Brevet FR2922950A1 — publié le 20090501

CARTOUCHE DE MATERIAU ABRADABLE DESCRIPTION L'invention concerne une cartouche de matériau abradable ainsi qu'un ensemble de cartouche de matériau abradable et secteurs de redresseurs. Les étanchéités entre les redresseurs et les rotors de compresseurs ou de turbines sont fréquemment réalisées au moyen d'une couche d'un matériau appelé abradable par ce qu'il se laisse facilement éroder par des saillies métalliques, appelées léchettes, usinées sur les rotors du compresseur ou de la turbine. Le matériau abradable est monté sur un support métallique avec lequel il forme une cartouche. Les cartouches d'abradable actuelles montées sous les secteurs de redresseurs sont divisées en secteurs ou en demi-couronnes. Cela implique une opération de découpe de l'abradable avec un risque d'ovalisation de la cartouche et un risque d'écaillage de l'abradable aux extrémités après découpe. Cela implique également de prévoir un mécanisme anti-rotation pour chaque cartouche d'abradable. A titre d'exemple, ce mécanisme consiste en un sertissage de la cartouche et un brasage de plots sur chaque redresseur. Dans un autre exemple, le mécanisme anti-rotation consiste en un brasage de plot sur chaque cartouche et un usinage local sur chaque redresseur. La présente invention a pour objet une cartouche d'abradable qui remédie à ces inconvénients. Ces buts sont atteints conformément à l'invention par le fait que la cartouche de matériau abradable pour assurer une étanchéité entre des secteurs de redresseurs et un rotor est caractérisée en ce qu'elle s'étend d'une seule pièce sur 360°. La cartouche de matériau abradable comporte en outre un support de matériau abradable qui s'étend également d'une seule pièce sur 360°. Avantageusement, le support de matériau abradable comporte une échancrure latérale permettant l'introduction des secteurs de redresseurs. Grâce à ces caractéristiques, on supprime le risque d'ovalisation et le risque d'écaillage de l'abradable dus à la découpe. On optimise les jeux radiaux, notamment par une amélioration de la circularité de l'abradable par rapport au rotor. La veine intérieure est mise au rond à chaud. Au total, l'invention permet d'assurer une meilleure étanchéité de la veine. D'autre part, l'invention concerne un ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs de redresseurs caractérisé en ce que la cartouche de matériau abradable s'étend d'une seule pièce sur 360°, en ce qu'elle comporte en outre un support de matériau abradable qui s'étend également d'une seule pièce sur 360°, le support de matériau abradable comportant une échancrure latérale pour permettre l'introduction de secteurs de redresseurs et en ce que les secteurs sont immobilisés en rotation par un secteur particulier bloqué en rotation. Dans une réalisation préférée, le secteur particulier est un secteur appelé secteur endoscope comportant un trou pour une observation au moyen d'un endoscope. Le secteur particulier comporte, à titre de moyens de blocage en rotation, des plots brasés à chaque extrémité du secteur. Grâce à cette caractéristique, le mécanisme anti-rotation est simplifié. Enfin, les secteurs de redresseurs sont avantageusement montés entre deux viroles de carters. Par ailleurs, l'invention concerne un compresseur, une turbine et une turbomachine qui comportent au moins un ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs de redresseurs conforme à la présente invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures : - la figure 1 est une vue en coupe axiale 25 d'une partie d'un compresseur de turbomachine auquel l'invention s'applique ; - la figure 2 est une vue de détails qui illustre les moyens de blocage en rotation utilisés dans des dispositifs de l'art antérieur ; - la figure 3 est une vue partielle en perspective d'une cartouche d'abradable conforme à la présente invention ; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 4, les redresseurs ayant été montés sur une virole de carters ; - la figure 5 est une vue partielle en perspective qui illustre le blocage en rotation des secteurs de redresseurs au moyen du secteur endoscope ; - la figure 6 est une vue de détail en perspective qui illustre les moyens de blocage antirotation du secteur endoscope. On a représenté sur la figure 1 une demi-vue en coupe d'une partie d'un compresseur de turbomachine. Cependant, l'invention s'applique de façon similaire à une turbine de turbomachine. Le compresseur comporte au moins deux rangées circonférentielles d'aubes 2 montées sur un rotor 4 tournant autour d'un axe X. Les rangées circonférentielles d'aubes 2 alternent avec des rangées circonférentielles de redresseurs 6 montés fixement sur un carter 12 du compresseur. Une étanchéité dynamique doit être créée entre chacun des redresseurs 6 et le rotor 4. Classiquement, cette étanchéité est réalisée au moyen d'une cartouche d'abradable 8 sur laquelle frottent des pièces métalliques en saillie appelées léchettes 10 de manière à obtenir un jeu aussi faible que possible entre les léchettes et la cartouche de matériau abradable. Les redresseurs sont groupés par secteurs réalisés d'une seule pièce. Les secteurs de redresseurs sont verrouillés par rapport au carter 12. On a représenté sur la figure 2 une vue en perspective d'une cartouche d'abradable de l'art antérieur divisée en secteurs. La cartouche est constituée d'un support de matériau abradable 14 et d'une couche de matériau abradable 8 déposée sur le support 14. Des secteurs de redresseurs sont enfilés sur les supports de matériau abradable 14. Des plots 18 sont brasés sur les ailes 22 des supports de matériau abradable. Ces plots sont reçus dans un logement 20 prévu dans une glissière du secteur de redresseurs. On assure ainsi le blocage en rotation des supports de matériau abradable 14 par rapport aux secteurs de redresseurs. Afin de sécuriser encore ce blocage en rotation, on peut en outre pratiquer un sertissage par points