système de cale selon un autre mode de réalisation.

est une vue éclatée schématique et en perspective de l’exemple de cale de la .

est une vue éclatée, de dessus, schématique et en perspective, d’un exemple de cale d’un système de cale selon un autre mode de réalisation.

est une vue éclatée, de dessous, schématique et en perspective, de l’exemple de cale de la .

est une vue de dessous schématique et en perspective d’un exemple de système de calage selon un autre mode de réalisation,

est une vue schématique et partielle, en perspective, d’un exemple de dispositif de calage selon un mode de réalisation.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. À fin de concision, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension du mode de réalisation décrit sont représentés sur les figures et sont décrits de manière détaillée dans la suite.

Dans la description qui suit, lorsque l’on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes « amont », « aval », « avant », « arrière », « haut », « bas », « gauche », « droite », etc., ou relative, tels que les termes « dessus », « dessous », « supérieure », « inférieur », etc., ou à des qualificatifs d’orientation, tels que « horizontale », « vertical », etc., il est fait référence, sauf précision contraire, à l’orientation des figures, à celle de l’ensemble de turbomachine ou à celle d’une alvéole et au positionnement d’une cale au sein de celle-ci.

On a représenté sur la un exemple de système de cale 65 d’au moins une aube 30 comportant un pied 40 reçu dans une alvéole 16 d’un disque 12 de turbomachine, tels que décrit plus haut en référence aux figures 1 et 2 et tel que visible plus en détail sur la . Le système de cale 65 comporte au moins une cale 60, dans cet exemple une cale 60, prévue pour être intercalée radialement entre le pied 40 de l’aube 30 et un fond 17 de l’alvéole 16, comme illustré d’une manière générale sur la , la cale visible sur cette étant très schématique.

La cale 60, selon l’invention, illustrée sur les figures 4 et 5, comporte au moins un corps creux 61, un unique corps creux 61 dans cet exemple, configuré pour pouvoir être déformé élastiquement avec augmentation de volume par mise en pression à l’aide d’un fluide injecté dans le corps creux 61.

Une telle cale permet un démontage facilité de celle-ci et donc du pied d’aube lors des opérations de maintenance notamment.

Dans cet exemple, le corps creux 61 est réalisé en au moins un matériau polymère élastiquement déformable, constitué par du styrène-butadiène dans cet exemple

Le corps creux 61 comporte une ou des parois 62 et forme une enveloppe externe hermétique délimitant un espace intérieur vide à remplir d’un fluide sous pression de manière à déformer les parois 62 du corps creux 61 afin d’augmenter le volume de celui-ci. Cela permet de caler le pied 40 d’aube 30 dans l’alvéole 16. L’augmentation de volume du corps creux peut être comprise entre 1 % et 50 %. Le déplacement, localement, d’une paroi 62 peut être compris entre 1 mm et 10 mm.

Le corps creux 61 comporte dans cet exemple une ouverture 63, unique, pour le passage du fluide. Le corps creux 61 peut encore comporter un obturateur 64, qui peut être amovible ou définitif, pour fermer hermétiquement l’ouverture 63. Un tel obturateur 64 permet d’obturer l’ouverture 63 après mise sous pression du corps creux 61, afin d’éviter que le fluide ne s’échappe de la cale 60 en cours d’utilisation. Il peut être possible de retirer l’obturateur 64 lorsque souhaité, notamment lors de la maintenance et du démontage de l’ensemble de turbomachine. En variante, un tel obturateur 64 peut être installé définitivement, de telle sorte qu’il est nécessaire pour dégonfler le corps creux en évacuant le fluide, de casser le corps creux 61 et/ou l’obturateur 64.

Dans l’exemple illustré, la cale 60 comporte une partie allongée 75 s’étendant entre une première extrémité 76 et une deuxième extrémité 77, la partie allongée 75 présentant une longueur L sensiblement égale à une longueur de l’alvéole 16. La partie allongée 75 est prévue pour s’étendre en contact avec le fond 17 de l’alvéole 16 sur toute la longueur de celle-ci.

