EP0083289A1

EP0083289A1 - Roue de rotor de turbomachine munie d'un dispositif de retenue axiale et radiale d'aubes sur le disque

Info

Publication number: EP0083289A1
Application number: EP82402387A
Authority: EP
Inventors: Jean-Claude Dhuic
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA; SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1981-12-29
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1983-07-06
Also published as: FR2519072A1; US4474535A; DE3267199D1; EP0083289B1; FR2519072B1; JPS58119904A; JPH0131002B2

Abstract

Dispositif de retenue d'aube comportant une cale (13) formée d'une pièce allongée (15) présentant une fente longitudinale (18) s'étendant sur la presque totalité de sa longueur. Les côtés longitudinaux (181, 182) portent des orifices (23) recevant un axe (17) maintenant une lame souple (16) logée partiellement dans la fente. La lame souple présente deux branches (25,26). L'extrémité (29) d'une des branches (26) s'appuie sur une extrémité (21) de la pièce allongée (15), l'extrémité (28) de l'autre branche (25) fait saillie du plan inférieur de la pièce allongée (15) et est susceptible, lorque la cale (13) est en place entre le pied d'aube (6) et la rainure (2) en queue d'aronde, de s'appuyer contre le fond (14) de la rainure (2).

Description

L'invention concerne un dispositif de retenue axiale et radiale d'aube de rotor de turboréacteur, susceptible d'éviter le matage des pieds d'aube et des alvéoles, et plus particulièrement d'une cale susceptible de se loger entre le pied de l'aube et le fond de la rainure prévue dans la jante du disque de rotor.
On connaît des dispositifs de retenue axiale et radiale d'aubes telles que celui décrit dans le brevet français n° 2 345 605 et qui est constitué d'une cale que l'on dispose entre le pied d'aube et le fond de la rainure de manière à plaquer la partie supérieure du pied d'aube en queue d'aronde contre les dents latérales de la rainure, la cale étant maintenue dans le sens axial par un verrou en U qui coopère avec des encoches correspondantes prévues dans le pied d'aube et dans les dents de la rainure ; le système est simple et efficace. Pour faciliter, ou même rendre possible le montage et le démontage de l'ensemble, il existe toutefois entre la cale, le pied d'aube et le fond de la rainure des jeux (au moins pour la plupart des aubes) qui se révèlent nuisibles à l'usage. En effet, lors de l'autorotation ou de la rotation à faible vitesse du rotor, la force centrifuge qui s'exerce sur les aubes n'est plus suffisante pour maintenir les pieds d'aube plaqués à la fois contre les deux faces obliques des rainures.
A chaque tour les aubes passent d'une position d'appui sur un des côtés de l'alvéole à une position d'appui sur l'autre côté. Cela produit un cliquetis et, ce qui est plus grave, un matage qui endommage très sérieusement les surfaces en contact. Si un tel dommage est déjà difficilement acceptable pour les pièces facilement remplaçables, telles que les cales ou à la rigueur les aubes, il n'en est pas de même pour le disque de rotor pour lequel de tels dommages sont absolument inacceptables.
C'est ainsi que les brevets français numéros 2 300 215 et 2 426 151 proposent des solutions qui font appel à des cales comportant une partie élastique susceptible de maintenir le contact permanent entre le pied d'aube et la rainure. La cale décrite par le premier brevet cité est constituée de trois pièces longitudinales, indépendantes, deux latérales et une centrale. Les deux pièces latérales portent aux extrémités de deux faces adjacentes des talons prévus de manière à pouvoir s'appliquer contre la face avant et arrière du disque, de part et d'autre de la rainure et contre les extrémités radiales des pieds d'aube. Ces deux pièces, symétriques, sont introduites dans l'espace compris entre le pied d'aube et le fond de la rainure et sont écartées par la pièce centrale de forme approximativement complémentaire de l'espace restant. Cette pièce comporte un logement recevant un organe élastique prenant appui contre le fond de la rainure. Les trois pièces sont, après mise en place, solidarisées par un boulon.
Le second brevet cité décrit une cale présentant deux pièces latérales identiques à'celles du brevet précédent, mais une pièce centrale constituée de deux éléments et d'une cale de blocage supplémentaire. Un des éléments forme une cale d'écartement, susceptible d'être déformée élastiquement dans le plan axial, et coopère avec un logement prévu dans la barrette formant l'autre élément et destinée à être placée contre le fond de la rainure. La mise en place du dispositif se fait, comme précédemment, par introduction des pièces latérales, de la barrette, puis de la cale d'écartement. On place alors entre les extrémités de la barrette et de la cale d'écartement la cale de blocage qui maintient la cale d'écartement en pression contre la barrette et le pied d'aube. Un boulon maintient les différentes pièces entre elles et assure le verrouillage.
La déformation élastique de la cale d'écartement, lorsque celle-ci se trouve en place, développe des forces de contact suffisant pour maintenir le pied d'aube quelle que soit la vitesse de rotation du rotor.
Le grand nombre de pièces de l'une ou l'autre de ces solutions de l'art antérieur rend toutefois délicat le montage et le démontage des aubes.
L'invention a pour but un dispositif de retenue du même genre que ceux précédemment décrits, mais ne comportant qu'un nombre de pièces moins élevé et surtout formant un ensemble susceptible d'être mis en place ou retiré en une seule opération.
Le dispositif selon l'invention est remarquable en ce que la cale est formée de l'ensemble constitué par :

