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Title:
DEVICE FORMING AN AERODYNAMIC RADIAL BEARING WITH SHEETS AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/008127
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an aerodynamic radial bearing device with sheets, comprising a cylindrical sleeve (10) extending along a longitudinal direction, and having an inner surface (11) which defines a central bore, characterised in that it further comprises: at least one longitudinal notch (40, 50, 60) formed in said cylindrical sleeve and opening radially into said central bore; a first peripheral inner lining, referred to as corrugated lining, comprising at least one metal sheet provided with radial projections, referred to as corrugated sheet (22, 23, 24), each corrugated sheet having, at each end, a radial tongue, referred to as corrugated radial tongue (22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b), freely housed in a longitudinal notch (40, 50, 60); a second peripheral inner lining, referred to as upper lining, comprising at least one metal sheet, referred to as upper sheet (32, 33, 34), each upper sheet having, at each end, a radial tongue, referred to as upper radial tongue (32a, 32b, 33a, 33a, 33b, 34a, 34b), freely housed in a longitudinal notch (40, 50, 60).

Inventors:
DELFOSSE FRÉDÉRIC (FR)
GRAU GRÉGORY (FR)
Application Number:
PCT/FR2019/051587
Publication Date:
January 09, 2020
Filing Date:
June 27, 2019
Export Citation:
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Assignee:
LIEBHERR AEROSPACE TOULOUSE SAS (FR)
International Classes:
F16C43/02; F16C17/02; F16C27/02; F16C33/10
Domestic Patent References:
WO2006014659A12006-02-09
WO2005073572A12005-08-11
Foreign References:
JPS57109322U1982-07-06
US5911510A1999-06-15
EP0490443A11992-06-17
EP0601624A11994-06-15
FR2700821A11994-07-29
US20020054718A12002-05-09
Attorney, Agent or Firm:
BRINGER IP (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles comprenant un fourreau (10) cylindrique s’étendant le long d’une direction, dite direction longitudinale (X), et présentant une surface intérieure (11) qui définit un alésage central, caractérisé en ce qu’il comprend en outre :

au moins une encoche longitudinale (40, 50, 60) formée dans ledit fourreau cylindrique (20) et débouchant radialement dans ledit alésage central par une ouverture (42),

une première garniture intérieure périphérique, dite garniture ondulée, comprenant au moins une feuille métallique équipée de saillies (21) radiales, dite feuille ondulée (22, 23, 24), ladite garniture ondulée formant un galbe principal logé dans ledit alésage central et portant lesdites saillies (21) agencé en regard de ladite surface intérieure (11) dudit fourreau cylindrique (10) pour former une garniture élastiquement déformable, chaque feuille ondulée (22, 23, 24) présentant, à chaque extrémité, une languette radiale, dite languette radiale ondulée (22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b), logée librement dans une encoche longitudinale (40, 50, 60), une deuxième garniture intérieure périphérique, dite garniture supérieure, logée dans ledit alésage central et comprenant au moins une feuille métallique, dite feuille supérieure (32, 33, 34), ladite garniture supérieure formant un galbe principal logé dans ledit alésage central et agencé en regard dudit galbe principal de ladite garniture ondulée pour délimiter une enceinte de réception d’un arbre (70) d’une machine tournante, chaque feuille supérieure (32, 33, 34) présentant, à chaque extrémité, une languette radiale, dite languette radiale supérieure (32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b), logée librement dans une encoche longitudinale (40, 50, 60).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins une encoche longitudinale (40, 50, 60) comprend en outre, de part et d’autre de ladite ouverture (42), un dégagement azimutal (43 a, 43b) et une surface de raccordement (44a, 44b) à ladite surface intérieure (11) dudit fourreau cylindrique (10) comprenant au moins un segment longitudinal (44a, 44b) agencé entre ledit dégagement azimutal (43 a, 43b) et ladite ouverture (42), formant une butée azimutale ponctuelle de ladite languette radiale (22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) d’une feuille ondulée (22, 23, 24) logée dans cette encoche (40, 50, 60), l’extrémité libre de ladite languette radiale (22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) s’étendant dans ledit dégagement azimutal.

3. Dispositif formant palier selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque encoche longitudinale (40, 50, 60) présente une largeur Le inférieure, d’un facteur proportionnel kl à la distance Dbump séparant les saillies (41) de la garniture ondulée agencées sur le galbe principal de part et d’autre de cette encoche longitudinale (40, 50, 60) et supérieure, d’un facteur proportionnel k2, à la somme des épaisseurs des languettes radiales des feuilles supérieures (32, 33, 34) et ondulées (22, 23, 24) logées dans cette encoche, lorsqu’un arbre (70) d’une machine tournante est inséré dans ladite enceinte de réception délimitée par ladite feuille supérieure.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le facteur proportionnel kl est égal ou inférieur à 0,8 et le facteur proportionnel k2 est supérieur ou égal à 1 ,2.

