Brevet FR2921422A1 — publié le 20090327

Pièce annulaire de turbomachine portant des écrous à jupe de sertissage La présente invention concerne une pièce annulaire de turbomachine portant des écrous à jupe de sertissage, cette pièce étant équipée d'une tôle annulaire assurant l'immobilisation en rotation des écrous autour de leurs axes. Un écrou à jupe de sertissage comprend en général un corps tubulaire comportant un filetage interne, relié à une extrémité à une jupe coaxiale ayant une faible épaisseur et destinée à être engagée et sertie dans un orifice de la pièce pour immobiliser l'écrou en translation axiale sur cette pièce. Il est connu de former sur le corps de l'écrou des moyens formant butée, du type méplat par exemple, destinés à coopérer avec des moyens conjugués formés sur la pièce pour assurer l'immobilisation en rotation de l'écrou par rapport à la pièce lors du serrage ou du desserrage d'une vis dans l'écrou. Cependant, le couple de serrage ou de desserrage de la vis est transmis par le corps de l'écrou à la pièce, ce qui crée dans la pièce des contraintes importantes qui peuvent la fragiliser ou l'abîmer. Cela est d'autant plus vrai lorsque l'écrou est réalisé dans un matériau plus dur que celui de la pièce. Certaines turbomachines comprennent par exemple un capot annulaire interne de soufflante réalisé en aluminium et portant des écrous à jupe de sertissage réalisés en alliage métallique à base de Nickel. Ce capot comprend une bride annulaire radialement interne qui est reliée à sa périphérie interne à un rebord cylindrique servant de guide lors du montage axial du cône d'entrée sur ce capot. Les écrous sont montés dans des orifices de la bride du capot et sont empêchés de tourner autour de leurs axes par butée sur le rebord cylindrique de la bride. Le couple de serrage ou de desserrage de la vis est alors transmis par l'écrou au rebord de guidage du capot, ce qui peut entraîner une détérioration de ce rebord voire même au bout d'un certain temps un usinage localisé de ce rebord se traduisant par une non immobilisation en rotation de l'écrou. Une solution à ce problème serait de réparer ce capot annulaire en rechargeant par soudure la zone usinée de son rebord cylindrique. Cependant, cette solution n'est pas acceptable pour un capot réalisé en aluminium. Une autre solution serait de remplacer ce capot usé par un neuf. Cependant, cette opération n'est pas économique. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. Elle propose à cet effet une pièce annulaire de turbomachine, comprenant une bride annulaire portant des écrous à jupe de sertissage, ces écrous étant immobilisés en translation axiale sur la bride par engagement et sertissage de leurs jupes dans des orifices de la bride, caractérisée en ce que les écrous sont immobilisés en rotation autour de leurs axes par une tôle annulaire à section sensiblement en L qui est rapportée sur la bride et qui comprend un rebord cylindrique s'étendant autour de l'axe de révolution de la pièce et sur lequel les écrous coopèrent par butée pour être empêchés de tourner dans les orifices de la bride. Les efforts de vissage et de dévissage des vis dans les écrous sont ainsi transmis à la tôle annulaire qui est indépendante des écrous et de la pièce et qui peut supporter ces efforts sans problèmes. Cette tôle est par exemple réalisée dans un matériau plus dur que celui de la pièce et qui peut être le même que celui des écrous. La pièce est par exemple un cône d'entrée ou un capot annulaire d'une turbomachine. En cas d'usure importante du rebord cylindrique de la tôle, cette tôle est remplacée par une nouvelle, ce qui est plus économique et plus simple que le changement de la pièce ou la réparation de cette pièce lorsque cela est possible. La tôle selon l'invention peut être montée sur n'importe quelle pièce annulaire de turbomachine du type précité sans qu'il soit nécessaire de modifier les écrous destinés à être montés sur cette pièce, pourvu que ces écrous comprennent des moyens formant butée pouvant coopérer avec le rebord cylindrique de la tôle. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tôle annulaire a une faible épaisseur de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre environ. Cette tôle est de préférence intercalée entre la pièce et des rebords annulaires des écrous et ne modifie donc pas beaucoup la position de ces écrous par rapport à la technique antérieure. Cette tôle a également une faible masse, par exemple inférieure à 100g. La tôle annulaire est de préférence formée d'une seule pièce et continue sur 360°. Elle est réalisée en acier ou en alliage métallique à nase de Nickel, par exemple. Selon un mode de réalisation de l'invention, le rebord cylindrique est formé à la périphérie externe de la tôle et s'étend radialement à l'extérieur des écrous. En variante, le rebord cylindrique est formé à la périphérie interne de la tôle et s'étend radialement à l'intérieur des écrous. La tôle peut comprendre des orifices ou des échancrures de 20 passage des jupes des écrous, ces orifices ou échancrures étant régulièrement répartis autour de l'axe de révolution de la tôle. En position de montage, les moyens de butée des écrous sont de préférence séparés par un faible jeu radial, par exemple de quelques dixièmes de millimètres environ, du rebord cylindrique de la tôle. Ces 25 moyens de butée sont par exemple formés par des méplats prévus sur les écrous. L'invention concerne également une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comprenant une pièce annulaire telle que décrite précédemment. 30 L'invention concerne encore une tôle annulaire à section sensiblement en L pour une pièce annulaire de turbomachine du type précité, caractérisée en ce qu'elle a un diamètre interne compris entre 30 et 40mm environ, une épaisseur comprise entre 0,1 et 1 mm environ, et comprend entre 4 et 12 orifices ou échancrures régulièrement répartis autour de son axe de révolution L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 est une demi-vue schématique en coupe axiale de la partie 10 avant ou amont d'une turbomachine, et représente un cône d'entrée et un capot annulaire interne de soufflante de cette turbomachine ; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail I2 de la figure 1, et représente des moyens du type à vis et écrous à jupe de sertissage pour la fixation du cône d'entrée sur le capot annulaire ; 15 - la figure 3 est une vue schématique de face d'un écrou à jupe de sertissage ; - la figure 4 est une vue schématique de face d'une tôle annulaire selon l'invention pour assurer l'immobilisation en rotation des écrous à jupe de sertissage ; 20 - la figure 5 est une vue schématique partielle et à plus grande échelle de la tôle selon l'invention montée sur une bride du capot annulaire de la figure 2, - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. On se réfère d'abord à la figure 1 qui est une demi-vue schématique 25 en coupe de la partie amont 10 ou avant d'une turbomachine, telle qu'un turboréacteur d'avion, selon un plan passant par l'axe 12 de rotation du rotor de cette turbomachine. Cette partie amont 10 comprend une soufflante formée d'un disque 14 sur lequel sont fixées une pluralité d'aubes 16. Les aubes 16 sont 30 maintenues axialement sur le disque 14 par un élément annulaire 18 qui prend appui à sa périphérie externe sur les pieds des aubes 16 et qui comprend à sa périphérie interne une bride annulaire radialement interne 20 appliquée et serrée contre une bride annulaire amont 22 correspondante du disque 14. Un capot annulaire 24 sensiblement tronconique est monté en amont 5 de la soufflante. Ce capot 24 comprend une bride annulaire radialement interne 26 qui est appliquée et serrée contre la bride 20 de l'élément annulaire 18 par des boulons 28. Le capot 24 comprend également à son extrémité amont une bride annulaire radialement interne 30 qui est reliée à sa périphérie interne à un 10 rebord cylindrique 32 orienté vers l'aval (figure 2), cette bride 30 permettant de fixer le capot 24 à un cône d'entrée 40 monté axialement depuis l'amont sur le capot. La bride 30 du capot comprend des orifices 34 dans lesquels sont engagés et sertis des écrous à jupe de sertissage 36, ces écrous recevant 15 des vis 38 de fixation du cône d'entrée 40. Ces vis 38 ont leurs têtes logées dans des logements cylindriques 42 du cône d'entrée et passent à travers des orifices 44 formés dans les fonds de ces logements 42. Les fonds de ces logements sont formés par des parois radiales qui sont appliqués et serrés axialement sur la bride 30 du capot par les vis 38. 