- une pièce allongée présentant une fente longitudinale s'étendant sur la presque totalité de sa longueur, les côtés longitudinaux de la pièce comportant des orifices coaxiaux ;
- un axe 17 passant dans lesdits orifices ;
- une lame souple, maintenue par ledit axe, logée dans la fente et présentant par rapport à l'axe deux branches dont les côtés supérieur et inférieur font entre eux des angles obtus, l'extrémité libre d'une branche s'appuyant contre une extrémité de la pièce allongée,

l'extrémité libre de l'autre branche présentant une partie susceptible de s'appuyer en exerçant une pression radiale contre le fond de la rainure en queue d'aronde.
Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée.

La figure 1 montre une vue éclatée d'un dispositif de retenue d'une aube de rotor.
La figure 2 est une vue éclatée d'une cale selon l'invention.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un élément formant la cale.
La figure 4 est une vue en coupe par le plan radial passant au milieu de la rainure du dispositif de retenue selon l'invention.

La figure 1 représente en vue éclatée un dispositif de retenue axiale et radiale d'une aube de rotor. Le disque de rotor 1 présente dans sa jante des rainures axiales 2 ayant une section en queue d'aronde. A la périphérie du disque et perpendiculairement à sa face amont, des dents 3 prévues entre les rainures portent des gorges 4 se faisant face, dont le fond est parallèle au plan radial passant par le milieu de la rainure. L'aube 5, dont le pied 6 a une forme en queue d'aronde correspondant à celle de la rainure, comporte vers l'amont un prolongement en forme de talon 7, portant latéralement des gorges 8. Le montage de l'aube s'effectue en glissant le pied 6 dans la rainure 2 du disque de rotor. Lorsque l'extrémité 9 du pied 6 affleure la face aval 10 du disque, les gorges 8 du talon 7 d'aube se trouvent en face des gorges 4 des dents voisines 3. Un verrou en U 11, d'épaisseur égale à la distance séparant les bords latéraux des gorges 4 des dents, porte une découpe 12 dont la partie supérieure, proche de la branche horizontale du U, présente une fente. La section droite de cette fente correspondant à la partie du talon 7 comprise entre les gorges 8. La partie centrale de la découpe a une section droite correspondant à la section droite de la cale 13.
Le montage s'effectue de la façon suivante : après avoir glissé le pied d'aube 6 dans la rainure 2, on introduit le verrou 11 entre les gorges 4 et 8 des dents et du pied d'aube. Le verrou est alors en butée contre le talon 7. On introduit alors la cale 13 dans la partie centrale de la découpe 12 et entre le pied d'aube 6 et le fond 14 de la rainure 2. La cale applique la partie en queue d'aronde du pied d'aube contre les parties correspondantes de l'alvéole constituant la rainure 2 du disque 1.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, la cale 13 (figure 2) est constituée de trois éléments assemblés : une pièce allongée 15, une lame souple 16 et un axe 17, dont le mode de coopération sera décrit par la suite. La pièce allongée 15 porte, dans son plan de symétrie longitudinal, une fente 18 s'étendant sur la presque totalité de sa longueur. Deux ponts 190 et 200 sont ménagés aux extrémités avant 19 et arrière 20 de la pièce. Le pont 200 ménagé à l'extrémité arrière, porte une rainure 21 dont le fond présente une partie, approximativement parallèle au plan inférieur de la pièce qui peut être raccordée à une autre partie 22, inclinée vers l'intérieur de la fente et rejoignant le plan inférieur.
