Brevet FR3009739A1 — publié le 20150220

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un ensemble permettant le verrouillage en translation relative de deux pièces de support d'aubage de turbomachine telles que par exemple une plate-forme d'aubage fixe et un anneau de support d'aubage ou un anneau d'aubage mobile et un carter d'anneau. L'invention s'applique notamment au verrouillage d'une plate-forme d'aubage de distribution de flux de turbomachine à un anneau de support dudit aubage de distribution. ETAT DE LA TECHNIQUE Un exemple de turbomachine a été illustré en figure 5. Une turbomachine 1 comporte typiquement une nacelle qui forme une ouverture pour l'admission d'un flux déterminé d'air vers le moteur proprement dit. Généralement, la turbomachine comprend une ou plusieurs sections de compression de l'air admis dans le moteur (généralement une section basse pression et une section haute pression). L'air ainsi comprimé est admis dans la chambre de combustion 5 et mélangé avec du carburant avant d'y être brûlé. Les gaz de combustion chauds issus de cette combustion sont ensuite détendus dans différents étages de turbine. Une première détente est faite dans un étage à haute pression 6 immédiatement en aval de la chambre de combustion et qui reçoit les gaz à la température la plus élevée. Les gaz sont détendus à nouveau en étant guidés à travers les étages de turbine dits à basse pression 7. Une turbine, haute pression 6 ou basse pression 7, comporte classiquement un ou plusieurs étages, chacun étant constitué d'une rangée d'aubes de turbine fixes, aussi appelée distributeur, suivie d'une rangée d'aubes mobiles de turbine, qui forment le rotor. Les distributeurs sont fixés ensemble par l'intermédiaire d'un anneau. Le distributeur 2 dévie le flux de gaz prélevé au niveau de la chambre de combustion vers les aubes mobiles de turbine à un angle et une vitesse appropriés afin d'entraîner en rotation ces aubes mobiles et le rotor de la turbine. Chaque distributeur est sectorisé, c'est-à-dire formé de plusieurs secteurs de distributeur disposés circonférentiellement bout à bout autour d'un axe X-X longitudinal de la turbomachine. Chaque secteur de distributeur comprend une pluralité d'aubes s'étendant radialement par rapport à l'axe X-X de la turbomachine de manière à relier un élément annulaire radialement interne (ou plateforme interne) et un élément annulaire radialement externe (ou plateforme externe), qui forment ensemble une veine annulaire en regard des aubes mobiles de la turbine. Sur la plate-forme externe du distributeur est monté un anneau de support du distributeur, qui est une pièce de révolution autour de l'axe de la turbomachine. L'anneau et le distributeur doivent être solidaires l'un de l'autre. A cet égard, des moyens de blocage d'une translation relative dans la direction axiale ou radiale (par rapport à l'axe de la turbomachine) doivent être prévus. On connait d'après le document FR 2 887 920 des verrous appliqués de manière analogue à une section de carter de turbomachine s'étendant autour d'un anneau d'aubage mobile. Les verrous sont en forme de secteurs de couronne présentant une section transversale en U pour pouvoir recevoir une extrémité aval de l'anneau et d'un secteur de distributeur, chaque verrou étant monté serré sur l'anneau et le carter pour les maintenir solidaires l'un de l'autre. Cette solution n'est néanmoins pas transposable au verrouillage d'une plate- forme de distributeur (c'est-à-dire d'aubage fixe) à un anneau de support de ce distributeur à cause des contraintes mécaniques et thermiques trop importantes dans ces pièces, résultant respectivement des efforts du flux d'air sur le distributeur et de la dilatation thermique des pièces. En effet, en cas de serrage d'un verrou sur les pièces, l'absence de jeu entre le verrou d'une part et le distributeur et l'anneau d'autre part, implique que les contraintes dans les pièces se traduisent par des efforts importants appliqués sur le verrou, entraînant la déformation et la dégradation rapide de celui-ci. Il existe donc un besoin pour un système de durée de vie accrue, permettant de bloquer un anneau de distributeur avec une plate-forme externe de distributeur. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention a pour but de pallier le problème mentionné ci-avant. En particulier, un but de l'invention est de proposer un ensemble permettant de maintenir ensemble deux pièces de support d'aubage de turbomachine de manière fiable tout en présentant une longue durée de vie. Un autre but de l'invention est de proposer un ensemble facile à monter. A cet égard, l'invention a pour objet un ensemble comprenant : - deux pièces de support d'aubage de turbomachine, les pièces étant de révolution, disposées l'une à l'intérieur de l'autre de manière concentrique autour d'un axe de turbomachine, et - une couronne de maintien des pièces, la couronne étant fendue et comprenant une section transversale en U adaptée pour recevoir une extrémité des deux pièces, l'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend un système d'arrêt en rotation de la couronne fendue, comprenant : - un crochet, disposé au niveau de la fente de la couronne et adapté pour recevoir l'extrémité des deux pièces, le crochet comprenant un bras s'étendant le long d'une des pièces, ledit bras étant pourvu d'un orifice traversant formant logement, et - un pion de fixation du crochet, le pion traversant la pièce le long de laquelle s'étend le bras du crochet et étant reçu dans le logement du crochet. Avantageusement, mais facultativement, l'invention comporte en outre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - La pièce interne est une plate-forme d'aubage fixe ou un anneau d'aubage, et la pièce externe est respectivement un anneau de support d'aubage fixe ou un carter d'anneau, - Le crochet comporte en outre une rainure traversante adjacente au logement et débouchant sur un coté du crochet pour permettre l'insertion du pion dans le logement par la rainure. - La rainure présente des bords convergents vers le logement pour interdire la sortie du pion une fois inséré dans le logement. - Le crochet comporte en outre une cavité adjacente au logement permettant une déformation élastique du crochet de part et d'autre du logement lors de l'insertion du pion. - La cavité présente une largeur inférieure à la largeur du pion. - Le bras du crochet s'étend le long de la pièce externe et le pion traverse ladite pièce. - La couronne de maintien des pièces est engagée par crabotage avec l'une des pièces. L'invention a également pour objet une turbomachine, comprenant au moins un tel ensemble. L'invention a également pour objet un procédé de d'assemblage d'un tel ensemble, comprenant les étapes consistant à : - monter les deux pièces de révolution l'une à l'intérieur de l'autre de manière concentrique, - engager la couronne fendue avec les pièces de sorte que la couronne reçoive l'extrémité desdites pièces, - engager un pion de fixation au travers de l'une des pièces, et - amener un crochet au niveau de la fente de la couronne de manière à ce qu'il reçoive l'extrémité des pièces, et positionner le pion dans le logement du crochet. Avantageusement, mais facultativement, au cours du procédé d'assemblage, l'étape consistant à amener le crochet et à positionner le pion dans le logement comprend le positionnement du crochet contre l'extrémité des pièces de sorte que le pion se trouve en regard de la rainure, et le déplacement du crochet vers les pièces de manière à engager successivement le pion dans la rainure puis dans le logement. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatifs et sur lesquels : - Les figures la à le représentent une vue en coupe transversale d'un ensemble selon trois modes de réalisation de l'invention, - Les figures 2a et 2b représentent des éléments d'un ensemble selon le mode de réalisation de la figure la, - Les figures 3a, 3b, 3c sont des vues selon différentes perspectives d'un ensemble conforme à la figure I a, - La figure 3d représente un crochet d'arrêt en rotation. - La figure 4 représente schématiquement les principales étapes du procédé de montage d'un ensemble selon l'invention. - La figure 5, déjà décrite, est une vue en coupe d'un exemple de turbomachine sur laquelle l'ensemble selon l'invention peut être mis en oeuvre. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION En référence à la figure 3a, on a représenté un ensemble 100 qui comprend deux pièces de support d'un aubage de turbomachine, les deux pièces étant de révolution, et disposées l'une à l'intérieur de l'autre de manière concentrique autour de l'axe X-X de la turbomachine, visible sur la figure 5. Par pièce de support d'un aubage de turbomachine, on entend : - dans le cas d'un aubage fixe, par exemple un aubage de distribution de flux : une plate-forme externe d'aubage reliant entre elles les aubes de l'aubage, ou un anneau de support d'un aubage, qui est disposé autour de ladite plate-forme, ou encore un carter d'anneau d'aubage, disposé autour dudit anneau. - dans le cas d'un aubage mobile ; par exemple un aubage de compresseur, un anneau entourant l'aubage, ou un carter d'anneau, qui est disposé autour dudit anneau. L'ensemble 100 comprend donc deux pièces de support d'aubage, une pièce radialement interne 10 et une pièce radialement externe 20 disposée autour de la première. Selon un mode de réalisation préféré, la pièce interne 10 est une plate-forme d'aubage fixe de turbomachine comme un aubage de distribution de flux (également appelé distributeur), la pièce externe 20 étant alors un anneau de support d'aubage fixe. Selon un mode de réalisation alternatif, la pièce interne 10 est un anneau d'aubage mobile, et la pièce externe 20 est alors un carter d'anneau. Selon une autre variante, la pièce interne 10 est un anneau de support d'aubage fixe et la pièce externe 20 est un carter d'anneau. Sur la figure 1a, on a représenté l'ensemble 100 dans le premier cas. La pièce interne 10 est une plate-forme d'aubage dont on a représenté une aube A. La plate-forme 10 comprend un becquet amont 11 et un becquet aval 12 par rapport au flux d'air, représenté sur la figure par une flèche F. Les becquets amont 11 et aval 12 forment respectivement les extrémités amont et aval de la plate-forme. L'anneau de support 20 de l'aubage comprend quant à lui, à son extrémité amont, un crochet en U 21 adapté pour recevoir le becquet amont 11 de la plate- forme, et à son extrémité aval un rebord 22 s'étendant vers l'axe et permettant de retenir le becquet aval de la plate-forme axialement vers l'aval. Le rebord 22 est pourvu d'une encoche 23 adaptée pour pouvoir faire pivoter le coin du becquet aval 12 dans cette encoche lors du positionnement de l'anneau 20 sur la plate-forme. Le support d'anneau pivote ainsi autour de la plate-forme (le pivot se trouvant au niveau du becquet aval), et vient recevoir au niveau du crochet 21 le becquet amont. Il en résulte un jeu axial entre le crochet 21 et le becquet amont 11 une fois que l'anneau se trouve en position sur la plate-forme 10. De plus, comme visible sur la figure, au niveau du rebord 22 le becquet aval 11 n'est pas retenu radialement. Dans le cas où la pièce interne 10 est un anneau d'aubage mobile, et où la pièce externe 20 est un carter d'anneau, en référence à la figure 1 b, le carter d'anneau 20 comporte des rebords circonférentiels aval 22 qui sont positionnés en regard de rebords circonférentiels aval 12 de l'anneau d'aubage 10. Une protubérance 13 sur ledit rebord permet d'interdire un déplacement du carter vers l'amont par rapport à l'anneau d'aubage 10. Cependant dans la direction opposée vers l'aval, et dans la direction radiale, les mouvements relatifs du carter 20 et de l'anneau d'aubage 10 ne sont pas bloqués. L'ensemble 100 comprend donc un système de verrouillage 30 des pièces pour interdire leur translation relative axiale et radiale (par rapport à l'axe de la turbomachine). Comme visible plus particulièrement sur les figures 3a à 3d, ce système 30 comprend une couronne 40 présentant une section en U comprenant deux bras 41, 42 parallèles, reliés entre eux à une extrémité par une barre transversale 43. La longueur de la barre transversale 43 définit l'écartement entre les bras, qui doit être suffisant pour recevoir une extrémité des deux pièces 10, 20. Dans le cas où les pièces sont respectivement une plate-forme d'aubage et un anneau de support, la couronne reçoit le becquet aval 12 de la plate-forme et le rebord 22 de l'anneau, de sorte qu'un bras interne 41 de la couronne soit en regard d'une face interne du becquet