20 Les parois radiales formant les fonds des logements 42 sont reliées à leurs extrémités radialement internes à des pattes d'indexage 46 qui s'étendent axialement vers l'aval et qui sont destinées à coulisser à l'intérieur du rebord cylindrique 32 de la bride 30 du capot pour guider le montage axial du cône d'entrée 40 sur le capot. 25 Un écrou à jupe de sertissage 36 comprend un corps tubulaire 48 à surface cylindrique interne filetée pour le vissage de la vis 38, le corps 48 étant relié par un rebord annulaire externe 50 à une jupe initialement cylindrique (non visible) de faible épaisseur qui est engagée depuis l'aval dans un orifice 34 de la bride 30. Cet orifice 34 comprend par exemple une 30 surface cylindrique débouchant à son extrémité aval sur la face aval de la bride 30 et reliée à son extrémité amont à une surface tronconique coaxiale débouchant sur la face amont de la bride 30 et s'élargissant vers cette face. La jupe est engagée dans l'orifice 34 de la bride 30 jusqu'à ce que le rebord annulaire 50 de l'écrou vienne en appui sur la face aval de la bride, puis la jupe est déformée plastiquement au moyen d'un outil approprié pour venir au contact de la surface tronconique de l'orifice 34, de manière à ce que l'écrou soit immobilisé en translation axiale sur la bride. Dans l'exemple représenté, le rebord annulaire 50 de l'écrou comprend un prolongement transversal ou un patte radiale qui s'étend vers l'axe 12 et qui se termine par un méplat 52 sensiblement tangent à une circonférence centrée sur cet axe 12 (figures 2 et 3). Le méplat 52 est destiné à coopérer par butée avec la surface extérieure du rebord cylindrique 32 du capot 24 pour assurer l'immobilisation en rotation de l'écrou 36 autour de son axe lors du vissage ou du dévissage de la vis 38 dans cet écrou. Le couple de serrage ou de desserrage des vis est transmis par les corps 48 des écrous directement à des parties du capot 18 qui sont ainsi soumises à des contraintes non négligeables. Selon l'invention, une tôle annulaire à section sensiblement en L est rapportée sur la bride 30 du capot 24 pour transmettre les efforts de serrage et desserrage des vis à cette tôle qui est indépendante des écrous 36 et du capot 24, et qui peut supporter ces efforts. Dans l'exemple de réalisation représenté dans les figures 4 à 6, la tôle annulaire 60 a un diamètre interne légèrement supérieur au diamètre externe du rebord 32 de la bride du capot de manière à pouvoir engager la tôle 60 axialement depuis l'aval sur ce rebord 32 de la bride et à plaquer cette tôle contre la face aval de cette bride. La tôle 60 comprend une paroi annulaire 62 sensiblement radiale destinée à s'étendre parallèlement à la bride 30 du capot, et reliée à sa 30 périphérie externe à un rebord cylindrique 64 orientée vers l'aval et avec lequel les corps 48 des écrous sont destinés à coopérer par butée. La paroi radiale 62 de la tôle comprend des orifices ou des échancrures 66 sensiblement radiales de passage des jupes à sertir 68 des écrous. Les bords périphériques de ces orifices ou échancrures 66 sont maintenus axialement serrées entre la bride 30 du capot et les rebords annulaires 50 des corps des écrous (figures 5 et 6). La tôle est donc maintenue sur la bride 30 par les écrous. La tôle comprend dans l'exemple représenté huit échancrures 66 qui débouchent radialement vers l'intérieur. La tôle 60 a une faible épaisseur e, comprise entre 0,1 et 1 mm environ, et par exemple de 0,4mm, de façon à ce que l'interposition de la tôle entre la bride 30 et le rebord annulaire 50 de l'écrou n'oblige pas à rallonger la dimension axiale L de la jupe nécessaire à son sertissage dans l'orifice de la bride (figure 6). II est donc possible de conserver