WO2025141269A1 - Aircraft turbine engine assembly comprising an emergency device for the mechanical coupling of two rotating parts of the assembly - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the field of aircraft turbomachines, and more precisely to that of assemblies implementing rotating parts of the turbomachine, mechanically coupled to each other.
- the invention finds applications in any type of aircraft turbomachine, such as turbojets or turboprops.
- the invention firstly relates to an assembly for an aircraft turbomachine, according to the characteristics of claim 1.
- the invention thus provides a simple and reliable solution for ensuring an emergency axial retention function, in the event of a failure which may take the form of either a breakage of one of the two rotating parts, or a failure of their main mechanical coupling device.
- the second coupling portion of the emergency device comprises an annular row of emergency axial stops.
- the main mechanical coupling device also makes it possible, in the normal operating configuration of the assembly, to mechanically couple in rotation the first part with the second part, along the longitudinal central axis of the assembly.
- the emergency device also comprises at least one emergency circumferential stop, and, in the normal operating configuration of the assembly in which the emergency device adopts an inactive state of rotational coupling, the emergency circumferential stop is circumferentially spaced from a complementary circumferential stop provided on the second part; the assembly being configured so that in the event of a failure leading to an unwanted relative rotation between the first and second parts, the emergency device switches to an active state of rotational coupling in which it ensures the rotational coupling of one of the first and second parts with the other, by the emergency circumferential stop coming into contact with the complementary circumferential stop.
- the second coupling portion also comprises said emergency circumferential stop.
- the same emergency device is further functionalized, since it is advantageously capable of fulfilling an additional “Fail Safe” function of rotational coupling of the two rotating parts.
- the emergency axial stop and the emergency circumferential stop are formed by two surfaces of the same first member of the emergency device, and the complementary axial stop and the complementary circumferential stop are formed by two surfaces of the same second member of the second part, the first member being a tooth and the second member being a coupling notch, or vice versa, and the tooth being housed in the coupling notch when the emergency device is in its active states of axial coupling and rotational coupling.
- the coupling notch opens circumferentially onto an axial insertion groove of the tooth. This feature facilitates the manufacture and assembly of the constituent elements of the assembly according to the invention.
- the emergency device further comprises a third coupling portion, comprising said emergency circumferential stop, the emergency circumferential stop and the complementary circumferential stop being preferentially defined by facing surfaces of two teeth, grooves or notches.
- the emergency axial stop is formed by a screw head, a washer or a nut.
- the first coupling portion of the emergency device is preferably fixed to the first part using a threaded or welded connection, preferably centered on the longitudinal central axis.
- the second member is the coupling notch
- the complementary circumferential stop corresponds to a circumferential bottom of this notch, circumferentially offset by a circumferential notch opening in a direction opposite to the direction of rotation of the first and second parts.
- the proposed solution makes it possible to automatically obtain the emergency circumferential stop coming into contact with the complementary circumferential stop, by relative rotational movement between the second driving part and the second coupling portion of the emergency device secured to the first driven rotating part.
- the first part is a drive shaft of the turbomachine
- the second part is a disc of a rotor bladed wheel, preferably a turbine or compressor.
- it could be other coupled rotating parts of the turbomachine, without departing from the scope of the invention.
- the invention relates to an aircraft turbomachine, comprising at least one assembly as described above. It may for example be a turbojet, and preferably a double-flow and single or double-spool turbojet.
- FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an aircraft turbomachine
- FIG. 2 is a schematic view in longitudinal section of an assembly intended to equip the turbomachine shown in the preceding figure, the assembly being in the form of a first preferred embodiment of the invention, in normal operating configuration;
- FIG. 9 is a schematic view similar to that of Fig. 7, showing the emergency device when it adopts its active axially coupled and rotationally coupled states;
- FIG. 10 is a schematic half-view similar to that of Fig. 5, with the assembly being in the form of a third preferred embodiment of the invention, and shown in the normal operating configuration;
- FIG. 10A is a sectional view taken along line XA-XA of Fig. 10;
- FIG. 11 is a schematic half-view similar to that of Fig. 10, with the assembly shown in the failure configuration;
- FIG. 11A is a sectional view taken along line XIA-XIA of Fig. 11;
- FIG. 12 is a schematic half-view similar to that of Fig. 10, with the assembly being in the form of an alternative to the third preferred embodiment, and shown in the normal operating configuration;
- FIG. 12A is a sectional view taken along line XIIA-XIIA of Fig. 12;
- FIG. 13 is a schematic half-view similar to that of Fig. 5, with the assembly being in the form of a fourth preferred embodiment of the invention, and shown in the normal operating configuration;
- FIG. 14 is a schematic view showing the emergency device when it adopts its inactive axially coupled and rotationally coupled states
- FIG. 15 is a schematic half-view similar to that of Fig. 13, with the assembly shown in the failure configuration;
- FIG. 16 is a schematic view similar to that of Fig. 14, showing the emergency device when it adopts its active axially coupled and rotationally coupled states;
- FIG. 17 is a schematic half-view similar to that of Fig. 13, with the assembly being in the form of an alternative to the fourth preferred embodiment, and shown in the normal operating configuration.
- an aircraft turbomachine 1 is shown. This is a double-flow, double-spool turbojet engine. However, it could be a turbomachine of another type, for example a single-spool turbojet engine, or even a turboprop, without departing from the scope of the invention.
- the turbomachine 1 has an axis X around which its various components extend, this axis being called the longitudinal central axis of the turbomachine. It comprises, from upstream to downstream along a main direction 5 of gas flow through this turbomachine, a fan 3, a low-pressure compressor 4, a high-pressure compressor 6, a combustion chamber 11, a high-pressure turbine 7 and a low-pressure turbine 8. Conventionally, after passing through the fan, the air divides into a central primary flow 12a and a secondary flow 12b which surrounds the primary flow.
- the primary flow 12a flows in a main gas circulation vein 14a passing through the compressors 4, 6, the combustion chamber 11 and the turbines 7, 8.
- the secondary flow 12b flows in a secondary vein 14b delimited radially towards the outside by a motor casing, surrounded by a nacelle 9.
- Figures 2 and 3 show an assembly 100 intended to equip the turbomachine shown in Figure 1.
- This assembly 100 comprises any two rotating parts, mechanically coupled to each other.
- the two parts 20, 22 are concentric, with axis X, and here arranged so that the first part 20 is upstream of the second part 22.
- the two parts 20, 22 are thus rotatable about the axis X, also corresponding to the longitudinal central axis of the assembly 100.
- the second part 22 is driving part, while the first part 20 is driven in rotation by this second part 22.
- An inverse situation could nevertheless be retained, without departing from the scope of the invention.
- the first part 20 may be a drive shaft of the turbomachine, for example the low pressure shaft of the turbomachine, while the second part 22 may be a disk of a turbine rotor bladed wheel, for example the rotor disk of the last stage of the low pressure turbine, namely the disk located furthest downstream within the turbomachine.
- Other applications are however possible, such as having the second driving part 22 corresponding to the low pressure shaft, and the first driven part 20 corresponding to a disk of a compressor rotor bladed wheel, for example the rotor disk of the first stage of the low pressure compressor, namely the disk located furthest upstream within the turbomachine.
- the pressure forces resulting from the primary flow and applied to the second part 22 tend to force the latter axially downstream, relative to the first part 20.
- the emergency device 124 adopts inactive states of axial coupling and rotational coupling.
- each emergency device 124 allows the axial retention of the disc 22 by the shaft 20, as well as the rotational driving of the second by the first.
- this fourth mode allows the “Fail Safe” functions to be obtained using a dog-type system, formed by the pins 124, as well as the corresponding grooves and notches 55, 238.
- Figure 17 shows an alternative, in which each pin 124 is no longer attached to the shaft 20, but integrated into the latter. Also, the first coupling portion 128 of each pin 124 is made in one piece with the shaft 20, in the thickness thereof. The connection 130 is no longer necessary between the shaft 20 and the first integrated coupling portion 12 of the pin 124, which still includes the second coupling portion 132 projecting radially inwards to cooperate with the front disk extension 50.
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Abstract
Description
ASSEMBLAGE POUR TURBOMACHINE D'AERONEF, COMPRENANT UN DISPOSITIF DE SECOURS DE COUPLAGE MECANIQUE DE DEUX PIECES TOURNANTES DE L'ASSEMBLAGEASSEMBLY FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE, COMPRISING AN EMERGENCY DEVICE FOR MECHANICALLY COUPLING TWO ROTATING PARTS OF THE ASSEMBLY
Domaine technique Technical field
L'invention se rapporte au domaine des turbomachines d'aéronefs, et plus précisément à celui des assemblages mettant en œuvre des pièces tournantes de la turbomachine, couplées mécaniquement les unes aux autres. The invention relates to the field of aircraft turbomachines, and more precisely to that of assemblies implementing rotating parts of the turbomachine, mechanically coupled to each other.
Il peut s'agir de différentes pièces tournantes de la turbomachine, et en particulier un arbre moteur ainsi qu'un disque d'une roue aubagée de rotor de turbine ou de compresseur, couplé mécaniquement à l'arbre. These may be various rotating parts of the turbomachine, and in particular a drive shaft as well as a disc of a turbine or compressor rotor bladed wheel, mechanically coupled to the shaft.
L'invention trouve des applications dans tout type de turbomachine d'aéronef, comme les turboréacteurs ou les turbopropulseurs. The invention finds applications in any type of aircraft turbomachine, such as turbojets or turboprops.
État de la technique antérieure State of the prior art
Lorsque deux pièces tournantes d'une turbomachine sont couplées mécaniquement entre elles, en rotation et en translation, la rupture de l'une de ces pièces ou la défaillance de leur dispositif principal de couplage mécanique peut conduire à un déplacement axial non- désiré de l'une de ces deux pièces par rapport à l'autre. Dans le cas par exemple d'un disque de rotor de turbine, une telle rupture peut conduire ce disque à se déplacer vers l'arrière, tandis que dans le cas d'un disque de rotor de compresseur, ce disque est forcé à se déplacer vers l'avant. Dans ces deux exemples, les sens de déplacements axiaux non- désirés des disques sont déterminés par les efforts de pression s'appliquant sur les aubes portées par ces disques. When two rotating parts of a turbomachine are mechanically coupled to each other, in rotation and in translation, the breakage of one of these parts or the failure of their main mechanical coupling device can lead to an unwanted axial displacement of one of these two parts relative to the other. In the case, for example, of a turbine rotor disk, such a breakage can cause this disk to move backward, while in the case of a compressor rotor disk, this disk is forced to move forward. In these two examples, the directions of unwanted axial displacement of the disks are determined by the pressure forces applied to the blades carried by these disks.