aval 12 et un bras externe 42 soit en regard de la face externe de l'anneau. Dans le cas d'un anneau d'aubage 10 entouré d'un carter d'anneau 20, la couronne reçoit les rebords circonférentiels aval 12, 22 des deux pièces, le bras interne 41 étant en regard de la face interne du rebord aval 12 de l'anneau, et le bras externe 42 étant en regard de la face externe du rebord aval 22 du carter. La couronne 40 peut être montée serrée sur les pièces 10, 20, de manière à interdire leur translation relative dans les directions axiales et radiales, ou alternativement, et préférablement, montée par crabotage, avec jeu, sur les pièces. Ce cas est décrit plus en détails ci-après. En outre la couronne est fendue, notamment pour pouvoir autoriser des déformations des pièces 10, 20, par exemple en cas de dilatation thermique. Le système de verrouillage 30 comprend alors également un organe d'arrêt en rotation 50 de la couronne 40 par rapport aux deux pièces 10, 20. Cet organe d'arrêt en rotation est avantageusement positionné au niveau de la fente 45 de la couronne 40. Comme illustré en figures la, 1b, et 3a à 3d, l'organe d'arrêt en rotation 50 comprend un crochet 51 qui est adapté pour recevoir l'extrémité des deux pièces 10, 20. Dans le cas où les pièces sont une plate-forme d'aubage fixe 10 et un anneau de support 20, les extrémités sont comme précédemment l'extrémité du becquet aval 12 et du rebord 22. Dans le cas où les pièces sont un anneau d'aubage mobile 10 et un carter d'anneau, les extrémités sont leurs rebords circonférentiels aval 12, 22. Le crochet 51 comprend en particulier un bras 52 s'étendant le long d'une des pièces 10, 20, avantageusement le long de la pièce externe 20. Le bras 52 comprend un orifice traversant 53 formant logement pour un pion 59 s'étendant au travers d'un orifice (non représenté) prévu dans la pièce le long de laquelle s'étend le bras. L'orifice 53 présente avantageusement la même forme que la section du pion 59, à savoir avantageusement une forme circulaire. Le crochet 51 est monté au niveau de la fente 45 de la couronne pour recevoir les pièces, et le pion 59 est inséré dans le logement 53 du crochet, maintenant ainsi la position angulaire du crochet de la couronne 40 constante. Comme visible plus spécifiquement sur la figure 3a, le crochet 51 comporte en outre une rainure 54 traversante adjacente au logement 53, et débouchant sur l'un des côtés du crochet. De cette manière, le pion peut être inséré dans le logement par glissement dans la rainure jusqu'à arriver dans le logement 53. La rainure présente de préférence des bords convergents vers le logement, le logement présentant lui-même un diamètre supérieur à l'écartement des bords de la rainure à son extrémité adjacente au logement, pour que le pion, une fois inséré dans le logement par déplacement dans la rainure, ne puisse plus en ressortir. Ceci nécessite de déformer légèrement le crochet, au niveau des bords de la rainure 54, au moment du passage du pion 59 pour autoriser son passage. Le crochet 51 comporte alors avantageusement une cavité 55, de préférence traversante, et adjacente au logement, cette cavité 55 se trouvant de préférence à l'opposé de la rainure par rapport au logement, permettant ainsi au crocher 51 de se déformer élastiquement lors de l'insertion du pion 59 dans le logement 53. Cette cavité 55 présente avantageusement une largeur inférieure au diamètre du logement 53, pour interdire un déplacement du pion depuis le logement 53 vers la cavité 55 une fois inséré dans le logement 53. Une application préférée de l'organe d'arrêt en rotation 50 de la couronne 40, représentée notamment sur les figures 2a, 2b, et 3a à 3c, concerne l'utilisation d'un tel organe pour arrêter en rotation une couronne 40 montée par crabotage sur les pièces 10, 20. Le montage par crabotage de la couronne 40 sur les pièces 10, 20 est avantageux car il permet d'assurer l'arrêt en translation selon la direction radiale des deux pièces 10, 20 l'une par rapport à l'autre (car la pièce interne 10 est maintenue par la couronne contre la pièce externe), et en translation relative axiale, car les dents de crabot 44 et la barre transversale 43 de la couronne privent la pièce externe 