5. Dispositif formant palier selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour au moins une encoche longitudinale (40, 50, 60), la distance d3 séparant les languettes radiales supérieures (32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b) logées dans cette encoche (40, 50, 60) est inférieure, d’un facteur proportionnel k3 à leur épaisseur et supérieure, d’un facteur proportionnel k4, à leur épaisseur, lorsqu’un arbre (70) d’une machine tournante est inséré dans ladite enceinte de réception délimitée par ladite feuille supérieure (32, 33, 34).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit facteur proportionnel k3 est supérieur ou égal à 8 et le facteur proportionnel k4 est inférieur ou égal à 3.

7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour au moins une encoche longitudinale (40, 50, 60), la distance dl séparant une languette radiale supérieure (32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b) logée dans cette encoche (40, 50, 60) et une languette radiale ondulée (22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) logée dans cette encoche (40, 50, 60) est inférieure, d’un facteur proportionnel k5 à l’épaisseur de la languette radiale supérieure logée dans cette encoche et supérieure, d’un facteur proportionnel k6, à l’épaisseur de la languette radiale supérieure logée dans cette encoche, lorsqu’un arbre (70) d’une machine tournante est inséré dans ladite enceinte de réception délimitée par ladite feuille supérieure.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit facteur proportionnel k5 est supérieur ou égal à 8 et le facteur proportionnel k6 est inférieur ou égal à 3.

9. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il présente un jeu radial, lorsqu’un arbre (70) d’une machine tournante est inséré dans ladite enceinte de réception délimitée par ladite garniture supérieure, supérieur d’un facteur proportionnel k7, à l’épaisseur d’une feuille supérieure, et inférieur d’un facteur proportionnel k8, à l’épaisseur d’une feuille supérieure.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit facteur proportionnel k7 est égal à 0 et ledit facteur proportionnel k8 est inférieur à 2.

11. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque encoche longitudinale (40, 50, 60) présente un plan longitudinal de symétrie.

12. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu’au moins une feuille ondulée (22, 23, 24) comprend une feuille métallique lisse, dite feuille de support, et une pluralité de feuilles métalliques équipées de saillies (21) solidarisées à ladite feuille de support.

13. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend une unique encoche longitudinale (40), une garniture ondulée formée d’une seule feuille ondulée (22), une garniture supérieure formée d’une seule feuille supérieure (32), de sorte que les languettes radiales des feuilles supérieure et ondulée sont toutes logées librement dans la même encoche (40).

14. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un moyen de blocage axial desdites garnitures ondulée et supérieure.

15. Procédé de fabrication d’un dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles comprenant les étapes consistant à :

usiner un alésage central s’étendant le long d’une direction, dite direction longitudinale, dans un fourreau (10) cylindrique, ledit alésage central étant délimité par une surface intérieure (11), usiner au moins une encoche longitudinale (40, 50, 60) dans ledit fourreau (10) cylindrique qui débouche radialement dans ledit alésage central,

ménager une surface de raccordement (4la, 4lb) entre ladite encoche longitudinale (40) et la surface intérieure (11) dudit fourreau (10),

former une première garniture intérieure périphérique, dite garniture ondulée, à partir d’au moins une feuille métallique équipée de saillies (21) radiales, dite feuille ondulée (22, 23, 24), et présentant, à chaque extrémité, une languette radiale, dite languette radiale ondulée (22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b), ladite garniture ondulée formant un galbe principal portant lesdites saillies agencé en regard de ladite surface intérieure (11) dudit fourreau (10) cylindrique pour former une garniture élastiquement déformable,

loger librement chaque languette radiale ondulée (22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) dans une encoche longitudinale (40, 50, 60), former une deuxième garniture intérieure périphérique, dite garniture supérieure, à partir d’au moins une feuille métallique, dite feuille supérieure (32, 33, 34), ladite garniture supérieure formant un galbe principal agencé en regard dudit galbe principal de ladite garniture ondulée pour délimiter une enceinte de réception d’un arbre (70) d’une machine tournante, chaque feuille supérieure présentant, à chaque extrémité, une languette radiale, dite languette radiale supérieure (32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b), loger librement chaque languette radiale supérieure (32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b) dans une encoche longitudinale (40, 50, 60).

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Description:
DISPOSITIF FORMANT PALIER RADIAL AÉRODYNAMIQUE À FEUILLES ET PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UN TEL DISPOSITIF

1. Domaine technique de l’invention

Le domaine technique de l’invention est celui des paliers à air, aussi désignés par les termes de paliers aérodynamiques. L’invention concerne plus particulièrement les paliers à feuilles pour turbomachine et s’étend aux turbomachines équipées de tels paliers à feuilles. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un tel palier à feuilles.

