Brevet FR3018313A1 — publié le 20150911

LIGNE D'ARBRES CREUX POUR TURBOMACHINE D'AERONEF, COMPRENANT UNE BAGUE ANTI-ROTATION COUPLEE A UN ECROU DE SERRAGE INTERIEUR DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine des lignes d'arbres creux pour turbomachine d'aéronef, et en particulier aux moyens d'assemblage entre les différents arbres de la ligne. L'invention s'applique à tout type de turbomachine, et en particulier à celles comprenant des soufflantes contrarotatives non-carénées, ces turbomachines étant conventionnellement dites à « open rotor ». ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans l'art antérieur, il existe de nombreuses solutions permettant d'assembler et de sécuriser deux arbres d'une même ligne d'arbres pour turbomachine d'aéronef. Un exemple de réalisation est par exemple connu du document FR 2 857 708. Néanmoins, il existe un besoin de simplifier la conception des moyens d'assemblage des arbres constituant la ligne, et de les rendre plus adaptés à un environnement complexe n'offrant qu'un accès limité. C'est notamment le cas pour les lignes d'arbres des turbomachines à open rotor. EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour ce faire, l'invention a pour objet une ligne d'arbres creux pour turbomachine d'aéronef, comprenant un premier arbre creux, un second arbre creux, ainsi que des moyens d'assemblage des premier et second arbres creux, lesdits premier et second arbres creux étant sensiblement coaxiaux, l'un monté en amont de l'autre, lesdits moyens d'assemblage comportant : - des moyens de serrage axial, de préférence un écrou de serrage axial des premier et second arbres creux, l'écrou comprenant un filetage extérieur vissé sur un filetage intérieur de l'un desdits premier et second arbres, et comprenant un rebord de serrage en appui axial contre l'autre desdits premier et second arbres ; - des moyens anti-rotation, de préférence une bague a nti-rotation logée à l'intérieur du second arbre creux et destinée à bloquer la rotation de l'écrou de serrage par rapport à ce second arbre, la bague comprenant au moins une saillie axiale en direction du premier arbre creux, ladite saillie axiale étant logée dans une première partie femelle correspondante pratiquée sur l'écrou de serrage, la bague comprenant également au moins une saillie radiale logée dans une seconde partie femelle correspondante pratiquée sur une surface intérieure du second arbre creux ; et - des moyens d'arrêt axial, de préférence un segment d'arrêt axial de la bague anti-rotation, le segment d'arrêt étant logé dans une gorge pratiquée sur la surface intérieure du second arbre creux. L'invention propose ainsi une solution simple, peu coûteuse, de faible encombrement et aisée à mettre en oeuvre depuis l'intérieur de la ligne d'arbres creux. Elle s'avère par conséquent particulièrement adaptée aux turbomachines à open rotor, dans lesquelles l'accès aux lignes d'arbres coaxiales est très restreint. Néanmoins, il ne s'agit que d'une application préférée, non limitative, de l'invention. De préférence, lesdits moyens d'assemblage comprennent également un premier filetage prévu à une extrémité du premier arbre creux ainsi qu'un second filetage prévu à une extrémité du second arbre creux, les premier et second filetages étant vissés l'un sur l'autre selon un sens de vissage opposé au sens de vissage de l'écrou de serrage. De cette façon, la rotation entre les deux arbres creux, dans le sens conduisant à un dévissage des premier et second filetages, provoque un serrage de l'écrou. Les risques de desserrage des arbres creux de la ligne sont donc extrêmement limités. De préférence, lesdites saillies axiale et radiale sont des doigts. De préférence, ladite première partie femelle correspondante pratiquée sur l'écrou de serrage est une encoche débouchant axialement et radialement vers l'extérieur, et ladite seconde partie femelle correspondante pratiquée sur la surface intérieure du second arbre creux est une encoche débouchant axialement et radialement vers l'intérieur. De préférence, la bague