Brevet FR3051825A1 — publié le 20171201

REDRESSEUR DE TURBOMACHINE, ET PROCEDE DE CHANGEMENT DE CALAGE DES AUBES DESCRIPTION Le sujet de l'invention présente est un redresseur de turbomachine, ainsi qu'un procédé de changement de calage des aubes de ce redresseur. Le redresseur est plus précisément du genre dans lequel les aubes sont fabriquées séparément d'une virole circulaire destinée à les soutenir, et assemblées à cette virole au moyen de dispositifs qui règlent leur calage, c'est-à-dire leur orientation par rapport à la direction axiale de la machine et à l'écoulement qui les parcourt. Un assemblage de redresseur va être décrit au moyen des figures 1 à 3. Des aubes 1 sont réunies en un étage circulaire à l'intérieur d'une virole 2, et leurs extrémités intérieures peuvent aussi être réunies par un anneau intérieur 3. Les aubes 1 sont munies de queues 4 à leurs extrémités, qui peuvent pivoter dans des perçages de la virole 2 et de l'anneau intérieur 3. On s'intéresse toutefois ici aux redresseurs dont le calage est fixe, c'est-à-dire dont les aubes 1 sont privées de la faculté de pivotement. Leurs queues 4 comprennent alors, à travers la virole 2, une portion de calage 5 non circulaire, typiquement en forme de cercle entamé par deux méplats 6 opposés. La virole 2 est munie d'une gorge 7 circulaire dans laquelle les portions de calage 5 s'étendent, alors que d'autres portions des queues 4 s'étendent dans des paliers 8 de la virole 2 qui les maintiennent en place avec la possibilité de tourner. Mais on ajoute des cales 9 en forme de plaquettes, qu'on enfonce dans la gorge 7. Chaque cale 9 comprend une entaille médiane 10 séparant deux flancs 11 et 12. La portion de calage 5 est coincée dans l'entaille médiane 10, les méplats 6 s'appuyant sur les bords internes des flancs 11 et 12. De plus, les bords extrêmes 13 des flancs 11 et 12, de même que le bord opposé de la cale 9, à savoir le bord externe 14 d'une partie de liaison 15 des flancs 11 et 12, sont en appui sur les deux bords latéraux de la gorge 7. Comme les cales 9 ne peuvent plus tourner dans la gorge 7, et qu'elles retiennent en rotation les queues 4 des aubes 1 concernées, le calage de ces dernières est maintenu. 3051825 2 On peut toutefois reprocher à ce dispositif son hyperstatiscité, puisque la portion de calage 5 est serrée (en direction tangentielle de la machine) entre les bords en regard des flancs 11 et 12, et la cale 9 est elle-même serrée dans la gorge 7 entre ses bords opposés 13 et 14 dans une direction perpendiculaire (axiale de la machine). Le montage 5 peut donc se révéler difficile. On considère aussi qu'il n'est pas praticable pour des angles de calage différents de 0°, c'est-à-dire pour lesquels les bords internes des flancs 11 et 12 ne seraient plus perpendiculaires aux bords 13 et 14, puisque les contraintes simultanées d'hyperstaticité dans la direction axiale de la machine deviendraient trop nombreuses. L'invention consiste donc en un assemblage différent d'un redresseur de 10 turbomachine de ce genre, composé d'aubes, dont le pivotement des queues de support dans la virole est arrêté par des cales. Sous une forme générale, elle concerne un redresseur de turbomachine comprenant : des aubes munies de queues, les queues comprenant chacun une portion de calage angulaire à section non circulaire ; une virole de support des aubes, traversée par 15 les queues, et présentant une gorge dans laquelle s'étendent les portions de calage ; et des cales disposées dans la gorge, s'appuyant sur la virole et les portions de calage en arrêtant des pivotements des queues ; caractérisé en ce que la gorge présente des épaulements saillants entre des queues consécutives des aubes, et les cales comprennent chacune une portion coincée entre deux bords opposés dont l'un est en appui sur un des épaulements 20 et l'autre est en appui sur une des portions de calage. Ainsi qu'on le verra, cette conception est compatible avec le choix libre de l'angle de calage des aubes de l'étage concerné, le dispositif étant plutôt