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Title:
SUPPORT SYSTEM FOR A STRUCTURAL CASING OF A TURBOMACHINE AND ASSOCIATED CONNECTING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/203139
Kind Code:
A1
Abstract:
Support system (16) for a structural casing (10) of a turbomachine, which comprises: – a handling fitting (17) comprising a front edge (19) provided with one or more holes (26) for receiving one or more screws (24) for attachment to a flange (23) formed on the casing (10), a rear edge (20) provided with a cavity (32) for receiving a projecting boss (29) formed on the casing (10); – a pair of jaws (31), for gripping the boss (29), that are mounted in the cavity (32); – at least one screw (33), for adjusting the position of the jaws (31), mounted on the fitting (17) and engaging with at least one jaw (31).

Inventors:
SULTANA, Patrick (Safran Aircraft Engines PI Rond-point René Ravaud - Réau, Moissy-Cramayel, 77550, FR)
PRESTEL, Sébastien, Jean, Laurent (Safran Aircraft Engines PI Rond-point René Ravaud - Réau, Moissy-Cramayel, 77550, FR)
RENON, Olivier (Safran Aircraft Engines PI Rond-point René Ravaud - Réau, Moissy-Cramayel, 77550, FR)
DEBRAY, Benoit, Argémiro, Matthieu (Safran Aircraft Engines PI Rond-point René Ravaud - Réau, Moissy-Cramayel, 77550, FR)
SEVI, Guillaume (Safran Aircraft Engines PI Rond-point René Ravaud - Réau, Moissy-Cramayel, 77550, FR)
Application Number:
FR2017/051235
Publication Date:
November 30, 2017
Filing Date:
May 19, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SAFRAN AIRCRAFT ENGINES (2 boulevard du Général Martial Valin, Paris, Paris, 75015, FR)
International Classes:
F01D25/28; B64F5/50
Attorney, Agent or Firm:
GUTMANN, Ernest (3 rue Auber, Paris, Paris, 75009, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Système (16) de support d'un carter (10) structural de turbomachine, qui comprend :

- une ferrure (17) de manutention comportant un bord avant (19) muni d'un ou plusieurs trous (26) pour accueillir une ou plusieurs vis de fixation (24) à une bride (23) formée sur le carter (10), un bord arrière (20) muni d'une cavité (32) apte à accueillir un bossage (29) formé en saillie sur le carter (10) ;

- une paire de mors (31) de serrage du bossage (29), montés dans la cavité (32) ;

au moins une vis (33) de réglage de la position des mors (31), montée sur la ferrure (17) et coopérant avec au moins un mors (31).

2. Système (16) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mors (31) présentent des faces avant obliques (41), aptes à venir s'appuyer contre des faces d'appui (30) en biseau formées sur le bossage (29).

3. Système (16) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de vis de réglage (33) des mors (31), montées de part et d'autre de la ferrure (17).

4. Système (16) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque vis de réglage (33) comprend une extrémité conformée en champignon (38), qui coopère avec une rainure (39) pratiquée dans une face arrière (40) d'un mors (31).

5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou chaque vis de réglage (33) comprend un corps logé dans un trou (34) pratiqué dans un bord latéral (21) de la ferrure (17).

6. Système (16) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque mors (20) est pourvu d'une rainure (43) qui coopère avec un ergot (42) formé en saillie sur une face d'appui (30) du bossage (29).

7. Système (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque face d'appui (30) du bossage (29) est pourvu d'une rainure qui coopère avec un ergot formé en saillie sur une face (41) d'un mors (31).

8. Système (16) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les vis (24) de fixation traversent conjointement des perçages (25) formés dans la bride (23) et des trous (26) pratiqués dans un bord avant (19) de la ferrure (17).

9. Système (16) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des écrous (27) qui viennent en prise hélicoïdale avec les vis de fixation (24) en étant logés dans des fenêtres (22) pratiquées dans la ferrure (17) au voisinage de son bord avant (19).

10. Système (16) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la ferrure (17) comporte des douilles serties à l'intérieure de celle- ci au voisinage de son bord avant (19), et qui viennent en prise hélicoïdale avec les vis (24) de fixation.

11. Ensemble de liaison comprenant un carter (10) structural de turbomachine pourvu d'un système (16) de support d'un carter (10) structural de turbomachine, qui comprend :

une ferrure (17) de manutention comportant un bord avant (19) muni d'un ou plusieurs trous (26) accueillant une ou plusieurs vis de fixation (24) à une bride (23) formée sur le carter (10), un bord arrière (20) muni d'une cavité (32) accueillant un bossage (29) formé en saillie sur le carter (10) ;

une paire de mors (31) de serrage du bossage (29), montés dans la cavité (32) ;

- au moins une vis (33) de réglage de la position des mors (31), montée sur la ferrure (17) et coopérant avec au moins un dit mors (31).