anti-rotation comprend une pluralité de saillies axiales réparties régulièrement autour d'un axe central de la ligne d'arbres, et une pluralité de saillies radiales réparties régulièrement autour de cet axe. L'espacement régulier des saillies et des doigts permet de limiter l'apparition de balourds et facilite l'équilibrage de la turbomachine. De préférence, le segment d'arrêt est fendu, ce qui facilite sa mise en place dans la gorge prévue à cet effet. De préférence, le filetage extérieur de l'écrou de serrage axial est vissé sur le filetage intérieur prévu sur le premier arbre creux. Alternativement, le filetage intérieur pourrait être pratiqué sur le second arbre creux, sans sortir du cadre de l'invention. De préférence, le premier arbre creux est un arbre amont de la ligne d'arbres et le second arbre un arbre aval, ou inversement. L'invention a également pour objet une turbomachine d'aéronef, de préférence du type à soufflantes contrarotatives non-carénées, comprenant au moins une ligne d'arbres creux telle que celle décrite ci-dessus. Enfin, l'invention concerne un procédé de montage d'une telle ligne d'arbres creux, comprenant les étapes suivantes, consistant à : - mettre en place des premier et second arbres creux bout à bout ; - visser l'écrou de serrage, après l'avoir introduit à l'intérieur dudit autre des premier et second arbres creux, par une extrémité de celui-ci opposée à celle servant au raccordement avec ledit un des premier et second arbres creux ; - insérer la bague anti-rotation à l'intérieur dudit second arbre creux, par une extrémité de celui-ci opposée à celle servant au raccordement avec ledit premier arbre creux, puis déplacer axialement cette bague anti-rotation jusqu'à l'insertion des saillies axiale et radiale dans leurs parties femelles respectives ; et - insérer le segment d'arrêt axial à l'intérieur dudit second arbre creux, par l'extrémité de celui-ci opposée à celle servant au raccordement avec ledit premier arbre creux, puis déplacer axialement ce segment jusqu'à son insertion dans la gorge de la surface intérieure du second arbre creux. 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 schématique en perspective d'une turbomachine d'aéronef à doublet d'hélices contrarotatives non-carénées, selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 2 représente une vue schématique en demi-coupe longitudinale de la turbomachine montrée sur la figure précédente ; - la figure 3 représente une vue éclatée en perspective de l'une des lignes d'arbres de la turbomachine montrée sur les figures précédentes ; - la figure 4 est une vue éclatée en coupe longitudinale de la ligne d'arbres montrée sur la figure 3 ; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4, avec les éléments constitutifs de la ligne d'arbres représentés en configuration assemblée ; - la figure 6 est une vue agrandie représentant une partie des moyens d'assemblage des arbres de la ligne ; et - la figure 7 est une vue éclatée en perspective d'une partie de ces moyens d'assemblage. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté une turbomachine 1 d'aéronef, selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Il s'agit ici d'une solution préférée dans laquelle la turbomachine est à open rotor, c'est-à-dire qu'elle comprend, en tant que récepteur, un doublet d'hélices contrarotatives non-carénées. Les principaux constituants de ce type de turbomachine sont connus de l'art antérieur. Par conséquent, il n'en sera fait qu'une description sommaire, en référence aux figures 1 et 2. Dans toute la description qui va suivre, les termes « amont » et « aval » sont à considérer selon une direction principale d'écoulement des gaz à travers la turbomachine, cette direction étant référencée par la flèche 2 sur les figures. La turbomachine 1 présente un axe longitudinal 3 autour duquel s'étendent ses différents composants. Elle comprend, d'amont en aval selon la direction 2, un compresseur basse pression 4, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 8, une turbine haute pression 10 et une