les écrous 36 utilisés dans la technique antérieure. Dans l'exemple représenté, le rebord cylindrique 64 de la tôle s'étend radialement à l'extérieur des écrous. Chaque écrou 36 a été monté dans un orifice 34 de la bride 30 pour que le prolongement transversal de son rebord annulaire 50 s'étende radialement vers l'extérieur et que son méplat 52 puisse coopérer par butée avec le rebord cylindrique 64 de la tôle (figures 5 et 6). Ce méplat 52 est également sensiblement tangent à une circonférence centrée sur l'axe 12 de la turbomachine. Chaque écrou 36 a donc une position dans laquelle il est tourné de 180° autour de son axe par rapport à sa position dans la technique antérieure. Les extrémités latérales du méplat 52 sont séparées par un faible jeu radial D de la surface intérieure du rebord cylindrique 64 de la tôle. Ce jeu radial est de quelques dixièmes de millimètre environ, et est par exemple de 0,2-0,3mm. La tôle annulaire 60 a par exemple un diamètre interne compris entre 30 et 40mm environ. Cette tôle 60 est de préférence réalisée dans un matériau plus dur que celui du capot 24. La tôle 60 est par exemple réalisée en acier ou en REVENDICATIONS 1. Pièce annulaire de turbomachine, comprenant une bride annulaire (30) portant des écrous à jupe de sertissage (36), ces écrous étant immobilisés en translation axiale sur la bride par engagement et sertissage de leurs jupes dans des orifices (34) de la bride, caractérisée en ce que les écrous sont immobilisés en rotation autour de leurs axes par une tôle annulaire (60) à section sensiblement en L qui est rapportée sur la bride et qui comprend un rebord cylindrique (64) s'étendant autour de l'axe de révolution (12) de la pièce et avec lequel les écrous coopèrent par butée pour être empêchés de tourner dans les orifices de la bride. 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tôle annulaire (60) a une faible épaisseur de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre environ. 3. Pièce selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la tôle (60) est formée d'une seule pièce et continue sur 360°. 4. Pièce selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rebord cylindrique (64) est formé à la périphérie externe de la tôle (60) et s'étend radialement à l'extérieur des écrous (36). 5. Pièce selon rune des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tôle (60) comprend des orifices ou des échancrures (66) de passage des jupes des écrous, ces orifices ou échancrures étant régulièrement répartis autour de l'axe de révolution (12) de la tôle. 6. Pièce selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tôle (60) est maintenue serrée entre la pièce et des rebords annulaires (50) des écrous. 7. Pièce selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, en position de montage, les moyens de butée (52) des écrous (36) sont séparés par un faible jeu radial (D), par exemple de quelques dixièmes de millimètre environ. du rebord cylindrique (64) de la tôle (60). 8. Pièce selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les écrous (36) comprennent des méplats (52) coopérant par butée avec le rebord cylindrique (64) de la tôle. 9. Pièce selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce est un cône d'entrée (40) ou un capot annulaire (24) d'une turbomachine. 10. Pièce selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tôle annulaire (60) est réalisée dans un matériau plus dur que celui de la pièce. 11. Pièce selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce est réalisée en aluminium et la tôle (60) est réalisée en acier ou en alliage métallique à base de Nickel. 12. Turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une pièce selon 15 l'une des revendications précédentes. 13. Tôle annulaire à section sensiblement en L pour une pièce annulaire de turbomachine selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle a un diamètre interne compris entre 30 et 40mm environ, une épaisseur comprise entre 0,1 et 1mm environ, et comprend 20 entre 4 et 12 orifices ou échancrures régulièrement répartis autour de son axe de révolution.