Le déplacement axial non-désiré peut avoir pour conséquence que l'une des deux pièces soit forcée à sortir de la turbomachine. Afin d'éviter une telle situation, et de satisfaire aux exigences de fiabilité et de certification en la matière, la turbomachine doit pouvoir assurer une fonction de secours, empêchant la pièce détachée de s'extraire de cette turbomachine. Cette fonction de secours, également connue sous l'appellation anglaise « Fail Safe », peut être réalisée par l'implantation d'un dispositif de secours de couplage mécanique des deux pièces tournantes, capable de passer d'un état inactif d'accouplement à un état actif d'accouplement en cas de rupture de l'une de ces deux pièces, ou de défaillance de leur dispositif principal de couplage mécanique. Le dispositif de secours permet, dans son état actif d'accouplement, de former une retenue axiale de secours de la pièce susceptible de se déplacer, empêchant ainsi cette pièce de s'extraire de la turbomachine. Habituellement, ce dispositif de secours permet également de rétablir le couplage en rotation de ces composants, lorsque le couplage principal est endommagé. Unwanted axial displacement may result in one of the two parts being forced out of the turbomachine. In order to avoid such a situation, and to meet the reliability and certification requirements in this area, the turbomachine must be able to provide an emergency function, preventing the detached part from being extracted from this turbomachine. This emergency function, also known as "Fail Safe", can be achieved by implementing an emergency device for mechanically coupling the two rotating parts, capable of switching from an inactive coupling state to an active state. coupling in the event of breakage of one of these two parts, or failure of their main mechanical coupling device. The emergency device allows, in its active coupling state, to form an emergency axial restraint of the part likely to move, thus preventing this part from being extracted from the turbomachine. Usually, this emergency device also allows the rotational coupling of these components to be restored, when the main coupling is damaged.
Pour réaliser ce dispositif de secours, il peut être envisagé d'associer une structure massique d'arrêt axial à la pièce tournante susceptible de subir le déplacement non-désiré, en plaçant cette structure d'arrêt en aval de la pièce à retenir dans le sens de déplacement axial non-désiré. Cependant, l'environnement dense dans lequel se trouvent parfois les pièces tournantes de la turbomachine ne permet pas l'implantation d'une telle structure « Fail Safe », massique et volumineuse. Et même en cas de possible implantation de cette structure, celle-ci induit un impact non-négligeable sur la masse globale de la turbomachine, conduisant à une diminution des performances, ainsi qu'à une augmentation de la consommation spécifique en carburant. To achieve this emergency device, it may be considered to associate a massive axial stop structure with the rotating part likely to undergo the unwanted displacement, by placing this stop structure downstream of the part to be retained in the direction of unwanted axial displacement. However, the dense environment in which the rotating parts of the turbomachine are sometimes located does not allow the implementation of such a massive and bulky "Fail Safe" structure. And even if this structure is possible to implement, it induces a non-negligible impact on the overall mass of the turbomachine, leading to a reduction in performance, as well as an increase in specific fuel consumption.
Par conséquent, il subsiste un besoin d'améliorer la conception des dispositifs de secours de couplage mécanique entre les pièces tournantes de turbomachine. Therefore, there remains a need to improve the design of mechanical coupling backup devices between rotating turbomachine parts.
Exposé de l'invention Statement of the invention
Pour répondre à ce besoin, l'invention a tout d'abord pour objet un assemblage pour turbomachine d'aéronef, selon les caractéristiques de la revendication 1. To meet this need, the invention firstly relates to an assembly for an aircraft turbomachine, according to the characteristics of claim 1.
L'invention apporte ainsi une solution simple et fiable pour assurer une fonction de retenue axiale de secours, en cas de défaillance pouvant prendre la forme soit d'une rupture de l'une des deux pièces tournantes, soit d'une défaillance de leur dispositif principal de couplage mécanique. The invention thus provides a simple and reliable solution for ensuring an emergency axial retention function, in the event of a failure which may take the form of either a breakage of one of the two rotating parts, or a failure of their main mechanical coupling device.
De plus, avec cette conception, le dispositif de secours peut avantageusement présenter une faible masse. L'invention est donc le résultat de recherches technologiques visant à améliorer de manière significative les performances des aéronefs et, en ce sens, contribue à la réduction de l'impact environnemental de ces aéronefs (décarbonation). L'invention prévoit de préférence au moins l'une quelconque des caractéristiques techniques optionnelles suivantes, mises en œuvre isolément ou en combinaison. Furthermore, with this design, the emergency device can advantageously have a low mass. The invention is therefore the result of technological research aimed at significantly improving aircraft performance and, in this sense, contributes to reducing the environmental impact of these aircraft (decarbonization). The invention preferably provides at least any one of the following optional technical features, implemented in isolation or in combination.
De préférence, le dispositif de secours de couplage mécanique comprend un arbre centré sur l'axe central longitudinal. Preferably, the mechanical coupling backup device comprises a shaft centered on the longitudinal central axis.
De préférence, la seconde portion de couplage du dispositif de secours comprend une rangée annulaire de butées axiales de secours. Preferably, the second coupling portion of the emergency device comprises an annular row of emergency axial stops.
De préférence, le dispositif principal de couplage mécanique permet également, dans la configuration normale de fonctionnement de l'assemblage, de coupler mécaniquement en rotation la première pièce avec la seconde pièce, selon l'axe central longitudinal de l'assemblage. De plus, le dispositif de secours comprend également au moins une butée circonférentielle de secours, et, dans la configuration normale de fonctionnement de l'assemblage dans laquelle le dispositif de secours adopte un état inactif d'accouplement en rotation, la butée circonférentielle de secours se trouve espacée circonférentiellement d'une butée circonférentielle complémentaire prévue sur la seconde pièce ; l'assemblage étant configuré de sorte qu'en cas de défaillance conduisant à une rotation relative non-désirée entre les première et seconde pièces, le dispositif de secours passe à un état actif d'accouplement en rotation dans lequel il assure l'accouplement en rotation de l'une des première et seconde pièces avec l'autre, par entrée en contact de la butée circonférentielle de secours avec la butée circonférentielle complémentaire. Preferably, the main mechanical coupling device also makes it possible, in the normal operating configuration of the assembly, to mechanically couple in rotation the first part with the second part, along the longitudinal central axis of the assembly. In addition, the emergency device also comprises at least one emergency circumferential stop, and, in the normal operating configuration of the assembly in which the emergency device adopts an inactive state of rotational coupling, the emergency circumferential stop is circumferentially spaced from a complementary circumferential stop provided on the second part; the assembly being configured so that in the event of a failure leading to an unwanted relative rotation between the first and second parts, the emergency device switches to an active state of rotational coupling in which it ensures the rotational coupling of one of the first and second parts with the other, by the emergency circumferential stop coming into contact with the complementary circumferential stop.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la seconde portion de couplage comprend également ladite butée circonférentielle de secours. According to a preferred embodiment of the invention, the second coupling portion also comprises said emergency circumferential stop.
Ainsi, avec cette conception, le même dispositif de secours est davantage fonctionnalisé, puisqu'il est avantageusement capable de remplir une fonction « Fail Safe » additionnelle d'accouplement en rotation des deux pièces tournantes. Thus, with this design, the same emergency device is further functionalized, since it is advantageously capable of fulfilling an additional “Fail Safe” function of rotational coupling of the two rotating parts.
De préférence, la butée axiale de secours et la butée circonférentielle de secours sont formées par deux surfaces d'un même premier organe du dispositif de secours, et la butée axiale complémentaire et la butée circonférentielle complémentaire sont formées par deux surfaces d'un même second organe de la seconde pièce, le premier organe étant une dent et le second organe étant une encoche d'accouplement, ou inversement, et la dent étant logée dans l'encoche d'accouplement lorsque le dispositif de secours se trouve dans ses états actifs d'accouplement axial et d'accouplement en rotation. Cette particularité simplifie la conception de l'assemblage selon l'invention. Preferably, the emergency axial stop and the emergency circumferential stop are formed by two surfaces of the same first member of the emergency device, and the complementary axial stop and the complementary circumferential stop are formed by two surfaces of the same second member of the second part, the first member being a tooth and the second member being a coupling notch, or vice versa, and the tooth being housed in the coupling notch when the emergency device is in its active states of axial coupling and rotational coupling. This feature simplifies the design of the assembly according to the invention.
De préférence, l'encoche d'accouplement s'ouvre circonférentiellement sur une rainure d'insertion axiale de la dent. Cette particularité facilite la fabrication et le montage des éléments constitutifs de l'assemblage selon l'invention. Preferably, the coupling notch opens circumferentially onto an axial insertion groove of the tooth. This feature facilitates the manufacture and assembly of the constituent elements of the assembly according to the invention.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de secours comporte en outre une troisième portion de couplage, comprenant ladite butée circonférentielle de secours, la butée circonférentielle de secours et la butée circonférentielle complémentaire étant préférentiellement définies par des surfaces en regard de deux dents, cannelures ou créneaux. According to another preferred embodiment of the invention, the emergency device further comprises a third coupling portion, comprising said emergency circumferential stop, the emergency circumferential stop and the complementary circumferential stop being preferentially defined by facing surfaces of two teeth, grooves or notches.
De préférence, la butée axiale de secours est formée par une tête de vis, une rondelle ou un écrou. Preferably, the emergency axial stop is formed by a screw head, a washer or a nut.
