Brevet FR2655379A1 — publié le 19910607

La présente invention concerne des turbomoteurs à flux axial et plus particulièrement une structure de stator pour le montage de composants à partir d'un carter externe d'un tel moteur L'invention a été développée dans le domaine des turbomoteurs d'aéronefs et elle s'applique plus particulièrement au montage de structures lourdes sur un tel moteur. Un exemple d'un turbomoteur est celui connu sous le nom de turbofan pour la propulsion d'un aéronef Le moteur turbofan comporte un circuit d'écoulement pour des gaz de travail actifs qui s'étend axialement à travers une section de compression, une section de combustion et une section de turbine. Pendant le fonctionnement les gaz de travail actifs sont mis en pression dans la section de compression Du carburant est mélangé avec les gaz de travail actifs sous pression dans la section de combustion et ils sont brûlés afin d'ajouter de l'énergie aux gaz Les gaz chauds sous pression se détendent dans la section de turbine. La structure du stator d'un turbomoteur comporte un carter de moteur qui s'étend axialement et circonférentiellement autour des sections du moteur, afin de délimiter le circuit d'écoulement des gaz de travail actifs. Les carters du moteur constituent un support pour les sections du moteur et ils agissent en tant qu'enveloppe sous pression pour contenir les gaz très chauds sous pression. Une commande électronique du moteur est habituellement montée à l'extérieur du moteur et à partir de l'un des carters du moteur La commande électronique surveille des paramètres de fonctionnement du moteur et elle règle le débit de carburant à partir de la commande de carburant, en direction de la section de combustion du moteur Comme exemple d'une telle commande électronique du moteur, on peut trouver les commandes électroniques fabriquées par la division Hamilton Standard de la Demanderesse La commande électronique du moteur contient des composants électroniques qui comportent des puces d'ordinateurs qui sont très sensibles aux vibrations et à la chaleur extrême. La structure support pour le montage de la commande électronique à partir d'un carter de moteur comporte des isolateurs (absorbeurs de choc) qui réduisent la transmission des chocs et vibrations vers la commande du moteur Les isolateurs servent également à espacer la commande du moteur du carter du moteur, afin de faciliter le refroidissement de la commande du moteur et d'isoler dans une certaine mesure la commande du moteur à l'égard de la chaleur produite par le turbomoteur. La commande est une pièce relativement lourde et elle est située à proximité immédiate du carter du moteur, afin de réduire au minimum l'intrusion de la commande du moteur et de sa structure de montage dans le compartiment de nacelle qui loge le moteur sur l'aéronef En outre le compartiment du moteur contient beaucoup d'autres composants associés au moteur La proximité de la commande du moteur par rapport au moteur lui-même et les autres composants proches de la commande du moteur rendent difficiles, pour une personne, l'installation de la commande du moteur et le maintien de cette commande en position, tandis que la commande du moteur est installée sur le turbomoteur. Par conséquent les ingénieurs travaillant sous la direction de la demanderesse ont cherché à développer un système de montage qui intervient en tant que guidage de mise en position pendant le montage et qui retient ensuite la commande du moteur afin de constituer un support total pour le composant, pendant le montage, si bien que les organes de fixation, tels que des vis de blocage, peuvent être installés par une seule personne utilisant ses deux mains pour fixer et bloquer les vis de fixation sur le carter du moteur. Suivant la présente invention la structure du stator d'un turbomoteur comporte une paire d'organes de retenue espacés circonférentiellement, chacun d'eux comportant un canal ouvert vers le haut afin de recevoir un élément d'accouplement prévu sur un composant du moteur, pour supporter et maintenir en position le composant pendant son installation sur le moteur. Suivant une forme d'exécution détaillée, on utilise deux paires d'organes de retenue, le composant est une commande électronique du moteur comportant quatre isolateurs et l'élément d'accouplement sur la commande électronique, à l'endroit de chaque organe de retenue, est une partie de l'isolateur sur la commande du moteur. Une caractéristique principale de la présente invention est une structure support pour un composant d'un turboréacteur La structure support s'étend à partir d'un carter du moteur et elle comporte au moins une paire d'organes de retenue Chaque organe de retenue présente un canal s'étendant circonférentiellement, autour de l'organe de retenue, et ouvert vers le haut, en adaptant l'organe de retenue à son accouplement avec