Brevet FR3009843A1 — publié le 20150227

COLONNETTES DE SUPPORT D'UNE BAGUE EXTERIEURE DE PALIER DE ROULEMENT POUR TURBOMACHINE D'AERONEF, ET PROCEDE DE MONTAGE DESDITES COLONNETTES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine des turbomachines d'aéronef, en particulier les turbopropulseurs. Elle concerne plus spécifiquement des moyens de raccordement d'une bague extérieure de palier de roulement pour arbre de turbine, à une pièce fixe de carter formant couronne de fixation. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Dans les réalisations classiques de l'art antérieur, de tels moyens de raccordement peuvent comprendre une bague dite « souple », adaptée pour répondre aux recommandations en dynamique et aux besoins en amortissement. Néanmoins, la mise en oeuvre d'une telle bague souple est problématique en ce qu'elle pose d'importantes difficultés de montage / démontage, et en ce qu'elle est particulièrement volumineuse. Aussi, les éléments se situant de part et d'autre de cette bague, surtout dans la direction axiale, doivent être exagérément écartés les uns des autres, ce qui conduit à un encombrement global non optimisé, et à des surcoûts en termes de masse. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet un ensemble pour turbomachine d'aéronef comprenant, centrés sur un axe longitudinal de la turbomachine : - une bague extérieure de palier de roulement pour arbre de turbine de la turbomachine ; - un support de palier de roulement entourant la bague extérieure ; et - des moyens de raccordement de la bague extérieure sur une couronne de fixation. Selon l'invention, les moyens de raccordement prennent la forme d'une pluralité de colonnettes réparties autour de l'axe longitudinal, chaque colonnette présentant une première extrémité montée sur la bague extérieure de palier, ainsi qu'une seconde extrémité filetée vissée dans un trou taraudé de la couronne de fixation. Les colonnettes se substituent avantageusement à la bague souple connue de l'art antérieur, en étant dimensionnées et prévues dans un nombre déterminé de manière à assurer la souplesse désirée pour le maintien de la bague extérieure de palier de roulement. Cette souplesse est prévue pour répondre aux recommandations en dynamique et aux besoins en amortissement. Grâce à l'invention, l'encombrement est faible et le montage aisé puisqu'il s'opère par simple vissage de la seconde extrémité dans le trou taraudé dédié de la couronne de fixation. En particulier, un accès d'un seul côté de la colonnette s'avère suffisant pour permettre à l'opérateur d'assurer son montage / démontage. En outre, par rapport à une solution à simple assemblage par vis / écrou de la seconde extrémité des colonnettes, l'invention permet non seulement de faciliter l'opération de vissage, mais assure également une bonne compacité de l'ensemble. En effet, aucun débattement axial ne doit être retenu pour la mise en place / l'extraction de l'écrou du côté de la seconde extrémité filetée. Les éléments environnants peuvent ainsi être très rapprochés les uns des autres, assurant un gain de place et de masse non négligeable. De préférence, chaque trou taraudé de la couronne de fixation est borgne. Alternativement, il peut être traversant, toujours en autorisant un montage des colonnettes avec accès d'un seul côté de celles-ci. De préférence, le filet du trou taraudé est réalisé dans la matière de ladite couronne de fixation, ou bien présent au sein d'un écrou rapporté dans cette couronne de fixation. Cette dernière solution s'apparente à celle d'un écrou dit emprisonné ou noyé. Très préférentiellement, lesdites colonnettes, assimilables à des tiges ou des cylindres, sont agencées parallèlement à l'axe longitudinal de la turbomachine. De préférence, chaque colonnette présente une portion de préhension de section transversale de forme polygonale. Cela lui permet d'être fixée à l'aide d'un outil de vissage présentant une forme complémentaire, telle qu'une douille de vissage. Selon un premier mode de réalisation préféré, ladite couronne de fixation fait partie intégrante du support de palier de roulement, ce support pouvant être traversé par au moins un conduit de circulation d'un liquide lubrifiant. Néanmoins, ce conduit peut être supprimé, sans sortir du cadre de l'invention. Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, chaque colonnette traverse ledit support de palier, et la couronne de fixation fait partie intégrante d'un support d'un autre palier de roulement, cet autre support pouvant être traversé par au moins un conduit de circulation d'un liquide lubrifiant. Dans cette configuration, les deux paliers coopèrent préférentiellement avec un arbre de turbine basse pression et un arbre de turbine haute pression, respectivement. L'invention concerne également une turbine de turbomachine d'aéronef comprenant au moins un ensemble tel que décrit ci-dessus. L'invention a également pour objet une turbomachine d'aéronef comprenant au moins une telle turbine. L'invention a enfin pour objet un procédé de montage d'un groupe de turbines comprenant une turbine haute pression et une turbine basse pression, la turbine basse pression étant située en aval de la turbine haute pression et comprenant un ensemble tel que décrit ci-dessus, le procédé comprenant les étapes suivantes : - montage par vissage, depuis l'aval, des colonnettes sur ladite couronne de fixation ; puis - montage de la turbine basse pression par insertion dans ladite bague extérieure de palier, avec de préférence ledit support de palier déjà assemblé sur la turbine haute pression. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue en demi-coupe axiale d'une partie arrière de turbomachine d'aéronef, comprenant un ensemble selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention ; - les figures 2 à 4a sont des vues en section prises respectivement selon les lignes 11-11, III-III et IV-IV de la figure 1; - la figure 4b représente une vue similaire à celle de la figure 4a, selon une alternative de réalisation ; - la figure 5 représente une vue en perspective d'une colonnette utilisée dans l'ensemble montré sur la figure 1 pour le maintien d'une bague extérieure de palier de roulement ; - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 1, avec l'ensemble se présentant sous la forme d'un second mode de réalisation préféré de la présente invention ; et - les figures 7a à 7c schématisent différentes étapes d'un mode de réalisation préféré d'un procédé de montage du groupe de turbines montré sur la figure 6. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence à la figure 1, il est représenté la partie arrière d'une turbomachine d'aéronef 1, prenant ici la forme d'un turbopropulseur à double corps et double flux, d'axe longitudinal 2. La partie arrière présente, successivement de l'amont vers l'aval, une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 8. A cet égard, il est noté que dans toute la description, les termes « amont » et « aval » sont à considérer par rapport à une direction principale 4 d'écoulement des gaz à travers la turbomachine. Globalement, chaque turbine 6, 8 comprend un arbre de turbine 6a, 8a ainsi qu'un rotor de turbine équipé d'une pluralité de disques pourvus d'aubes. Sur la figure 1, il a été représenté une partie du dernier disque 10 du rotor de turbine haute pression 12, portant une série d'aubes 11 de turbine haute pression. Il a également été représenté l'arbre de turbine basse pression 8a, ainsi que le premier disque 16 du rotor de turbine basse pression 18 portant une série d'aubes 17. Avec les rotors de turbine et d'autres éléments environnants, il est défini des enceintes lubrifiées 20a, 20b, dont la fonction première est de loger un palier de roulement pour arbre de turbine. Les enceintes sont dites lubrifiées en ce sens qu'elles sont alimentées en huile pour refroidir les paliers de roulement des arbres de turbine, à l'aide de moyens d'injection et de récupération d'huile. Dans le mode de réalisation montré sur la figure 1, il est prévu deux enceintes distinctes, la première 20a renfermant un palier de roulement 22a supportant l'arbre de turbine haute pression 6a, et une seconde 20b renfermant un palier de roulement 22b supportant l'arbre de turbine basse pression 8a. Chaque enceinte lubrifiée est de forme générale annulaire, centrée sur l'axe 2. Alternativement, les deux enceintes pourraient être regroupées au sein d'une même et unique enceinte, sans sortir du cadre de l'invention. Il est également prévu une servitude 24 servant à l'amenée de liquide lubrifiant, de préférence de l'huile. La servitude 24, traversant un moyeu structural 26 d'un carter de turbine, est portée par un support dédié 28 faisant également partie intégrante du carter de turbine. Même si cela n'a pas été représenté, il est noté que le côté amont du moyeu 26 est assemblé par exemple par boulons à un support de palier de roulement 27 formant notamment un ou plusieurs joints à labyrinthe 30 avec le rotor de turbine haute pression. Le support 27 porte ou intègre la bague extérieure 29 du palier d'arbre de turbine haute pression 22a, et délimite en partie l'enceinte lubrifiée 20a. C'est l'extrémité radiale intérieure de la servitude 24 qui est montée sur le support 28 également dénommée distributeur. Cela permet de conduire l'huile jusqu'aux enceintes lubrifiées 20a, 20b. A l'aval, le moyeu 26 est assemblé par boulons à une virole 32 formant un ou plusieurs joints à labyrinthe (non représentés) avec le rotor de turbine basse pression. Bien que cela n'ait pas été représenté, le distributeur 28 présente au moins un conduit de circulation d'huile qui peut déboucher dans un conduit de circulation d'huile pratiqué dans un support de palier de roulement 40. Ce support 40 porte le palier basse pression 22b, et délimite en partie l'enceinte lubrifiée 20b. D'ailleurs, le conduit ou l'ensemble de conduits 38 débouche radialement vers l'intérieur dans l'enceinte lubrifiée 20b. Le