isostatique. Avantageusement, les cales sont des plaquettes munies d'une entaille centrale et comprenant deux flancs séparés par l'entaille, ladite portion coincée est un des 25 flancs, une portion de calage respective est logée dans l'entaille et l'autre des flancs est situé entre ladite portion de calage respective et un autre des épaulements, en étant séparé de ladite portion de calage respective et dudit autre des épaulements par des jeux. Comme il sera fréquent que les aubes puissent être montées à des calages différents au moyen de différents jeux de cales, et que d'autre part des erreurs de 3051825 3 montage, pouvant amener des calages incorrects, sont théoriquement possibles, il est avantageux d'éviter ce risque en ajoutant des repères de bon montage aux cales. Un autre aspect de l'invention est un procédé de modification d'angle de calage des aubes d'un redresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce qu'il consiste à démonter les cales, à installer de nouvelles cales, à tourner les queues pour mettre une partie non circulaire d'une des portions de calage devant une portion des nouvelles cales, et à ajuster des positions des nouvelles cales dans une direction axiale du redresseur pour coincer lesdites portions des nouvelles cales entre lesdites portions de calage et lesdits uns des épaulements. 10 Avantageusement, les positions des nouvelles cales sont ajustées par des glissements sur une surface de fond plate de la gorge ; et les nouvelles cales sont bloquées dans la gorge en serrant des vis engagées dans les queues, après avoir coincé les portions des nouvelles cales. Les différents aspects, caractéristiques et avantages de l'invention seront 15 maintenant décrits plus en detail au moyen des figures suivantes, qui en illustrent un mode de realisation donné à titre illustratif : - la figure 1 représente un étage de redresseur ; - la figure 2, un assemblage conforme à l'art connu ; - la figure 3 est un agrandissement de la figure 2 ; et 20 - les figures 4, 5 et 6 illustrent une réalisation de l'invention, respectivement en coupe axiale, en coupe transversale et en vue de dessus ; - la figure 7 illustre un jeu de cales ; - et la figure 8, une vue en perspective de la réalisation. On se reporte à la figure 4 et aux suivantes. Les aubes 1, leurs queues 4 25 et leurs portions de calage 5 ne sont pas modifiées, les portions de calage 5 pouvant notamment encore consister en des portions à section non circulaire, comprenant deux méplats 6 opposés. Les queues 4 sont retenues de manière pivotante dans des perçages de la virole 2 par des paliers, ici 16. La position de l'aube 1 en direction radiale de la machine peut être garantie par une vis 17 engagée dans un taraudage central 18 de la queue 4 à partir de l'extérieur de la virole 2, dont la tête s'appuie sur une rondelle 19 et qui fait 3051825 4 remonter l'aube 1 vers l'extérieur, jusqu'à une butée d'une collerette 20 de la queue 4 avec une base plane 21 d'un des paliers 16. La vis 17 serre d'autre part la rondelle 19 sur la cale 22 qui est le sujet de l'invention, et celle-ci sur la virole 2 via un des paliers 16. Il est à noter que la virole 2 n'est pas ici une pièce unitaire, mais qu'elle est composée de deux brides 5 planes et circulaires 23 et 24 serrées par des boulons 25 en direction axiale de la machine, sans que cette division de la virole ait d'influence sur l'invention. Les figures 5 et 6 illustrent l'assemblage, et plus particulièrement la cale 22 dans les deux autres directions principales, en vue de dessus et en coupe transversale. La cale 22 est en forme de plaquette comprenant une entaille centrale 26 recevant la portion 10 de calage 5 et séparant deux flancs 27 et 28 parallèles. La figure 5 montre que les flancs 27 et 28 de part et d'autre de la portion de calage 5 ont des longueurs différentes dans la direction parallèle à la direction principale d'extension de l'entaille 26, à peu près verticalement sur la figure 5, et aussi qu'ils ont des largeurs différentes dans la direction perpendiculaire à