Brevet FR3026786A1 — publié le 20160408

Flasque de fermeture d'un carter d'échappement L'invention se rapporte à un flasque central de fermeture d'un carter d'échappement, ainsi qu'à un carter d'échappement d'un turbomoteur pour aéronef, en particulier un turboréacteur d'avion. Concernant plus précisément le flasque, celui-ci est prévu pour comprendre un disque à fixer au carter d'échappement le long (au moins ou notamment) d'une circonférence intermédiaire entre le centre et la périphérie dudit disque, à travers des premiers orifices de passage de premiers moyens de fixation. Dans la présente demande, l'amont (AM) et l'aval (AV) seront définis par rapport au sens d'écoulement normal du fluide (de l'amont vers l'aval) à travers la turbomachine. Par ailleurs, la direction axiale correspond à la direction de l'axe de rotation A du rotor de la turbomachine, et une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe A. De même, un plan axial est un plan comprenant l'axe de rotation A, et un plan radial est un plan perpendiculaire à l'axe A. Enfin, sauf précision contraire, les adjectifs intérieur et extérieur sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure (i.e. radialement intérieure) d'un élément est plus proche de l'axe A que la partie extérieure (1.e. radialement extérieure) du même élément. On décrit ci-après, en référence aux figures 1 à 3, l'état de la technique auquel l'invention apporte une évolution et des avantages, comme on le verra ci-après. La figure 1, qui est extraite de EP2003293 comme la figure 2, est une demi-coupe axiale d'un turboréacteur 1 double corps double flux, suivant l'axe de rotation A du rotor de ce turboréacteur. Le turboréacteur 1 comprend, de l'amont vers l'aval : une soufflante 2; un compresseur basse pression 4 ; un compresseur haute pression 6 ; une turbine haute pression 8 ; une turbine basse pression 10 ; et un carter d'échappement 12 qui est 3026 786 2 une pièce métallique cylindrique de section sensiblement circulaire s'étendant selon l'axe A du moteur. Le carter 12 est donc situé en aval de la turbine basse pression 10. Il contribue à délimiter la veine primaire du fluide traversant le turboréacteur. 5 Par ailleurs, le carter 12 soutient le rotor du turboréacteur et assure la concentricité rotor/stator, L'alimentation et l'évacuation de l'huile qui lubrifie les paliers du turboréacteur peut se faire via le carter 12. Comme illustré figure 2, le carter 12 comprend un moyeu 14 centré sur l'axe A et portant respectivement sur ses faces amont et aval des 10 flasques annulaires amont 16 et aval 18, coaxiaux avec le moyeu 14; une virole extérieure 20 coaxiale avec le moyeu 14 ; et une pluralité de bras 22 reliant le moyeu 14 et la virole 20, le tout appartenant à corps général 23. Les flasques annulaires amont 16 et aval 18 sont sensiblement compris dans un plan radial et s'étendent vers l'extérieur, en direction de la 15 virole 20. De façon centrale, le moyeu 14 est fermé par un flasque de fermeture 24, tel que celui illustré figure 3. Le flasque 24, qui est discoïdal, est fixé au carter d'échappement 12 du côté aval (AV), notamment le long d'une circonférence 26 intermédiaire 20 entre le centre et la périphérie du disque, à travers des premiers orifices 28 de passage de premiers moyens de fixation 30 (voir figure 1), tels que des vis. Deux autres séries de moyens de fixation du flasque, tels que des vis, peuvent être aussi prévus, suivant deux autres circonférences, l'une 25 centrale, l'autre en périphérie extérieure du disque, à travers respectivement ce que l'on dénommera ici des troisièmes et quatrièmes orifices 32,34 (voir figure 3) de passage des moyens de fixation respectifs 36,38 (voir figure 1). Or, deux problèmes ont été rapportés concernant justement la 30 liaison entre ce flasque de fermeture 24 et le carter d'échappement 12. Le premier problème concerne un phénomène de poinçonnage sous la portée des têtes de vis. Le deuxième concerne un phénomène de criques partant de la liaison boulonnée et se propageant dans le flasque. La durée de vie des flasques de fermeture s'en trouve affectée et il est alors nécessaire de les remplacer. L'invention vise à apporter une solution à cela. Dans ce but, il est proposé que le flasque de fermeture comprenne une couronne fixée au disque et comportant des seconds orifices de passage sensiblement coaxiaux avec les premiers orifices