support 40 intègre à son extrémité radiale extérieure la virole 32 fixée au moyeu 26. Il définit, dans sa partie radialement intérieure, un alésage 42 recevant la bague extérieure 46 du palier 22b. Aussi, la surface interne de la bague 46 reçoit les éléments de roulement du palier 22b. En outre, des moyens classiques peuvent être agencés entre l'alésage 42 et la surface externe de la bague 46, comme par exemple deux joints ou segments métalliques annulaires (non représentés) espacés axialement l'un de l'autre, et établissant chacun une liaison étanche avec l'alésage 42. Entre ces deux joints, de préférence réalisés en fonte, il peut être prévu un jeu annulaire entre la surface extérieure de la bague 46 et l'alésage 42, ce jeu étant rempli d'huile afin de former un film d'huile annulaire constituant un système d'amortissement. Ce système, également dénommé « Squeeze Film », permet en effet d'amortir les vibrations de la bague 46, essentiellement dans la direction radiale. Pour la fixation de la bague extérieure 46 sur le carter, il est ici prévu une couronne de fixation 50 centrée sur l'axe 2, et qui fait partie intégrante du support 40. Les moyens de raccordement de la bague 46 sur cette couronne 50 sont formés par une pluralité de colonnettes 52 réparties autour de l'axe 2 comme montré sur la figure 2, et agencées axialement. Les colonnettes 52, en forme de tige ou de cylindre, sont dimensionnées et prévues dans un nombre déterminé de manière à assurer la souplesse désirée pour le maintien de la bague extérieure de palier de roulement. Cette souplesse est prévue pour répondre aux recommandations en dynamique et aux besoins en amortissement. A titre d'exemple, les colonnettes sont prévues dans un nombre compris entre huit et seize, et présente une longueur de section utile comprise entre 20 et 40 mm, avec un diamètre compris entre 2 et 18 mm. Ces colonnettes 52 peuvent être réalisées en matériau métallique, de préférence dans un matériau comprenant de l'aluminium, par exemple du type AIS14340. Chaque colonnette 52 présente une première extrémité, ici l'extrémité aval, qui est montée sur une bride aval 54 de la bague extérieure 46 de palier. Pour ce faire, cette extrémité 52a est filetée et traverse la bride 54, sur laquelle elle est serrée à l'aide d'un écrou 58 en appui sur cette même bride 54. En outre, selon une particularité de l'invention, chaque colonnette 52 présente une seconde extrémité opposée à la première, ici l'extrémité amont, qui est filetée et montée vissée dans un trou borgne taraudé 60 de la couronne de fixation 50. Cette extrémité 52b peut ainsi être vissée depuis l'aval, sans nécessiter d'accès depuis le côté amont de la couronne 50 équipée des trous taraudés 60, débouchant au niveau de sa surface aval. Comme cela est visible sur les figures 1 et 3, à l'aval de la couronne 50, le support 40 peut présenter en alternance selon la direction circonférentielle, des creux 62 permettant le passage des colonnettes 52, et des parties pleines 64 traversées radialement par les conduits 38 de circulation d'huile en direction de l'enceinte 20b. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 4a, le filet 66 est donc réalisé directement dans la matière de la couronne 50 du support 40, au niveau du trou borgne 60. Selon une alternative montrée sur la figure 4b, le filet 66 du trou taraudé 60 est celui d'un écrou 68 emprisonné / noyé dans la couronne 50. Il est donc dans un orifice borgne 70 de la couronne 50, cet orifice ayant une forme correspondante de celle de l'écrou, de préférence polygonale, de manière à être bloqué en rotation selon son axe. Dans les deux cas, comme cela a été évoqué ci-dessus, cela permet de visser les colonnettes 52 depuis l'aval, sans nécessiter d'accès amont pour l'opérateur. Ce vissage s'effectue de préférence avec une portion de préhension dédiée, référencée 72 sur la colonnette de la figure 5. Cette portion 72 présente de préférence une section transversale de forme polygonale, par exemple octogonale, adaptée pour coopérer avec un outillage correspondant telle qu'une douille de vissage. La figure 6 montre un second mode de réalisation préféré constituant une alternative de réalisation au premier mode, tout en ayant de nombreuses similitudes avec ce dernier. A cet égard, sur les figures, les éléments portant les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires. Dans ce seconde mode de réalisation préféré, le moyeu 26 est également directement relié au distributeur 28, qui, ici, définit les joints à labyrinthe 30 avec le rotor de turbine haute pression. Le support de palier 40 s'étend davantage vers l'amont par rapport au mode de réalisation précédent. Son réseau de conduits de circulation de fluide peut déboucher dans le réseau de canaux de l'autre support de palier 27, qui lui est situé en contact, radialement vers l'intérieur. Aussi, le support de pallier 40 présente une portion amont 40a enserré radialement entre le distributeur 28 et l'autre support de