cette direction principale d'extension. Dans ce mode de réalisation 15 particulier, le flanc 27 déborde de la virole 2 à l'emplacement d'un ergot 29 qui sera décrit plus loin et fait un angle avec la plaquette que constitue la cale 22. L'entaille 26 peut avoir une direction oblique, faisant un angle par rapport à la direction verticale à la figure 5 (axiale de la machine), selon le calage qu'on veut imposer à l'aube 1. La cale 22 est comme précédemment placée dans une gorge 30 de la virole 20 2, mais la gorge 30 n'est pas ici continue, mais interrompue périodiquement par des épaulements 31 et 32, qui alternent avec les queues 4 et les cales 22 autour de la virole 2 et les séparent donc de leurs voisines. Un des flancs 27 présente deux bords opposés 33 et 34, dont le bord 33 est en appui de contact contre un des méplats 6 de la portion de calage 5, alors que le bord 34 25 opposé est en appui de contact contre l'épaulement 31. Le flanc 27 est donc coincé et légèrement comprimé entre ces bords opposés 33 et 34. Au contraire, le flanc opposé 28 de la cale 22 est séparé du méplat 6 opposé et de l'épaulement opposé 32 par des jeux 35 et 36. Plus généralement, les bords latéraux de la plaquette formant la partie principale de la cale 22 sont libres, sauf aux bords 33 et`34 où s'exerce le coincement (l'ergot 29, placé hors 30 du plan de la plaquette, pourra s'appuyer sur la virole 2, comme on le verra). Il résulte 3051825 5 de cette conception que l'assemblage est isostatique, puisque seul le flanc 27 est soumis à une légère compression, de sorte que le montage de la cale 22 et son démontage éventuel sont faciles, et la direction de l'entaille 26 et donc le calage de l'aube 1 peut être choisi librement. Cela peut permettre d'employer indifféremment des cales 22a, 22b, 22c et 22d 5 ou 22e (figure 7) ayant chacune une entaille 26a, 26b, 26c, 26d ou 26e de direction différente, qui peuvent se présenter sous forme de jeux que le monteur choisit en fonction des caractéristiques de calage des aubes demandées à l'étage de redresseur en cours d'assemblage. Ces différentes cales peuvent être toutes produites à partir d'une même ébauche pleine, qu'il est donc possible de fabriquer en grande série. 10 La différence des largeurs des flancs 27 et 28, combinée à un excentrement des queues 4 sur la gorge 30 entre les épaulements 31 et 32 opposés, permet de se prémunir contre une erreur de montage qui consisterait à placer la cale 22 avec une erreur de 180° (l'ergot 29 étant alors en bas à gauche de la figure 5) : il ne serait pas possible de placer le flanc large, ici 28, dans l'espacement étroit de la gorge 30, ici à droite de la 15 queue 4. On évite ainsi une inversion de l'angle de calage en direction tangentielle. Et l'ergot 29, comme on le voit aux figures 4 et 8, est saillant en direction radiale de la machine et couvre donc un des bords plats extrêmes 37 de la virole 2. L'ergot 29 distingue donc la face inférieure de la face supérieure de la cale 22, et il témoigne d'un retournement de la cale 22 s'il se dresse au-dessus de la virole 2. Les différences de largeur et de longueur, et 20 l'ergot 29, constituent donc des moyens de bon montage de la cale 22 par détrompage qui garantissent l'absence d'erreur de montage et d'angle de calage. Le contact des bords 33 et 34 avec coincement du flanc 27 entre eux est assuré par un bon enfoncement de la cale 22 dans la direction axiale de la machine (verticale à la figure 5), puis par le serrage de la vis 17. 