De plus, toujours dans cet exemple, la cale 60 comporte une partie d’extrémité amont 80 prévue pour dépasser longitudinalement en amont du disque 12, hors de l’alvéole 16, lorsque la cale 60 est disposée dans l’alvéole 16. Comme visible, dans cet exemple, la première extrémité 76 de la partie allongée 75 est contigüe à la partie d’extrémité amont 80.

La cale 60 comporte dans cet exemple une partie rigide 78 s’étendant sur tout ou partie de la longueur L de la partie allongée 75, dans cet exemple sur toute la longueur de la partie allongée.

La partie d’extrémité amont 80 est réalisée dans cet exemple en matériau métallique, d’une seule pièce avec la partie rigide 78, également en matériau métallique, de la partie allongée 75. On ne sort pas du cadre de l’invention si la partie d’extrémité amont 80 et/ou la partie rigide 78 est/sont réalisée(s) dans un matériau autre que métallique, tel qu’un matériau polymère ou un matériau composite.

Le corps creux 61 forme ainsi partiellement la partie allongée 75 de la cale 60, la partie rigide 78 formant également partiellement la partie allongée 75.

Le corps creux 61 est en contact avec la partie rigide 78 au sein de la partie allongée 75, sur au moins une partie de sa longueur, dans cet exemple sur toute sa longueur.

Dans ce mode de réalisation, la partie rigide 78 de la partie allongée 75 comporte une tige 79, rectiligne, de section rectangulaire constante, s’étendant sur toute la longueur L de la partie allongée 75, entre la première et la deuxième extrémités 76 et 77. Comme visible sur les figures 4 et 5, la tige 79 est recouverte, sur trois de ses quatre côtés de section, supérieur et latéraux, par le corps creux 61. Seul le côté inférieur 81, visible sur la , est non recouvert et forme partiellement une partie inférieure 82 de la partie allongée de la cale 60 qui est destinée à être en contact avec le fond 17 de l’alvéole 16. La partie supérieure 83 de la partie allongée 75 de la cale 60, visible notamment sur la , est entièrement formée par le corps creux 61 dans cet exemple et est destinée à être mise en contact avec le pied 40 de l’aube 30 lorsqu’en place dans l’alvéole 16.

Dans cet exemple, le corps creux 61 n’est pas collé mais rapporté sans liant sur la partie rigide 78. Dans ce dernier cas, aucun liant n’est disposé entre ledit au moins un corps creux et la partie rigide. Il est alors possible lors du démontage de retirer le ou les corps creux pour faciliter le démontage avec possibilité les contacts des pièces qui sont encore assemblées pour faciliter le démontage. En effet, le ou les corps creux retirés laissent suffisamment de place pour introduire dans l’alvéole un moyen de lubrification comme un tuyau.

Le corps creux 61 présente une forme allongée avec, dans une paroi inférieure, un décrochement intérieur 84 sur toute sa longueur de forme complémentaire à la tige 79 pour entourer les trois des quatre côtés de la tige 79 comme expliqué plus haut et comme visible à la deuxième extrémité 77 sur la . Le corps creux 61 comporte, dans sa longueur, une portion centrale 85 et, incluant les première et deuxième extrémités 76 et 77, deux portions extrémales 86 et 87 respectivement, la portion centrale 85 présentant une forme rectiligne de section constante et de largeur l₁, les portions extrémales 86 et 87 présentant des largeurs l₂, égales dans cet exemple, l₂étant supérieure à l₁. Bien entendu, une partie d’évasement 88 permet de relier la portion centrale 85 à chacune des portions extrémales 86 et 87 en faisant passer, par une courbure, la largeur du corps creux 61 de la largeur l₁à la largeur l₂.

La partie d’extrémité amont 80 s’étend au bout de la tige 79 comme visible. La partie d’extrémité amont 80 présente une largeur inférieure à la largeur l₂mais supérieure à la largeur l₁dans cet exemple.