2. Arrière-plan technologique

Un palier à feuilles est un palier formé d’une pluralité de feuilles, généralement métalliques, qui permettent de porter un arbre d’une machine tournante telle qu’une turbomachine. Un palier à feuilles est en général formé d’au moins une feuille supérieure, couramment désignée par la dénomination anglaise de « top f oïl », qui fait face à l’arbre en rotation, et d’au moins une feuille ondulée couramment désignée par la dénomination anglaise de « bumpfoil » qui est agencée sous la feuille supérieure et qui fait office de raidisseur et d’amortisseur. L’ensemble formé de la feuille supérieure et de la feuille ondulée, est monté sur un carter ou fourreau. Dans toute la suite, on désigne par fourreau la pièce qui reçoit le palier à feuilles, étant entendu que cette pièce peut également être un carter, auquel cas le palier est direction monté dans le carter de la machine.

Il existe différentes solutions techniques pour fixer et maintenir un palier à feuilles dans un fourreau (ou carter) qui relèvent soit des systèmes démontables, c’est-à-dire que le palier formé de la feuille supérieure et de la feuille ondulée est glissé dans une encoche formée dans le fourreau et peut donc en être retirée, soit des systèmes indémontables, c’est-à-dire que le palier formé de la feuille supérieure et de la feuille ondulée est soudé au fourreau, et ne peut donc pas être séparé du fourreau une fois fixé à ce dernier.

Par exemple, la demande EP0490443 décrit un tel palier à feuilles non démontable et les demandes EP0601624 et FR2700821 décrivent des paliers à feuilles démontables comprenant des languettes de feuilles montées en force dans le fourreau.

Quelles que soient les solutions proposées, démontables ou non démontables, ces solutions connues limitent en général rutilisation du palier à un sens de rotation privilégiée. En effet, quel que soit le mode de fixation du palier au fourreau, une extrémité de l’ensemble formé de la feuille supérieure et de la feuille ondulée est fixée au fourreau et l’autre extrémité est laissée libre, de manière à permettre la formation du jeu radial nécessaire à la rotation de l’arbre une fois ce dernier logé dans le palier.

Il est donc nécessaire que l’arbre tourne de telle sorte qu’il pousse l’extrémité libre de la feuille supérieure vers l’extrémité fixe. En effet, dans le cas contraire, l’arbre entraînerait avec lui l’extrémité libre de la feuille qui viendrait alors se refermer sur l’arbre et provoquer un phénomène de serrage bloquant le fonctionnement du palier.

Il est donc nécessaire avec la plupart des solutions actuelles d’équiper les paliers de moyens détrompeurs, c’est-à-dire de moyens permettant d’éviter les erreurs de montage de l’arbre dans le palier, en fonction du sens privilégié de fonctionnement du palier.

Il existe également quelques solutions qui permettent de former un palier à feuilles bidirectionnel. Par exemple, la demande de brevet US2002054718 décrit un tel palier bidirectionnel qui ne nécessite donc pas la présence de moyens détrompeurs. Cette solution spécifique met en œuvre une pluralité de feuilles ondulées et une pluralité de feuilles supérieures fixées sur la périphérie intérieure du fourreau pour former une pluralité de secteurs formés chacun d’une feuille supérieure et d’une feuille ondulée.

Dans le cas des systèmes démontables, les opérations d’usinage des encoches spécifiques pour recevoir et maintenir les feuilles sont complexes et coûteuses. En effet, ces opérations nécessitent en général un usinage par électro érosion, ce qui nécessite donc des outillages spécifiques et/ou de recourir à des partenaires qualifiés extérieurs. Les inventeurs ont donc cherché à développer un nouveau dispositif formant palier à feuilles qui peut fonctionner dans les deux sens de rotation, tout en pouvant être mis en œuvre avec des feuilles ondulées classiques non spécifiques.

Les inventeurs ont également cherché à développer une solution qui peut être mise en œuvre sans difficultés particulières et sans imposer le recours à des techniques complexes et coûteuses.

3. Objectifs de l’invention

L’invention vise à fournir un dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles qui pallie au moins certains des inconvénients des paliers connus.

L’invention vise en particulier à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif palier radial aérodynamique à feuilles qui ne nécessite pas la présence de moyens détrompeurs, c’est-à-dire dont le sens de montage est indifférent.

L’invention vise également à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un tel dispositif qui ne nécessite pas des opérations complexes d’usinage lors de sa fabrication.

L’invention vise aussi à fournir un procédé de fabrication d’un palier aérodynamique à feuilles selon l’invention.

L’invention vise en particulier à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l’invention, un tel procédé de fabrication qui puisse être simplement mis en œuvre sans le recours à des techniques complexes et/ou coûteuses de fabrication.

4. Exposé de l’invention

Pour ce faire, l’invention concerne un dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles comprenant un fourreau cylindrique s’étendant le long d’une direction, dite direction longitudinale, et présentant une surface intérieure qui définit un alésage central.