le composant Dans une forme d'exécution le canal s'étend sur un arc qui est inférieur à cent quatre-vingt degrés ( 1800) Chaque organe de retenue comporte une base qui est fixée à la partie adjacente de la structure support et une lèvre qui permet à l'organe de retenue de maintenir prisonnier le composant dans le canal. Dans une forme d'exécution détaillée le composant est une commande électronique du moteur La commande électronique du moteur comporte une paire d'amortisseurs de chocs ou isolateurs qui permettent à la commande électronique du moteur d'être accouplée avec l'organe de retenue Dans une forme d'exécution détaillée l'isolateur comporte une coupelle de ressort et un ressort L'organe de retenue est adapté de manière à maintenir prisonnier, au moyen de sa lèvre, à la fois la coupelle de ressort et au moins une spire du ressort. Un avantage principal de la présente invention est la facilité et la rapidité de l'installation d'un composant lourd sur le moteur, ceci résultant du fait que les organes de retenue qui maintiennent prisonnier le composant pendant l'installation, permettent à une seule personne d'être l'installateur et d'utiliser ses deux mains pour installer et bloquer les organes de fixation, tels que des vis Un autre avantage est le niveau de sécurité qui résulte du fait que le composant lourd est supporté à l'encontre de tout glissement ou de toute chute pendant l'installation pouvant entraîner une blessure de l'installateur ou des dommages causés au composant Un autre avantage est la facilité et la vitesse de démontage qui résulte du fait que le composant est supporté positivement par les organes de retenue pendant le démontage. Un autre avantage est dû à l'angle de l'unité supportée par rapport à l'horizontale lequel assure un niveau approprié de forces de rétention. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en perspective partielle d'un turbomoteur à flux axial, du type turbofan, et elle montre un plan de référence horizontal H, un plan de référence vertical V et l'angle y de la commande du moteur par rapport au plan de référence horizontal. La figure 2 est une vue schématique, à plus grande échelle, d'une partie de la figure 1 et elle montre le carter du moteur représenté en trait mixte et une vue en élévation latérale d'une commande électronique du moteur et de la structure support pour cette commande électronique. La figure 3 est une vue en élévation, à plus grande échelle, d'une commande électronique du moteur, d'un organe de retenue pour cette commande électronique et de l'isolateur de la commande électronique du moteur qui est accouplé avec l'organe de retenue. La figure 4 est une vue en perspective partielle de l'organe de retenue représenté sur la figure 3. La figure 1 est une vue en perspective partielle d'un turbomoteur 10 du type turbofan, comportant un circuit d'écoulement, s'étendant axialement, pour des gaz actifs 12. Le moteur a un axe A qui s'étend axialement à travers le moteur Un plan de référence vertical V et un plan de référence horizontal H se recoupent suivant l'axe A du moteur. Un carter externe 14 s'étend circonférentiellement autour de l'axe A Dans la forme d'exécution représentée le carter externe est espacé radialement du carter du moteur qui constitue l'enceinte sous pression pour le moteur Dans d'autres formes d'exécution le carter pourrait être une partie de l'enceinte sous pression contenant les gaz très chauds sous pression du moteur. Une structure support 16 s'étend à partir du carter externe 14 du moteur en direction d'un composant externe tel que représenté par la commande électronique 18 du moteur La structure support comporte quatre pieds et est représentée par les trois pieds 20,22,24 qui sont illustrés La commande du moteur est fixée aux quatre pieds. La figure 2 est une vue en élévation latérale, à plus grande échelle, d'une partie du moteur représenté sur la figure 1, et elle montre la relation entre la commande électronique 18 du moteur et la structure 16 la supportant sur le carter du moteur La structure support pour le montage de la commande du moteur comporte le premier pied 22 et le deuxième pied 24 qui est espacé circonférentiellement par rapport au premier pied Le deuxième pied a une longueur L 2 qui est environ le double de la longueur Li du premier pied. Chaque pied comporte un organe de retenue tel que représenté par le premier organe de retenue 26 sur le premier pied et le deuxième organe de retenue 28 sur le deuxième pied Chaque organe de retenue fait partie intégrante du pied auquel il est associé, c'est-à-dire qu'il forme une seule pièce avec le pied en y étant fixé ou en étant formé d'une seule pièce avec le pied. La commande électronique du moteur comporte un boîtier 30 et quatre isolateurs tels que représentés par l'isolateur 32 et l'isolateur 34 Les isolateurs agissent en tant qu'organes amortisseurs