Quel que soit le mode de réalisation envisagé, la première portion de couplage du dispositif de secours est préférentiellement fixée sur la première pièce à l'aide d'une liaison filetée ou soudée, de préférence centrée sur l'axe central longitudinal. Whatever the embodiment envisaged, the first coupling portion of the emergency device is preferably fixed to the first part using a threaded or welded connection, preferably centered on the longitudinal central axis.
De préférence, le sens de vissage de la première portion de couplage du dispositif de secours, sur la première pièce, correspond à un sens de rotation de la première pièce, selon l'axe central longitudinal. Aussi, en cas de défaillance et lorsque la seconde pièce est menante en rotation au sein de l'assemblage, la solution proposée évite le dévissage de la première portion de couplage du dispositif de secours. Preferably, the screwing direction of the first coupling portion of the emergency device, on the first part, corresponds to a direction of rotation of the first part, along the longitudinal central axis. Also, in the event of failure and when the second part is driving in rotation within the assembly, the proposed solution prevents the unscrewing of the first coupling portion of the emergency device.
De préférence, la seconde pièce entraîne en rotation la première pièce, selon un sens de rotation des première et seconde pièces. Preferably, the second part rotates the first part, in a direction of rotation of the first and second parts.
De préférence, le second organe est l'encoche d'accouplement, et la butée circonférentielle complémentaire correspond à un fond circonférentiel de cette encoche, décalé circonférentiellement d'une ouverture circonférentielle d'encoche dans un sens opposé au sens de rotation des première et seconde pièces. Aussi, en cas de défaillance et lorsque la seconde pièce est menante en rotation au sein de l'assemblage, la solution proposée permet d'obtenir de manière automatique l'entrée en contact de la butée circonférentielle de secours avec la butée circonférentielle complémentaire, par déplacement relatif en rotation entre la seconde pièce menante, et la seconde portion de couplage du dispositif de secours solidaire de la première pièce tournante menée. Preferably, the second member is the coupling notch, and the complementary circumferential stop corresponds to a circumferential bottom of this notch, circumferentially offset by a circumferential notch opening in a direction opposite to the direction of rotation of the first and second parts. Also, in the event of failure and when the second part is driving in rotation within the assembly, the proposed solution makes it possible to automatically obtain the emergency circumferential stop coming into contact with the complementary circumferential stop, by relative rotational movement between the second driving part and the second coupling portion of the emergency device secured to the first driven rotating part.
De préférence, la première pièce est un arbre moteur de la turbomachine, et la seconde pièce est un disque d'une roue aubagée de rotor, de préférence de turbine ou de compresseur. Néanmoins, il pourrait s'agir d'autres pièces tournantes accouplées de la turbomachine, sans sortir du cadre de l'invention. Preferably, the first part is a drive shaft of the turbomachine, and the second part is a disc of a rotor bladed wheel, preferably a turbine or compressor. However, it could be other coupled rotating parts of the turbomachine, without departing from the scope of the invention.
Enfin, l'invention a pour objet une turbomachine d'aéronef, comprenant au moins un assemblage tel que décrit ci-dessus. Il peut par exemple s'agir d'un turboréacteur, et de préférence à double flux et à simple ou double corps. Finally, the invention relates to an aircraft turbomachine, comprising at least one assembly as described above. It may for example be a turbojet, and preferably a double-flow and single or double-spool turbojet.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. Other advantages and characteristics of the invention will appear in the detailed non-limiting description below.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels : The following detailed description refers to the attached drawings in which:
[Fig. 1] est une vue schématique en coupe longitudinale d'une turbomachine d'aéronef ; [Fig. 1] is a schematic longitudinal sectional view of an aircraft turbomachine;
[Fig. 2] est une vue schématique en coupe longitudinale d'un assemblage destiné à équiper la turbomachine représentée sur la figure précédente, l'assemblage se présentant sous la forme d'un premier mode de réalisation préféré de l'invention, en configuration normale de fonctionnement ; [Fig. 2] is a schematic view in longitudinal section of an assembly intended to equip the turbomachine shown in the preceding figure, the assembly being in the form of a first preferred embodiment of the invention, in normal operating configuration;
[Fig. 3] est une vue schématique en coupe longitudinale similaire à celle de la figure précédente, avec l'assemblage représenté en configuration de défaillance ; [Fig. 3] is a schematic longitudinal sectional view similar to that of the preceding figure, with the assembly shown in the failure configuration;
[Fig. 4] est une demi-vue schématique en coupe longitudinale d'une turbomachine d'aéronef présentant une autre architecture ; [Fig. 4] is a half-sectional schematic view of an aircraft turbomachine having another architecture;
[Fig. 5] est une demi-vue schématique agrandie, en coupe longitudinale, d'un assemblage destiné à équiper la turbomachine représentée sur la figure précédente, l'assemblage se présentant sous la forme d'un second mode de réalisation préféré de l'invention, en configuration normale de fonctionnement ; [Fig. 5] is an enlarged schematic half-view, in longitudinal section, of an assembly intended to equip the turbomachine shown in the preceding figure, the assembly being in the form of a second preferred embodiment of the invention, in normal operating configuration;
[Fig. 6] est une vue en perspective éclatée de la seconde pièce de l'assemblage montré sur la figure précédente, et du dispositif de secours de couplage mécanique des deux pièces ; [Fig. 7] est une vue une vue schématique montrant le dispositif de secours lorsqu'il adopte ses états inactifs d'accouplement axial et d'accouplement en rotation ; [Fig. 6] is an exploded perspective view of the second part of the assembly shown in the preceding figure, and of the emergency device for mechanically coupling the two parts; [Fig. 7] is a schematic view showing the emergency device when it adopts its inactive axially coupled and rotationally coupled states;
[Fig. 8] est une demi-vue schématique similaire à celle de la figure 5, avec l'assemblage représenté en configuration de défaillance ; [Fig. 8] is a schematic half-view similar to that of Fig. 5, with the assembly shown in the failure configuration;
[Fig. 9] est une vue schématique similaire à celle de la figure 7 , montrant le dispositif de secours lorsqu'il adopte ses états actifs d'accouplement axial et d'accouplement en rotation ; [Fig. 9] is a schematic view similar to that of Fig. 7, showing the emergency device when it adopts its active axially coupled and rotationally coupled states;
[Fig. 10] est une demi-vue schématique similaire à celle de la figure 5, avec l'assemblage se présentant sous la forme d'un troisième mode de réalisation préféré de l'invention, et représenté en configuration normale de fonctionnement ; [Fig. 10] is a schematic half-view similar to that of Fig. 5, with the assembly being in the form of a third preferred embodiment of the invention, and shown in the normal operating configuration;
[Fig. 10A] est une vue en coupe prise le long de la ligne XA-XA de la figure 10 ; [Fig. 10A] is a sectional view taken along line XA-XA of Fig. 10;
[Fig. 11] est une demi-vue schématique similaire à celle de la figure 10, avec l'assemblage représenté en configuration de défaillance ; [Fig. 11] is a schematic half-view similar to that of Fig. 10, with the assembly shown in the failure configuration;
[Fig. 11A] est une vue en coupe prise le long de la ligne XIA-XIA de la figure 11 ; [Fig. 11A] is a sectional view taken along line XIA-XIA of Fig. 11;
[Fig. 12] est une demi-vue schématique similaire à celle de la figure 10, avec l'assemblage se présentant sous la forme d'une alternative au troisième mode de réalisation préféré, et représenté en configuration normale de fonctionnement ; [Fig. 12] is a schematic half-view similar to that of Fig. 10, with the assembly being in the form of an alternative to the third preferred embodiment, and shown in the normal operating configuration;
[Fig. 12A] est une vue en coupe prise le long de la ligne XIIA-XIIA de la figure 12 ; [Fig. 12A] is a sectional view taken along line XIIA-XIIA of Fig. 12;
[Fig. 13] est une demi-vue schématique similaire à celle de la figure 5, avec l'assemblage se présentant sous la forme d'un quatrième mode de réalisation préféré de l'invention, et représenté en configuration normale de fonctionnement ; [Fig. 13] is a schematic half-view similar to that of Fig. 5, with the assembly being in the form of a fourth preferred embodiment of the invention, and shown in the normal operating configuration;
[Fig. 14] est une vue schématique montrant le dispositif de secours lorsqu'il adopte ses états inactifs d'accouplement axial et d'accouplement en rotation ; [Fig. 14] is a schematic view showing the emergency device when it adopts its inactive axially coupled and rotationally coupled states;
[Fig. 15] est une demi-vue schématique similaire à celle de la figure 13, avec l'assemblage représenté en configuration de défaillance ; [Fig. 16] est une vue schématique similaire à celle de la figure 14, montrant le dispositif de secours lorsqu'il adopte ses états actifs d'accouplement axial et d'accouplement en rotation ; et [Fig. 15] is a schematic half-view similar to that of Fig. 13, with the assembly shown in the failure configuration; [Fig. 16] is a schematic view similar to that of Fig. 14, showing the emergency device when it adopts its active axially coupled and rotationally coupled states; and
[Fig. 17] est une demi-vue schématique similaire à celle de la figure 13, avec l'assemblage se présentant sous la forme d'une alternative au quatrième mode de réalisation préféré, et représenté en configuration normale de fonctionnement. [Fig. 17] is a schematic half-view similar to that of Fig. 13, with the assembly being in the form of an alternative to the fourth preferred embodiment, and shown in the normal operating configuration.
Description détaillée de modes de réalisation Detailed description of embodiments
En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté une turbomachine 1 d'aéronef. Il s'agit ici d'un turboréacteur à double flux et à double corps. Néanmoins, il pourrait s'agir d'une turbomachine d'un autre type, par exemple d'un turboréacteur à simple corps, ou encore d'un turbopropulseur, sans sortir du cadre de l'invention. Referring firstly to Figure 1, an aircraft turbomachine 1 is shown. This is a double-flow, double-spool turbojet engine. However, it could be a turbomachine of another type, for example a single-spool turbojet engine, or even a turboprop, without departing from the scope of the invention.