Un dispositif selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comprend en outre :

- au moins une encoche longitudinale formée dans ledit fourreau cylindrique et débouchant radialement dans ledit alésage central par une ouverture,

- une première garniture intérieure périphérique, dite garniture ondulée, comprenant au moins une feuille métallique équipée de saillies radiales, dite feuille ondulée, ladite garniture ondulée formant un galbe principal logé dans ledit alésage central, portant lesdites saillies agencé en regard de ladite surface intérieure dudit fourreau cylindrique pour former une garniture élastiquement déformable, chaque feuille ondulée présentant, à chaque extrémité, une languette radiale, dite languette radiale ondulée, logée librement dans une encoche longitudinale,

- une deuxième garniture intérieure périphérique, dite garniture supérieure, comprenant au moins une feuille métallique, dite feuille supérieure, ladite garniture supérieure formant un galbe principal logé dans ledit alésage central et agencé en regard dudit galbe principal de ladite garniture ondulée pour délimiter une enceinte de réception d’un arbre d’une machine tournante, chaque feuille supérieure présentant, à chaque extrémité, une languette radiale, dite languette radiale supérieure, logée librement dans une encoche longitudinale.

Un dispositif selon l’invention est donc formé d’un fourreau cylindrique qui reçoit ladite garniture ondulée et ladite garniture supérieure. Le fourreau comprend au moins une encoche longitudinale qui peut être obtenue par un procédé d’usinage conventionnel, tel que le perçage. Cette encoche longitudinale débouche dans l’alésage central de réception des garnitures par une ouverture. Aussi, les extrémités radiales des feuilles des garnitures logées dans l’alésage central peuvent être insérées librement dans une encoche longitudinale, en passant par l’ouverture de cette encoche.

L’une des particularités d’un dispositif selon l’invention est donc le montage libre des languettes radiales des feuilles des garnitures ondulée et supérieure dans une encoche longitudinale.

Un montage libre des languettes radiales dans les encoches longitudinales signifie que les languettes ne sont pas solidarisées au fourreau et peuvent donc se déplacer librement à l’intérieur des encoches en fonction des sollicitations extérieures qui résultent notamment de la rotation de l’arbre, lorsque ce dernier est logé dans le palier à feuilles selon l’invention. En outre, les languettes étant librement logées dans les encoches, elles viennent en butée contre une paroi de l’encoche longitudinale lorsque l’arbre logé dans le palier tourne dans un premier sens de rotation et se déplacent selon la direction azimutale vers le centre de l’encoche lorsque l’arbre tourne dans le sens inverse de rotation. Le montage des feuilles dans les encoches consiste uniquement à agencer les languettes radiales dans les encoches, sans nécessiter de solidariser les feuilles dans les encoches du fourreau. Les languettes radiales ne sont pas fixées au fourreau, ni montées en contrainte dans les encoches du fourreau.

Ce montage libre permet non seulement de faciliter les opérations de fabrication du palier à feuilles et les opérations de montage du palier, mais il permet également de faire fonctionner le palier dans les deux sens de rotation. En effet, les feuilles des garnitures ondulée et supérieure sont bloquées d’un côté de l’encoche longitudinale et libres du côté opposé lorsque l’arbre logé dans le palier tourne dans un premier sens de rotation. Lorsque l’arbre tourne dans le sens inverse, les languettes se déplacent librement dans l’encoche selon une direction azimutale pour que les languettes radiales préalablement libres viennent maintenant se bloquer contre les parois de l’encoche longitudinale et que les languettes radiales préalablement bloquées contre la paroi opposée de l’encoche soient maintenant libres dans l’encoche.

Un dispositif formant palier selon l’invention combine donc les avantages d’une fabrication simplifiée et d’un fonctionnement bidirectionnel.

Le blocage des feuilles contre les parois de l’encoche résulte de la géométrie spécifique des feuilles et de l’encoche longitudinale.

Avantageusement et selon l’invention, ladite encoche longitudinale comprend en outre, de part et d’autre de ladite ouverture, un dégagement azimutal et une surface de raccordement à ladite surface intérieure dudit fourreau cylindrique comprenant au moins un segment longitudinal agencé entre ledit dégagement azimutal et ladite ouverture, formant une butée azimutale ponctuelle de ladite languette radiale d’une feuille ondulée logée dans cette encoche, l’extrémité libre de ladite languette radiale s’étendant dans ledit dégagement azimutal en regard.

Cette variante avantageuse permet de former une ligne de contact ponctuel entre les languettes radiales et les parois de l’encoche longitudinale. En outre, la languette radiale s’étend dans un dégagement azimutal de sorte que la languette radiale rentre en contact mécanique avec la ligne de contact de l’encoche longitudinale au niveau d’une section non extrémale de la languette. En effet, l’extrémité radiale de la languette radiale s’étend dans le dégagement azimutal et n’est donc pas en contact avec les parois de l’encoche longitudinale. Cela permet de garantir que la languette radiale ne va pas glisser sur la paroi de l’encoche, ni se bloquer dans l’encoche.

Selon cette variante avantageuse, l’encoche longitudinale comprend un dégagement azimutal et un segment de contact de chaque côté de l’encoche.

De préférence et selon l’invention, le dispositif présente un plan de symétrie longitudinal. Ce plan de symétrie passe avantageusement par le centre des encoches longitudinales formées dans le fourreau cylindrique.