palier 27. L'une des particularités de ce second mode de réalisation est que la couronne de fixation 50 ne fait plus partie intégrante du support de palier basse pression 40, mais constitue la partie aval du support de palier haute pression 27, en butée axiale aval sur le palier 40. Par conséquent, chaque seconde extrémité de colonnette 52b traverse une bride annulaire 80 du support 40, pour ensuite être vissée dans un trou borgne taraudé 60 de la couronne 50 du support de palier haute pression 27. Il est également possible, dans le cas de la figure 6, de renforcer la liaison bridée formée à l'aide des colonnettes 52, avec une pluralité de vis (non représentées) par exemple intercalées circonférentiellement entre les colonnettes. Ces vis, fixant la bride 80 sur l'extrémité aval du support de palier 27, permet ainsi de reprendre des efforts. Sur les figures 7a à 7c, il est représenté différentes étapes de montage du groupe de turbines montré sur la figure 6. Néanmoins, il est indiqué que le procédé décrit s'applique de manière analogue à la configuration montrée sur la figure 1. Tout d'abord, il est procédé à l'assemblage de la servitude 24 sur le support de servitude 28, après son passage à travers le moyeu 26. A l'ensemble obtenu, il est ajouté le support de palier basse pression 40. Ensuite, l'ensemble est amené sur la turbine haute pression, en plaquant le support de palier basse pression 40 contre le support de palier haute pression 27, comme cela est montré sur les figures 7a et 7b. La fixation du support 40 sur le support 27 s'effectue par montage des colonnettes 52 schématisé sur la figure 7b. Ces colonnettes 52 sont vissées depuis l'aval dans les trous borgnes taraudés 60 du support de palier haute pression 27, à l'aide d'un outil 82 approprié en forme de douille coopérant avec la portion de préhension 72. Après fixation des extrémités amont 52b des colonnettes sur le support 27, la bague extérieure de palier 46 est ensuite insérée axialement depuis l'aval, entre les éléments de roulement du palier 22b et le support 40. La fixation de cette bague 46 sur la bride 54 s'opère par vissage des écrous 58 sur les extrémités aval 52a des colonnettes 52, comme cela a été schématisé sur les figures 7b et 7c. C'est ensuite la turbine haute pression qui est ramenée sur l'ensemble obtenu. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. REVENDICATIONS1. Ensemble pour turbomachine d'aéronef comprenant, centrés sur un axe longitudinal (2) de la turbomachine : - une bague extérieure (46) de palier de roulement pour arbre de turbine de la turbomachine ; - un support de palier de roulement (40) entourant la bague extérieure ; et - des moyens de raccordement de la bague extérieure sur une couronne de fixation (50), caractérisé en ce que lesdits moyens de raccordement prennent la forme d'une pluralité de colonnettes (52) réparties autour dudit axe longitudinal, chaque colonnette présentant une première extrémité (52a) montée sur la bague extérieure de palier (46), ainsi qu'une seconde extrémité filetée (52b) vissée dans un trou taraudé (60) de ladite couronne de fixation (50). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque trou taraudé (60) de la couronne de fixation (50) est borgne. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le filet (66) du trou taraudé (60) est réalisé dans la matière de ladite couronne de fixation (50), ou bien présent au sein d'un écrou (68) rapporté dans cette couronne de fixation (50). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites colonnettes (52) sont agencées parallèlement à l'axe longitudinal (2) de la turbomachine. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque colonnette (52) présente une portion de préhension (72) de section transversale de forme polygonale. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couronne de fixation (50) fait partie intégrante du support de palier de roulement (40). 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque colonnette (52) traverse ledit support de palier (40), et en ce que ladite couronne de fixation (50) fait partie intégrante d'un support (27) d'un autre palier de roulement (22a). 8. Turbine (8) de turbomachine d'aéronef comprenant au moins un ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Turbomachine (1) d'aéronef comprenant au moins une turbine (8) selon la revendication 8. 10. Procédé de montage d'un groupe de turbines comprenant une turbine haute pression (6) et une turbine basse pression (8), ladite turbine basse pression étant située en aval de la turbine haute pression et comprenant un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le procédé comprenant les étapes suivantes : - montage par vissage, depuis l'aval, des colonnettes (52) sur ladite couronne de fixation (50) ; puis - montage de la turbine basse pression (8) par insertion dans ladite bague extérieure de palier (46), avec de préférence ledit support de palier (40) déjà assemblé sur la turbine haute pression (6).30