La turbomachine 1 présente un axe X autour duquel s'étendent ses différents composants, cet axe étant dit axe central longitudinal de la turbomachine. Elle comprend, d'amont en aval selon une direction principale 5 d'écoulement des gaz à travers cette turbomachine, une soufflante 3, un compresseur basse pression 4, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 11, une turbine haute pression 7 et une turbine basse pression 8. De manière conventionnelle, après avoir traversé la soufflante, l'air se divise en un flux primaire central 12a et un flux secondaire 12b qui entoure le flux primaire. Le flux primaire 12a s'écoule dans une veine principale 14a de circulation des gaz traversant les compresseurs 4, 6, la chambre de combustion 11 et les turbines 7, 8. Le flux secondaire 12b s'écoule quant à lui dans une veine secondaire 14b délimitée radialement vers l'extérieur par un carter moteur, entouré d'une nacelle 9. The turbomachine 1 has an axis X around which its various components extend, this axis being called the longitudinal central axis of the turbomachine. It comprises, from upstream to downstream along a main direction 5 of gas flow through this turbomachine, a fan 3, a low-pressure compressor 4, a high-pressure compressor 6, a combustion chamber 11, a high-pressure turbine 7 and a low-pressure turbine 8. Conventionally, after passing through the fan, the air divides into a central primary flow 12a and a secondary flow 12b which surrounds the primary flow. The primary flow 12a flows in a main gas circulation vein 14a passing through the compressors 4, 6, the combustion chamber 11 and the turbines 7, 8. The secondary flow 12b flows in a secondary vein 14b delimited radially towards the outside by a motor casing, surrounded by a nacelle 9.
Les figures 2 et 3 représentent un assemblage 100 destiné à équiper la turbomachine représentée sur la figure 1. Cet assemblage 100 comprend deux pièces tournantes quelconques, accouplées mécaniquement l'une à l'autre. Les deux pièces 20, 22 sont concentriques, d'axe X, et ici agencées de sorte que la première pièce 20 se trouve en amont de la seconde pièce 22. Les deux pièces 20, 22 sont ainsi rotatives autour de l'axe X, correspondant également à l'axe central longitudinal de l'assemblage 100. Dans ce premier mode de réalisation préféré de l'invention, il est considéré que la seconde pièce 22 est menante, tandis que la première pièce 20 est menée en rotation par cette seconde pièce 22. Une situation inverse pourrait néanmoins être retenue, sans sortir du cadre de l'invention. A titre indicatif, la première pièce 20 peut être un arbre moteur de la turbomachine, par exemple l'arbre basse pression de la turbomachine, tandis que la seconde pièce 22 peut être un disque d'une roue aubagée de rotor de turbine, par exemple le disque de rotor du dernier étage de la turbine basse pression, à savoir le disque situé le plus en aval au sein de la turbomachine. D'autres applications sont cependant possibles, comme le fait d'avoir la seconde pièce menante 22 correspondant à l'arbre basse pression, et la première pièce menée 20 correspondant à un disque d'une roue aubagée de rotor de compresseur, par exemple le disque de rotor du premier étage du compresseur basse pression, à savoir le disque situé le plus en amont au sein de la turbomachine. Figures 2 and 3 show an assembly 100 intended to equip the turbomachine shown in Figure 1. This assembly 100 comprises any two rotating parts, mechanically coupled to each other. The two parts 20, 22 are concentric, with axis X, and here arranged so that the first part 20 is upstream of the second part 22. The two parts 20, 22 are thus rotatable about the axis X, also corresponding to the longitudinal central axis of the assembly 100. In this first preferred embodiment of the invention, it is considered that the second part 22 is driving part, while the first part 20 is driven in rotation by this second part 22. An inverse situation could nevertheless be retained, without departing from the scope of the invention. For information purposes, the first part 20 may be a drive shaft of the turbomachine, for example the low pressure shaft of the turbomachine, while the second part 22 may be a disk of a turbine rotor bladed wheel, for example the rotor disk of the last stage of the low pressure turbine, namely the disk located furthest downstream within the turbomachine. Other applications are however possible, such as having the second driving part 22 corresponding to the low pressure shaft, and the first driven part 20 corresponding to a disk of a compressor rotor bladed wheel, for example the rotor disk of the first stage of the low pressure compressor, namely the disk located furthest upstream within the turbomachine.
Dans le cas qui sera considéré ci-après, à savoir celui dans lequel la première pièce menée 20 correspond à l'arbre basse pression, et la seconde pièce menante 22 correspond à un disque d'une roue aubagée de rotor d'un dernier étage de la turbine basse pression, les efforts de pression résultant du flux primaire et s'appliquant sur la seconde pièce 22 tendent à forcer celle-ci axialement vers l'aval, relativement à la première pièce 20. In the case which will be considered below, namely that in which the first driven part 20 corresponds to the low pressure shaft, and the second driving part 22 corresponds to a disc of a rotor bladed wheel of a last stage of the low pressure turbine, the pressure forces resulting from the primary flow and applied to the second part 22 tend to force the latter axially downstream, relative to the first part 20.
Pour assurer la retenue axiale de ces deux pièces 20, 22 l'une par rapport à l'autre, l'assemblage 100 comporte un dispositif principal 24 de couplage mécanique de la première pièce 20 avec la seconde pièce 22. Ce dispositif 24 prend ici la forme d'une couronne annulaire de boulons, ou d'éléments de fixation analogues traversant des brides de fixation prévues sur chacune de ces deux pièces. La couronne de boulons est préférentiellement centrée sur l'axe X. To ensure the axial retention of these two parts 20, 22 relative to each other, the assembly 100 comprises a main device 24 for mechanically coupling the first part 20 with the second part 22. This device 24 here takes the form of an annular crown of bolts, or similar fixing elements passing through fixing flanges provided on each of these two parts. The crown of bolts is preferably centered on the X axis.
Dans la configuration normale de fonctionnement de l'assemblage, représentée sur la figure 2, le dispositif principal 24 permet de coupler mécaniquement en translation la première pièce 20 avec la seconde pièce 22, selon l'axe X. Il permet également de coupler mécaniquement en rotation ces deux pièces 20, 22, toujours selon l'axe central longitudinal X. In the normal operating configuration of the assembly, shown in Figure 2, the main device 24 makes it possible to mechanically couple in translation the first part 20 with the second part 22, along the axis X. It also makes it possible to mechanically couple in rotation these two parts 20, 22, always along the longitudinal central axis X.
L'assemblage 100 comprend également un dispositif de secours 124 de couplage mécanique de la première pièce 20 avec la seconde pièce 22, de conception spécifique à la présente invention. Ce dispositif de secours 124, également dénommé dispositif « Fail Safe », permet de faire face à un cas de défaillance comme la rupture de l'une des deux pièces tournantes, comme une rupture à l'extrémité aval de la première pièce 20, représentée sur la figure 3, ou encore la défaillance du dispositif principal 24. Le dispositif de secours 124 permet de faire face à tout cas de défaillance susceptible de conduire à un déplacement axial non-désiré de la seconde pièce 22 vers l'aval relativement à la première pièce 20, et plus généralement à tout cas de défaillance susceptible de conduire à un écartement axial non-désiré entre ces deux pièces 20, 22. The assembly 100 also comprises a backup device 124 for mechanically coupling the first part 20 with the second part 22, of specific design to the present invention. This emergency device 124, also called a “Fail Safe” device, makes it possible to deal with a failure case such as the breakage of one of the two rotating parts, such as a breakage at the downstream end of the first part 20, shown in FIG. 3, or even the failure of the main device 24. The emergency device 124 makes it possible to deal with any failure case likely to lead to an unwanted axial displacement of the second part 22 downstream relative to the first part 20, and more generally any failure case likely to lead to an unwanted axial separation between these two parts 20, 22.
Plus précisément, le dispositif de secours 124 comprend un arbre 126, creux ou plein, centré sur l'axe X. A son extrémité amont, l'arbre 126 porte une première portion de couplage 128, fixée sur la première pièce 20, de préférence à l'aide d'une liaison filetée 130 ou soudée, également centrée sur l'axe X. Cette liaison filetée 130 est préférentiellement prévue à l'intérieur de l'arbre moteur creux formant la première pièce de turbomachine 20. Dans la solution vissée, le sens de vissage de la première portion de couplage 128, sur la première pièce 20, correspond au sens de rotation des deux pièces 20, 22 en configuration normale de fonctionnement. De ce fait, en cas de défaillance, avec la seconde pièce menante 22 entraînant en rotation le dispositif de secours 124, il n'existe pas de risque que cette rotation provoque le dévissage de la première portion de couplage 128 de ce dispositif de secours 124. More specifically, the emergency device 124 comprises a shaft 126, hollow or solid, centered on the X axis. At its upstream end, the shaft 126 carries a first coupling portion 128, fixed to the first part 20, preferably using a threaded or welded connection 130, also centered on the X axis. This threaded connection 130 is preferably provided inside the hollow drive shaft forming the first turbomachine part 20. In the screwed solution, the direction of screwing of the first coupling portion 128, on the first part 20, corresponds to the direction of rotation of the two parts 20, 22 in the normal operating configuration. As a result, in the event of failure, with the second driving part 22 rotating the emergency device 124, there is no risk that this rotation will cause the unscrewing of the first coupling portion 128 from this emergency device 124.
A son extrémité aval, l'arbre 126 porte une seconde portion de couplage 132 comprenant au moins une butée axiale de secours 134. Il s'agit préférentiellement d'une rangée annulaire de butées axiales de secours 134, par exemple réalisées par des dents ou de créneaux en saillie radialement vers l'extérieur. Dans la configuration normale de fonctionnement de l'assemblage représentée sur la figure 2, le dispositif de secours 124 adopte un état inactif d'accouplement axial. Cet état inactif est matérialisé par le fait que la butée axiale de secours 134 se trouve espacée axialement vers l'aval d'une butée axiale complémentaire prévue sur la seconde pièce 22. Ici, la butée axiale complémentaire 136 correspond au flanc latéral amont d'une gorge annulaire débouchant radialement vers l'intérieur dans un espace intérieur creux de la seconde pièce 22, correspondant à l'espace central creux habituellement pratiqué sur les disques de turbine, et dans lequel se trouve la seconde portion de couplage 132 du dispositif de secours 124. La partie amont de la pièce 22 comprend préférentiellement des rainures axiales pour le passage des dents 134, lors du montage. At its downstream end, the shaft 126 carries a second coupling portion 132 comprising at least one emergency axial stop 134. This is preferably an annular row of emergency axial stops 134, for example made by teeth or crenellations projecting radially outwards. In the normal operating configuration of the assembly shown in FIG. 2, the emergency device 124 adopts an inactive axial coupling state. This inactive state is materialized by the fact that the emergency axial stop 134 is spaced axially downstream from a complementary axial stop provided on the second part 22. Here, the complementary axial stop 136 corresponds to the upstream lateral flank of an annular groove opening radially inwards into a hollow interior space of the second part 22, corresponding to the space hollow central part usually made on turbine discs, and in which the second coupling portion 132 of the emergency device 124 is located. The upstream part of the part 22 preferably comprises axial grooves for the passage of the teeth 134, during assembly.