Cette symétrie permet notamment de former un dispositif ne nécessitant pas de moyens de détrompage. Un tel palier peut ainsi fonctionner dans les deux sens de rotation, sans aucun sens de rotation privilégié.

Avantageusement et selon l’invention, chaque encoche longitudinale présente une largeur Le inférieure, d’un facteur proportionnel kl à la distance Dbump séparant les saillies de la garniture ondulée agencées sur le galbe principal de part et d’autre de cette encoche longitudinale et supérieure, d’un facteur proportionnel k2, à la somme des épaisseurs des languettes radiales des feuilles supérieure et ondulée logées dans cette encoche, lorsqu’un arbre d’une machine tournante est inséré dans ladite enceinte de réception délimitée par ladite feuille supérieure.

En d’autres termes et selon cette variante de l’invention, la largeur Le d’une encoche est liée à la distance Dbump séparant les saillies de la garniture ondulée et aux épaisseurs EPL des languettes radiales logées dans l’encoche par la relation suivante :

Cette inégalité permet de garantir que les saillies (ou bosses) de la garniture ondulée agencées de part et d’autre d’une encoche ne tombent pas dans l’encoche longitudinale.

Avantageusement et selon l’invention, le facteur proportionnel kl est égal ou inférieur à 0,8 et le facteur proportionnel k2 est supérieur ou égal à 1 ,2.

Avantageusement et selon l’invention, pour au moins une encoche longitudinale, la distance d3 séparant les languettes radiales supérieures logées dans cette encoche est inférieure, d’un facteur proportionnel k3 à leur épaisseur et supérieure, d’un facteur proportionnel k4, à leur épaisseur, lorsqu’un arbre d’une machine tournante est inséré dans ladite enceinte de réception délimitée par ladite feuille supérieure.

En d’autres termes et selon cette variante de l’invention, la distance d3 séparant les languettes radiales supérieures est liée à l’épaisseur d’une languette radiale supérieure ELRS par la relation suivante :

kA. ELRS < dL3 < k3. ELRS

Cette inégalité permet de garantir que l’arbre de la machine tournante destiné à être porté par le palier selon l’invention peut y être logé librement.

Avantageusement et selon l’invention, ledit facteur proportionnel k3 est supérieur ou égal à 8 et le facteur proportionnel k4 est inférieur ou égal à 3.

Avantageusement et selon l’invention, pour au moins une encoche longitudinale, la distance dl séparant une languette radiale supérieure logée dans cette encoche et une languette radiale ondulée logée dans cette encoche est inférieure, d’un facteur proportionnel k5 à l’épaisseur de la languette radiale supérieure logée dans cette encoche et supérieure, d’un facteur proportionnel k6, à l’épaisseur de la languette radiale supérieure logée dans cette encoche, lorsqu’un arbre d’une machine tournante est inséré dans ladite enceinte de réception délimitée par ladite feuille supérieure.

En d’autres termes et selon cette variante de l’invention, la distance dl séparant une languette radiale supérieure logée dans une encoche et la languette radiale ondulée de cette cochée est liée à l’épaisseur d’une languette radiale supérieure ELRS par la relation suivante :

k .ELRS <dl< kS. ELRS

Cette inégalité permet de garantir que la garniture ondulée ne contraint pas la garniture supérieure.

Avantageusement et selon l’invention, ledit facteur proportionnel k5 est supérieur ou égal à 8 et le facteur proportionnel k6 est inférieur ou égal à 3.

Avantageusement et selon l’invention, le dispositif présente un jeu radial, lorsqu’un arbre d’une machine tournante est inséré dans ladite enceinte de réception délimitée par ladite garniture supérieure, supérieur d’un facteur proportionnel k7, à l’épaisseur d’une feuille supérieure, et inférieur d’un facteur proportionnel k8, à l’épaisseur d’une feuille supérieure.

En d’autres termes et selon cette variante de l’invention, le jeu radial jr est lié à l’épaisseur d’une feuille supérieure ELS par la relation suivante :

k7.ELS < jr < k8. ELS

Avantageusement et selon l’invention, ledit facteur proportionnel k7 est égal à 0 et ledit facteur proportionnel k8 est inférieur à 2, et notamment compris entre 0,5 et 1 ,8.

Les facteurs proportionnels utilisés dépendent notamment du diamètre de l’arbre de la machine tournante insérée dans le palier et de la machine tournante considérée.

Avantageusement et selon l’invention, au moins une feuille ondulée comprend une feuille métallique lisse, dite feuille support, et une pluralité de feuilles métalliques équipées de saillies solidarisées à ladite feuille support.

Avantageusement et selon l’invention, le dispositif comprend une unique encoche longitudinale, une garniture ondulée formée d’une seule feuille ondulée, une garniture supérieure formée d’une seule feuille supérieure, de sorte que les languettes radiales des feuilles supérieure et ondulée sont toutes logées librement dans la même encoche.

