Brevet FR2981980A1 — publié le 20130503

PROCÉDÉ DE MONTAGE D'UN AUBAGE FIXE D'UNE TURBOMACHINE, CARTER ET TURBOMACHINE COMPORTANT AU MOINS UN AUBAGE FIXE MONTÉ SUR CE CARTER DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE [0001]L'invention concerne un procédé de montage d'un aubage fixe d'une turbomachine, en particulier un distributeur de turbine, un carter pouvant prendre appui sur un aubage de turbomachine mettant en oeuvre ce procédé et une turbomachine comportant au moins un tel carter et un aubage fixe monté sur ce carter. Par turbomachine, il convient de comprendre les turboréacteurs et les turbopropulseurs. [0002]De manière générale, une turbomachine comporte un générateur de gaz composé de compresseurs à haute pression (HP) et basse pression (BP), une chambre de combustion, et des turbines HP et BP. Chaque turbine HP ou BP entraîne des étages de compresseurs HP et BP via des arbres d'entraînement coaxiaux. Pour ce faire, la chambre de combustion mélange l'air entrant, comprimé par les compresseurs, avec le carburant et brûle ce mélange. Des aubages mobiles des turbines, en particulier de la turbine HP, reçoivent le flux éjecté et les détendent. Les compresseurs sont alors également entraînés en rotation par les turbines. [0003]Classiquement, des aubages fixes agissent en compression et en détente. Un aubage fixe alterne avec un aubage mobile d'amont en aval d'une turbomachine, que ce soit en compression ou en détente. [0004]En compression, les aubages mobiles des compresseurs dévient le flux d'air entrant vers les aubages fixes, ou « redresseurs », qui redressent le flux dans l'axe et transforment la vitesse du flux en augmentation de pression. De l'air comprimé est ainsi transmis à la chambre de combustion. En détente, le flux de gaz éjecté est dévié par les aubages fixes, ou distributeurs, vers les aubages mobiles pour transformer la haute énergie cinétique des gaz éjectés en couple de rotation. Les aubages mobiles entraînent alors les étages des compresseurs correspondant. [0005]Le domaine de l'invention est plus précisément celui de l'assemblage de la partie annulaire d'un aubage fixe. De manière générale, et comme illustré par la vue partielle de la figure 1, un aubage fixe 10 est divisé circonférentiellement en secteurs, chaque secteur 11 comportant une plateforme élémentaire 12s se prolongeant radialement vers l'extérieur par des aubes 13, et radialement vers l'intérieur par une couronne élémentaire 14s. Cette couronne comporte des pattes 15 fixées axialement sur une paroi radiale 16 du carter 2 par des pions sertis 7. Dans l'exemple illustré, l'aubage fixe 10 est un distributeur de turbine HP et le carter de fixation 2 est un carter sous chambre de combustion. Comme rappelé ci-dessus, les aubes 13 sont dans cet exemple destinées à orienter le flux de gaz de combustion vers les aubes de l'aubage mobile de la roue adjacente de turbine HP. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEUR [0006]Lors de la déviation de flux opérée par les aubes 13 du distributeur 10, le distributeur subit de fortes contraintes. Il est alors connu de compléter l'assemblage du distributeur 10 sur le carter 2 par des pions de blocage 17 axiale. Chaque pion 17 est positionné contre la couronne 14s entre les deux pattes de fixation 15. [0007]Cependant, lorsque le moteur est en fonctionnement, le distributeur peut basculer vers l'aval, voire vers l'amont, sans que les pions puissent totalement stopper ces mouvements. En effet, le cycle de fonctionnement du moteur, réglé par les phases de combustion - détente, impose un basculement irréductible. Il en résulte une usure localisée du distributeur et des pions car le contact entre chaque pion 17 et la couronne 14s en regard se fait selon une génératrice de largeur extrêmement étroite. EXPOSE DE L'INVENTION [0008] L'invention vise à pallier les inconvénients d'usure évoqués ci-dessus, tout en évitant une opération d'usinage délicate du carter. Elle vise également à simplifier le montage ainsi qu'à réduire les coûts, et à diminuer le nombre de références d'articles pour le moteur en éliminant la référence aux pions. [0009] Pour atteindre ces objectifs, l'invention utilise une extension du carter. [0010]Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de montage d'un aubage fixe d'une turbomachine, en particulier d'un distributeur de turbine, dans lequel une couronne de l'aubage fixe est insérée radialement entre une extension radiale d'un carter et des avancées courbes, formées axialement le long d'une extension annulaire de carter pour venir s'étendre radialement en extrémité contre la couronne. Puis la couronne est fixée sur l'extension radiale du carter et les avancées maintiennent la couronne