de passage du disque, pour un passage à travers eux desdits premiers moyens de fixation. Ainsi, à la différence de la solution de la figure 3, celle de l'invention propose un flasque de fermeture fabriqué initialement en (au moins) deux pièces : le disque ou partie discoïdale précitée (24 ci-avant) et une couronne fixée à ce disque (et le moment venu au carter d'échappement). La présence de cette couronne rapportée, intermédiaire entre les premiers moyens de fixation et le disque, doit éviter le poinçonnage et les affaiblissements mécaniques locaux du disque, donc le phénomène de criques précité. Pour, par ailleurs, faciliter le positionnement des pièces, leurs manipulations et/ou faciliter leur gestion (une seule référence de pièce) et élargir les possibilités de les réaliser, il est conseillé que (après fabrication) la couronne soit fixée au disque par une brasure ou une soudure, assurant ainsi une unité inséparable. Dans un but comparable, il est aussi conseillé que la couronne soit en seule pièce, circulaire. Parmi les possibilités de les réaliser, on recommande que les pièces soient telles que la couronne présente, sur une face opposée à celle en contact avec le disque, une succession de zones creuses en forme de secteurs d'anneau : - entre lesquelles sont interposées des zones radiales plus épaisses où sont situés lesdits seconds orifices, - et qui sont bordées en périphéries respectivement intérieure et extérieure par des rebords. De façon générale, la solution ici proposée doit permettre : - de supprimer le phénomène de poinçonnage du disque en face des desdits premiers moyens de fixation, - de supprimer les phénomènes de déformation du disque, typiquement en tôle, alors que le moteur fonctionne, ces phénomènes étant générateurs de criques, - de ne pas ajouter de pièce à l'ensemble, dès lors que la couronne sera 10 donc fixée au disque par une brasure ou une soudure, - et de permettre, en maintenance, le montage des couronnes aux disques existants. Concernant les disques, on préfèrera utiliser des disques présentant, à l'endroit de la circonférence intermédiaire, un creux annulaire ayant un 15 fond où seront situés lesdits premiers orifices de passage et où sera disposée la couronne. Quant au carter d'échappement en lui-même, également concerné, il comprendra favorablement : - un corps pourvu : 20 -- d'un moyeu centré sur un axe ; -- une virole extérieure coaxiale avec le moyeu; et -- une pluralité de bras reliant ledit moyeu et ladite virole, - et le flasque précité de fermeture central, disposé au centre du moyeu central. 25 L'invention et ses avantages seront si nécessaire encore mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple de flasque de fermeture d'un carter d'échappement, selon l'invention. Cette description détaillée fait référence aux figures annexées sur lesquelles : 30 - la figure 1 est une demi-coupe axiale d'un exemple de turboréacteur d'avion, suivant l'axe A de rotation du rotor du turboréacteur; 3026 786 5 - la figure 2 est une vue avant (AM), en perspective, d'un exemple de carter d'échappement pouvant recevoir un flasque de fermeture du type de l'invention; - la figure 3 est une vue de face (de l'aval) d'un flasque de fermeture de l'art 5 antérieur ; - la figure 4 est une perspective de l'aval d'un flasque de fermeture du type de l'invention monté sur le carter d'échappement; - la figure 5 est une vue comme celle de la figure 4, avec davantage de recul ; - la figure 6 est une coupe contenant l'axe A montrant la couronne et le disque du flasque, ainsi qu'une vis de fixation au carter d'échappement ; et - la figure 7 est une coupe identique montrant une section de la couronne. Ainsi, sur la figure 4 voit-on un flasque 240 de fermeture du type de l'invention monté sur le carter d'échappement 12 dont il obture l'essentiel de la partie central, à l'endroit du moyeu 14. Le flasque 240 comprend un disque 40 fixé au carter d'échappement en particulier le long d'une circonférence 42 intermédiaire entre le centre et la périphérie extérieure du disque, à travers des premiers orifices de passage qui peuvent être les orifices 28 de passage des premiers moyens de fixation 30. Outre le disque 40, le flasque 240 est constitué de la couronne 44 qui est fixée au disque 40. Comme montré figure 6, la couronne 44 présente des seconds orifices 46 sensiblement coaxiaux avec les premiers orifices 28 de passage 