Selon d’autres variantes, la garniture ondulée peut comprendre N feuilles ondulées et la garniture supérieure peut comprendre M feuilles supérieures. D’une manière générale, différentes configurations sont possibles en fonction du nombre d’encoches longitudinales, avec la seule contrainte que le nombre de feuilles ondulées doit être supérieur ou égal au nombre de feuilles supérieures. En d’autres termes, il faut que N soit supérieur ou égal à M étant donné que les feuilles supérieures recouvrent les feuilles ondulées et que les languettes radiales des feuilles supérieures et ondulées sont logées librement dans des encoches longitudinales.

Avantageusement et selon l’invention, le dispositif comprend au moins un moyen de blocage axial desdites garnitures ondulée et supérieure.

Un tel moyen de blocage est par exemple un anneau élastique du type circlip dont les extrémités viennent se loger dans un cran d’arrêt ménagé dans le fourreau. Un tel anneau élastique présente avantageusement un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre intérieur du fourreau de telle sorte que l’anneau ne vienne pas créer une restriction, de passage d’air ou de gaz sous les feuilles du palier.

L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles comprenant les étapes consistant à :

- usiner un alésage central s’étendant le long d’une direction, dite direction longitudinale, dans un fourreau cylindrique, ledit alésage central étant délimité par une surface intérieure,

- usiner au moins une encoche longitudinale dans ledit fourreau cylindrique qui débouche radialement dans ledit alésage central,

- ménager une surface de raccordement entre ladite encoche longitudinale et la surface intérieure dudit fourreau,

- former une première garniture intérieure périphérique, dite garniture ondulée, à partir d’au moins une feuille métallique équipée de saillies radiales, dite feuille ondulée, et présentant, à chaque extrémité, une languette radiale, dite languette radiale ondulée, ladite garniture ondulée formant un galbe principal portant lesdites saillies agencé en regard de ladite surface intérieure dudit fourreau cylindrique pour former une garniture élastiquement déformable, - loger librement chaque languette radiale ondulée dans une encoche longitudinale,

- former une deuxième garniture intérieure périphérique, dite garniture supérieure, à partir d’au moins une feuille métallique, dite feuille supérieure, ladite garniture supérieure formant un galbe principal agencé en regard dudit galbe principal de ladite garniture ondulée pour délimiter une enceinte de réception d’un arbre d’une machine tournante, chaque feuille supérieure présentant, à chaque extrémité, une languette radiale, dite languette radiale supérieure,

- loger librement chaque languette radiale supérieure dans une encoche longitudinale.

Les avantages d’un dispositif formant palier aérodynamique à feuilles selon l’invention s’appliquent mutatis mutandis à un procédé de fabrication selon l’invention.

Avantageusement et selon l’invention, l’étape consistant à usiner au moins une encoche longitudinale dans ledit fourreau cylindrique qui débouche radialement dans ledit alésage central comprend en outre l’étape consistant à usiner, de part et d’autre de ladite ouverture, un dégagement azimutal et une surface de raccordement à ladite surface intérieure dudit fourreau cylindrique comprenant au moins un segment longitudinal agencé entre ledit dégagement azimutal et ladite ouverture, formant une butée azimutale ponctuelle de ladite languette radiale d’une feuille ondulée logée dans cette encoche, l’extrémité libre de ladite languette radiale s’étendant dans ledit dégagement azimutal.

L'invention concerne également un dispositif formant palier radial et un procédé de fabrication d’un tel dispositif caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci- après.

5. Liste des figures

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :

- la figure 1 est une vue schématique en coupe d’un dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles selon un mode de réalisation de l’invention,

- la figure 2 est une vue schématique en coupe d’un dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles selon un autre mode de réalisation de l’invention,

- la figure 3 est une vue schématique détaillée de l’encoche du dispositif de la figure 2,

- la figure 4 est une vue schématique en coupe d’un dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles selon un autre mode de réalisation de l’invention,

- la figure 5 est une vue schématique détaillée de l’encoche du dispositif de la figure 4,

- la figure 6 est une vue schématique en coupe d’un dispositif formant palier radial aérodynamique à feuilles selon un autre mode de réalisation de l’invention,

- la figure 7 est une vue schématique détaillée de l’encoche du dispositif de la figure 6.

6. Description détaillée d’un mode de réalisation de l’invention

Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d’illustration et de clarté. Dans toute la description détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque élément du palier est décrit tel qu’il est agencé lorsqu’un arbre d’une turbomachine est logé dans le palier qui s’étend selon une direction principale, dite direction longitudinale. Les termes longitudinal ou axial sont utilisés en lien avec cette direction principale du palier, référencé X sur les figures. Le terme radial est utilisé en référence à cet axe principal. La direction azimutale Z est la direction orthogonale à la fois à la direction radiale R et à la direction longitudinale X. En d’autres termes, la direction longitudinale X, la direction radiale R et la direction azimutale Z correspondent respectivement aux directions définies par la côte, le rayon et l'angle dans un système de coordonnées cylindrique. La figure 1 est une vue schématique d’un palier selon un premier mode de réalisation de l’invention qui porte un arbre 70 d’une machine tournante, qui peut être de tous types.