20 de mouvement axial. De plus, le montage par crabotage de la couronne sur les pièces permet d'autoriser la présence de jeux entre la couronne et les pièces 10,20, qui permettent aux pièces de se dilater, notamment à cause des contraintes thermiques en jeu, sans réduire sur leur durée de vie. En outre, l'absence de serrage implique que la couronne ne doit pas supporter de contraintes mécaniques importantes. Ceci permet de diminuer le dimensionnement de la couronne, et donc de réduire l'encombrement et la masse de la couronne, ce qui allège la masse de l'ensemble de la turbomachine dans laquelle les pièces 10, 20 sont installées. Dans le cas d'un montage par crabotage, la couronne 40 et l'une des pièces, de préférence la pièce externe 20, sont conformées de manière à pouvoir coopérer ensemble par crabotage. A cet égard, elles comprennent des dents de crabot 44, 24, complémentaires, c'est-à-dire que les dents de crabot de chaque pièce sont de longueur égale et réparties à intervalle angulaire constant, et l'intervalle angulaire entre deux dents de crabot 24, 44 d'une pièce correspondant ou étant supérieur à la longueur d'une dent de crabot 44, 24 de l'autre pièce. Selon un mode de réalisation préféré, qui est illustré sur les figures 2b et 3a, les dents de crabot 44 sont des protubérances du bras externe 42 de la couronne, qui font saillie vers l'intérieur, c'est-à-dire vers l'axe de révolution de la couronne. D'autre part, la pièce externe 20 comprend sur sa surface externe les dents de crabot 24, s'étendant radialement dans la direction opposée de l'axe de révolution de la pièce, comme visible sur la figure la. Selon un mode de réalisation alternatif représenté en figure 1c, c'est la pièce interne qui comprend des dents de crabot 24, positionnées sur sa surface radialement interne et s'étendant radialement. La couronne 40 comprend alors des dents de crabot 44 sur son bras interne 41, les dents faisant alors saillie vers l'extérieur. La couronne peut ainsi être montée en insérant les dents de crabot 44 de la couronne en regard des intervalles entre deux dents de crabot 24 de la pièce 20, puis en pivotant la couronne par rapport à la pièce pour que les dents de crabot 44 soient en regard des dents 24. Dans ce cas, l'organe 50 d'arrêt en rotation permet notamment d'empêcher que la couronne ne pivote par rapport à la pièce 20 jusqu'à ce que les dents de crabot 24 et 44 soient décalées et que la couronne puisse ainsi se désengager. On va maintenant décrire, en référence à la figure 4, les principales étapes d'un procédé de montage 1000 de l'ensemble 100 précédemment décrit. Au cours d'une première étape 1100, on positionne les deux pièces de support d'aubage 10, 20 l'une à l'intérieur de l'autre, de manière concentrique. Les pièces sont emboitées ensemble de manière connue de l'homme de l'art, pour obtenir les dispositions respectivement illustrées en figure la dans un cas et 1b dans l'autre cas. On monte ensuite 1200 une couronne 40 sur les pièces. Pour ce faire, on peut monter 1210 la couronne 40 par serrage. Alternativement, si la couronne 40 peut être montée par crabotage sur les pièces, on positionne 1220 une couronne 40 en décalant les dents de crabot 44 de la couronne par rapport aux dents de crabot 24 d'une des pièces, et en engageant la couronne 40 aux pièces de manière que les extrémités des pièces soient reçues entre les bras 41, 42 de la couronne. On pivote 1225 ensuite la couronne 40 par rapport aux pièces 10, 20, de sorte que les dents de crabot 44 de la couronne viennent en regard des dents de crabot 24 de la pièce, par exemple la pièce externe 20, et qu'ainsi la couronne forme une butée en translation axial de la pièce. Enfin, au cours d'une étape 1300, on positionne un organe 50 d'arrêt en rotation de la couronne par rapport aux pièces. Pour ce faire, on se munit de préférence d'un crochet 51 comprenant une rainure 54 adjacente au logement 53. On engage 1310 un pion anti-rotation 59 au travers de l'une des pièces, et on amène 1320 le crochet 51 au niveau de la fente, de sorte qu'il reçoive l'extrémité des pièces (en l'occurrence l'extrémité aval par rapport au flux d'air, dans la direction axiale) et que le pion 59 soit reçu