de chocs pour la commande du moteur Chaque isolateur est attaché au boîtier de la commande du moteur et il est accouplé avec un organe de retenue associé L'isolateur présente un alésage (non représenté) s'étendant à travers l'isolateur et qui permet de faire passer une vis de montage à travers l'isolateur Une vis de montage 36, prévue pour chaque isolateur, est vissée dans la structure support adjacent 16. Ainsi qu'il est représenté sur la figure 2, la commande électronique 18 du moteur est en contact avec chaque organe de retenue 26,28 dans un plan de contact qui forme un angle d'environ quarante-cinq degrés ( 450) avec le plan de référence horizontal, ainsi qu'il est représenté par l'angle y Dans la forme d'exécution illustrée chaque organe de retenue se trouve dans le même plan B Une droite perpendiculaire au plan B des organes de retenue recoupe également le plan horizontal en formant avec celui-ci un angle x d'environ quarante-cinq degrés ( 450) Dans la forme d'exécution particulière représentée l'angle x est de quarante-quatre degrés ( 440) tandis que l'angle y est de quarante-six degrés ( 460). La figure 3 est une vue en élévation latérale, à plus grande échelle, d'une partie du boîtier 30 de la commande du moteur, de l'isolateur 32 et du premier organe de retenue 26. Chaque organe de retenue comporte une base 38, un premier élément 40 s'étendant circonférentiellement, lequel s'étend dans une direction généralement perpendiculaire à la base, et une lèvre 42 s'étendant à partir du premier élément et sensiblement parallèle à la base La base, le premier élément et la lèvre délimitent un canal 44 ouvert vers le haut Un élément d'accouplement 46 sur l'isolateur 32 de la commande électronique 18 du moteur est maintenu prisonnier par l'organe de retenue afin de retenir la commande du moteur à l'encontre de tout mouvement lorsque la commande du moteur a été montée sur ce moteur. L'isolateur 32 comporte une collerette 48 qui est fixée au boîtier 30 de la commande du moteur, par l'intermédiaire de moyens de fixation tels que des ensembles vis et écrous 50 L'isolateur comprend aussi un ressort hélicoïdal 52 qui est fixé à la collerette Il comporte par ailleurs un corps central 54 présentant un alésage pour recevoir la vis de montage Le ressort est disposé autour du corps central Les spires centrales du ressort peuvent se déplacer par rapport au corps Une paire d'organes de retenue du ressort, prévus pour chaque isolateur, tels que représentés par la coupelle de ressort 56 et la coupelle de ressort 58, maintiennent le ressort et sont fixés au corps par des moyens non représentés La coupelle de ressort 56 et une spire extrême du ressort 52 forment l'élément d'accouplement 46 sur la commande électronique du moteur La vis de montage 36 s'étend à travers l'alésage afin de fixer, par vissage, l'isolateur à l'organe de retenue 26 et au pied 22 Dans d'autres formes d'exécution l'organe de retenue du ressort pourrait être une simple entretoise plane. La figure 4 est une vue en perspective partielle du pied et de l'organe de retenue Le premier élément 40 délimite le fond du canal 44 avec la base 38 et la lèvre s'étendant circonférentiellement pour délimiter les autres côtés du canal Ainsi qu'il est représenté sur la figure 4, le premier élément qui s'étend à partir de la base, s'étend circonférentiellement autour de la base suivant un arc inférieur à cent quatre-vingt degrés ( 1800) Dans la forme d'exécution illustrée l'arc est d'environ cent trente degrés ( 1300). Ainsi qu'il est représenté sur la figure 2, les organes de retenue ( 26, 28) se trouvent dans un plan qui forme un angle d'environ quarante-cinq degrés ( 450) par rapport au plan horizontal Dans d'autres formes d'exécution les organes de retenue espacés circonférentiellement pourraient se trouver chacun dans des plans qui seraient sensiblement parallèles les uns aux autres, chacun de ces plans formant un angle d'une certaine grandeur par rapport au plan horizontal. N'importe quel angle qui oriente le canal vers le haut amène la commande électronique du moteur à exercer une pression contre le premier élément L'angle de quarante-cinq degrés ( 450) est avantageux Cet angle réduit au minimum l'intrusion de la commande électronique du moteur dans le compartiment de nacelle qui s'étend autour du carter externe du moteur tout en orientant le canal de telle façon que la force due à la gravité s'exerçant sur la commande du moteur amène cette commande du moteur à exercer une pression contre le premier élément de l'organe de retenue, dans une direction circonférentielle, avec une force qui est sensiblement égale à la force qui amène la commande électronique du moteur à exercer une pression contre la lèvre de l'organe de retenue. Ceci assure une retenue positive de la commande électronique du moteur pendant le montage Il pourrait être possible