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(11) | EP 0 068 923 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Dispositif de verrouillage d'une aube de rotor de turbomachine |
| (57) La jante du disque (2) de rotor présente des dents (3) formées par des rainures axiales
(4). Les rainures reçoivent les pieds d'aube (5) qui sont verrouillés radialement
par des cales (7) placées entre le pied et le fond de la rainure. Le pied d'aube est
prolongé par une échasse (8) portant la plateforme (10) et la pale. Le dispositif
de verrouillage comporte des butée (11) prévues au moins en partie sur les faces de
l'échasse, et des logements (12) prévus dans les dents et conformées de manière à
coopérer avec les butées lorsque la cale est placée entre le pied d'aube et le fond
de la rainure. Selon une forme de réalisation, les butées sont formées par les parties dépassantes d'une pièce de verrouillage (13) logée dans une entaille (14) du pied d'aube et de l'échasse. |
[0001] L'invention concerne un dispositif de verrouillage d'une aube de rotor de turbomachine, la jante du disque de rotor présentant des dents formées par des rainures sensiblement axiales, lesdites rainures recevant les pieds d'aube qui sont verrouillés radialement par des cales placées entre le pied d'aube et le fond de la rainure, le pied d'aube étant prolongé par une échasse portant une plateforme et une pale, ledit dispositif comportant une pièce de verrouillage coopérant avec des logements correspondants de la rainure axiale.
[0002] On connait des dispositifs de verrouillage axial d'aube comportant un organe d'arrêt coopérant avec des logements prévus dans le pied d'aube et dans la rainure axiale dans laquelle l'aube est glissée et maintenue radialement. Cet organe d'arrêt est maintenu en place par une cale qui est introduite entre le fond de la rainure et la partie inférieure du pied d'aube.
[0003] Le brevet français n° 2.345.605 décrit un dispositif de ce genre. La jante du disque de rotor porte des rainures axiales en queue d'aronde qui se prolongent partiellement dans une partie périphérique de la jante faisant saillie par rapport à la face du disque. Les pieds d'aube présentent un talon correspondant à la partie saillante de la jante et qui porte à sa partie inférieure une fente transversale. Des fentes radiales opposées sont prévues dans les bords des rainures axiales. L'organe d'arrêt se présente sous la forme d'une pièce en U dont les branches latérales coopèrent par leurs faces extérieures avec les fentes radiales de la rainure et la branche transversale avec la fente transversale du pied d'aube. La pièce en U est introduite radialement de l'intérieur vers l'extérieur dans les fentes et est maintenue par l'extrémité de la cale introduite entre le pied d'aube et le fond de la rainure. La cale est maintenue axialement de manière habituelle par des brides du capot et/ou du tambour de rotor précédent ou suivant.
[0004] Le dispositif est fiable et d'un montage et démontage aisé, mais il présente l'inconvénient de nécessiter une aube munie d'un talon et une jante saillante, ce qui a pour conséquence d'augmenter la masse totale du rotor.
[0005] Le brevet français n° 2.273.155 montre un dispositif ne nécessitant ni talon d'aube, ni jante saillante. L'aube dont les extrémités des pieds sont parallèles ne comporte pas de talon et la jante portant les rainures axiales n'a pas de partie périphérique saillante. Les rainures axiales sont en forme de queue d'aronde et sont di- 'visées transversalement par un sillon périphérique parallèle aux faces du disque. La partie inférieure du pied d'aube porte deux encoches, une axiale et une transversa- 'le, l'encoche axiale correspondant à une même encoche prévue dans le fond de la rainure axiale et l'encoche transversale correspondant au sillon périphérique.
[0006] L'organe d'arrêt est formé d'une pièce élastique allongée de largeur égale à celle du sillon et présentant en son milieu une partie transversale formant croix. L'organe est placé dans le sillon de manière que la partie transversale soit alignée avec l'encoche du fond de rainure. Lorsque l'aube se trouve glissée en place dans la rainure, l'organe d'arrêt vient se loger en partie dans les encodhes axiale et transversale du pied d'aube et la maintient dans le sens axial.
[0007] Ce dispositif permet de diminuer la masse totale du rotor, mais présente l'inconvénient de nécessiter un outillage particulier pour la mise en place ou le retrait des aubes.
[0008] L'invention vise à réaliser un dispositif de verrouillage axial d'aube qui, tout en maintenant la masse totale du rotor aussi faible que possible, permet une intervention aisée sur les aubes.
[0009] Le dispositif de verrouillage selon l'invention est remarquable, notamment en ce qu'il comporte des butées prévues au moins sur les faces de l'échasse, coopérant avec des portées prévues sur les dents de la jante, lorsque la cale est placée entre le pied d'aube et le fond de la rainure.