Un jeu axial 137 est donc observé en configuration normale de fonctionnement, entre la butée axiale de secours 134 et la butée axiale complémentaire 136. Un jeu radial est également préférentiellement prévu entre la butée axiale complémentaire 136 et la pièce 22. An axial clearance 137 is therefore observed in normal operating configuration, between the emergency axial stop 134 and the complementary axial stop 136. A radial clearance is also preferably provided between the complementary axial stop 136 and the part 22.
Dans un cas de défaillance comme l'un de ceux décrits ci-dessus, et dont celui représenté sur la figure 3 correspond à une rupture de la première pièce 20 au niveau de son extrémité aval, à savoir en aval de la liaison filetée 130, les efforts de pression s'appliquant sur la seconde pièce 22 conduisent à un écartement axial non-désiré entre les deux pièces. Plus précisément, cet écartement est provoqué par le déplacement vers l'aval de la seconde pièce 22. In a failure case such as one of those described above, and of which the one shown in FIG. 3 corresponds to a rupture of the first part 20 at its downstream end, namely downstream of the threaded connection 130, the pressure forces applied to the second part 22 lead to an undesired axial separation between the two parts. More precisely, this separation is caused by the downstream movement of the second part 22.
Après cette rupture, la première pièce 20, qui reste fixe axialement au sein de l'assemblage 100, n'est plus en mesure d'assurer la retenue axiale de la seconde pièce 22 via les boulons. Le dispositif principal de couplage mécanique 24 passe ainsi dans un état inactif, alors que le jeu précité 137 se consume pendant le déplacement axial parasite vers l'aval de la seconde pièce 22. Ce faible déplacement axial est stoppé par l'entrée en contact de la butée axiale de secours 134, avec la butée axiale complémentaire 136 en mouvement. Cela conduit le dispositif de secours 124 à passer de son état inactif à un état actif d'accouplement axial de secours, dans lequel il assure la retenue axiale de la seconde pièce 22 par la première pièce 20. After this break, the first part 20, which remains axially fixed within the assembly 100, is no longer able to ensure the axial retention of the second part 22 via the bolts. The main mechanical coupling device 24 thus passes into an inactive state, while the aforementioned clearance 137 is consumed during the parasitic axial movement downstream of the second part 22. This small axial movement is stopped by the emergency axial stop 134 coming into contact with the complementary axial stop 136 in motion. This causes the emergency device 124 to pass from its inactive state to an active emergency axial coupling state, in which it ensures the axial retention of the second part 22 by the first part 20.
Cette solution fiable, peu encombrante et de faible masse évite ainsi un déplacement axial trop conséquent de la seconde pièce 22 en cas de défaillance, et empêche surtout que cette pièce ne s'échappe axialement en dehors de la turbomachine. This reliable, space-saving and low-mass solution thus avoids excessive axial displacement of the second part 22 in the event of failure, and above all prevents this part from escaping axially outside the turbomachine.
Dans ce premier mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de couplage mécanique 24 forme également un couplage principal en rotation entre les pièces 20, 22. A cet égard, il est préférentiellement prévu un couplage mécanique de secours en rotation entre ces deux mêmes pièces 20, 22, en cas de rupture ou de défaillance du type mentionné précédemment. Cela assure une poursuite de l'entraînement en rotation de la première pièce 20 par la seconde pièce 22, via ce dispositif de secours devenant actif, et pouvant prendre toute forme réputée appropriée par l'Homme du métier. In this first preferred embodiment of the invention, the mechanical coupling device 24 also forms a main rotational coupling between the parts 20, 22. In this regard, an emergency mechanical rotational coupling is preferably provided. between these two same parts 20, 22, in the event of breakage or failure of the type mentioned above. This ensures continued rotation of the first part 20 by the second part 22, via this emergency device becoming active, and which can take any form deemed appropriate by those skilled in the art.
Il est noté que dans la configuration normale de fonctionnement de l'assemblage dans laquelle le dispositif de secours adopte un état inactif d'accouplement en rotation, une zone de couplage en rotation peut présenter un espacement en rotation ou un jeu suffisant, permettant de considérer que le chemin d'effort créé par cet accouplement n'est pas le chemin privilégié. Ce chemin devient en revanche actif après rupture/défaillance et consommation du jeu circonférentiel, d'une manière identique ou similaire à celle qui sera décrite pour les modes de réalisation préférés suivants. It is noted that in the normal operating configuration of the assembly in which the emergency device adopts an inactive state of rotational coupling, a rotational coupling zone may have sufficient rotational spacing or clearance, making it possible to consider that the force path created by this coupling is not the preferred path. This path, however, becomes active after rupture/failure and consumption of the circumferential clearance, in a manner identical or similar to that which will be described for the following preferred embodiments.
En référence à présent aux figures 4 à 9, il est représenté un second mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel la turbomachine 1 présente une architecture différente de la précédente, en comprenant un corps unique. Le compresseur unique 4 est de conception centrifuge, tandis que la turbine unique 7 reste de conception axiale. Dans ce second mode de réalisation préféré, l'assemblage 100 est similaire à celui du premier mode de réalisation préféré, en ce sens que la première pièce 20 reste un arbre moteur, celui reliant le compresseur 4 à la turbine 7, pour former le corps unique centré sur l'axe X. De plus, la seconde pièce 22 reste un disque d'une roue aubagée de rotor de turbine, par exemple le disque de rotor du dernier étage de la turbine 7, ou de l'étage unique de cette turbine, à savoir le disque 22 situé le plus en aval au sein de la turbomachine. Referring now to Figures 4 to 9, a second preferred embodiment of the invention is shown, in which the turbomachine 1 has a different architecture from the previous one, comprising a single body. The single compressor 4 is of centrifugal design, while the single turbine 7 remains of axial design. In this second preferred embodiment, the assembly 100 is similar to that of the first preferred embodiment, in that the first part 20 remains a drive shaft, the one connecting the compressor 4 to the turbine 7, to form the single body centered on the axis X. In addition, the second part 22 remains a disk of a turbine rotor bladed wheel, for example the rotor disk of the last stage of the turbine 7, or of the single stage of this turbine, namely the disk 22 located furthest downstream within the turbomachine.
A l'extrémité aval de l'arbre 20, celui-ci est fixé au disque 22 par la couronne annulaire de boulons, formant le dispositif principal de couplage mécanique 24 de ces deux pièces 20, 22. La partie d'extrémité aval 38 de l'arbre 20, qui se situe entre le palier de roulement 40 le plus aval qui supporte cet arbre, et l'interface de fixation avec le disque 22, peut être sujette à rupture. Le dispositif de secours 124 mis en œuvre dans ce second mode de réalisation préféré est tel qu'il permet d'assurer une retenue axiale de secours, ainsi qu'un couplage en rotation de secours entre les deux pièces 20, 22 en cas de rupture de l'arbre au niveau de sa partie d'extrémité aval 38. De telles fonctions « Fail Safe » sont également assurées en cas de défaillance des boulons 24, même si ce dernier type de défaillance reste moins plausible. At the downstream end of the shaft 20, the latter is fixed to the disc 22 by the annular ring of bolts, forming the main mechanical coupling device 24 of these two parts 20, 22. The downstream end portion 38 of the shaft 20, which is located between the most downstream rolling bearing 40 which supports this shaft, and the fixing interface with the disc 22, may be subject to breakage. The emergency device 124 implemented in this second preferred embodiment is such that it makes it possible to provide emergency axial retention, as well as emergency rotational coupling between the two parts 20, 22 in the event of breakage of the shaft at its downstream end portion 38. Such “Fail Safe” functions are also insured in the event of failure of the 24 bolts, even if this latter type of failure remains less plausible.
Le dispositif de secours 124 comprend toujours l'arbre 126, centré sur l'axe X, et portant à son extrémité amont la première portion de couplage 128, fixée sur l'extrémité aval de l'arbre 20 à l'aide de la liaison filetée 130 ou soudée, aussi centrée sur l'axe X. Avec la solution vissée, cette liaison filetée 130 est prévue à l'intérieur de l'arbre moteur creux 20, toujours avec son sens de vissage correspondant au sens de rotation des deux pièces 20, 22 en configuration normale de fonctionnement. La première portion de couplage 128, qui est donc filetée, peut s'étendre vers l'amont au-delà du palier de roulement 40 le plus aval, comme cela a été représenté sur les figures 5 et 8. The emergency device 124 still comprises the shaft 126, centered on the X axis, and carrying at its upstream end the first coupling portion 128, fixed on the downstream end of the shaft 20 using the threaded or welded connection 130, also centered on the X axis. With the screwed solution, this threaded connection 130 is provided inside the hollow motor shaft 20, still with its screwing direction corresponding to the direction of rotation of the two parts 20, 22 in the normal operating configuration. The first coupling portion 128, which is therefore threaded, can extend upstream beyond the most downstream rolling bearing 40, as shown in Figures 5 and 8.