25 Cette invention permet de démonter sans dommage le redresseur, si on désire par exemple changer le calage des aubes 1 pour changer le fonctionnement du moteur ou mener une succession d'essais à des calages différents. Les étapes du montage consistent donc à placer les cales 22 autour des queues 4 après avoir vérifié la bonne position des cales 22 par l'examen des moyens de détrompage s'ils existent, à enfoncer les 30 cales 22 dans la gorge 30 tout en l'ajustant en direction axiale, en le faisant glisser sur une 3051825 6 surface de fond plate de la gorge 30 (ici appartenant à la base plane 21 d'un des paliers 18, 16, ce qui ne change rien) pour réaliser le coincement du flanc 27 entre les bords 33 et 34, et à installer les rondelles 19 et serrer les vis 17. Le démontage s'effectue par des opérations inverses. Quand les cales 22 ont été libérées du coincement, elles sont extraites 5 et peuvent être remplacées sans difficulté par d'autres, ayant leur entaille 26 à l'orientation voulue en choisissant les nouvelles cales parmi les jeux des cales 22a, 22b, 22c, 22d ou 22e disponibles. Le changement de calage des aubes 1 s'accomplit sans effort au cours du nouveau montage, les queues 4 étant tournées pour présenter les méplats 6 des portions de calage 5 devant les flancs 27 jusqu'à ce que le coincement devienne possible. Et le 10 serrage des vis 17 qui entraîne celui des nouvelles cales contre les surfaces de fond plates de la gorge 30, maintient ensuite les nouvelles cales à leur bonne position. REVENDICATIONS1. Redresseur de turbomachine, comprenant : des aubes (1) munies de queues (4) comprenant chacune une portion de calage (5) angulaire à section non circulaire ; une virole (2) de support des aubes (1), traversée par les queues (4), et présentant une gorge (30) dans laquelle s'étendent les portions de calage (5) ; et des cales (22) disposées dans la gorge, s'appuyant sur la virole et les portions de calage en arrêtant des pivotements des queues ; caractérisé en ce que la gorge (30) présente des épaulements saillants (31, 32) entre des queues (4) consécutives des aubes, et les cales (22) comprennent chacune une portion (27) coincée entre deux bords opposés dont l'un (34) est en appui sur un des épaulements (31) et l'autre (33) est en appui sur une des portions de calage (5). 2. Redresseur de turbomachine selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cales sont des plaquettes munies d'une entaille (26) centrale et comprenant deux flancs (27, 28) séparés par l'entaille, ladite portion coincée est un des flancs (27), une portion de calage respective est logée dans l'entaille (26) et l'autre des flancs (28) est situé entre ladite portion de calage (5) respective et un autre des épaulements (32), en étant séparé de ladite portion de calage respective et dudit autre des épaulements par des jeux (35, 36). 3. Redresseur de turbomachine selon la revendication 2, caractérisé en ce que les flancs (27, 28) ont des largeurs différentes, perpendiculairement à une direction principale de l'entaille (26). 4. Redresseur de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les flancs ont des longueurs différentes, parallèlement à une direction principale de l'entaille. 5. Redresseur de turbomachine selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un des flancs déborde d'un côté d'extrémité (37) de la virole (2). 6. Redresseur de turbomachine selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit flanc qui déborde d'un côté d'extrémité de la virole (2) est muni d'un ergot (29) s'étendant sur ledit côté d'extrémité et faisant un angle avec la plaquette. 3051825 8 7. Procédé de modification d'angle de calage des aubes (1) d'un redresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à démonter les cales (22), à installer de nouvelles cales (22a, b, c, d, e), à tourner les queues (4) pour mettre une partie non circulaire (6) d'une des portions de calage (5) 5 devant une portion (27) des nouvelles cales, et à ajuster des positions des nouvelles cales dans une direction axiale du redresseur pour coincer lesdites portions (27) des nouvelles cales entre lesdites portions de calage (5) et lesdits uns des épaulements (31). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les positions des nouvelles cales sont ajustées par des glissements sur une surface de fond plate de la 10 gorge (30). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les nouvelles cales sont bloquées dans la gorge (30) en serrant des vis (17) engagées dans les queues (4), après avoir coincé les portions (27) des nouvelles cales (22a, b, c, d, e). 15