INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La première partie du premier verrou et la première partie du second verrou permettent un verrouillage du pied de l’aube par rapport au disque dans la direction longitudinale. En outre, la première partie du premier verrou et la première partie du second verrou peuvent chacune être insérées dans la fente d’aube et la fente de disque complémentaires correspondantes de manière indépendante l’une de l’autre. Aussi, l’insertion de la première partie du premier verrou et de la première partie du second verrou dans les fentes d’aube et de disque complémentaires correspondantes est réalisée par coulissement radialement de l’intérieur vers l’extérieur par rapport au pied de l’aube. La première partie du premier verrou et la première partie du second verrou sont donc d’abord insérées au niveau d’une portion radialement interne des fentes d’aube et de disque complémentaires correspondantes. La première partie de chaque verrou vient donc d’abord en contact avec une portion radialement interne des arrêtes et des faces internes de la fente d’aube correspondante lors de son insertion, celle-ci étant moins sollicitée mécaniquement lors du fonctionnement de la turbomachine. En cela, l’ensemble diffère de la technique connue où les branches du verrou doivent être introduites radialement de l’extérieur vers l’intérieur dans les fentes correspondantes formées dans le pied et les becquets, ce qui expose la portion radialement externe des arrêtes et des faces internes des fentes d’aube à des risques d’endommagement lors de l’insertion des branches du verrou. Ainsi, avantageusement, les risques d’endommagement des arrêtes et des faces internes des fentes d’aube au niveau de leur portion radialement externe sont réduits, voire supprimés, tout en conservant des jeux minimaux entre la première partie de chaque verrou et les fentes d’aube et de disque complémentaires correspondantes. La tenue mécanique du pied de l’aube est ainsi améliorée en fonctionnement. En conséquence, la durée de vie de l’aube est améliorée.
L’appui radial entre la seconde partie du premier verrou, respectivement du second verrou, et la face radialement interne du pied de l’aube permet d’éviter que la première partie du premier verrou, respectivement du second verrou, ne s’échappe radialement vers l’extérieur de la fente d’aube et la fente de disque complémentaires correspondantes, notamment sous l’effet des forces centrifuges lorsque l’aube et le disque sont entrainés en rotation autour de l’axe longitudinal.
Le pied l’aube peut avoir une section en queue d’aronde. L’aube peut comprendre une plateforme et une échasse reliant le pied à la plateforme. La portion radialement externe des arrêtes et des faces internes des fentes d’aube peut être au niveau de la jonction entre le pied et l’échasse, qui est donc moins exposée aux chocs et/ou aux frottements avec la première partie du verrou respectif par le fait que le premier verrou et le second verrou peuvent être insérées dans les fentes d’aube et de disque complémentaires radialement depuis l’intérieur vers l’extérieur par rapport au pied de l’aube. L’aube peut comprendre une pale qui s’étend radialement vers l’extérieur depuis la plateforme.
La seconde partie de chaque verrou peut s’étendre longitudinalement vers l’amont depuis la première partie du verrou.
Le premier verrou et le second verrou sont structurellement distincts l’un de l’autre. En d’autres termes, le premier verrou et le second verrou peuvent être indépendants, c’est-à-dire le premier verrou et le second verrou ne sont pas solidaires entre eux, en cela ils ne sont pas reliés ou fixés directement l’un avec l’autre.
Le premier verrou et le second verrou peuvent comporter chacun une seconde partie en butée radialement vers l’extérieur sur une face radialement interne du pied de l’aube.
Le dispositif de verrouillage peut comprendre une cale qui comporte une portion aval et une portion amont, la portion aval de la cale étant serrée radialement entre la face radialement interne de l’aube et une face de fond de la rainure de la jante du disque, le premier verrou et le second verrou étant chacun serrés dans la direction radiale entre la portion amont de la cale et la face radialement interne de l’aube.
Chaque aube 30 est retenue au disque 12 par un dispositif de verrouillage. L’ensemble comprend donc une pluralité de dispositifs verrouillage, chaque dispositif de verrouillage étant associé à l’une des aubes 30. Dans la suite, toujours en référence aux figures 5 à 8, il est décrit plus en détail le dispositif de verrouillage qui permet la rétention de l’aube 30 visible à la dans la rainure 16 correspondante de la jante 14 du disque 12.