d'augmenter l'angle y par rapport au plan horizontal et d'augmenter la force s'exerçant contre le premier élément, mais ceci entraînerait une augmentation de la longueur L 2 du deuxième pied, ce qui provoquerait une intrusion plus importante dans le compartiment du moteur. L'organe de retenue immobilise une partie de la coupelle du ressort ainsi qu'une partie du ressort de l'isolateur de la commande du moteur afin de coincer positivement l'élément d'accouplement 46 de l'isolateur Dans certaines constructions il pourrait être possible d'éliminer la vis 36 à l'endroit de l'un des organes de retenue de l'une des paires d'organes de retenue espacés circonférentiellement, à condition que l'organe de retenue espacé circonférentiellement soit maintenu, par la lèvre de l'organe de retenue, à l'encontre de tout mouvement circonférentiel, radial et axial Ceci exigerait l'insertion d'une seule vis pour chaque paire d'organes espacés, afin de maintenir positivement la commande du moteur à l'encontre de tout mouvement Dans cette forme d'exécution l'organe de retenue agit en tant que dispositif de prémontage, pour retenir la commande du moteur, et en tant que dispositif de montage à l'état installé, afin de maintenir la commande du moteur à l'encontre de tout mouvement à l'état installé. Pendant la mise en place, la coupelle de ressort et une partie du ressort de chaque isolateur sont introduites dans le canal de l'organe de retenue, afin de mettre en position d'une manière positive la commande électronique du moteur L'arc circonférentiel C de la lèvre qui est inférieur à cent quatre-vingt degrés ( 1800), facilite l'engagement entre l'élément d'accouplement de l'isolateur et l'organe de retenue Après que les éléments d'accouplement des quatre isolateurs aient été engagés dans leurs organes de retenue associés, un installateur qui travaille seul, peut enlever sa il ou ses mains de la commande électronique du moteur et cette commande électronique demeure alors en place Ensuite l'installateur est libre d'utiliser ses deux mains pour engager et bloquer les vis de fixation, afin de maintenir en place la commande du moteur Dans l'état installé la vis maintient en position l'élément d'accouplement 46 de telle façon qu'un jeu existe entre la spire du ressort 52 et la lèvre 42 Ceci permet au ressort de se déplacer encore plus librement comparativement aux formes d'exécution dans lesquelles le ressort est en contact avec la lèvre Si une vis vient à se rompre ou, par suite d'une négligence, n'est pas mise en place, l'organe de retenue intervient pour retenir positivement la commande du moteur à l'encontre de tout mouvement jusqu'à ce que l'absence de la vis soit détectée et que la vis manquante soit remplacée. Un avantage particulier de ce type de structure support est que la commande du moteur est maintenue en place positivement pendant son installation, avant l'introduction des vis de fixation Ceci facilite le montage et accroît également la vitesse de ce montage parce qu'un installateur isolé est libre d'utiliser ses deux mains pour réaliser l'installation En outre l'installation peut être effectuée par une personne travaillant avec un horaire serré Un autre avantage est la sécurité qui résulte de l'élimination de la possibilité d'un glissement de la commande du moteur des mains d'un installateur isolé, alors que cet installateur essaye de bloquer les vis en place tout en essayant de maintenir la commande du moteur à l'encontre de tout mouvement Ceci évite les dommages causés à la fois à l'installateur et à la commande du moteur, dommages qui pourraient apparaître si la commande du moteur tombait Les mêmes avantages sont obtenus pendant le démontage Pendant l'enlèvement de chaque vis de fixation, la commande du moteur est maintenue en place par l'organe de retenue Une fois que toutes les vis ont été enlevées, les isolateurs sont dégagés des organes de retenue et la commande du moteur est enlevée du moteur. REVENDICATIONS 1. Turbomoteur s'étendant circonférentiellement autour d'un axe (A), ce turbomoteur comportant une structure de stator externe ( 14) pour le montage d'un composant associé ( 18) sur le moteur, le moteur ayant un plan de référence horizontal (H) et un plan de référence vertical (V) qui se recoupent suivant l'axe (A), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire d'organes de retenue ( 26,28) espacés circonférentiellement, chacun de ces organes de retenue présentant un canal ( 44) qui est ouvert vers le haut, un composant associé ( 18) ayant deux éléments d'accouplement ( 46) qui sont disposés chacun dans un canal associé ( 44) et qui permettent au composant ( 18) du moteur d'être accouplé avec l'organe de retenue ( 26,28) pendant le montage ou le démontage du moteur, et une paire d'organes de fixation ( 36) qui attachent le composant ( 18) à la structure ( 14) du stator, afin d'empêcher tout mouvement axial, radial et circonférentiel du composant dans les conditions de fonctionnement du moteur. 