Description:
SYSTÈME DE SUPPORT D'UN CARTER STRUCTURAL DE TURBOMACHINE ET

ENSEMBLE DE LIAISON ASSOCIÉ

L'invention a trait au domaine des turboréacteurs, notamment ceux destinés à équiper les aéronefs. Elle concerne plus particulièrement un système de support pour un carter structural pour un tel turboréacteur, prévu pour faciliter les opérations de transport ou de maintenance du turboréacteur.

La description suivante se réfère à un système de support monté sur un carter d'échappement mais ce système peut être aisément monté sur tout type de carters.

Dans la présente description, les termes avant et arrière utilisés pour décrire des bords, des faces ou des sections de pièces mécaniques du système permettent de distinguer les différentes zones de ces pièces et leurs positions doivent être considérées en référence aux dessins.

De manière connue, les turboréacteurs, et plus particulièrement les turboréacteurs à double flux, sont munis d'un carter d'échappement structural et d'un carter intermédiaire dont une fonction consiste à assurer le support de l'ensemble du moteur sur un chariot de transport dans les ateliers d'assemblage ou de maintenance et lors de toute opérations de transports comme par exemple la livraison par camion. Cette fonction est réalisée grâce à des ferrures de manutention, dans lesquelles des parties mâles du chariot viennent se fixer, comme décrit dans la demande de brevet français FR 3018 773 (Snecma).

Ces ferrures de manutention supportent des efforts axiaux, radiaux, et verticaux élevés. Il est connu de fixer ces ferrures sur le carter au moyen de simples vis, qui ne sont pas orientées de manière idéale pour assurer une bonne répartition des efforts précités. Un objectif de l'invention est par conséquent d'améliorer la répartition des efforts dans les ferrures de manutention.

A cet effet, il est proposé un système de support d'un carter d'échappement structural de turbomachine, qui comprend :

une ferrure de manutention comportant un bord avant muni d'un ou plusieurs trous pour accueillir une ou plusieurs vis de fixation à une bride formée sur le carter, un bord arrière muni d'une cavité apte à accueillir un bossage formé en saillie sur le carter. Le bossage et le carter forment une pièce monobloc. une paire de mors de serrage du bossage, montés dans la cavité ; au moins une vis de réglage de la position des mors, montée sur la ferrure et coopérant avec au moins un mors.

Est aussi concerné un ensemble de liaison comprenant un carter structural de turbomachine pourvu d'un système de support du carter comme ci-avant, qui comprend donc:

une ferrure de manutention comportant un bord avant muni d'un ou plusieurs trous accueillant une ou plusieurs vis de fixation à une bride formée sur le carter, un bord arrière muni d'une cavité accueillant un bossage formé en saillie sur le carter ;

une paire de mors de serrage du bossage, montés dans la cavité ; au moins une vis de réglage de la position des mors, montée sur la ferrure et coopérant avec au moins un dit mors.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison. Ainsi :

les mors présentent par ex. des faces avant obliques, aptes à venir s'appuyer contre des faces d'appui en biseau formées sur le bossage ;

le système comporte par ex. une paire de vis de réglage des mors, montées de part et d'autre de la ferrure ;

chaque vis de réglage peut comprendre une extrémité conformée en champignon, qui coopère avec une rainure en T pratiquée dans une face arrière d'un mors ;

la ou chaque vis de réglage comprend par ex. un corps logé dans un trou pratiqué dans un bord latéral de la ferrure ;

chaque mors peut être pourvu d'une rainure qui coopère avec un ergot formé en saillie sur une face d'appui du bossage ;

le système comporte par ex. des vis de fixation de la ferrure sur la bride, qui traversent conjointement des perçages formés dans la bride et des trous pratiqués dans un bord avant de la ferrure.

le système peut comporter des écrous qui viennent en prise hélicoïdale avec les vis de fixation en étant logés dans des fenêtres pratiquées dans la ferrure au voisinage de son bord avant. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :

La FIG.1 est une vue en coupe schématique d'un turboréacteur à double flux.

La FIG.2 est une représentation schématique du carter d'échappement structural.

La FIG.3 est une vue éclatée, à plus grande échelle, du système de support et de la partie mâle du chariot de manutention, prise dans le médaillon de détail II de la FIG.2.

La FIG.4 est une vue éclatée du système de support à mors mobiles, selon un exemple de mode de réalisation.