turbine basse pression 12. Le compresseur basse pression 4 et la turbine basse pression 12 sont reliés par une ligne d'arbres creux basse pression 14a, tandis que le compresseur haute pression 6 et la turbine haute pression 10 sont reliés par une ligne d'arbres creux haute pression 14b. A l'extrémité aval du générateur de gaz, la turbomachine 1 comprend un récepteur 16 du type à doublet d'hélices contrarotatives non-carénées. Ce récepteur 16 comporte tout d'abord une turbine libre de puissance 18 alimentée par les gaz sortant de la turbine basse pression précitée. Le turbine libre 18 entraîne un réducteur 20 du type à train épicycloïdal, qui à son tour entraîne une hélice amont 22 et une hélice aval 24. Chacune des deux hélices 22, 24 présente une ligne d'arbres creux 14c, 14d, agencée autour d'une ligne d'arbres creux fixe 14e, les trois lignes 14c-14e étant coaxiales et imbriquées les unes dans les autres, avec un jeu radial faible entre celles-ci. A titre indicatif, il est noté que la ligne fixe intérieure 14e sert de passage à des servitudes, avec notamment la traversée d'un fourreau 28 dédié à la réception et au passage de ces servitudes. La ligne fixe 14e supporte, via un ou plusieurs roulements, la ligne rotative 14d, elle-même supportant la ligne rotative 14c, également via un ou plusieurs roulements. L'invention réside dans la conception particulière d'une ligne d'arbre creux, destinée à constituer tout ou partie de l'une quelconque des lignes 14a-14e décrites ci-dessus. Il s'agit de préférence de la ligne 14e. Cette ligne d'arbres creux, référencée 14 sur les figures 3 à 6, comporte ici deux arbres creux coaxiaux et agencés bout à bout. Il s'agit d'un premier arbre 30 ou arbre amont, et d'un second arbre creux 32 ou arbre aval. Ces deux arbres 30, 32, centrés sur l'axe 3, sont montés l'un sur l'autre et sécurisés par des moyens d'assemblage propres à l'invention, qui vont être décrits en référence aux figures 3 à 7. Les deux arbres 30, 32 sont sensiblement coaxiaux et montés en série, l'un en amont de l'autre. Les moyens d'assemblage 34 comportent tout d'abord une liaison filetée entre les deux extrémités des arbres 30, 32. Aussi, il est prévu un premier filetage extérieur 36 sur l'extrémité 30a du premier arbre 30, ainsi qu'un second filetage intérieur 38 sur l'extrémité 32a du second arbre 32, les premier et second filetages 36, 38 étant vissés l'un sur l'autre pour former la liaison filetée. Par ailleurs, les moyens 34 comprennent un écrou de serrage 40, une bague anti-rotation 42 ainsi qu'un segment d'arrêt axial 44, tous logés à l'intérieur de la ligne d'arbres 14. Plus précisément, l'écrou de serrage axial 40 des premier et second arbres creux comprend un filetage extérieur 46, vissé sur un filetage intérieur 48 de l'extrémité 30a du premier arbre creux 30. De plus, l'écrou 40 comporte un rebord de serrage 49 en saillie radialement vers l'extérieur, en forme de collerette et en appui axial contre un épaulement intérieur 51 de l'extrémité 32a du second arbre creux 32. En outre, la bague anti-rotation 42 logée à l'intérieur du second arbre creux 32 est destinée à bloquer la rotation de l'écrou de serrage 40, selon l'axe 3, par rapport à ce second arbre. La bague 42 comprend une pluralité de saillies axiales en forme de doigts 50, en direction du premier arbre creux. Ces doigts 50 sont espacés régulièrement autour de l'axe 3, et sont respectivement logés dans des premières parties femelles correspondantes en forme d'encoches 52, pratiquées sur l'écrou de serrage 40. Ces encoches 52, pratiquées sur le dos de la collerette d'appui 49, sont ouvertes axialement vers l'aval et radialement vers l'extérieur. Il est par exemple prévu trois ou quatre doigts axiaux 50. De plus, la bague 42 comprend une pluralité de saillies radiales également en forme de doigts 54, faisant saillie radialement vers l'extérieur et respectivement logés dans des secondes parties femelles correspondantes en forme d'encoches 56, pratiquées sur la surface intérieure du second arbre creux 32. Plus précisément, les