Brevet FR3134136A1 — publié le 20231006

L’invention concerne un ensemble (20) pour turbomachine d’aéronef, comprenant une partie de stator (26), un premier roulement (28a), un second roulement (28b) et une pièce de support (32) dans une enceinte d’huile (22) délimitée par une portion extérieure de délimitation d’enceinte (24) intégrée à la partie de stator (26), la pièce de support (32) comprenant : - une première portion d’extrémité axiale (34a) formant une bague extérieure (36) du premier roulement (28a), ou supportant une telle bague (36) ; - une seconde portion d’extrémité axiale (34b) formant une bague extérieure du second roulement (28b) ou supportant une telle bague, un film d’huile (50) d’amortissement par compression étant agencé entre la seconde portion (34b) et la partie stator (26) ; - une bague intermédiaire (46), agencée axialement entre les première et seconde portions (34a, 34b), et formant une liaison souple ainsi qu’un élément de protection anti-projection d’huile. Figure de l’abrégé : Figure 2. TURBOMACHINE D’AERONEF COMPRENANT UN SUPPORT DE ROULEMENT A CONCEPTION AMELIOREE La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines d’aéronef. Elle concerne plus particulièrement les systèmes de support et de guidage des arbres moteur de turbomachine. L’invention s’applique à tout type d’aéronef, comme en particulier les hélicoptères. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Les arbres moteur de turbomachine d’aéronef sont guidés en rotation par des roulements. A ces roulements, il peut y être associé des amortisseurs par compression de film d’huile, également dénommés « squeeze film damper (SFD) » en anglais. Ce type d’amortisseur permet d’apporter de l’amortissement aux arbres flexibles fonctionnant à régime surcritique. Le film mince, situé entre la bague extérieure du palier et une partie de stator, n’est pas cisaillé contrairement à un palier hydrodynamique classique. Cette absence de cisaillement a pour conséquence de limiter l’échauffement de l’huile, et d’éliminer les instabilités. Le rôle d’un tel amortisseur est d’amortir les vibrations de l’arbre moteur causées par sa rotation et par le déséquilibre de son chargement mécanique, par exemple le balourd. Ce principe d’amortissement par compression d’un film d’huile est par exemple connu du document EP 1 650 449 A1. Habituellement, la bague extérieure du roulement amorti est solidaire d’une cage souple, dite cage d’écureuil. Cette cage est traversée par des ouvertures conférant la souplesse requise. Elle permet en effet un orbitage plus important de la bague extérieure dans la partie de stator qui la loge, et assure ainsi une meilleure efficacité de l’amortisseur à compression de film d’huile. La cage souple est généralement entourée de la partie de stator, susceptible de présenter une température élevée dans les zones chaudes de la turbomachine, par exemple en partie arrière de celle-ci, dans une enceinte d’huile située au niveau de la / des turbines. En fonctionnement, la rotation des composants situés dans l’enceinte d’huile, comme les éléments tournants des roulements et les arbres moteurs, génère des projections d’huile sous forme de brouillard. Afin d’éviter que cette huile ne soit projetée sur la paroi chaude de la partie de stator qui entoure la cage souple, en passant à travers les larges ouvertures de cette cage, il est prévu d’intégrer une pièce en forme de grille annulaire anti-projection à l’intérieur de la cage. L’implantation de cette pièce additionnelle complique la conception globale de l’ensemble, dans un environnement déjà très dense. De plus, pour que la cage souple conserve sa capacité de déformation, un jeu radial doit être prévu entre les barrettes de la cage souple, et la grille annulaire. Ce jeu implique un possible passage du brouillard d’huile aux extrémités axiales de l’espace annulaire libre entre la cage et la grille, avec un risque de projection d’huile radialement vers l’extérieur contre la paroi chaude de la partie de stator, en passant par les larges ouvertures de la cage souple. En raison des projections d’huile observées sur la partie chaude de stator, et ce malgré la présence de la grille annulaire censée limiter ces projections, les impacts provoquent des échanges thermiques du type convection forcée. Il en découle des hausses locales importantes la température de l’huile. Ces hausses de température nuisent au bilan thermique de l’huile, avec une nécessité de surdimensionner les échangeurs destinés à la refroidir. De plus, le fait de provoquer des températures d’huile locales trop importantes génère une oxydation thermique rapide de l’huile, amenant à des problèmes de prise en compte des risques de cokéfaction. Pour répondre au moins partiellement aux problèmes mentionnés ci-dessus relatifs aux réalisations de l’art antérieur, l’invention a tout d’abord pour objet un ensemble pour turbomachine d’aéronef, comprenant une partie de stator, un second roulement, et une