contre l'extension radiale du carter pendant cette opération de fixation. Chaque avancée présente alors une face de contact avec la couronne qui exerce une pression contre cette couronne. La pression est réglée par la géométrie des avancées et de l'insertion de sorte que les propriétés mécaniques des avancées réalisent un maintien ferme de l'aubage tout en permettant un basculement de cet aubage vers l'aval et vers l'amont sans générer de contrainte pouvant provoquer une usure des pièces en contact. [0011]L'invention se rapporte également à un carter de turbomachine comportant une couronne radiale et une paroi annulaire munie de doigts présentant des extrémités en extension radiale. Ces extrémités peuvent prendre appui contre une couronne d'aubage fixe montée sur la couronne radiale de sorte à exercer la pression conforme au procédé ci-dessus. [0012]Selon des modes de réalisation avantageux, les doigts prennent naissance axialement à partir de la paroi annulaire puis s'étendent selon une courbure de sorte qu'ils présentent des extrémités d'extension radiale, les doigts peuvent être régulièrement répartis le long de la paroi annulaire, et/ou ces doigts peuvent être palmés avec éventuellement des longueurs différentes. [0013]L'invention a également pour objet une turbomachine comportant au moins un aubage fixe monté sur un carter interne. L'aubage fixe comporte une couronne assemblée sur une extension radiale de carter par des moyens de fixation axiaux. Dans cette turbomachine, le carter présente la paroi annulaire précédente munie de doigts ayant au moins l'une des caractéristiques préférées définies ci-dessus. [0014]Selon des modes de réalisation particuliers, l'aubage fixe est divisé en secteurs adjacents de couronnes élémentaires, et les doigts peuvent être répartis sur la paroi annulaire de sorte que chaque doigt est en contact avec deux couronnes élémentaires adjacentes. Par ailleurs, l'aubage fixe peut être un distributeur de gaz d'éjection de turbine de turbomachine, en particulier de la turbine HP, ou un redresseur d'air de compresseur de turbomachine. PRÉSENTATION DES FIGURES [0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : - la figure 1, une vue perspective partielle d'un assemblage de distributeur sur carter selon l'art antérieur (déjà commenté) ; - la figure 2, une vue perspective partielle d'un exemple 20 d'assemblage de distributeur avec un carter sous chambre de combustion de turbine HP selon l'invention ; - la figure 3, une vue de face partielle de l'assemblage du distributeur sur le carter de la figure 2, et - la figure 4, une vue en coupe selon le plan IV - IV de la figure 3 au 25 niveau d'un doigt de l'exemple selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION [0016]En référence aux vues en perspective et de face des figures 2 et 3, un exemple d'assemblage d'un distributeur annulaire 10 sur le carter interne 2 sous chambre d'une turbine HP d'un turboréacteur est illustré. Seul un secteur 11 du distributeur 10 est représenté. L'ensemble des secteurs élémentaires identiques au secteur 11 sont montés adjacents pour former un distributeur annulaire. [0017] Comme présenté par l'état de la technique de la figure 1, chaque secteur 11 comporte deux aubes 13 montées sur une plateforme élémentaire 12s se prolongeant par la couronne radiale élémentaire 14s. Chaque couronne élémentaire comporte deux pattes radiales 15 formant deux prolongements à visser axialement sur une paroi radiale 16 du carter 2 à travers des alésages 18. [0018]De plus, le carter 2 est prolongé par des doigts 3 régulièrement répartis le long d'une bordure 19 d'une paroi annulaire 20 du carter 2. Ces doigts naissent axialement sur la bordure 19 et sont courbés pour se terminer selon des extrémités 3a s'étendant radialement contre la couronne 14s. [0019]Les doigts sont disposés par rapport aux couronnes 14s de sorte que chaque doigt 3 soit appliqué contre deux couronnes élémentaires adjacentes correspondant à deux secteurs 11 consécutifs. Ce positionnement des doigts 3 apparaît plus précisément sur la figure 3 où le bord radial 24 de la couronne 14s passe sensiblement par la médiane « M » du doigt 3 représenté. [0020]La figure 4 illustre en coupe le montage du distributeur 10 de la turbine HP 4 sur le carter interne 2 sous chambre de combustion 5. Les flux de gaz « G » éjectés de la chambre sont orientés par les aubes 3 afin d'être accueillis par les aubes mobiles de la turbine HP 4 . [0021]Cette figure montre plus particulièrement l'insertion des couronnes 14s du distributeur 10 dans l'écart « E », formé entre la paroi radiale 16 du carter 2 et les doigts 3, et la fixation - lors du montage ultérieur- de la couronne 14 à cette paroi 16 par des pions sertis 