[0010] Les explications et figures,données ci-après à titre d'exemple, permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La figure 1 est une vue éclatée d'un dispositif de verrouillage selon une première forme de réalisation de l'invention.
La figure 2 montre un premier dispositif de verrouillage selon l'invention dans lequel les butées sont constituées par une pièce de verrouillage logée dans une entaille du pied d'aube.
La figure 3 montre la même pièce de verrouillage maintenue par la cale.
La figure 4 est une vue en coupe selon un plan axial du dispositif de verrouillage de la figure 1.
La figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 4.
La figure 6 est une vue d'un deuxième dispositif de verrouillage selon l'invention.
La figure 7 est une vue éclatée d'un troisième dispositif de verrouillage selon l'invention.
La figure 8 est une vue selon un plan axial du dispositif selon la figure 7.
La figure 9 est une vue selon IX-IX de la figure 8.
[0011] La figure 1 représente une vue éclatée d'une partie d'un disque de rotor et d'une aube dans lesquels est prévu un dispositif de verrouillage conforme à l'invention.
[0012] 3 La jante 1 du disque de rotor 2 présente des dents/formées par les rainures axiales 4, qui reçoivent les pieds 5 des aubes 6. Les aubes sont verrouillées radialement par des cales 7 placées entre le dessous du pied d'aube et le fond de la rainure.
[0013] On voit sur la figure 4 que le pied d'aube est prolongé par une échasse qui est séparée de la pale 9 par une plateforme 10.
[0014] Le verrouillage axial de l'aube est obtenu selon l'invention par un dispositif comportant des butées 11 (Figure 3), prévues.au moins sur une partie des faces de l'échasse 8, et des logements 12 prévus sur les dents 3 de la jante et conformés de manière à coopérer avec les butées 11 lorsque la cale est placée entre le pied d'aube et le fond de la rainure.
[0015] Selon la forme de réalisation représentée par les figures 1 à 5, les butées 11 sont formées par une partie d'une pièce de verrouillage 13 logée dans une entaille 14 du pied d'aube et de l'échasse, cette entaille se trouvant dans le plan radial médian de l'aube, ou au voisinage de ce plan.
[0016] La pièce de verrouillage présente une partie supérieure -15 de forme approximativement parallélépipédique correspondant à l'entaille de l'échasse et une partie inférieure 16 de forme et de dimensions semblables à celles d'une section droite de la rainure axiale. L'épaisseur de ces parties 15, 16 est égale à la largeur de l'entaille dans le pied d'aube et l'échasse. Lorsque la pièce de verrouillage 13 est placée dans l'entaille 14 de manière que les faces obliques 17 de la partie supérieure affleurent les flancs obliques supérieurs du pied d'aube, une partie 18 de la pièce dépasse au-dessous du pied d'aube (voir figure 2). La hauteur de la partie 18 est telle qu'elle n'empêche pas son introduction dans la rainure axiale. Lorsque la pièce de verrouillage est dans la position ci-dessus décrite, le sommet de la partie 15 est. séparé du fond de l'entaille 14 par une distance au moins égale à la hauteur de la partie 18 dépassant au-dessous du pied d'aube.
[0017] Après introduction du pied d'aube, muni de la pièce de verrouillage maintenue dans la position précédemment définie, dans la rainure axiale, on glisse entre le dessous du pied d'aube et le fond de la rainure une cale 7 qui repousse la pièce de verrouillage dans l'entaille 14 et dans les logements 12. Ces logements 12 sont constitués par deux entailles usinées l'une en face de l'autre sur les bords voisins de deux dents 3. Leurs positions et dimensions sont définies en fonction de la position de l'entaille dans le pied d'aube et sont, par exemple, dans le plan radial médian du disque de rotor.
[0018] La cale 7 verrouille dans le sens radial le pied d'aube et la pièce de verrouillage qui, à son tour, verrouille l'aube dans le sens axial. La cale 7 est maintenue axialement par exemple/des flasques 19 et 20 fixés sur la jante par des boulons 21, ou tout autre moyen connu (par exemple celui représenté à la figure 8 pour le troisième mode de réalisation).
[0019] Selon un autre mode de mise en place du pied d'aube dans la rainure, la pièce de verrouillage est maintenue par un moyen connu (collage, point de soudure par exemple) dans l'entaille du pied d'aube et de l'échasse de manière que la partie 18 affleure le dessous du pied. Le pied d'aube se présente alors comme montré figure 3. Il est introduit dans la rainure axiale de manière que le dessous du pied glisse contre le fond de celle-ci. Les butées 11 comportant les flancs 17 glissent le long des bords en queue d'aronde 50, 51 de la rainure. Lorsque le pied d'aube est placé dans la rainure, on introduit entre le dessous du pied et le fond de la rainure une cale 7 qui verrouille radialement l'ensemble pied et pièce de ver- rouillage, cette derniere/venant cooperer avec les logements 12 pour verrouiller axialement l'ensemble.