de la glissière des secteurs de redresseurs sur l'aile 22 des supports de matériau abradable. On a représenté sur la figure 3 une vue en perspective d'une partie d'une cartouche d'abradable conforme à la présente invention. Elle comporte un support 14 de matériau abradable constitué d'une seule pièce et formant un cercle fermé sur lui-même. Une couche de matériau abradable 8 est déposée sur le support de matériau abradable 14. Ainsi, la couche de matériau abradable 8 s'étend sur 360°. Elle n'est pas sectorisée. Elle ne comporte par conséquent aucune découpe. Le support de matériau abradable 14 comporte des rebords 24 formant glissière sous lesquels sont montées par glissement des ailes 26 des secteurs de redresseurs. Afin de permettre l'introduction de ces secteurs de redresseurs, le support de matériau abradable 14 comporte une fenêtre d'introduction 30. Cette fenêtre est constituée par une zone dans laquelle le rebord 24 a été supprimé de manière à permettre l'introduction, selon une direction perpendiculaire au plan de l'anneau, de support d'abradable des différents secteurs de redresseurs. Chaque secteur de redresseurs est introduit selon ladite direction perpendiculaire au plan de l'anneau de support d'abradable jusqu'à ce que ses ailes 26 viennent s'engager sous les rebords 24 de la partie de l'anneau située en regard de la fenêtre d'introduction. Puis le secteur de redresseurs est glissé selon une direction circulaire dans le sens des aiguilles d'une montre ou en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre. Durant cette opération de glissement, les ailes 26 situées du côté de la fenêtre d'introduction passent sous le rebord 24 qui délimite la fenêtre d'introduction 30. On monte ainsi des secteurs de redresseurs les uns après les autres. On parvient ainsi à la situation représentée sur la figure 4 dans laquelle la totalité des secteurs de redresseurs sauf un, ont été introduits sur le support de matériau abradable 14. Comme on peut le voir sur la figure 4, l'ensemble constitué par la cartouche d'abradable sur laquelle sont montés les secteurs de redresseurs 16 est monté sur une virole carter 32. La virole carter comporte une rainure 34 dans laquelle viennent se loger les ailes 36 de la partie extérieure des redresseurs 16. On a représenté sur la figure 5 un secteur de redresseurs particulier dans le sens où ce secteur de redresseurs assure le verrouillage en rotation de l'ensemble des secteurs de redresseurs. De préférence, pour constituer ce secteur particulier, on choisit le secteur endoscope car il a déjà une référence spécifique pour l'endoscopie. Le secteur endoscope 38 comporte un trou 40 permettant l'introduction d'une caméra d'inspection. Le secteur endoscope 38 est introduit, comme tous les autres secteurs, par la fenêtre d'introduction 30. Toutefois, contrairement aux autres secteurs, après son introduction, il n'est pas glissé dans une direction circulaire. Il reste en place dans la fenêtre d'introduction 30. A cet effet, il comporte des moyens de blocage en rotation. Dans un exemple particulier, ces moyens peuvent être constitués par des plots 42 brasés à chacune des extrémités du secteur endoscope 38 (voir figure 6). Les plots brasés 42 empêchent la pénétration des rebords 24 des supports de matériau abradable 14 au-dessus des ailes 26 du secteur endoscope 38. Bien entendu, le secteur endoscope 38 qui n'est maintenu que sur l'un de ses côtés se trouve dans une position instable et il peut ressortir de son emplacement par la fenêtre d'introduction 30. C'est pourquoi, après la mise en place du secteur endoscope 38, on vient fixer une seconde virole carter, semblable à la virole carter 32 sur l'autre face des secteurs de redresseurs. Ainsi, le montage est entièrement terminé. REVENDICATIONS 1. Cartouche de matériau abradable pour assurer une étanchéité entre des secteurs de redresseurs (16) et un rotor, caractérisé en ce que la cartouche de matériau abradable (8) s'étend d'une seule pièce sur 360°. 2. Cartouche de matériau abradable selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un support de matériau abradable (14) s'étendant également d'une seule pièce sur 360°. 3. Cartouche de matériau abradable selon la revendication 2, caractérisée en ce que le support de matériau abradable (14) comporte une fenêtre d'introduction (30) permettant l'introduction des secteurs de redresseurs (16). 4. Ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs de redresseurs dans lequel la cartouche de matériau abradable s'étend d'une seule pièce sur 360° et comporte en outre un support de matériau abradable qui s'étend également d'une seule pièce sur 360°, le support de matériau abradable comportant une fenêtre d'introduction permettant l'introduction de secteurs de redresseurs, caractérisé en ce que les secteurs (16) sont immobilisés en rotation par un secteur particulier bloqué en rotation (38).30 9 5. Ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs de redresseurs, caractérisé en ce que le secteur particulier (38) est un secteur comportant un trou (40) pour une observation au moyen d'un endoscope. 6. Ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs de redresseurs selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le secteur particulier (38) comporte, à titre de moyens de blocage en rotation, des plots brasés à chacune des extrémités du secteur (42). 7. Ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs de redresseurs selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les secteurs de redresseurs sont montés entre deux viroles carters (32). 8. Compresseur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs selon l'une des revendications 4 à 7. 9. Turbine, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs selon l'une des revendications 4 à 7. 10. Turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un ensemble cartouche de matériau abradable et secteurs de redresseurs selon l'une des revendications 4 à 7.