A son extrémité aval, l'arbre 126 porte la seconde portion de couplage 132, comprenant la rangée annulaire de butées axiales de secours 134, intégrées à des dents 138 s'étendant en saillie radialement vers l'intérieur. Il s'agit par exemple de quatre dents 138 régulièrement réparties autour de l'axe X, et qui forment donc des premiers organes faisant partie intégrante du dispositif de secours 124. Plus précisément, chaque butée axiale de secours 134 correspond à la surface amont d'une dent 138, cette surface étant de préférence orientée orthogonalement ou sensiblement orthogonalement à l'axe X. At its downstream end, the shaft 126 carries the second coupling portion 132, comprising the annular row of emergency axial stops 134, integrated with teeth 138 extending radially inwardly. These are, for example, four teeth 138 regularly distributed around the axis X, and which therefore form first members forming an integral part of the emergency device 124. More precisely, each emergency axial stop 134 corresponds to the upstream surface of a tooth 138, this surface preferably being oriented orthogonally or substantially orthogonally to the axis X.
En outre, chaque dent 138 comporte également une butée circonférentielle de secours 234, correspondant à une autre surface de cette dent, à savoir une surface d'extrémité circonférentielle adjacente à la précédente, et parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe X. In addition, each tooth 138 also comprises a circumferential emergency stop 234, corresponding to another surface of this tooth, namely a circumferential end surface adjacent to the previous one, and parallel or substantially parallel to the X axis.
Le disque 22 comporte quant à lui une extension avant 50, centrée sur l'axe X et pénétrant dans l'espace creux de l'extrémité de l'arbre 20. Au niveau de cette extension avant 50 du disque, il est prévu des seconds organes 238, destinés à coopérer avec les premiers organes 138 en forme de dents intégrées à la seconde portion de couplage 132 du dispositif de secours 124. Chaque second organe prend la forme d'une encoche d'accouplement 238 pratiquée sur la surface externe de l'extension avant de disque 50, en s'étendant selon la direction circonférentielle et en étant ouverte radialement vers l'extérieur. Ainsi, chaque butée axiale complémentaire 136 est formée par le flanc axial avant de l'une de ces encoches d'accouplement 238, tandis que cette même encoche 238 définit, avec son fond circonférentiel, une butée circonférentielle complémentaire 236. Comme cela a été représenté sur les figures 7 et 9, le fond circonférentiel 236 de chaque encoche 238 est décalé circonférentiellement d'une ouverture circonférentielle d'encoche 52, dans un sens opposé au sens de rotation 54 des première et seconde pièces 20, 22. The disc 22 comprises a front extension 50, centered on the axis X and penetrating into the hollow space of the end of the shaft 20. At the level of this front extension 50 of the disc, second members 238 are provided, intended to cooperate with the first members 138 in the form of teeth integrated into the second coupling portion 132 of the emergency device 124. Each second member takes the form of a coupling notch 238 made on the external surface of the front extension of the disc 50, extending in the circumferential direction and being open radially towards the outside. Thus, each complementary axial stop 136 is formed by the front axial flank of one of these coupling notches 238, while this same notch 238 defines, with its circumferential bottom, a complementary circumferential stop 236. As has been shown in FIGS. 7 and 9, the circumferential bottom 236 of each notch 238 is circumferentially offset by a circumferential notch opening 52, in a direction opposite to the direction of rotation 54 of the first and second parts 20, 22.
Au niveau de cette ouverture circonférentielle 52 de l'encoche 238, cette dernière s'ouvre circonférentiellement sur une rainure 55 d'insertion axiale de la dent 138. Cette rainure 55, d'orientation axiale, est ouverte axialement vers l'avant, et radialement vers l'extérieur, de manière à former conjointement avec l'encoche 238 une forme générale de L. La rainure 55 sert essentiellement à permettre le montage de l'assemblage 100. At this circumferential opening 52 of the notch 238, the latter opens circumferentially onto a groove 55 for axial insertion of the tooth 138. This groove 55, of axial orientation, is open axially towards the front, and radially towards the outside, so as to form jointly with the notch 238 a general L shape. The groove 55 essentially serves to allow the assembly 100 to be mounted.
Dans la configuration normale de fonctionnement de l'assemblage 100, représentée sur la figure 7, le dispositif de secours 124 adopte des états inactifs d'accouplement axial, et d'accouplement en rotation. In the normal operating configuration of the assembly 100, shown in FIG. 7, the emergency device 124 adopts inactive states of axial coupling and rotational coupling.
Dans ces états inactifs, chaque dent 138 se trouve dans le fond axial aval de sa rainure d'insertion axiale associée 55 comme montré sur la figure 7, ou bien se trouve agencée déjà au moins en partie dans l'encoche 238. Dans tous les cas, il est conservé le jeu axial 137 entre la butée axiale de secours 134 et la butée axiale complémentaire 136, ainsi qu'un jeu circonférentiel 237 entre la butée circonférentielle de secours 234, et la butée circonférentielle complémentaire 236. In these inactive states, each tooth 138 is located in the downstream axial bottom of its associated axial insertion groove 55 as shown in FIG. 7, or is already arranged at least partly in the notch 238. In all cases, the axial clearance 137 is retained between the emergency axial stop 134 and the complementary axial stop 136, as well as a circumferential clearance 237 between the emergency circumferential stop 234 and the complementary circumferential stop 236.
Dans un cas de défaillance comme l'un de ceux décrits ci-dessus, et dont celui représenté sur la figure 8 correspond à une rupture de la partie d'extrémité aval 38 de l'arbre 20, les efforts de pression s'appliquant sur le rotor du disque 22 conduisent à un écartement axial non-désiré entre les deux pièces. Plus précisément, cet écartement est provoqué par le déplacement vers l'aval du disque 22. Simultanément, il se produit une rotation relative non-désirée entre les première et seconde pièces 20, 22, le disque 22 n'étant momentanément plus en mesure d'entraîner l'arbre en rotation dans le sens 54. In a failure case such as one of those described above, and of which the one shown in FIG. 8 corresponds to a rupture of the downstream end portion 38 of the shaft 20, the pressure forces applied to the rotor of the disc 22 lead to an unwanted axial separation between the two parts. More precisely, this separation is caused by the downstream movement of the disc 22. Simultaneously, an unwanted relative rotation occurs between the first and second parts 20, 22, the disc 22 being momentarily no longer able to drive the shaft in rotation in the direction 54.
Après cette rupture, l'arbre 20, qui reste fixe axialement au sein de l'assemblage 100, n'est plus en mesure d'assurer la retenue axiale de la seconde pièce 22 via les boulons. Le dispositif principal de couplage mécanique 24 passe ainsi dans un état inactif, alors que le jeu axial précité 137 se consume pendant le déplacement axial parasite vers l'aval du disque 22. De plus, les efforts de pression s'appliquant sur le rotor conduisent son disque 22 à poursuivre sa rotation selon le sens 54, ce qui a pour conséquence que le jeu circonférentiel 237 se consume également du fait de la rotation relative avec l'arbre 20, qui n'est momentanément plus entraîné. After this breakage, the shaft 20, which remains axially fixed within the assembly 100, is no longer able to ensure the axial retention of the second part 22 via the bolts. main mechanical coupling device 24 thus passes into an inactive state, while the aforementioned axial clearance 137 is consumed during the parasitic axial movement downstream of the disc 22. In addition, the pressure forces applied to the rotor cause its disc 22 to continue its rotation in the direction 54, which has the consequence that the circumferential clearance 237 is also consumed due to the relative rotation with the shaft 20, which is momentarily no longer driven.
Ces faibles déplacements axial et circonférentiel sont stoppés par l'entrée en contact de la butée axiale de secours 134 avec la butée axiale complémentaire 136 en mouvement, ainsi que par l'entrée en contact de la butée circonférentielle de secours 234 avec la butée circonférentielle complémentaire 236 en mouvement de rotation dans le sens 54. Cela force le dispositif de secours 124 à passer de ses états inactifs à ses états actifs d'accouplement axial de secours et d'accouplement en rotation de secours, représentés sur les figures 8 et 9. These small axial and circumferential movements are stopped by the emergency axial stop 134 coming into contact with the complementary axial stop 136 in motion, as well as by the emergency circumferential stop 234 coming into contact with the complementary circumferential stop 236 in rotational motion in direction 54. This forces the emergency device 124 to pass from its inactive states to its active states of emergency axial coupling and emergency rotational coupling, shown in Figures 8 and 9.
Une fois ces états actifs adoptés, le dispositif de secours 124 permet la retenue axiale du disque 22 par l'arbre 20, ainsi que l'entraînement en rotation du second par le premier.Once these active states have been adopted, the emergency device 124 allows the axial retention of the disc 22 by the shaft 20, as well as the rotational driving of the second by the first.
Pour faciliter cette rotation, des centrages 56 peuvent être prévus entre l'arbre 20 et le dispositif de secours 124, ainsi qu'entre ce même dispositif 124 et l'extension avant de disque 50. To facilitate this rotation, centerings 56 can be provided between the shaft 20 and the emergency device 124, as well as between this same device 124 and the front disk extension 50.
Les figures 10 à 11A représentent un troisième mode de réalisation préféré de l'invention, s'inscrivant dans la même architecture moteur que celle du second mode décrit ci-dessus.Figures 10 to 11A represent a third preferred embodiment of the invention, falling within the same engine architecture as that of the second embodiment described above.
Dans ce troisième mode, le dispositif de secours 124 comprend toujours la première portion de couplage 128, fixée à l'arbre 20 par la liaison filetée ou soudée 130. La seconde portion de couplage 132 comporte une extension axiale 60 traversant le creux du disque 22, ainsi qu'une rondelle d'arrêt 62 maintenue en aval de ce disque par un écrou 64, vissé sur l'extrémité aval de l'extension axiale 60. Dans l'état inactif d'accouplement axial, le jeu axial 137 est bien prévu entre la face aval du disque 22 formant la butée axiale complémentaire 136, et la surface amont de la rondelle 62 se trouvant en regard, et formant la butée axiale de secours 134. Alternativement, cette dernière butée 134 pourrait être réalisée directement par l'écrou 64, ou encore par une vis qui serait vissée sur l'extrémité aval de l'extension axiale 60. In this third mode, the emergency device 124 still comprises the first coupling portion 128, fixed to the shaft 20 by the threaded or welded connection 130. The second coupling portion 132 comprises an axial extension 60 passing through the hollow of the disc 22, as well as a stop washer 62 held downstream of this disc by a nut 64, screwed onto the downstream end of the axial extension 60. In the inactive axial coupling state, the axial clearance 137 is indeed provided between the downstream face of the disc 22 forming the complementary axial stop 136, and the upstream surface of the washer 62 located opposite, and forming the emergency axial stop 134. Alternatively, this latter stop 134 could be carried out directly by the nut 64, or by a screw which would be screwed onto the downstream end of the axial extension 60.