La FIG.5 représente une vue de côté du système de support à mors mobiles, selon un exemple de mode de réalisation.

- La FIG.6 représente une vue de détail du système de support à mors mobiles, prise dans le médaillon de détail de la FIG.5.

Sur la FIG.1 est représentée, en coupe, une turbomachine 1 à double flux. Cette turbomachine 1 comporte une nacelle 2 de forme cylindrique, un turboréacteur 3 logé dans la nacelle, et une roue 4 de soufflante montée en amont du turboréacteur 3. Le turboréacteur comprend, d'amont en aval dans le sens d'écoulement des gaz, un compresseur basse pression 5, un carter intermédiaire 6, un compresseur haute pression 7, une chambre de combustion 8, une turbine 9 et un carter d'échappement 10.

Le carter intermédiaire 6 et le carter d'échappement 10 sont des carters structuraux qui permettent, entre autres fonctions, de rigidifier la turbomachine 1 pour limiter ses déformations en fonctionnement. Le carter d'échappement 10 est fixé sur un carter 11 de turbine, au niveau d'une zone de liaison entourée par un rectangle sur la FIG.1.

Comme l'illustre la FIG.2, le carter d'échappement 10 comprend au moins deux viroles coaxiales, à savoir une virole interne 12 et une virole externe 13 disposées l'une à l'intérieur de l'autre et reliées par des bras 14 sensiblement radiaux ou légèrement inclinés.

Lors d'une opération de transport de la turbomachine 1, celle-ci est maintenue et positionnée au moyen d'un chariot de manutention pourvu de bras de support 15 qui viennent coopérer avec un système de support 16 associé au carter 10, lequel assure le soutien de tout ou partie de la turbomachine 1.

Ce système de support 16 comprend, en premier lieu, une paire de ferrures de manutention 17, fixées sur le carter 10, de part et d'autre de la virole 13. Selon un mode préféré de réalisation, illustré sur la FIG.2, les ferrures 17 sont disposées de manière sensiblement diamétralement opposée sur la virole externe 13, quoique décalée angulairement par rapport au diamètre. Dans l'exemple illustré sur la FIG.2, le décalage angulaire entre les ferrures 17, mesuré par rapport à l'axe de la virole 13, est de 135° environ.

Chaque ferrure 17 comprend un corps 18 de forme grossièrement triangulaire, réalisé de manière monobloc dans un matériau métallique (par ex. en titane ou dans un acier spécial). Comme on le voit bien notamment sur la FIG.5, la largeur du corps 18 va en diminuant depuis un bord avant 19, relativement large, jusqu'à un bord arrière 20, comparativement plus étroit et avantageusement arrondi.

Selon un mode particulier de réalisation illustré sur les dessins, et notamment sur la FIG.5, le corps 18 de chaque ferrure 17 présente des bords latéraux 21 qui, joignant le bord avant 19 et le bord arrière 20, ne sont pas nécessairement droits mais peuvent présenter des galbes.

Comme on le voit également sur la FIG.5, chaque ferrure 17 est pourvue, au voisinage du bord avant 19, de fenêtres 22 pratiquées dans l'épaisseur du corps 18 pour permettre la fixation de la ferrure 17 à une bride 23 formée en saillie sur un bord avant de la virole externe 13.

Selon un mode préféré de réalisation illustré sur la FIG.5, la fixation de la ferrure 17 à la bride 23 est réalisée au moyen de vis 24 qui traversent conjointement des perçages 25 formés dans la bride 23 et des trous 26 pratiqués dans le bord avant 19 du corps 18 au droit des fenêtres 22. Le serrage des vis 24 peut être assuré au moyen d'écrous 27 logés dans les fenêtres 22 (FIG.5). Il est également possible de ne pas avoir de fenêtres 22 ni d'écrous 27 mais une ferrure pleine avec des douilles serties à l'intérieur de la ferrure.

Chaque ferrure 17 comprend par ailleurs un fût 28, formé en saillie sensiblement radiale à partir du corps 18, destiné à accueillir un bras 15 de support et dont la forme est, à cet effet, complémentaire de celui- ci. Dans l'exemple illustré, où le bras de support 15 est cylindrique, le fût 28 forme, de manière complémentaire, un alésage également cylindrique.

Le système de support 16 comprend en outre :

un bossage 29 formé en saillie sur le carter d'échappement 10 à distance de la bride 23 et qui présente deux faces d'appui 30 en biseau (écartées d'un angle qui, dans l'exemple illustré, est proche d'un angle droit), tournées vers la bride 23 ;

un mécanisme de serrage porté par la ferrure 17.