Le premier becquet 20a et le deuxième becquet 20b comportent chacun une face latérale qui est en vis-à-vis dans la direction circonférentielle respectivement de la première face latérale et de la deuxième face latérale de la partie amont 42 du pied 40 de l’aube 30. La face latérale du premier becquet 20a et la face latérale du deuxième becquet 20b comprennent respectivement une première fente de disque 21a radiale et une seconde fente de disque 21b radiale. La première fente de disque 21a et la seconde fente de disque 21b sont au moins débouchantes radialement au niveau d’une face radialement interne du becquet 20a, 20b respectif. Selon l’exemple illustré, première fente de disque 21a et la seconde fente de disque 21b sont aussi débouchantes radialement au niveau d’une face radialement externe du becquet 20a, 20b respectif. De manière spécifique, il est entendu par la qualification « radiale » en rapport aux fentes d’aubes 43a, 43b et aux fentes de disque 21a, 21b que chacune des fentes d’aube 43a, 43b et des fentes de disque 21a, 21b s’étend selon une direction comprenant au moins une composante radiale.
Enfin, la première fente d’aube 43a et la seconde fente d’aube 43b sont respectivement en vis-à-vis de la première fente de disque 21a et de la seconde fente de disque 21b. La première fente d’aube 43a et la première fente de disque 21a sont ainsi complémentaires de sorte à former un premier logement entre la partie amont 42 du pied 40 de l’aube 30 et le premier becquet 20a. De même, la seconde fente d’aube 43b et la seconde fente de disque 21b sont complémentaires de sorte à former un second logement entre la partie amont 42 du pied 40 de l’aube 30 et le deuxième becquet 20b. Par rapport à la pale 32 de l’aube 30, le premier logement est du même côté que la face d’intrados de la pale 32 et le second logement est du même côté que la face d’extrados de la pale 32.
Le dispositif de verrouillage comprend tout d’abord un premier verrou 50a et un second verrou 50b qui sont respectivement visibles de manière isolée aux figures 7 et 8. Il est entendu ici que le premier verrou 50a et le second verrou 50b sont structurellement distincts l’un de l’autre. En d’autres termes, le premier verrou 50a et le second verrou 50b sont structurellement indépendants l’un de l’autre. Le premier verrou 50a comprend une première partie 52 reçue conjointement dans la première fente d’aube 43a et la première fente de disque 21a. Le second verrou 50b comprend une première partie 52 reçue conjointement dans la seconde fente d’aube 43b et la seconde fente de disque 21b. Le premier verrou 50a et le second verrou 50b comportent en outre chacun une seconde partie 54 en butée radialement vers l’extérieur sur une face radialement interne du pied 40 de l’aube 30. La seconde partie 54 de chaque verrou s’étend ici longitudinalement vers l’amont depuis la première partie 52 du verrou.
La première partie 52 du premier verrou 50a et la première partie 52 du second verrou 50b permettent un verrouillage du pied 40 de l’aube 30 par rapport au disque 12 dans la direction longitudinale. En outre, la première partie 52 du premier verrou 50a et la première partie 52 du second verrou 50b peuvent chacune être insérées dans la fente d’aube 43a, 43b et la fente de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes de manière indépendante l’une de l’autre. Aussi, l’insertion de la première partie 52 du premier verrou 50a et la première partie 52 du second verrou 50b dans les fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes est réalisée par coulissement radialement de l’intérieur vers l’extérieur par rapport au pied 40 de l’aube 30. La première partie 52 du premier verrou 50a et la première partie 52 du second verrou 50b donc d’abord insérées au niveau d’une portion radialement interne des fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes. Ainsi, les risques d’endommagement des arrêtes et des faces internes des fentes d’aube 43a, 43b au niveau de leur portion radialement externe sont réduits, voire supprimés. En particulier, le fait que le premier verrou 50a et le second verrou 50b peuvent être insérées dans les fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires radialement depuis l’intérieur par rapport au pied 40 de l’aube 30 permet d’éviter, voire d’empêcher, le risque d’endommagent des arrêtes et des faces internes des fentes d’aube 43a, 43b au niveau de la jonction entre le pied 40 et l’échasse 36 de l’aube 30. La tenue mécanique du pied 40 de l’aube 30 est ainsi améliorée en fonctionnement de la turbomachine. En conséquence, la durée de vie de l’aube 30 est améliorée.
L’appui radial entre la seconde partie 54 du premier verrou 50a la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30 permet d’éviter que la première partie 52 du premier verrou 50a ne s’échappe radialement vers l’extérieur de la première fente d’aube 43a et la première fente de disque 21a, notamment sous l’effet des forces centrifuges lorsque l’aube 30 et le disque 12 sont entrainés en rotation autour de l’axe longitudinal X. De même, l’appui radial entre la seconde partie 54 du second verrou 50b et la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30 permet d’éviter que la première partie 52 du second verrou 50b, ne s’échappe radialement vers l’extérieur de la seconde fente d’aube 43b et la seconde fente de disque 21b, notamment sous l’effet des forces centrifuges lorsque l’aube 30 et le disque 12 sont entrainés en rotation autour de l’axe longitudinal X.