dans la rainure. On déplace progressivement le crochet 51 pour que le pion 59 se déplace dans la rainure jusqu'à atteindre le logement 53. Le pion 59 se trouve avantageusement bloqué dans le logement par les bords convergents de la rainure. On a ainsi proposé un ensemble permettant le verrouillage en translation axiale et radiale de deux pièces de support d'aubage de turbomachine, qui présente une durée de vie importante et qui est simple de montage. REVENDICATIONS1. Ensemble (100) comprenant : - deux pièces (10, 20) de support d'aubage de turbomachine, les pièces étant de révolution, disposées l'une à l'intérieur de l'autre de manière concentrique autour d'un axe (X-X) de turbomachine, et - une couronne (40) de maintien des pièces, la couronne étant fendue et comprenant une section transversale en U adaptée pour recevoir une extrémité des deux pièces, l'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend un système (50) d'arrêt en rotation de la couronne (40) fendue, comprenant : - un crochet (51), disposé au niveau de la fente (45) de la couronne (40) et adapté pour recevoir l'extrémité des deux pièces (10, 20), le crochet (51) comprenant un bras (52) s'étendant le long d'une des pièces (20), ledit bras (52) étant pourvu d'un orifice (53) traversant formant logement, et - un pion de fixation (59) du crochet, le pion traversant la pièce (20) le long de laquelle s'étend le bras (52) du crochet (51) et étant reçu dans le logement (53) du crochet. 2. Ensemble (100) selon la revendication 1, dans lequel la pièce interne (10) est une plate-forme d'aubage fixe ou un anneau d'aubage, et la pièce externe (20) est respectivement un anneau de support d'aubage fixe ou un carter d'anneau, 3. Ensemble (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le crochet (51) comporte en outre une rainure traversante (54) adjacente au logement (53) et débouchant sur un coté du crochet pour permettre l'insertion du pion (59) dans le logement (53) par la rainure (54). 4. Ensemble (100) selon la revendication 3, dans lequel la rainure (54) présente des bords convergents vers le logement (53) pour interdire la sortie du pion (59) une fois inséré dans le logement (53). 5. Ensemble (100) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le crochet (51) comporte en outre une cavité (55) adjacente au logement (53) permettant unedéformation élastique du crochet (51) de part et d'autre du logement (53) lors de l'insertion du pion (59). 6. Ensemble (100) selon la revendication précédente, dans lequel la cavité (55) présente une largeur inférieure à la largeur du pion (59). 7. Ensemble (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le bras (52) du crochet (51) s'étend le long de la pièce externe (20) et le pion (59) traverse ladite pièce (20). 8. Ensemble (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couronne (40) de maintien des pièces est engagée par crabotage avec l'une des pièces (20). 9. Turbomachine (1), comprenant au moins un ensemble (100) selon l'une des revendications précédentes. 10. Procédé d'assemblage d'un ensemble (100) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant les étapes consistant à : - monter les deux pièces (10, 20) de révolution l'une à l'intérieur de l'autre de manière concentrique, - engager la couronne (40) fendue avec les pièces (10, 20) de sorte que la couronne (40) reçoive l'extrémité desdites pièces (10, 20), - engager un pion (59) de fixation au travers de l'une des pièces (20), et - amener un crochet (51) au niveau de la fente (45) de la couronne (40) de manière à ce qu'il reçoive l'extrémité des pièces (10, 20), et positionner le pion (59) dans le logement (53) du crochet (51). 11. Procédé d'assemblage selon la revendication précédente, appliqué à un ensemble (100) selon l'une des revendications 3 à 6, dans lequel l'étape consistant à amener le crochet (51) et à positionner le pion (59) dans le logement (53) comprend le positionnement du crochet (51) contre l'extrémité des pièces (10, 20) de sorte que le pion (59) se trouve en regard de la rainure (54), et le déplacementdu crochet (51) vers les pièces (10, 20) de manière à engager successivement le pion (59) dans la rainure (54) puis dans le logement (53).