[0020] Selon une forme de réalisation équivalente du dispositif de verrouillage illustrée figure 6, les butées sont solidaires des pieds d'aubes et d'une partie des faces frontales de l'échasse et sont constituées d'une ou deux pièces rapportées 54, 55, de forme et de dimensions' semblables à celles d'une section droite des rainures axiales du disque 4. Ces pièces 54, 55, sont fixées par soudage ou brasage-diffusion, ou tout autre moyen connu, sur la face amont ou aval (ou sur les deux) des pieds d'aubes prolongés par l'échasse.
[0021] La mise en place se fait d'une manière tout à fait semblable à celle qui a été décrite ci-dessus; on introduit le pied de l'aube dans la rainure axiale, puis on glisse sous le pied la cale 7, ce qui a pour effet de "remonter" l'aube radialement de façon à ce que les flancs obliques du pied viennent en contact avec les flancs 50, 51 de la rainure. Les parties supérieures des pièces rapportées 54, 55 viennent alors "encadrer" les flancs amont et aval des dents du disque. Ces parties supérieures forment des butées qui coopèrent avec les parties 56 des faces frontales des dents de la jante et verrouillent l'aube axialement. Le verrouillage de la cale 7 se fait comme indiqué précédemment. L'avantage de cette disposition est d'éviter les saignées du système de verrouillage qui affaiblissent l'aube et le disque.
[0023] Les butées se présentent sous forme de tenons 22, 23 solidaires des faces de l'échasse 8 et placés à une certaine distance du pied 24. Les logements destinés à coopérer avec les butées sont constitués de pièces de butée 26, 27, 28, 29 placées deux à deux de part et d'autre des bords de la rainure 30. Deux pièces de butée 26, 28 et 27, 29,placées sur un même bord de rainure, sont espacées d'une distance égale à la largeur des tenons 22, 23. Les deux pièces de butée opposées 26, 27 en regard sur deux dents du disque, en tous cas disposées le plus près de l'entrée de la rainure par laquelle on introduit le pied d'aube, portent sur les côtés en regard des saignées axiales latérales 31, 32. La profondeur des saignées permet le libre passage des tenons 22, 23 portés par l'échasse. La hauteur des pièces de butée est telle que, lorsque le pied d'aube est placé dans la rainure 30 et verrouillé radialement par la cale 33, les tenons 22, 23 viennent se placer entre les pièces de butée 26, 28 et 27, 29 dans les espaces 52, 53 formant logements, les sommets 34, 35, 36, 37 des pièces de butée étant approximativement dans le plan des faces supérieures 38, 39 des tenons.
[0024] Selon la réalisation représentée figure 7, le pied d'aube peut être introduit indifféremment par l'une ou l'autre des extrémités de la rainure 30 et, dans ce cas, toutes les pièces de butée portent des saignées axiales latérales 31, 32, 40, 41.
[0025] La mise en place du pied d'aube et du dispositif de verrouillage s'effectue de la manièrè suivante: on introduit dans la rainure 30 le pied d'aube 24, l'aube étant dirigée comme montrée par la figure 6, la partie inférieure du pied glissant contre le fond de la rainure. Dans cette position, les tenons 22, 23 passent au-dessus des bords des dents et entre les saignées 31, 32 des pièces de butée 26, 27. Lorsque les extrémités du pied d'aube affleurent les faces latérales de la.jante, les tenons se trouvent entre les pièces de butée 26, 28 et 27, 29. On introduit la cale 33 entre le pied et le fond de la rainure de manière que la partie supérieure du pied vienne s'appliquer contre les flancs 50, 51 de la rainure 30 en queue d'aronde. L'aube se déplace radialement et les tenons viennent se placer entre les pièces de butée, de telle sorte que les faces supérieures des tenons soient approximativement dans le même plan que les faces supérieures 34, 35, 36, 37 des pièces de butée.
[0026] Comme dans la première version, la cale 33 est verrouillée axialement, par exemple par des flasques tels que 19 et 20, représentés figure 1 ou par tout autre moyen connu (par exemple, comme représenté figure 8) par appui vers l'arrière sur une bride solidaire du tambour d'entrai- nement du disque et par appui, vers l'amont, sur une bride du capotage d'entrée, capotage lui-même fixé par tout moyen connu.