Par ailleurs, la première partie 52 du premier verrou 50a et la première partie 52 du second verrou 50b présentent chacune une dimension radiale H1 ; H2 inférieure à une distance radiale H0 entre la paroi annulaire longitudinale 18a de la bride annulaire coudée amont 18 et la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30. Ainsi, chaque verrou 50a ; 50b peut être déplacé dans la direction longitudinale entre la paroi annulaire longitudinale 18a de la bride annulaire coudée amont 18 et la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30 jusqu’à ce que la première partie 52 du verrou 50a ; 50b respectif soit alignée avec les fentes d’aubes et de disque complémentaires correspondantes. Cela permet alors l’insertion de la première partie 52 de chaque verrou 50a ; 50b dans les fentes d’aubes et de disque complémentaires correspondantes radialement depuis l’intérieur vers l’extérieur par rapport au pied de l’aube. Aussi, la dimension radiale H1 de la première partie 52 su premier verrou 50a peut être différente de la dimension radiale H2 de la première partie 52 du second verrou 50b. Enfin, de manière remarquable, la distance radiale H3 entre la paroi annulaire longitudinale 18a de la bride annulaire coudée amont 18 et une face radialement interne de chacun des becquets 20a ; 20b est inférieure à la dimension radiale H1 ; H2 de chacune de la première partie 52 du premier verrou 50a et de la première partie 52 du second verrou 50b.
De manière remarquable, le dispositif de verrouillage comprend par ailleurs une cale 60. La cale 60 comporte une portion aval et une portion amont. La portion aval de la cale 60 est serrée radialement entre la face radialement interne de l’aube 30 et une face de fond de la rainure 16 de la jante 14 du disque 12. La portion aval de la cale 60 permet ainsi de plaquer radialement vers l’extérieur le pied 40 de l’aube 30 dans la rainure 16 de la jante 14 du disque 12.
La seconde partie 54 du premier verrou 50a et la seconde partie 54 du second verrou 50b sont chacune serrées dans la direction radiale entre la portion amont de la cale 60 et la face radialement interne de l’aube 30. La portion amont de la cale 60 permet ainsi de maintenir la première partie 52 du premier verrou 50a et la première partie 52 du second verrou 50b à l’intérieur des fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes, notamment lorsque la turbomachine est à l’arrêt, i.e. lorsque l’aube 30 et le disque 12 ne sont pas entrainés en rotation autour de l’axe longitudinal X. Autrement dit, la portion amont de la cale 60 permet d’éviter que la première partie 52 du premier verrou 50a et la première partie 52 du second verrou 50b ne s’échappent radialement vers l’intérieur des fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires lorsque la turbomachine est à l’arrêt. Les premier et second verrous 50a, 50b restent ainsi plaquées contre la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30 sous l’action de la cale 60.
Enfin, une extrémité aval de la cale 60 peut être en butée dans la direction longitudinale sur la virole amont du tambour et une extrémité amont de la cale 60 étant en butée dans la direction longitudinale sur la virole aval du capot. Ainsi, un déplacement longitudinal vers l’aval ou vers l’amont de la cale 60 est empêché. A cet effet, la cale 60 aval se prolonge longitudinalement à l’aval et à l’amont en dehors de la rainure 16.
est une vue partielle de côté qui représente l’ensemble de la dans lequel une cale du dispositif de verrouillage a été retirée ;
est une vue schématique en perspective qui représente un premier verrou du dispositif de verrouillage de la ;
est une vue schématique en perspective qui représente un second verrou du dispositif de verrouillage de la ;
est une vue de face de l’ensemble de la qui représente une troisième étape du procédé de la ;
est une vue de face de l’ensemble de la qui représente une troisième étape du procédé de la .