Le système de cale 65 peut être assemblé selon un procédé de montage décrit ci-après. Tout d’abord, on insère le pied 40 de l’aube 30 dans l’alvéole 16. Ensuite, on insère la cale 60 au fond 17 de l’alvéole 16 entre le pied 40 de l’aube 30 et l’alvéole 16. Un léger jeu de l’ordre de 0,1 à 10 mm existe entre la cale 60 et le pied 40 et/ou l’alvéole 16. Ensuite, on met en pression la cale 60 par injection du fluide, qui peut être un gaz, notamment l’air ambiant, ou un liquide, notamment à base d’eau ou d’huile, dans le corps creux 61 de la cale 60 à une pression prédéterminée, par exemple comprise entre 1 bar et 10 bar.

La mise en pression, à une pression de fluide prédéterminée, de la cale 60 permet de pousser de l’intérieur du corps creux 61, à l’aide du fluide, la ou les parois 62 de manière à provoquer une déformation de celle(s)-ci dans le sens d’une augmentation de volume du corps creux 61. La cale 60 occupe alors le jeu qui préexistait au moment de la mise en place de la cale 60 dans l’alvéole 16. Le pied 40 de l’aube 30 est alors calé dans l’alvéole 16.

Lors de l’opération de maintenance, le système de cale 65 peut être démonté grâce à un procédé de démontage au cours duquel on retire au moins partie de la pression par aspiration de fluide et/ou ouverture du corps creux 61 de manière à permettre l’évacuation de fluide. Le volume du corps creux 61 diminue alors. On démonte alors la cale 60 hors de l’alvéole 16 puis on démonte le pied 40 d’aube 30 hors de l’alvéole 16. Cela permet un démontage aisé, sans utilisation d’outil risquant de générer des marques sur le disque.

Dans l’exemple des figures 6 et 7, la cale 60 diffère de celle des figures 4 et 5 en ce que la tige 79 se termine en ses deux extrémités par deux plots 90 et 91 disposés respectivement à chaque extrémité de la tige 79 au niveau des première et deuxième extrémités 76 et 77 de la partie allongée 75.

L’un des plots, le plot 90, est en contact avec la partie d’extrémité amont 80. Les plots 90 et 91 ont sensiblement une forme parallélépipédique. Les plots 90 et 91 n’occupent pas toute la largeur de la cale 60 dans cet exemple. La forme du corps creux 61 est adaptée pour entourer latéralement les plots 90 et 91, dans les portions extrémales 86 et 87. Ainsi, trois des quatre côtés latéraux des plots 90 et 91 sont en contact avec la paroi du corps creux 61, tandis que les côtés supérieur, inférieur et latéral extérieur des plots 90 et 91 ne sont pas recouverts. On ne sort pas du cadre de l’invention si les plots 90 et 91 sont disposés à un autre endroit de la partie allongée 75.

Le mode de réalisation des figures 8 et 9 diffère de celui des figures 6 et 7 en ce que le corps creux 61 et la partie rigide 78 sont assemblés entre eux et en ce que la tige 79 n’est pas rectiligne mais présente une forme ondulée sur toute sa longueur. Cette forme ondulée permet d’augmenter la surface de collage entre corps creux 61 et partie rigide 78.

Le mode de réalisation des figures 10 et 11 diffère essentiellement de celui des figures 5 et 6 en ce que la cale 60 est non pas rectiligne mais incurvée sur toute sa longueur, cette forme étant adaptée à la forme d’alvéole 16 dans laquelle elle est prévue d’être insérée. Dans ce cas, comme visible, la partie rigide 78 et le corps creux 61 présentent une forme incurvée entre leurs extrémités.

Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 12 et 13, la partie rigide 78 de la partie allongée 75 comporte une tige 79 et un plot 92 unique, situé entre les première et deuxième extrémités 76 et 77, à distance de celles-ci, dans la portion centrale 85, dans cet exemple sensiblement au milieu de la tige 79. Le plot 92 est de même largeur que le corps creux 61 dans cette portion centrale 85, occupant toute la largeur de la cale 60 à cet endroit, et n’est donc pas entouré latéralement, supérieurement ou inférieurement par le corps creux 61, comme visible en particulier sur la . La forme du corps creux 61 est adaptée à la forme de la partie rigide 78. En particulier, dans cet exemple, la cale 60 comporte deux corps creux 61 indépendants l’un de l’autre, et en particulier pouvant être mis en pression indépendamment l’un de l’autre.