7 à travers les alésages 18 (voir figure 3). [0022] L'épaisseur 3e et l'aire de la face de contact 3f des doigts - destinées à venir en appui sur les couronnes 14s venant des plateformes 12s - ainsi que l'écart « E » entre la face de contact 3f des doigts et la paroi radiale 16, sont calculés, en fonction du matériau utilisé, pour que la pression exercée par les doigts contre les couronnes 14s, après insertion et vissage des couronnes, soit comprise dans un intervalle déterminé. [0023]Cet intervalle de pression des doigts est limité afin de respecter un compromis entre un maintien ferme des couronnes 14s et un basculement vers l'aval (et éventuellement vers l'amont) du distributeur. Les propriétés mécaniques (rigidité, élasticité) du matériau utilisé, dans le cas présent un alliage de nickel, permettent d'adapter les géométries des doigts et de l'écart « E ». D'autres alliages métalliques (en particulier de titane), un matériau composite ou un acier peuvent en effet être utilisés, ainsi que des combinaisons de ces matériaux formant des alliages résistants à chaud, par exemple à base de nickel ou de cobalt. Dans le cas présent, l'épaisseur des doigts est de 1, 8 mm et la largeur de ses extrémités de 16 mm. [0024] L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté. Il est par exemple possible d'effectuer le maintien de la couronne de l'aubage contre la paroi radiale du carter par des avancées de forme différente de celle d'un doigt, par exemple des avancées qui s'élargissent vers leur extrémité. De plus, les doigts peuvent regroupés par deux ou de deux pour être « palmés » ensemble afin d'augmenter la surface d'appui. Par ailleurs, les avancées peuvent avoir des longueurs différentes. REVENDICATIONS1. Procédé de montage d'un aubage fixe (10) d'une turbomachine, caractérisé en ce qu'une couronne (14) de l'aubage fixe est insérée radialement entre une extension radiale (16) d'un carter (2) et des avancées courbes (3), formées axialement le long d'une extension annulaire (20) de carter (2) pour venir s'étendre radialement en extrémité contre la couronne (14), puis la couronne (14) est fixée sur l'extension radiale (16) du carter, les avancées (3) maintenant la couronne (14) contre l'extension radiale (21) du carter pendant cette opération de fixation, et en ce que chaque avancée (3) présente alors une face de contact (3f) avec la couronne (14) qui exerce une pression contre cette couronne (14), la pression étant réglée par la géométrie des avancées (3) et de l'insertion (E) de sorte que les propriétés mécaniques des avancées (3) réalisent un maintien ferme de l'aubage (10) tout en permettant un basculement de cet aubage (10) vers l'aval et vers l'amont sans générer de contrainte pouvant provoquer une usure des pièces en contact. 2. Carter de turbomachine (2) comportant une paroi annulaire (20) et une couronne radiale (16), caractérisé en ce que la paroi annulaire (20) est munie de doigts (3) présentant des extrémités en extension radiale (3a) pouvant prendre appui contre une couronne (14) d'aubage fixe (10) montée sur la couronne radiale (16) de sorte à exercer une pression contre cette couronne (14). 3. Carter de turbomachine (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les doigts (3) prennent naissance axialement à partir de la 25 paroi annulaire (20) puis s'étendent selon une courbure de sorte qu'ils présentent des extrémités d'extension radiale (3a). 4. Carter de turbomachine (2) selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel les doigts (3) sont régulièrement répartis le long de la paroi annulaire (20). 30 5. Carter de turbomachine (2) selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel dans laquelle les doigts (3) sont palmés et/ou ont des longueurs différentes. 2 9 8 1 9 80 6. Turbomachine comportant au moins un aubage fixe (10) monté sur un carter interne (2) sous chambre de combustion (5), l'aubage fixe (10) comportant une couronne (14) assemblée sur une extension radiale (21) de carter par des moyens de fixation axiaux (7), caractérisée en ce que le carter (2) 5 présente une paroi annulaire (20) munie de doigts (3) selon l'une des revendications 2 à 5. 7. Turbomachine selon la revendication précédente, dans laquelle l'aubage fixe (10) étant divisé en secteurs adjacents de couronnes élémentaires (14s), les doigts (3) sont répartis sur la paroi annulaire (20) de sorte que chaque 10 doigt (3) est en contact avec deux couronnes élémentaires adjacentes (14s). 8. Turbomachine selon l'une des revendications 6 ou 7, dans laquelle l'aubage fixe (10) est choisi parmi un distributeur de gaz d'éjection de turbine de turbomachine, en particulier de la turbine HP(4), et un redresseur d'air de compresseur de turbomachine. 15