2 Turbomoteur suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une seconde paire d'organes de retenue ( 26,28) et le composant ( 18) comprend un élément d'accouplement ( 46) à l'endroit de chaque organe de retenue. 3. Turbomoteur suivant la revendication 2 caractérisé en ce que la paire d'organes de fixation ( 36) est une paire de vis de fixation, une vis étant utilisée à l'endroit d'un organe de retenue de chaque paire d'organes de retenue ( 26,28). 4. Turbomoteur suivant la revendication 3 caractérisé en ce que chaque organe de retenue ( 26,28) est en contact avec une vis de fixation ( 36). 5. Turbomoteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le composant associé ( 18) comprend des isolateurs ( 32,34) à l'endroit de chaque organe de retenue ( 26,28) et l'élément d'accouplement ( 46) se trouvant à chaque organe de retenue ( 26,28) est constitué par une partie d'un tel isolateur. 6. Turbomoteur ayant un axe (A) et comportant un carter ( 14) qui s'étend circonférentiellement autour de cet axe (A), le carter ( 14) ayant un plan de référence (V) s'étendant verticalement et un plan de référence (H) s'étendant horizontalement lesquels se recoupent suivant l'axe (A) du moteur, ce moteur comportant en outre une commande électronique ( 18) du moteur et une structure support ( 16) s'étendant à partir du carter ( 14) pour supporter et maintenir en position la commande électronique ( 18) du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend une structure support ( 16) pour la commande électronique ( 18) du moteur laquelle comporte au moins un premier pied ( 22) et un second pied ( 24) espacé circonférentiellement du premier pied ( 22), chacun de ces pieds étant solidaires du carter ( 14), un premier organe de retenue ( 26) attaché au premier pied ( 22) et présentant un canal ( 44) s'étendant circonférentiellement autour de l'organe de retenue ( 26) et ouvert vers le haut, le premier organe de retenue ( 26) comportant une base ( 38) s'étendant suivant un angle d'environ quarante-cinq degrés par rapport au plan horizontal (H) et délimitant un côté du canal ( 44), un premier élément ( 40) qui s'étend à partir de la base ( 38) et circonférentiellement autour de cette base suivant un arc inférieur à cent quatre-vingt degrés, ce premier élément délimitant le fond du canal ( 44), et une lèvre ( 42) s'étendant à partir du premier élément ( 40), pratiquement parallèlement à la base ( 38), afin de délimiter l'autre côté du canal ( 44), un second organe de retenue ( 28) attaché au second pied ( 24) et présentant un canal ( 44) s'étendant circonférentiellement autour de l'organe de retenue ( 28) et ouvert vers le haut, le second organe de retenue ( 28) comportant une base ( 38) s'étendant suivant un angle d'environ quarante-cinq degrés par rapport au plan horizontal (H) et délimitant un côté du canal ( 44), un premier élément ( 40) qui s'étend à partir de la base ( 38) et circonférentiellement autour de cette base suivant un arc inférieur à cent quatre-vingt degrés, ce premier élément délimitant le fond du canal ( 44), et une lèvre ( 42) s'étendant à partir du premier élément ( 40), pratiquement parallèlement à la base ( 38), afin de délimiter l'autre côté du canal ( 44), une commande électronique ( 18) du moteur disposée entre les organes de retenue ( 26,28), cette commande comportant un isolateur ( 32,34) monté sur un ressort ( 52) à l'endroit de chaque organe de retenue ( 26,28), chaque isolateur ( 32,34) monté sur un ressort ( 52) comprenant un élément d'accouplement ( 46) qui est disposé dans le canal ( 44) de l'organe de retenue ( 26,28), entre la base ( 38) et la lèvre ( 42), afin de maintenir prisonnier, dans le sens radial, l'élément d'accouplement ( 46), l'isolateur supérieur ( 32) ayant un alésage qui permet à l'isolateur de recevoir une vis de fixation ( 36), et une vis de fixation ( 36) qui passe au travers de cet alésage afin de se visser dans l'organe de retenue ( 26), cette vis ( 26) sollicitant radialement l'isolateur ( 32) contre la base ( 38) de l'organe de retenue ( 26) afin de fixer la commande électronique ( 18) du moteur à l'encontre de tout mouvement, chacun des organes d'accouplement ( 46) étant adapté de manière à être accouplé avec l'organe de retenue ( 26,28) pendant le montage ou le démontage, les vis de fixation ( 36) étant enlevées, afin de retenir la commande électronique ( 18) du moteur à l'encontre de tout mouvement radial par suite de son contact avec la lèvre ( 42) et à l'encontre de tout mouvement axial et circonférentiel par suite de son contact avec le premier élément ( 40), sous l'action de la force de gravité. 7. Turbomoteur suivant la revendication 6 caractérisé en ce que chaque paire d'organes de retenue ( 26,28) se trouve dans le même plan.