pièce de support, le second roulement ainsi que la pièce de support étant agencés dans une enceinte d’huile délimitée radialement vers l’extérieur par une portion extérieure de délimitation d’enceinte intégrée à la partie de stator, la pièce de support comprenant : - une première portion d’extrémité axiale de préférence destinée à former une bague extérieure d’un premier roulement, ou à supporter une telle bague ; - une portion de fixation de la pièce de support sur la partie de stator, la portion de fixation étant raccordée sur la première portion d’extrémité axiale ; - une seconde portion d’extrémité axiale opposée à la première portion d’extrémité axiale, et formant une bague extérieure du second roulement ou supportant une telle bague, un film d’huile d’amortissement par compression étant agencé entre une surface extérieure de la seconde portion d’extrémité axiale et une surface correspondante de la partie stator ; et - une bague intermédiaire, agencée axialement entre les première et seconde portions d’extrémité axiale, et formant une liaison souple entre ces deux mêmes portions d’extrémité axiale. Selon l’invention, la bague intermédiaire forme de plus un élément de protection anti-projection d’huile, configuré pour empêcher la projection d’huile depuis l’intérieur de cette bague intermédiaire, contre la portion extérieure de délimitation d’enceinte. Ainsi, la bague intermédiaire permet de remplir deux fonctions, par le biais de cette même pièce. La première fonction réside dans le support mécanique souple de la seconde portion d’extrémité axiale associée au film d’huile d’amortissement, tandis que la seconde fonction thermique vise à réduire la température de l’huile, en lui évitant d’impacter la portion extérieure de délimitation d’enceinte constituant une zone potentiellement chaude de la turbomachine. Contrairement aux réalisations de l’art antérieur dans lesquelles deux pièces distinctes étaient requises pour assurer ces deux fonctions, dont la seconde n’était d’ailleurs pas réalisée de manière optimale, l’invention prévoit avantageusement de fusionner ces deux pièces en une seule, en ajourant la bague beaucoup plus finement afin d’éviter les projections non-désirées de particules d’huile. La conception de l’ensemble s’en trouve simplifiée, et la fonction thermique améliorée. L’invention présente par ailleurs au moins l’une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. De préférence, l’élément de protection anti-projection d’huile est traversé par des orifices, chacun réalisé de sorte que sa plus petite dimension soit inférieure à 5 mm. Selon un premier mode de réalisation préféré de l’invention, l’élément de protection anti-projection d’huile présente des orifices se succédant selon une direction circonférentielle de la bague, ainsi que selon une direction axiale de celle-ci, ces orifices étant préférentiellement agencés en rangées annulaires d’orifices se succédant axialement. Dans ce cas de figure, l’élément de protection anti-projection prend donc une forme générale de grille. Les orifices y sont préférentiellement de forme circulaire, ovale ou oblongue, ou encore de toute autre forme réputée appropriée. Selon un second mode de réalisation préféré de l’invention, l’élément de protection anti-projection d’huile présente des orifices se succédant uniquement selon une direction circonférentielle de la bague, chaque orifice présentant une forme de fente s’étendant d’une extrémité axiale à l’autre de la bague intermédiaire. Quel que soit le mode de réalisation envisagé, l’élément de protection présente des orifices ainsi que des portions pleines délimitant ces orifices, et le rapport entre la superficie cumulée des orifices, et la superficie totale de l’élément de protection, est compris entre 0,2 et 0,5. Il peut par exemple être de l’ordre de 0,3 à 0,4. De préférence, la portion de fixation de la pièce de support sur la partie de stator prend la forme d’une bride de fixation, ou d’une pluralité d’oreilles de fixation réparties circonférentiellement autour de la première portion d’extrémité axiale de la pièce de support. De préférence, la portion extérieure de délimitation d’enceinte, intégrée à la partie de stator, présente en partie basse un orifice de récupération d’huile. De préférence, la pièce de support spécifique à l’invention et décrite ci-dessus, est préférentiellement réalisée d’un seul tenant, par exemple par une technique quelconque de fabrication additive offrant la possibilité d’une géométrie complexe. Néanmoins, d’autres techniques de fabrication sont envisageables, par exemple en réalisant la pièce de support en plusieurs portions rapportées fixement les unes aux autres, et/ou en prévoyant des usinages / perçages pour réaliser les orifices de l’élément de protection. L’invention a également pour objet une turbomachine d’aéronef comprenant au moins un tel ensemble, de préférence agencé en aval d’une chambre de combustion de la turbomachine. De préférence, la turbomachine comprend un premier arbre moteur guidé par le premier roulement, ainsi qu’un second arbre moteur guidé par le second roulement, les premier et second arbres étant concentriques. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels : représente une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef selon l’invention ; représente une vue agrandie schématique en coupe axiale d’un ensemble équipant la partie arrière de la turbomachine montrée sur la figure précédente, l’ensemble se présentant sous la forme d’un premier mode de réalisation préféré de l’invention ; est une vue agrandie en perspective de la pièce de support équipant l’ensemble montré sur la figure précédente ; est une vue en coupe axiale de la pièce de support montrée sur la figure précédente ; est une vue en perspective similaire à celle de la , avec la pièce se présentant sous la forme d’un second mode de réalisation préféré de l’invention ; et est une vue en coupe axiale de la pièce de support montrée sur la figure précédente. Ensemble (20) pour turbomachine d’aéronef, comprenant une partie de stator (26), un second roulement (28b), et une pièce de support (32), le second roulement (28b) ainsi que la pièce de support étant agencés dans une enceinte d’huile (22) délimitée radialement vers l’extérieur par une portion extérieure de délimitation d’enceinte (24) intégrée à la partie de stator (26), la pièce de support (32) comprenant : - une première portion d’extrémité axiale (34a), de préférence destinée à former une bague extérieure (36) d’un premier roulement (28a), ou à supporter une telle bague (36) ; - une portion de fixation (40) de la pièce de support sur la partie de stator (26), la portion de fixation (40) étant raccordée sur la première portion d’extrémité axiale (34a) ; - une seconde portion d’extrémité axiale (34b) opposée à la première portion d’extrémité axiale (34a), et formant une bague extérieure du second roulement (28b) ou supportant une telle bague, un film d’huile (50) d’amortissement par compression étant agencé entre une surface extérieure de la seconde portion d’extrémité axiale (34b) et une surface correspondante de la partie stator (26) ; et - une bague intermédiaire (46), agencée axialement entre les première et seconde portions d’extrémité axiale (34a, 34b), et formant une liaison souple entre ces deux mêmes portions d’extrémité axiale, caractérisé en ce que la bague intermédiaire (46) forme de plus un élément de protection anti-projection d’huile, configuré pour empêcher la projection d’huile depuis l’intérieur de cette bague intermédiaire (46), contre la portion extérieure de délimitation d’enceinte (24). Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de protection anti-projection d’huile (46) est traversé par des orifices (56), chacun réalisé de sorte que sa plus petite dimension (Dmin) soit inférieure à 5 mm. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’élément de protection anti-projection d’huile (46) présente des orifices (56) se succédant selon une direction circonférentielle (C) de la bague, ainsi que selon une direction axiale (A) de celle-ci, ces orifices (56) étant préférentiellement agencées en rangées annulaires d’orifices se succédant axialement. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que les orifices (56) de l’élément de protection sont de forme circulaire, ovale ou oblongue. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’élément de protection anti-projection d’huile (46) présente des orifices (56) se succédant uniquement selon une direction circonférentielle (C) de la bague, chaque orifice (56) présentant une forme de fente s’étendant d’une extrémité axiale à l’autre de la bague intermédiaire. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de protection anti-projection d’huile (46) présente des orifices (56) ainsi que des portions pleines (58) délimitant ces orifices, et en ce que le rapport entre la superficie cumulée des orifices, et la superficie totale de l’élément de protection, est compris entre 0,2 et 0,5. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion de fixation (40) de la pièce de support (32) sur la partie de stator (26) prend la forme d’une bride de fixation, ou d’une pluralité d’oreilles de fixation réparties circonférentiellement autour de la première portion d’extrémité axiale (34a) de la pièce de support (32). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion extérieure de délimitation d’enceinte (24), intégrée à la partie de stator (26), présente en partie basse un orifice de récupération d’huile (54). Turbomachine (1) d’aéronef comprenant au moins un ensemble (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Turbomachine selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’elle comprend un premier arbre moteur (16a) guidé par le premier roulement (28a), ainsi qu’un second arbre moteur (16b) guidé par le second roulement (28b), les premier et second arbres (28a, 28b) étant concentriques.