Il est maintenant fait référence aux figures 5 à 8. Dans le présent exposé, la direction longitudinale correspond à la direction de l'axe longitudinal X. L'axe longitudinal X coïncide avec un axe de rotation des parties rotoriques de la turbomachine. Une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Une direction circonférentielle, en un point éloigné de l'axe longitudinal X, correspond à une direction perpendiculaire aux directions axiale et radiale. Les qualificatifs d’orientation, tels que « longitudinal », « radial » ou « circonférentiel » sont définis par référence à l’axe longitudinal X. Par ailleurs, sauf précision contraire, les adjectifs relatifs « intérieur », « interne », « extérieur » et « externe » sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure/interne (i.e. radialement intérieure/interne) d'un élément est plus proche de l'axe longitudinal X que la partie extérieure/externe (i.e. radialement extérieure/externe) du même élément. Enfin, Les qualificatifs relatifs « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d'écoulement normal du fluide (de l'amont vers l'aval) dans la turbomachine.
-- les pontets sont répartis par paire et les deux pontets de chaque paire sont alignés radialement et définissent entre eux un desdits logements ;
-- ladite portion est tubulaire ;
-- les moyens de fixation sont des vis et les trous de fixation sont taraudés pour recevoir par vissage les vis.
L’invention concerne également un réducteur de vitesse pour une turbomachine d’aéronef, ce réducteur ayant un axe principal et comportant :
- un porte-satellites tel que décrit ci-dessus,
- un solaire qui s’étend dans la cavité interne de la cage et qui est centré sur l’axe,
- des satellites disposés dans la cavité interne autour de l’axe et du solaire et engrenés avec le solaire, ces satellites étant centrés et guidés par des paliers dont des extrémités axiales sont montées dans les ouvertures précitées des parois, et
- une couronne disposée autour de l’axe et de la cage et engrenée avec les satellites.
la est une vue schématique partielle similaire à celle de la et illustrant un premier mode de réalisation d’un porte-satellites selon l’invention ;
La fixation des pièces de la cage du porte-satellites est donc réalisée par bridage des pontets de l’une des pièces directement à l’autre des pièces dans la mesure où la seconde pièce peut être considérée comme formant ou comportant une bride de fixation aux pontets de la première pièce. Cette fixation permet la transmission des charges en fonctionnement. Les moyens de fixation des pièces de la cage sont avantageusement dimensionnés pour résister à cette transmission de charge.
Les ouvertures de montage des paliers des satellites sont alignées axialement avec précision et le mode de fixation des pièces de la cage permet de garantir ce bon positionnement et ainsi le bon fonctionnement du réducteur.
- au moins l’une des pièces de la cage comprend des organes de centrage configurés pour coopérer avec l’autre des pièces, afin d’assurer un centrage des pièces l’une par rapport à l’autre et sur l’axe ;
- les organes de centrage comprennent des rebords incurvés qui sont portés par l’une des pièces et qui s’étendent autour de l’axe, ces rebords incurvés étant configurés pour coopérer avec des surfaces incurvées de l’autre des pièces ;
- les rebords incurvés sont des protubérances qui s’étendent axialement en saillie ;
- la première pièce comprend des organes de centrage qui sont situés sur les extrémités libres des pontets, à leurs extrémités radialement internes et/ou externes ;
- la seconde pièce comprend des organes de centrage qui sont situés sur ladite face de sa paroi;
- l’extrémité libre de chacun des pontets comprend une face d’appui sur la face précitée de la paroi de la seconde pièce, le logement de chaque pontet débouchant sur cette face d’appui, et lesdits orifices de fixation des pontets étant répartis autour du débouché de ce logement ;
- la paroi de la seconde pièce comprend des trous axiaux qui traversent la paroi et sont alignés avec les logements des pontets, la paroi de la seconde pièce comportant des orifices axiaux qui sont traversés par lesdits moyens de fixation et qui sont répartis autour de ces trous ;
- la première pièce est située du côté de la portion tubulaire du porte-cage ;
-- lesdits rebords incurvés sont configurés pour coopérer par glissement axial avec les surfaces incurvées lors du montage de la cage ;
-- lesdits rebords incurvés sont configurés pour coopérer par appui radial avec les surfaces incurvées en fonctionnement ;
-- chacun des pontets est creusé pour former un desdits logements ;
Pour évaluer la résistance mécanique après plusieurs lavages, chaque matériau a été lavé une fois avec une machine à laver le verre disponible dans le commerce, puis observé, puis lavé deux fois de plus avec la même machine, puis observé, puis lavé deux fois de plus avec la même machine, puis observé, puis lavé deux fois de plus avec la même machine, puis observé. Chaque matériau a ainsi été testé après un lavage, après trois lavages, après cinq lavages et après sept lavages.
Tous les exemples étaient satisfaisant après un lavage, sans aucun défaut ni marque d’enlèvement des couches de l’empilement. Après trois lavages, cinq et sept lavages, seuls les exemples 1 et 2 étaient corrects ; les exemples de références présentaient de 1 à 4 défauts / m² après trois lavages et plus encore après plus de lavages ; à partir de cinq lavages, les exemples de référence ont en outre commencé à présenter des marques de séparation des couches de l’empilement.