[0027] Afin d'éviter tout déplacement transversal de l'échasse, des surfaces 42, 43 encadrent chacun des tenons 22, 23. Ces surfaces viennent s'ajuster entre les pièces de butée et plus particulièrement contre les faces latérales axiales 44, 45, 46, 47 afin d'éviter le cliquetage à faible régime.
[0028] Les pièces de butée peuvent s'étendre sur toute la largeur des dents et être symétriques par rapport au plan médian axial de celles-ci. Ainsi les pièces de butée d'une même dent, par exemple 26, 28 ou 27, 29 servent au maintien des tenons de deux aubes voisines. Les pièces de butée sont généralement formées par usinage de la jante. Par suite de la position des tenons sur l'échasse et de l'inclinaison de la plateforme de l'aube, les pièces de butée peuvent être prévues vers l'arrière de la jante afin de faciliter le montage de l'aube.
[0029] Les différentes réalisations du dispositif de verrouillage selon l'invention assurent un verrouillage indépendant de chaque aube, ce qui permet une maintenance aisée du rotor par le démontage des seules aubes intéressées. Selon la réalisation adoptée, après avoir enlevé le capot 52, il suffit de retirer la cale 7 ou 33 pour que l'ensemble(pièce de verrouillage + pied) descende dans la rainure axiale 4 ou 30 et puisse être retiré.
1. Dispositif de verrouillage d'une aube de rotor de turbomachine, la jante du disque
de rotor présentant des dents formées par des rainures sensiblement axiales, lesdites
rainures recevant les pieds d'aube qui sont verrouillés radialement par des cales
placées entre le pied d'aube et le fond de la rainure, le pied d'aube étant prolongé
par une échasse portant une plateforme et une pale, caractérisé en ce que des butées
(11, 54, 55, 22, 23), prévues au moins sur les faces de l'échasse (8) ,coopèrent avec
des portées (12, 52, 53,56)préveus est sur les dents de la jante (1), lorsque la cale
(7,33)/ placée entre le pied d'aube (5, 24) et le fond de la rainure (4, 30).
2. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
butées (11) sont constituées par une pièce de verrouillage (13) logée dans une entaille
(14) transversale du pied (5) et de l'échasse (8) de l'aube et coopérant avec des
portées constituées par des logements (12) correspondants prévus dans les bords (50,
51) de la rainure axiale (3) lorsque la cale (7) est placée entre le pied d'aube (5)
et le fond de la rainure (4).
3. Dispositif de verrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce
de verrouillage (13) présente une partie supérieure (15) approximativement parallélépipédique
correspondant à l'entaille de l'échasse d'aube et une partie inférieure (16) de forme
et de dimensions semblables à celles d'une section droite de la rainure axiale (4)
et d'épaisseur égale à celle de l'entaille (14).
4. Dispositif de verrouillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce
de verrouillage (13) est fixée dans l'entaille (14) du pied d'aube de manière que
le dessous de ladite pièce affleure le dessous du pied d'aube.
5. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en
ce que les logements et l'entaille sont dans le plan radial médian de la jante et
de l'aube.
6. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
butées (22, 23) sont constituées de tenons fixés sur l'échasse (8) et les portées
sont constituées par des logements (52, 53) délimités par des pièces en saillie (26,
28, 27, 29) fixées le long d'au moins l'un des bords de la rainure axiale (30) et
séparées d'une distance égale à la largeur des butées, lesdites pièces (26, 27, 28,
29) portant au moins une saignée axiale latérale (31, 32) voisine de la rainure pour
permettre le passage du tenon.
7. Dispositif de verrouillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les
tenons (22, 23) sont encadrés par des surfaces (42, 43), lesdites surfaces coopérant
avec des faces latérales axiales (44, 45, 46, 47) des pièces en saillie (26, 28, 27,
29) lorsque l'aube est verrouillée radialement par une cale (33) placée entre le pied
d'aube et le fond de la rainure.
8. Dispositif de verrouillage selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que
les pièces en saillie (26, 28, 27, 29) sont disposées sur toute la largeur des dents
et sont symétriquespar rapport au plan médian axial desdites dents de manière à assurer
le verrouillage de deux aubes voisines.
9. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en
ce que les pièces en saillie et les tenons sont prévus vers l'arrière de la jante
et de l'aube.
10. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
butées sont constituées par des plaquettes (54, 55) présentant le même contour qu'
une section droite de la rainure axiale, solidaires du pied d'aube (5) et d'une partie
des faces frontales de l'échas-. se (8) et en ce que les portées coopérantes sont
consti-, tuées par une partie (56) des faces amont et aval des dents de la jante.