Le mécanisme de serrage comprend :

- une paire de mors mobiles 31 en translation, logés dans une cavité

32 formée dans le bord arrière 20 du corps 18, et

une paire de vis de réglage 33 de la position des mors 31.

Chaque vis 33 est introduite dans un trou latéral 34 percé dans un bord latéral 21 du corps 18 ; elle comprend une tête 35, qui dépasse du trou 34 et est pourvue d'une empreinte 36 propre à accueillir un outil de manœuvre tel qu'une clé, et un corps 37, qui s'étend depuis la tête 35, au travers du trou 34 jusqu'à une extrémité interne conformée en champignon 38.

Comme on le voit dans le médaillon de détail de la FIG.5, le champignon 38 de chaque vis 33 est logé dans une rainure 39 à section en T pratiquée dans une face arrière 40 du mors 31, opposée à une face avant 41 oblique par laquelle le mors 31 est appliqué contre une face d'appui 30 du bossage 29. Il est possible de réaliser d'autres formes pour la rainure 39, comme par exemple une queue d'aronde ou une sphère ou toute autre forme.

La fixation de la ferrure 17 sur le carter 10 est réalisée comme suit. Les vis de réglage 33 sont insérées dans leur trou 34, puis les mors 31 sont insérés par le bas pour que chaque rainure 39 puisse accueillir un champignon 38 d'une vis 33. L'ensemble est ensuite positionné sur le carter 10 et les vis 33 sont serrées au moyen d'un outil de manœuvre tel qu'une clé.

A l'aide des vis de réglage 33, les mors 31 sont écartés l'un de l'autre au maximum pour permettre un emboîtement sur le bossage 29.

La ferrure 17 est alors montée sur la virole 13, le bord avant 19 venant s'appliquer contre la bride 23 et la cavité 32 venant s'emboîter sur le bossage 29, avec les mors 31 de part et d'autre de celui-ci. Le bord avant 19 est solidarisé à la bride 23 au moyen des vis de fixation 24 qui traversent conjointement les perçages 25 et les trous 26, et des écrous 27 qui, logés dans les fenêtres 22, viennent en prise hélicoïdale avec les vis 24 pour assurer le serrage conjoint de la bride 23 et du bord 19.

On tourne ensuite les vis 33 de réglage pour serrer les mors 31 contre le bossage 29, les faces avant 41 des mors 31 venant au contact des faces d'appui 30 et assurant ainsi le blocage, par frottement, de la ferrure 17 par rapport au bossage 29.

Tout en étant très rigide, cette fixation de la ferrure 17 sur le carter

10 (et plus précisément sur sa virole externe 13) permet le rattrapage des jeux à la fois axiaux (c'est-à-dire parallèlement à l'axe de la virole 13) et tangentiels (perpendiculairement à l'axe de la virole 13) nécessaires au montage. Il se peut ainsi que, en fonction des jeux à rattraper, les courses respectives des mors 31 ne soient pas égales.

Ainsi fixée, la ferrure 17 est en liaison d'encastrement avec le carter d'échappement 10. Il en résulte une bonne répartition des efforts entre les vis amont 24 et le bossage 29, ce qui améliore la tenue des pièces.

Les vis 24 assurent la reprise partielle d'efforts axiaux, tangentiels et radiaux. Le bossage 29 et les mors 31 assurent la reprise de l'autre partie de ces efforts axiaux, tangentiels et radiaux.

Compte tenu de la symétrie des systèmes de support 16 de part et d'autre de la virole externe 13, le risque d'arrachement des ferrures 17 sous l'effet d'efforts radiaux est faible.

Cependant, on peut sécuriser chaque système de support 16 en munissant par ex. le bossage 29 d'une paire d'ergots 42 formés en saillie sur les faces d'appui 30, qui viennent se loger dans des rainures 43 pratiquées dans les mors 31, comme illustré en pointillés sur la FIG.6. Il est également possible de faire l'inverse, c'est-à-dire que chaque face d'appui 30 du bossage 29 comporte une rainure qui coopère avec un ergot formé en saillie sur une face 41 d'un mors 31.

Sous l'action d'efforts radiaux tendant à arracher la ferrure 17, les ergots 42 viennent buter contre les bords des rainures 43 est ainsi immobiliser radialement les mors 31 (et donc la ferrure 17). Il est envisageable, en variante, d'assurer l'immobilisation radiale de la ferrure 17 au moyen d'une goupille traversant conjointement la ferrure 17 et le bossage 29.

Pour éviter tout desserrage intempestif des vis de réglage 33, on peut interposer, entre elles et le corps 18, des rondelles freins, ou prévoir des contre-écrous.