Sur les vues en coupe des figures 1 à 7 et aux fins d’alléger ces figures, seul l’arbre 70 est hachuré pour illustrer le fait que l’arbre est représenté en coupe, étant entendu que les autres éléments représentés sur les figures (fourreau, garniture ondulée et garniture supérieure notamment) sont également représentés en coupe.

Ce palier comprend un fourreau 10 cylindrique qui présente une surface intérieure 11 qui définit un alésage de réception d’une garniture ondulée (représenté sur la figure 1 par les feuilles ondulées 22, 23, 24 décrites ci-après) et d’une garniture supérieure (représenté sur la figure 1 par les feuilles supérieures 32, 33, 34 décrites ci-après).

Le fourreau 10 cylindrique comprend en outre trois encoches longitudinales 40, 50, 60 réparties sur le fourreau 10.

La garniture ondulée du palier de la figure 1 comprend trois feuilles ondulées 22, 23, 24 métalliques. Chaque feuille ondulée métallique est équipée de saillies radiales 21 qui sont orientées vers la surface intérieure 11 du fourreau cylindrique 10 pour former ensemble une garniture élastiquement déformable. Selon d’autres modes de réalisation, les saillies peuvent être orientées vers la garniture supérieure. Sur les figures, seule une saillie est référencée à des fins de clarté. Le nombre de saillies 21 et leur forme peuvent être de tous types.

Chaque feuille ondulée 22, 23, 24 est formée par une feuille métallique galbée de telle sorte que ce galbe épouse la forme de la surface intérieure 11 du fourreau 10 et présente à chacune de ces deux extrémités des languettes radiales, référencées respectivement 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b. Les languettes radiales forment un angle prédéterminé avec le galbe de la feuille ondulée de telle sorte que les languettes peuvent s’étendre radialement alors que le galbe suit la courbure de la surface intérieure 11 du fourreau 10. Cet angle des languettes par rapport au galbe de la feuille est par exemple de l’ordre de 95°. D’autres valeurs d’angles peuvent être utilisées, en particulier des angles compris entre 90° et 110°.

Les languettes radiales 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b des feuilles ondulées 22, 23, 24 sont logées librement dans les encoches longitudinales 40, 50, 60.

Plus particulièrement, la feuille ondulée 22 présente une première languette radiale 22a logée librement dans l’encoche 40 et une deuxième languette radiale 22b logée librement dans l’encoche 50.

La feuille ondulée 23 présente une première languette radiale 23a logée librement dans l’encoche 50 et une deuxième languette radiale 23b logée librement dans l’encoche 60.

La feuille ondulée 24 présente une première languette radiale 24a logée librement dans l’encoche 60 et une deuxième languette radiale 24b logée librement dans l’encoche 40.

La garniture supérieure est également formée de trois feuilles métalliques 32, 33, 34. A noter que selon d’autres modes de réalisation, la garniture supérieure peut être formée d’une seule feuille métallique ou de deux feuilles si la garniture ondulée est formée de trois feuilles ondulées. La seule contrainte de réalisation est que le nombre de feuilles supérieures soit inférieur ou égal au nombre de feuilles ondulées et que le nombre de feuilles ondulées soit inférieur ou égal au nombre d’encoches longitudinales ménagées dans le fourreau 10.

Chaque feuille supérieure 32, 33, 34 est formée par une feuille métallique galbée de telle sorte que ce galbe épouse la forme du galbe de la feuille ondulée en regard, qui épouse elle-même la forme de la surface intérieure 11 du fourreau 10. Chaque feuille supérieure présente à chacune de ces deux extrémités des languettes radiales, référencées respectivement 32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b. Les languettes radiales forment un angle prédéterminé avec le galbe de la feuille supérieure de telle sorte que les languettes puissent s’étendre radialement alors que le galbe suit la courbure du galbe de la feuille ondulée en regard. Cet angle des languettes par rapport au galbe de la feuille est par exemple de l’ordre de 95°. D’autres valeurs d’angles peuvent être utilisées, en particulier des angles compris entre 90° et 110°.

Les languettes radiales 32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b des feuilles supérieures 32, 33, 34 sont logées librement dans les encoches longitudinales 40, 50, 60.

Plus particulièrement, la feuille supérieure 32 présente une première languette radiale 32a logée librement dans l’encoche 40 et une deuxième languette radiale 32b logée librement dans l’encoche 50.

La feuille ondulée 33 présente une première languette radiale 33a logée librement dans l’encoche 50 et une deuxième languette radiale 33b logée librement dans l’encoche 60.

La feuille ondulée 34 présente une première languette radiale 34a logée librement dans l’encoche 60 et une deuxième languette radiale 34b logée librement dans l’encoche 40.

Les figures 2 à 7 illustrent d’autres modes de réalisation de l’invention dans lesquels la garniture ne présente qu’une seule encoche longitudinale.