Dans les modes de réalisation des figures 4 à 13, le système de cale 65 comporte une seule cale 60. Dans ce cas, chaque alvéole 16 est munie d’un système de cale 65 avec une cale 60 unique.

Dans le mode de réalisation illustré sur la , le système de cale 65 comporte une pluralité de cales 60, au nombre de quatre dans cet exemple, mais pouvant être différent, étant au maximum égal au nombre de cales 60 nécessaires pour un disque 12, c’est-à-dire égal au nombre d’alvéoles 16 présentes sur un disque. Le système de cale 65 comporte une liaison 95 s’étendant circonférentiellement, en forme de couronne partielle suivant la courbure du disque 12, passant à proximité d’une extrémité des cales 60 et permettant de relier les cales 60 entre elles. Les cales 60 peuvent être telles que décrites plus haut selon l’un des modes de réalisation décrite en référence aux figures 4 à 13 ou selon une combinaison de plusieurs de ces modes de réalisation.

Dans l’exemple illustré, la liaison 95 est placée au niveau de la première extrémité 76 et au contact avec la partie d’extrémité amont 80. Dans ce cas, l’extrémité de la tige 79 est en contact avec la partie d’extrémité amont 80. En revanche, le corps creux 61 ne s’étend pas sur toute la longueur de la partie allongée 75, puisque la liaison 95 est intercalée entre une extrémité du corps creux 61 et la partie d’extrémité amont 80.

La liaison 95 est réalisée dans cet exemple dans un matériau rigide et est creuse. La liaison 95, creuse, est ainsi agencée dans cet exemple non seulement pour relier les cales 60 entre elles mais encore pour permettre le passage de fluide vers ou depuis les corps creux 61 de chacune des cales 60. Dans ce cas, une connexion fluidique entre la liaison 95 et l’intérieur de chaque corps creux 61 est prévue, notamment via l’ouverture 63 du corps creux 61 et une ouverture correspondante dans la liaison 95, ces ouvertures étant non visibles dans un souci de clarté du dessin, mais peuvent être disposées au niveau de l’ouverture 63 du mode de réalisation de la .

La illustre un dispositif de calage 100 de plusieurs aubes 30 comportant chacune un pied 40 reçu dans une alvéole 16 du disque 12 de turbomachine tel qu’illustré sur les figures 1 et 2 ou sur la . Le dispositif de calage 100 comporte au moins un système de cale 65 tel que décrit plus haut, comportant une pluralité de cales 60 dans cet exemple. Le dispositif de calage 100 comporte en outre un système d’injection de fluide comportant au moins un tube 101 pour l’injection de fluide dans le corps creux 61 de chaque cale 60, dans cet exemple un ensemble de tubes 101. De plus, un tube 102 souple disposé circonférentiellement permet de relier les tubes 101 à un raccord 103, comme visible. Le raccord 103 se situe sur la surface extérieure du cône 104 de la turbomachine pour permettre le contrôle et/ou l’ajustement de la pression du fluide dans les corps creux 61 des cales 60 sans démonter de pièce. Le disque et l’aube ne sont pas représentés sur la dans un souci de clarté du dessin. Le fluide circule dans le raccord 103, le tube 102 et les tubes 101.

Le dispositif de calage 100 comporte de plus un système de contrôle de la pression 105, notamment manuel ou automatique.

Le dispositif de calage 100 comporte en outre un système d’ajustement de la pression 106.

Le fluide est dans cet exemple un gaz, notamment de l’air ambiant ou un mélange similaire à l’air ambiant. Dans ce cas, le système d’ajustement de la pression 106 peut être un système autonome apte à récupérer une partie de l’énergie nécessaire à son fonctionnement en utilisant la rotation du moteur ou en utilisant une prise de pression plus à l’aval de la turbomachine.