L'une des particularités réside ici dans le fait que le dispositif de secours 124 comporte, sur l'arbre 126 entre ses première et seconde portions 128, 132, une troisième portion de couplage 66 pour assurer l'accouplement en rotation de secours en cas de défaillance.One of the particularities here lies in the fact that the emergency device 124 comprises, on the shaft 126 between its first and second portions 128, 132, a third coupling portion 66 to ensure emergency rotational coupling in the event of failure.
Plus précisément, la troisième portion 66 comporte des butées circonférentielles de secours 68, formées par des surfaces d'une rangée annulaire de dents, de cannelures ou de créneaux 67 en saillie radialement vers l'extérieur. De manière analogue, l'extension avant de disque 50 comporte des butées circonférentielles complémentaires 70, formées par des surfaces d'une rangée annulaire de dents, de cannelures ou de créneaux 69 en saillie radialement vers l'intérieur, et chacune disposée entre deux dents 67. More specifically, the third portion 66 comprises emergency circumferential stops 68, formed by surfaces of an annular row of teeth, grooves or crenellations 67 projecting radially outwards. Similarly, the front disc extension 50 comprises complementary circumferential stops 70, formed by surfaces of an annular row of teeth, grooves or crenellations 69 projecting radially inwards, and each disposed between two teeth 67.
En configuration normale de fonctionnement, les surfaces 68, 70 sont en regard deux à deux, avec le jeu circonférentiel 237 prévu entre celles-ci. En cas de défaillance, ce jeu 237, visible sur la figure 10A, est consommé d'une manière analogue à celle explicitée précédemment. L'entrée en contact des surfaces 68, 70 conduit ensuite le dispositif de secours 124 à adopter son état actif d'accouplement en rotation des deux pièces 20, 22, montré sur la figure 11A. In normal operating configuration, the surfaces 68, 70 are opposite each other two by two, with the circumferential clearance 237 provided between them. In the event of failure, this clearance 237, visible in FIG. 10A, is consumed in a manner similar to that explained previously. The contact between the surfaces 68, 70 then causes the emergency device 124 to adopt its active state of rotational coupling of the two parts 20, 22, shown in FIG. 11A.
Les figures 12 à 12A représentent une alternative au troisième mode de réalisation préféré qui vient d'être décrit. Cette alternative représente de très nombreuses similitudes avec le troisième mode. Ici, l'extension avant de disque 50 peut être supprimée ou raccourcie, et remplacée par une extension arrière de disque 50', s'étendant en saillie vers l'aval. De plus, la troisième portion de couplage 66, pour assurer l'accouplement en rotation de secours en cas de défaillance, est intégrée à la seconde partie de couplage 132, en se situant dans la partie d'extrémité aval du dispositif de secours 124. Figures 12 to 12A show an alternative to the third preferred embodiment just described. This alternative has many similarities to the third embodiment. Here, the front disc extension 50 may be removed or shortened, and replaced by a rear disc extension 50', extending projecting downstream. In addition, the third coupling portion 66, to provide emergency rotational coupling in the event of failure, is integrated with the second coupling part 132, being located in the downstream end portion of the emergency device 124.
Ainsi, dans cette alternative, le dispositif de secours 124 comprend toujours la première portion de couplage 128, fixée à l'arbre 20 par la liaison filetée ou soudée 130. La seconde portion de couplage 132 comporte l'extension axiale 60 traversant le creux du disque 22, ainsi qu'une rondelle d'arrêt 62 maintenue en aval de ce disque par un écrou 64, vissé sur l'extrémité aval de l'extension axiale 60. Dans l'état inactif d'accouplement axial, le jeu axial 137 est prévu entre la face aval de l'extension arrière de disque 50' formant la butée axiale complémentaire 136, et la surface amont de la rondelle 62 se trouvant en regard, et formant la butée axiale de secours 134. Alternativement, cette dernière butée 134 pourrait être réalisée directement par l'écrou 64, ou encore par une vis qui serait vissée sur l'extrémité aval de l'extension axiale 60. Thus, in this alternative, the emergency device 124 still comprises the first coupling portion 128, fixed to the shaft 20 by the threaded or welded connection 130. The second coupling portion 132 comprises the axial extension 60 passing through the hollow of the disc 22, as well as a stop washer 62 held downstream of this disc by a nut 64, screwed onto the downstream end of the axial extension 60. In the inactive axial coupling state, the axial play 137 is provided between the downstream face of the rear disc extension 50' forming the complementary axial stop 136, and the upstream surface of the washer 62 located opposite, and forming the emergency axial stop 134. Alternatively, this latter stop 134 could be produced directly by the nut 64, or by a screw which would be screwed onto the downstream end of the axial extension 60.
La troisième portion de couplage 66 est intégrée à l'extension axiale 60, en correspondant à la partie située radialement sous l'extension arrière de disque 50'. The third coupling portion 66 is integrated into the axial extension 60, corresponding to the part located radially under the rear disc extension 50'.
Cette troisième portion 66 comporte les butées circonférentielles de secours 68, formées par des surfaces d'une rangée annulaire de dents, de cannelures ou de créneaux 67 en saillie radialement vers l'extérieur. De manière analogue, l'extension arrière de disque 50' comporte les butées circonférentielles complémentaires 70, formées par des surfaces d'une rangée annulaire de dents, de cannelures ou de créneaux 69 en saillie radialement vers l'intérieur, et chacune disposée entre deux dents 67. This third portion 66 comprises the emergency circumferential stops 68, formed by surfaces of an annular row of teeth, grooves or crenellations 67 projecting radially outwards. Similarly, the rear disc extension 50' comprises the complementary circumferential stops 70, formed by surfaces of an annular row of teeth, grooves or crenellations 69 projecting radially inwards, and each arranged between two teeth 67.
En configuration normale de fonctionnement, les surfaces 68, 70 sont en regard deux à deux, avec le jeu circonférentiel 237 prévu entre celles-ci. En cas de défaillance, ce jeu 237, visible sur la figure 12A, est consommé d'une manière analogue à celle explicitée précédemment. L'entrée en contact des surfaces 68, 70 conduit ensuite le dispositif de secours 124 à adopter son état actif d'accouplement en rotation des deux pièces 20, 22, montré sur la figure 12A. In normal operating configuration, the surfaces 68, 70 are opposite each other two by two, with the circumferential clearance 237 provided between them. In the event of failure, this clearance 237, visible in FIG. 12A, is consumed in a manner similar to that explained previously. The contact between the surfaces 68, 70 then causes the emergency device 124 to adopt its active state of rotational coupling of the two parts 20, 22, shown in FIG. 12A.
En référence à présent aux figures 13 à 16, il est représenté un quatrième mode de réalisation préféré de l'invention. Dans ce mode, le dispositif de secours 124 présente la forme générale d'un pion rapporté sur l'arbre 20, en faisant saillie radialement vers l'intérieur dans le creux de cet arbre. Plusieurs de ces dispositifs de secours en forme de pions peuvent être prévus, par exemple de quatre pions régulièrement réparties autour de l'axe X. Seul l'un deux sera décrit en détail ci-après. Referring now to Figures 13 to 16, a fourth preferred embodiment of the invention is shown. In this embodiment, the emergency device 124 has the general shape of a pin attached to the shaft 20, projecting radially inwards into the hollow of this shaft. Several of these pin-shaped emergency devices can be provided, for example four pins regularly distributed around the axis X. Only one of them will be described in detail below.
Le pion 124 est orienté radialement, et il présente une section transversale de forme générale circulaire, ou en quadrilatère comme cela a été représenté sur les figures. A son extrémité radialement externe, le dispositif de secours en forme de pion 124 comporte la première portion de couplage 128, fixée sur l'extrémité aval de l'arbre 20 à l'aide d'une liaison quelconque 130, par exemple filetée ou soudée. Pour un montage aisé de ce pion 124 radialement depuis l'extérieur, l'arbre 20 peut présenter un trou traversant, destiné à recevoir la première portion de couplage 128. The pin 124 is oriented radially, and it has a generally circular cross-section, or a quadrilateral one as shown in the figures. At its radially outer end, the pin-shaped emergency device 124 comprises the first coupling portion 128, fixed to the downstream end of the shaft 20 using any connection 130, for example threaded or welded. For easy mounting of this pin 124 radially from the outside, the shaft 20 may have a through hole, intended to receive the first coupling portion 128.
A son extrémité radialement interne, le pion 124 comprend la seconde portion de couplage 132, faisant saillie radialement vers l'intérieur dans le creux de l'arbre 20. At its radially inner end, the pin 124 comprises the second coupling portion 132, projecting radially inwards into the hollow of the shaft 20.
Le dispositif de secours en forme de pion 124 forme une butée axiale de secours 134. Lorsqu'ils sont plusieurs, ces pions forment une rangée annulaire de butées axiales de secours 134. The pin-shaped emergency device 124 forms an emergency axial stop 134. When there are several of them, these pins form an annular row of emergency axial stops 134.
Plus précisément, chaque butée axiale de secours 134 correspond à la surface amont de la seconde portion de couplage 132 d'un pion 124, cette surface étant de préférence orientée orthogonalement ou sensiblement orthogonalement à l'axe X, à l'intérieur de l'arbre. Dans le cas d'un pion de section de forme générale circulaire, cette surface 134 peut être un arc de cercle. More precisely, each emergency axial stop 134 corresponds to the upstream surface of the second coupling portion 132 of a pin 124, this surface preferably being oriented orthogonally or substantially orthogonally to the X axis, inside the shaft. In the case of a pin with a generally circular cross-section, this surface 134 may be an arc of a circle.