Dans toute la suite et en lien avec les figures 2 à 7, les même références que celles utilisées en lien avec l’encoche longitudinale 40 de la figure 1 sont utilisées pour faciliter la compréhension, étant entendu qu’il s’agit de modes de réalisation différents de celui de la figure 1. En outre, dans le mode de réalisation, des figures 2 à 7, la garniture ondulée est formée d’une seule feuille ondulée 24 et la garniture supérieure 30 est formée d’une seule feuille supérieure 34.

La principale différence entre les modes de réalisation des figures 2, 4 et 6 tient à la forme des surfaces de raccordement 4la, 4lb de l’encoche longitudinale 40.

En particulier, l’encoche longitudinale 40 comprend, de part et d’autre de son ouverture 42, un dégagement azimutal 43a, 43b et une surface de raccordement 4la, 4lb à la surface intérieure 11 du fourreau 10 cylindrique.

Cette encoche longitudinale 40 est de préférence symétrique par rapport à un plan longitudinal. En outre, chaque surface de raccordement 4la, 4lb est configurée de telle sorte qu’elle forme un segment longitudinal 44a, 44b agencé entre le dégagement azimutal 43a, 43b et l’ouverture 42 pour former une butée azimutale ponctuelle de la languette radiale d’une feuille ondulée logée dans l’encoche 40. Une butée azimutale ponctuelle est une butée qui empêche le déplacement des languettes radiales selon la direction azimutale, c’est-à-dire selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale et à la direction radiale. En outre, cette butée azimutale longitudinale est ponctuelle, c’est-à-dire qu’elle est localisée sur un axe longitudinal de la surface de raccordement. Lorsque les languettes radiales sont logées dans l’encoche 40, les extrémités des languettes peuvent s’étendre librement dans le dégagement azimutal.

Ainsi, selon le mode de réalisation représentée sur les figures 2, 4 et 6, et leurs détails des figures 3, 5 et 7, la languette radiale 24b vient en butée azimutale contre le segment 44b de la surface de raccordement 4lb.

Bien évidemment, lorsque l’arbre tourne dans l’autre sens de rotation, c’est la languette radiale 24a de la feuille ondulée qui vient en butée azimutale contre le segment 44a de la surface de raccordement 4la de l’encoche longitudinale 40.

Sur les figures 2 et 3, la surface de raccordement est arrondie de sorte que le segment 44a, 44b formant une butée azimutale ponctuelle est une génératrice de la surface arrondie formant la surface de raccordement.

Sur les figures 4, 5, 6 et 7 les segments 44a, 44b formant une butée azimutale ponctuelle sont des arêtes. Chaque arête peut être formée par deux surfaces formant entre elles un angle a de l’ordre de 90°, comme sur les figures 4 et 5 ou, de l’ordre de 120° comme sur les figures 6 et 7. Bien entendu, d’autres angles sont possibles, sans que cela ne remette en cause l’objet de l’invention.

Selon le mode de réalisation des figures (et tel que représenté plus précisément sur la figure 5) l’encoche longitudinale 40 présente une largeur Le inférieure, d’un facteur proportionnel kl (qui est par exemple fixé à 0,8), à la distance Dbump qui séparent les saillies 21 de la garniture ondulée, et supérieure, d’un facteur proportionnel k2 (qui est par exemple fixé à 1 ,2) à la somme des épaisseurs des languettes radiales des feuilles supérieure et ondulée logées dans l’encoche 40.

En outre, et selon le mode de réalisation des figures , la distance d3 qui sépare les languettes radiales supérieures 34a, 34b logées dans l’encoche 40 est inférieure, d’un facteur proportionnel k3 (qui est par exemple fixé à 8) à leur épaisseur, et supérieure d’un facteur proportionnel k4 (qui est par exemple fixé à 3) à leur épaisseur.

En outre et selon le mode de réalisation des figures, la distance dl qui sépare une languette radiale 34a supérieure logée dans l’encoche 40 et une languette radiale ondulée 24a, logée dans cette encoche est inférieure, d’un facteur proportionnel k5 (qui est par exemple fixé à 8) à l’épaisseur de la languette radiale supérieure 34a logée dans l’encoche 40, et supérieure d’un facteur proportionnel k6 (qui est par exemple fixé à 3), à l’épaisseur de la languette radiale supérieure 34a logée dans cette encoche 40.

Enfin, le dispositif selon l’invention comprend avantageusement un jeu radial jr, supérieur d’un facteur proportionnel k7 (qui est par exemple fixé à 0), à l’épaisseur d’une feuille supérieure, et inférieur d’un facteur proportionnel k8 (qui est par exemple fixé à 1 ,5, à l’épaisseur d’une feuille supérieure.

En d’autres termes, et tel que représenté sur la figure 5, le jeu radial, une fois que l’arbre 70 est logé dans le palier de l’invention, est de préférence compris entre 0 et une fois et demi l’épaisseur de la feuille supérieure.

Ce jeu radial entre l’arbre 70 et les feuilles résulte de la chaîne de côte prenant en compte le diamètre de l’arbre 70, le diamètre intérieur du fourreau 10, la hauteur des saillies 21 des feuilles ondulées et l’épaisseur des feuilles.