En outre, pour les exemples 1 et 2, l’introduction de la première couche à base de nitrure de silicium 163, et de la deuxième couche à base d’oxyde de zinc 164 n’a engendré aucune dégradation de la qualité optique et en particulier n’a pas engendré la formation de flou (« haze » en anglais) avant traitement thermique. Selon des observations menées en parallèle, la deuxième couche à base d’oxyde de zinc 164 semble même améliorer légèrement le fou après traitement thermique (obtention d’une valeur de flou extrêmement faible après traitement thermique).
Procédé de fabrication d’une éprouvette de caractérisation L'invention concerne la caractérisation des pièces en matériau composite à matrice céramique munies de revêtement de protection.
Les matériaux à matrice céramique (CMC) présentent de bonnes propriétés mécaniques les rendant aptes à constituer des éléments de structures et conservent avantageusement ces propriétés à températures élevées. Les matériaux CMC supportent des températures allant de 600°C à 1400°C. De par leur meilleure résistance aux hautes températures, les CMC nécessitent moins de refroidissement. Dans le domaine des moteurs aéronautique, le refroidissement est traditionnellement issu d’un prélèvement dans le compresseur qui impacte le rendement de la turbomachine. Les matériaux CMC permettent donc d’améliorer le rendement moteur, ce qui réduit la consommation de carburant. Par ailleurs, leur utilisation contribue à optimiser les performances des turbomachines notamment par la baisse de la masse globale de la turbomachine qui contribue encore à une diminution de la consommation carburant et donc à la réduction significative des émissions polluantes
Ces matériaux CMC peuvent toutefois se dégrader lorsqu’ils sont utilisés à des températures élevées et dans un environnement corrosif, comme c’est le cas lorsqu’ils sont présents dans des turbines aéronautiques. Lorsque la pièce en CMC comprend une matrice au moins en partie en carbure de silicium (SiC), la corrosion du CMC résulte en l’oxydation du SiC en silice, qui en présence de vapeur d’eau se volatilise sous forme d’hydroxydes Si(OH) 4 . Les phénomènes de corrosion entraînent une dégradation prématurée du CMC. Des revêtements de protection de type barrière environnementale (aussi appelée « EBC » de l’anglais « Environnemental Barrier Coating ») ont par conséquent été développés afin de protéger les matériaux CMC de la corrosion à haute température. Comme exemple de barrière environnementale utilisable, on peut par exemple citer des ensembles multicouches comprenant une couche de liaison en silicium et une couche d’un silicate de terre rare (de type RE 2 Si 2 O 7 ou RE 2 SiO 5 , par exemple Y 2 Si 2 O 7 ).
Une sous-couche d’accroche, par exemple en silicium, est généralement déposée sur le matériau CMC avant l’élaboration du revêtement de protection afin de faciliter son adhésion au matériau CMC.
Le document FR 3 053 329 divulgue un procédé de revêtement d’une pièce en CMC par une barrière environnementale.
Un des mécanismes de ruine critique pour la durée de vie des pièces en CMC munies d’un revêtement de protection est l’écaillage du revêtement. Une décohésion du revêtement sur une distance significative peut conduire à son écaillage, ce qui entraîne l’exposition du matériau CMC à l’environnement. Ce mécanisme de ruine peut apparaître à l’interface entre le matériau CMC et la sous-couche d’accroche, au sein de la sous-couche d’accroche ou à l’interface entre la sous-couche d’accroche et le revêtement de protection.
La compréhension des mécanismes de ruine des revêtements de protection utilisés avec les matériaux CMC est, par conséquent, importante pour le développement des pièces en matériau CMC. Afin de caractériser les propriétés intrinsèques des interfaces, en particulier la ténacité (également appelée taux de restitution d’énergie critique), différents essais connus peuvent être réalisés sur éprouvettes comme des essais selon les modes de rupture en mode I, mode II et mode mixte. Parmi les essais en mode I, la configuration la plus répandue est l'essai DCB (en anglais « Double Cantilever Beam ») tandis que pour les essais en mode II, une des configurations les plus connues est l’essai ENF (en anglais « End Notched Flexure »).
Toutefois, ces essais simples à mettre en œuvre ne sont réalisables qu’en présence d’une pré-fissure dans l’éprouvette. Par conséquent, il existe un besoin pour des éprouvettes comportant une pré-fissure.