Dans une variante non illustrée, le fluide est un liquide, notamment à base d’eau ou d’huile. Dans ce cas, le dispositif de calage 100 peut comporter un réservoir de fluide pour permettre le rechargement en fluide.

L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.

En particulier, le système de cale selon l’invention peut être utilisé dans la soufflante 10 ou dans d’autres pièces centrifugées de l’ensemble de turbomachine.

D’autres géométries de la cale peuvent être envisagées, notamment en fonction de la forme de l’alvéole 16.

Claims

Système de cale (65) d’au moins une aube (30) comportant un pied (40) reçu dans une alvéole (16) d’un disque (12) de turbomachine, le système de cale (65) comportant au moins une cale (60) prévue pour être intercalée radialement entre le pied (40) de l’aube (30) et un fond (17) de l’alvéole (16), ladite au moins une cale (60) comportant au moins un corps creux (61) configuré pour pouvoir être déformé élastiquement avec augmentation de volume par mise en pression à l’aide d’un fluide injecté dans le corps creux (61).
Système de cale (65) selon la revendication 1, dans lequel ledit au moins un corps creux (61) est réalisé en au moins un matériau polymère élastiquement déformable, ledit au moins un matériau polymère étant choisi notamment dans le groupe des matériaux synthétiques caoutchouteux vulcanisés et présente un module d’Young compris entre 1 et 100 MPa .
Système de cale (65) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit au moins un corps creux (61) comporte une ouverture (63) unique pour le passage dudit fluide et notamment un obturateur (64) pour fermer hermétiquement ladite ouverture (63).
Système de cale (65) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une cale (60) comporte:
une partie d’extrémité amont (80) prévue pour dépasser longitudinalement en amont du disque (12) hors de l’alvéole (16), et

une partie allongée (75) s’étendant entre une première et une deuxième extrémités (76, 77), la première extrémité (76) étant contigüe à la partie d’extrémité amont (80), la partie allongée (75) présentant une longueur (L), notamment sensiblement égale à la longueur de l’alvéole (16).
Système de cale (65) selon la revendication 4, dans lequel ladite au moins une cale (60) comporte au moins une partie rigide (78) s’étendant sur tout ou partie de la longueur (L) de la partie allongée (75), de préférence sur toute la longueur (L) de la partie allongée (75).
Système de cale (65) selon la revendication 5, dans lequel ledit au moins un corps creux (61) forme partiellement la partie allongée (75) de ladite au moins une cale (60) et est en contact avec ladite au moins une partie rigide (78) de la partie allongée (75), notamment sur au moins une partie de sa longueur (L).
Système de cale (65) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel ladite au moins une partie rigide (78) de la partie allongée (75) comporte une tige (79) et deux plots (90, 91) agencés à chaque extrémité de la tige (79) au niveau des première et deuxième extrémités (76, 77) de la partie allongée (75), l’un des plots (90) étant notamment en contact avec la partie d’extrémité amont (80).
Système de cale (65) selon la revendication précédente, dans lequel ladite tige (79) présente une forme ondulée.
Système de cale (65) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une cale (60) comporte un corps creux (61) unique.
Système de cale (65) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une pluralité de cales (60) et une liaison (95) s’étendant circonférentiellement, en forme de couronne au moins partielle suivant la courbure du disque, passant à proximité d’une extrémité des cales (60) et permettant de relier les cales (60) entre elles.
Dispositif de calage (100) d’au moins une aube (30) comportant un pied (40) reçu dans une alvéole (16) d’un disque (12) de turbomachine, le dispositif de calage (100) comportant au moins un système de cale (65) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le dispositif de calage (100) comportant un système d’injection de fluide comportant au moins un tube (101) pour l’injection de fluide dans le corps creux (61) de chaque cale (60), notamment un ensemble de tubes (101), et au moins un tube (102), notamment souple, disposé circonférentiellement permettant de relier le ou les tubes (101) à un raccord (103), situé sur la surface extérieure du cône (104) de la turbomachine.