encoches 56 débouchent radialement vers l'intérieur, et axialement vers l'aval au niveau d'un épaulement intérieur 60 de la surface intérieure du second arbre creux 32. Aussi, lorsque l'écrou 40 est serré et que la bague anti-rotation 42 coopère avec cet écrou, les doigts et encoches 50, 52 couplent en rotation l'écrou 40 et la bague 42, tandis que les doigts et encoches 54, 56 couplent en rotation la bague 42 et le second arbre creux 32. L'écrou 40 est donc solidaire en rotation du second arbre creux 32, selon l'axe 3. De plus, il est préférentiellement fait en sorte que les premier et second filetages 36, 38 pratiqués sur les arbres 30, 32 soient vissés l'un sur l'autre selon un sens de vissage opposé au sens de vissage de l'écrou 40. Aussi, en cas de mouvement de rotation relative entre les deux arbres 30, 32 tendant à desserrer l'écrou, ce même mouvement tend à serrer les filetages 36, 38 et renforce donc le serrage axial des deux arbres 30, 32, par blocage résultant des deux effets antagonistes. Un tel blocage se produit de manière analogue lorsque des phénomènes parasites, par exemple l'ambiance vibratoire, tendent à desserrer à la liaison filetée 36, 38. Dans ce cas, le blocage est en effet produit par le serrage simultané de l'écrou 40. Les doigts radiaux 54 sont également répartis régulièrement autour de l'axe 3, en étant exemple prévus au nombre de trois ou quatre, disposés à des positions angulaires de préférence identiques à celles des doigts axiaux 50. Enfin, le segment d'arrêt 44 est logé dans une gorge 64 de la surface intérieure du second arbre 32. Ce segment 44 permet de bloquer le déplacement axial de la bague anti-rotation 42 vers l'aval, cette bague 42 étant alors enserrée, de préférence avec un faible jeu axial, entre le segment 44 et la collerette 49 de l'écrou 40. Le segment d'arrêt 44 prend de préférence la forme d'un segment d'anneau fendu, dont la mise en place s'effectue simplement en le contraignant radialement vers l'intérieur, puis en relâchant la contrainte de manière à ce que sa détente élastique le force à s'introduire dans la gorge 64 centrée sur l'axe 3. A cet égard, il est indiqué qu'après vissage des deux arbres 30, 32 l'un sur l'autre via les filetages 36, 38, la mise en place de chacun des éléments 40, 42, 44 s'effectue aisément depuis l'extrémité 32b du second arbre creux 32, opposée à la première extrémité 32a. Une fois introduits dans la ligne 14 par cette extrémité 32b, les éléments 40, 42, 44 sont déplacés axialement vers l'amont jusqu'à venir coopérer avec leurs éléments correspondants. L'écrou 40 est d'abord vissé, la bague 42 est ensuite déplacée jusqu'à ce que ses doigts 50, 54 coopèrent avec les encoches correspondantes 52, 56, et la contrainte appliquée sur le segment d'arrêt 44 est relâchée lorsque ce dernier arrive en regard de la gorge 64. Le procédé de montage est donc simplifié à l'extrême, et ne requiert aucun accès depuis la zone extérieure située autour de la ligne d'arbre creux 14. Tous les éléments sont en effet introduits à l'intérieur de la ligne 14 par l'extrémité 32b de l'arbre creux 32. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite sans sortir du cadre de l'exposé de l'invention.15 REVENDICATIONS1. Ligne d'arbres creux (14) pour turbomachine d'aéronef, comprenant un premier arbre creux (30), un second arbre creux (32), ainsi que des moyens (34) d'assemblage desdits premier et second arbres creux, lesdits premier et second arbres creux (30, 32) étant sensiblement coaxiaux, l'un monté en amont de l'autre, caractérisée en ce que lesdits moyens d'assemblage (34) comportent : - des moyens (40) de serrage axial des premier et second arbres creux (30, 32), ces moyens (40) comprenant un filetage extérieur (46) vissé sur un filetage intérieur (48) de l'un (30) desdits premier et second arbres (30, 32), et comprenant un rebord de serrage (49) en appui axial contre l'autre (32) desdits premier et second arbres ; - des moyens anti-rotation (42) logés à l'intérieur du second arbre creux (32) et destinés à bloquer la rotation des moyens