En outre, la seconde portion de couplage 132 du pion 124 comporte également une butée circonférentielle de secours 234, correspondant à une autre surface de cette extrémité radialement interne du pion, à savoir une surface d'extrémité circonférentielle adjacente à la précédente, et parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe X. Ici encore, dans le cas d'un pion de section de forme générale circulaire, cette surface 234 peut être un arc de cercle.Furthermore, the second coupling portion 132 of the pin 124 also comprises a circumferential emergency stop 234, corresponding to another surface of this radially internal end of the pin, namely a circumferential end surface adjacent to the previous one, and parallel or substantially parallel to the axis X. Here again, in the case of a pin with a generally circular cross-section, this surface 234 may be an arc of a circle.
Le disque 22 comporte toujours l'extension avant 50, centrée sur l'axe X et pénétrant dans l'espace creux de l'extrémité de l'arbre 20. Au niveau de cette extension avant 50 du disque, il est prévu des seconds organes 238, destinés à coopérer avec les secondes portions de couplage 132 des pions 124. Chaque second organe prend la forme d'une encoche d'accouplement 238 pratiquée sur la surface externe de l'extension avant de disque 50, en s'étendant selon la direction circonférentielle et en étant ouverte radialement vers l'extérieur. Ainsi, chaque butée axiale complémentaire 136 est formée par le flanc axial avant de l'une de ces encoches d'accouplement 238, tandis que cette même encoche 238 définit, avec son fond circonférentiel, une butée circonférentielle complémentaire 236. Comme cela a été représenté sur les figures 14 et 16, le fond circonférentiel 236 de chaque encoche 238 est décalé circonférentiellement d'une ouverture circonférentielle d'encoche 52, dans un sens opposé au sens de rotation 54 des première et seconde pièces 20, 22. The disc 22 still comprises the front extension 50, centered on the axis X and penetrating into the hollow space of the end of the shaft 20. At the level of this front extension 50 of the disc, second members 238 are provided, intended to cooperate with the second coupling portions 132 of the pins 124. Each second member takes the form of a coupling notch 238 made on the external surface of the front extension of the disc 50, extending in the circumferential direction and being open radially towards the outside. Thus, each complementary axial stop 136 is formed by the front axial flank of one of these coupling notches 238, while this same notch 238 defines, with its circumferential bottom, a complementary circumferential stop 236. As has been shown in FIGS. 14 and 16, the circumferential bottom 236 of each notch 238 is circumferentially offset by a circumferential notch opening 52, in a direction opposite to the direction of rotation 54 of the first and second parts 20, 22.
Au niveau de cette ouverture circonférentielle 52 de l'encoche 238, cette dernière s'ouvre circonférentiellement sur une rainure 55 d'insertion axiale de la dent 138. Cette rainure 55, d'orientation axiale, est ouverte axialement vers l'avant, et radialement vers l'extérieur, de manière à former conjointement avec l'encoche 238 une forme générale de L. La rainure 55 sert essentiellement à permettre le montage de l'assemblage 100. At this circumferential opening 52 of the notch 238, the latter opens circumferentially onto a groove 55 for axial insertion of the tooth 138. This groove 55, of axial orientation, is open axially towards the front, and radially towards the outside, so as to form jointly with the notch 238 a general L shape. The groove 55 essentially serves to allow the assembly 100 to be mounted.
Dans la configuration normale de fonctionnement de l'assemblage 100, représentée sur la figure 14, le dispositif de secours 124 adopte des états inactifs d'accouplement axial, et d'accouplement en rotation. In the normal operating configuration of the assembly 100, shown in FIG. 14, the emergency device 124 adopts inactive states of axial coupling and rotational coupling.
Dans ces états inactifs, la seconde portion de couplage 132 de chaque pion 124 se trouve dans le fond axial aval de sa rainure d'insertion axiale associée 55 comme montré sur la figure 14, ou bien se trouve agencée déjà au moins en partie dans l'encoche 238. Dans tous les cas, il est conservé le jeu axial 137 entre la butée axiale de secours 134 et la butée axiale complémentaire 136, ainsi qu'un jeu circonférentiel 237 entre la butée circonférentielle de secours 234, et la butée circonférentielle complémentaire 236. In these inactive states, the second coupling portion 132 of each pin 124 is located in the downstream axial bottom of its associated axial insertion groove 55 as shown in FIG. 14, or is already arranged at least partly in the notch 238. In all cases, the axial clearance 137 is retained between the emergency axial stop 134 and the complementary axial stop 136, as well as a circumferential clearance 237 between the emergency circumferential stop 234 and the complementary circumferential stop 236.
Dans un cas de défaillance comme l'un de ceux décrits ci-dessus, et dont celui représenté sur la figure 15 correspond à une rupture de la partie d'extrémité aval 38 de l'arbre 20, les efforts de pression s'appliquant sur le rotor du disque 22 conduisent à un écartement axial non-désiré entre les deux pièces. Plus précisément, cet écartement est provoqué par le déplacement vers l'aval du disque 22. Simultanément, il se produit une rotation relative non-désirée entre les première et seconde pièces 20, 22, le disque 22 n'étant momentanément plus en mesure d'entraîner l'arbre en rotation dans le sens 54. In a failure case such as one of those described above, and of which the one shown in Figure 15 corresponds to a rupture of the downstream end portion 38 of the shaft 20, the pressure forces applied to the rotor of the disc 22 lead to an unwanted axial separation between the two parts. More precisely, this separation is caused by the downstream movement of the disc 22. Simultaneously, an unwanted relative rotation occurs between the first and second parts 20, 22, the disc 22 being momentarily no longer able to drive the shaft in rotation in the direction 54.
Après cette rupture, l'arbre 20, qui reste fixe axialement au sein de l'assemblage 100, n'est plus en mesure d'assurer la retenue axiale de la seconde pièce 22 via les boulons. Le dispositif principal de couplage mécanique 24 passe ainsi dans un état inactif, alors que le jeu axial précité 137 se consume pendant le déplacement axial parasite vers l'aval du disque 22. De plus, les efforts de pression s'appliquant sur le rotor conduisent son disque 22 à poursuivre sa rotation selon le sens 54, ce qui a pour conséquence que le jeu circonférentiel 237 se consume également du fait de la rotation relative avec l'arbre 20, qui n'est momentanément plus entraîné. After this breakage, the shaft 20, which remains axially fixed within the assembly 100, is no longer able to ensure the axial retention of the second part 22 via the bolts. main mechanical coupling device 24 thus passes into an inactive state, while the aforementioned axial clearance 137 is consumed during the parasitic axial movement downstream of the disc 22. In addition, the pressure forces applied to the rotor cause its disc 22 to continue its rotation in the direction 54, which has the consequence that the circumferential clearance 237 is also consumed due to the relative rotation with the shaft 20, which is momentarily no longer driven.
Ces faibles déplacements axial et circonférentiel sont stoppés par l'entrée en contact de la butée axiale de secours 134 avec la butée axiale complémentaire 136 en mouvement, ainsi que par l'entrée en contact de la butée circonférentielle de secours 234 avec la butée circonférentielle complémentaire 236 en mouvement de rotation dans le sens 54. Cela force le dispositif de secours 124 à passer de ses états inactifs à ses états actifs d'accouplement axial de secours et d'accouplement en rotation de secours, représentés sur les figures 15 et 16. These small axial and circumferential movements are stopped by the emergency axial stop 134 coming into contact with the complementary axial stop 136 in motion, as well as by the emergency circumferential stop 234 coming into contact with the complementary circumferential stop 236 in rotational motion in direction 54. This forces the emergency device 124 to pass from its inactive states to its active states of emergency axial coupling and emergency rotational coupling, shown in Figures 15 and 16.
Une fois ces états actifs adoptés, chaque dispositif de secours 124 permet la retenue axiale du disque 22 par l'arbre 20, ainsi que l'entraînement en rotation du second par le premier. Comme pour le second mode de réalisation préféré décrit précédemment, ce quatrième mode permet l'obtention des fonctions « Fail Safe » à l'aide d'un système du type crabot, formé par les pions 124, ainsi que les rainures et encoches correspondantes 55, 238.Once these active states have been adopted, each emergency device 124 allows the axial retention of the disc 22 by the shaft 20, as well as the rotational driving of the second by the first. As for the second preferred embodiment described previously, this fourth mode allows the “Fail Safe” functions to be obtained using a dog-type system, formed by the pins 124, as well as the corresponding grooves and notches 55, 238.
Enfin, la figure 17 représente une alternative, dans laquelle chaque pion 124 n'est plus rapporté sur l'arbre 20, mais intégré à ce dernier. Aussi, la première portion de couplage 128 de chaque pion 124 se trouve réalisée d'une seule pièce avec l'arbre 20, dans l'épaisseur de celui-ci. La liaison 130 n'est plus nécessaire entre l'arbre 20 et la première portion de couplage intégrée 12 du pion 124, qui comprend toujours la seconde portion de couplage 132 en saillie radialement vers l'intérieur pour coopérer avec l'extension avant de disque 50. Finally, Figure 17 shows an alternative, in which each pin 124 is no longer attached to the shaft 20, but integrated into the latter. Also, the first coupling portion 128 of each pin 124 is made in one piece with the shaft 20, in the thickness thereof. The connection 130 is no longer necessary between the shaft 20 and the first integrated coupling portion 12 of the pin 124, which still includes the second coupling portion 132 projecting radially inwards to cooperate with the front disk extension 50.
Diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, et dont la portée est définie par les revendications annexées. De plus, toutes les caractéristiques divulguées ci- dessus, dans les différents modes de réalisation préférés et leurs alternatives, sont combinables entre elles. D'ailleurs, il est noté que sur toutes les figures qui ont été décrites ci-dessus, les éléments qui portent les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires. Various modifications may be made by those skilled in the art to the invention which has just been described, solely by way of non-limiting examples, and the scope of which is defined by the appended claims. In addition, all the features disclosed above, in the various preferred embodiments and their alternatives, are combinable with each other. Moreover, it is noted that in all the figures described above, the elements bearing the same numerical references correspond to identical or similar elements.
Claims
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| WO2025141269A1 true WO2025141269A1 (en) | 2025-07-03 |
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-
2024
- 2024-12-26 WO PCT/FR2024/051768 patent/WO2025141269A1/en active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3157891A1 (en) | 2025-07-04 |
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