25 du disque, pour un passage à travers eux des premiers moyens de fixation 30. Concernant la fixation entre la couronne 44 et le disque 40, elle permettra favorablement d'assurer l'obtention d'un ensemble 240 unitaire, inséparable, évitant ainsi d'avoir à caler angulairement entre elles ces 30 pièces, lors de leurs fixations, autour de l'axe A. A cette fin, il est recommandé que la couronne 44 consiste en seule pièce, circulaire. Préférentiellement, la fixation entre la couronne 44 et le disque 40 comprendra une brasure ou une soudure que l'on a matérialisée en traits interrompus 48 sur la figure 6. En particulier à cette fin, la couronne 44 et le disque 40 seront métalliques. Typiquement, le disque 40 pourra avoir été fabriqué à partir d'une tôle emboutie. Notamment pour faciliter leur positionnement relatif, le disque 40 présente, à l'endroit de la circonférence intermédiaire 42, un creux annulaire ayant un fond 50 où sont situés les premiers orifices de passage 28 et où vient se placer, ou se caler, assez naturellement la couronne 44 dont les dimensions seront favorablement adaptées en conséquence, comme montré figure 6. A nouveau comme montré figure 6, il est conseillé que les faces de la couronne 44 et du disque 40 à braser ou souder ensemble soient, face à face, planes et continues. Par contre, on préfèrera que la couronne 44 présente, sur sa face 440 opposée à celle en contact avec le disque, une succession de zones creuses en forme de secteurs d'anneau, 52. Et de préférence, entre ces secteurs, seront interposées des zones radiales 54 plus épaisses où seront situés les seconds orifices 46 et qui seront bordées en périphéries respectivement intérieure et extérieure par des rebords 56,58. Ainsi, on pourra allier les avantages d'une pièce monobloc ayant une bonne résistance mécanique, une relative légèreté et remplissant la fonction attendue de barrière anti-poinçonnage sous la portée des têtes de vis (moyens 30) et de prévention des criques pouvant partir de la liaison boulonnée et se propager dans le flasque. Figure 6, on voit à ce sujet en 60 l'écrou situé axialement au-delà du moyeu 14 et avec lequel est fixée la vis 62 formant ici l'un des premiers moyens de fixation 30. REVENDICATIONS1. Flasque de fermeture d'un carter d'échappement d'un turbomoteur, le flasque (240) comprenant un disque (40) à fixer au carter d'échappement, au moins le long d'une circonférence intermédiaire entre le centre et la périphérie dudit disque, à travers des premiers orifices (28) de passage de premiers moyens de fixation (30), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couronne (44) fixée au disque et comportant des seconds orifices (46) sensiblement coaxiaux avec les premiers orifices du disque, pour un passage à travers eux desdits premiers moyens de fixation (30). 2. Flasque de fermeture selon la revendication 1, dans lequel la couronne est fixée au disque par une brasure ou une soudure (48). 3. Flasque de fermeture central selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la couronne (44) est en une seule pièce, circulaire. 4. Flasque de fermeture central selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la couronne (44) présente, sur une face opposée à celle en contact 20 avec le disque, une succession de zones creuses (52) en forme de secteurs d'anneau : - entre lesquelles sont interposées des zones radiales (54) plus épaisses où sont situés lesdits seconds orifices, - et qui sont bordées en périphéries respectivement intérieure et extérieure 25 par des rebords (56,58). 5. Flasque de fermeture central selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel, à l'endroit de la circonférence intermédiaire, le disque présente un creux annulaire ayant un fond (440) où sont situés lesdits premiers orifices 30 de passage et où est disposée la couronne (44). 6. Carter d'échappement d'un turbomoteur pour aéronef comprenant :- un corps (23) pourvu : -- d'un moyeu (14) centré sur un axe (A) ; -- d'une virole extérieure (20) coaxiale avec le moyeu; et -- d'une pluralité de bras (22) reliant ledit moyeu et ladite virole, - et le flasque de fermeture (240), selon l'une des revendications 1 à 5, disposé au centre du moyeu. 7. Carter d'échappement selon la revendication 6, dans lequel les premiers moyens de fixation (30) traversent les premiers et seconds orifices de passage (28,46) et sont fixés avec le moyeu (14).