de serrage (40) par rapport à ce second arbre (32), les moyens anti-rotation (42) comprenant au moins une saillie axiale (50) en direction du premier arbre creux (30), chaque saillie axiale étant logée dans une première partie femelle correspondante (52) pratiquée sur les moyens de serrage (40), les moyens anti-rotation (42) comprenant également au moins une saillie radiale (54) logée dans une seconde partie femelle correspondante (56) pratiquée sur une surface intérieure du second arbre creux (32) ; et - des moyens (44) d'arrêt axial des moyens anti-rotation (42), les moyens d'arrêt axial étant logés dans une gorge (64) pratiquée sur la surface intérieure du second arbre creux (32). 2. Ligne d'arbre creux selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de serrage axial (40) sont un écrou, en ce que lesdits moyens anti-rotation (42) sont une bague anti-rotation, et en ce que lesdits moyens d'arrêt axial (44) sont un segment d'arrêt axial. 3. Ligne d'arbre creux selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens d'assemblage (34) comprennent également un premier filetage (36) prévu à uneextrémité (30a) du premier arbre creux (30) ainsi qu'un second filetage (38) prévu à une extrémité (32a) du second arbre creux (30), les premier et second filetages (36, 38) étant vissés l'un sur l'autre selon un sens de vissage opposé au sens de vissage de l'écrou de serrage (40). 4. Ligne d'arbres creux selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites saillies axiale et radiale (50, 54) sont des doigts. 5. Ligne d'arbres creux selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que ladite première partie femelle correspondante (52) pratiquée sur l'écrou de serrage (40) est une encoche débouchant axialement et radialement vers l'extérieur, et en ce que ladite seconde partie femelle correspondante (56) pratiquée sur la surface intérieure du second arbre creux (32) est une encoche débouchant axialement et radialement vers l'intérieur. 6. Ligne d'arbres creux selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la bague anti-rotation (42) comprend une pluralité de saillies axiales (50) réparties régulièrement autour d'un axe central (3) de la ligne d'arbres (14), et en ce qu'elle comprend une pluralité de saillies radiales (54) réparties régulièrement autour de cet axe. 7. Lignes d'arbres selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le segment d'arrêt (44) est fendu. 8. Ligne d'arbres creux selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que le filetage extérieur (46) de l'écrou de serrage axial (40) est vissé sur le filetage intérieur (48) prévu sur le premier arbre creux (30). 9. Turbomachine (1) d'aéronef, de préférence du type à soufflantes contrarotatives non-carénées, comprenant au moins une ligne d'arbres creux (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Procédé de montage d'une ligne d'arbres creux (14) selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, comprenant les étapes suivantes, consistant à : - mettre en place des premier et second arbres creux (30, 32) bout à bout ; - visser l'écrou de serrage (40), après l'avoir introduit à l'intérieur dudit autre (32) des premier et second arbres creux (30, 32), par une extrémité (32b) de celui-ci opposée à celle (32a) servant au raccordement avec ledit un (30) des premier et second arbres creux ; - insérer la bague anti-rotation (42) à l'intérieur dudit second arbre creux (32), par une extrémité (32b) de celui-ci opposée à celle (32a) servant au raccordement avec ledit premier arbre creux (30), puis déplacer axialement cette bague anti-rotation (42) jusqu'à l'insertion des saillies axiale et radiale (50, 54) dans leurs parties femelles respectives (52, 56) ; et - insérer le segment d'arrêt axial (44) à l'intérieur dudit second arbre creux (32), par l'extrémité (32b) de celui-ci opposée à celle (32a) servant au raccordement avec ledit premier arbre creux (30), puis déplacer axialement ce segment (44) jusqu'à son insertion dans la gorge (64) de la surface intérieure du second arbre creux (32).25