La pièce présente à l'extrémité avant 19 une section droite de hauteur inférieure à celle de l'extrémité arrière 20.
Les côtés longitudinaux 181 et 182 de la pièce 15 sont percés de deux orifices 23 coaxiaux d'axe perpendiculaire au plan de symétrie longitudinale de la pièce. La lame souple 16 a une épaisseur inférieure à celle de la fente 18 et une longueur approximativement égale à celle de la fente et est percée perpendiculairement à son plan de symétrie longitudinal d'un orifice 24. La lame est formée de part et d'autre de cet orifice par deux branches 25 et 26 dont les côtés supérieurs et inférieurs sont désignés respectivement par les repères 251, 261, 252, 262 font respectivement entre eux des angles obtus. La branche 25 porte à son extrémité libre amont 27 une découpe 28 en forme de dièdre rectangle dont les plans sont raccordés par un arrondi 28' et l'extrémité de la branche 26 présente une portée plane 29. La fonction de ces découpe et portée sera ultérieurement précisée.
La cale 13 est formée en introduisant la lame souple 16 dans la fente 18 de la pièce 15. La portée 29 de la branche 26 reposant sur le fond horizontal de la rainure 21, puis en les reliant par l'intermédiaire de l'axe 17 passant dans les orifices 23 de la cale et 24 de la lame. De ce fait les trois pièces 15, 16, 17 forment la cale 13 proprement dite. Il est à noter que l'angle que font entre elles les branches de la lame, amène l'extrémité 27 à dépasser du plan inférieur de la cale lorsque la partie 29 repose sur le fond de la rainure 21.
Du fait de la saillie de l'extrémité 27, il est nécessaire, pour introduire la cale 13 entre le pied d'aube 6 et le fond 14 de la rainure 2 de contraindre cette extrémité de manière qu'elle se loge dans la fente. L'extrémité de la lame est maintenue dans cette position par un outil comportant des moyens prenant appui sur la face supérieure 190 de l'extrémité 19 de la pièce 15 et s'engageant dans une encoche 30 pratiquée dans la face inférieure de l'extrémité avant 27 de la lame souple 16. La pression exercée simultanément sur l'extrémité de la lame souple 16 et l'extrémité de la pièce 15 permet d'escamoter partiellement à l'intérieur de la fente 18 l'extrémité avant de la lame souple 16.
Pour limiter le débattement de la lame souple 16, lorsque l'on maintient pressée la pièce 15 et la lame 16 par un outil de serrage, on peut prévoir de prolonger légèrement vers l'aval par un pan incliné, indiqué en pointillés en 180 sur la figure 4, la paroi amont de la fente 18. En effet, un débattement excessif vers l'extérieur de la face 251 peut donner à la cale 13 une épaisseur trop grande pour permettre son introduction dans la rainure du disque.
Lorsque la lame souple est ainsi bandée, on introduit, comme précédemment décrit, la cale 13 dans la découpe centrale 12 du verrou 11 entre le pied d'aube 6 et le fond 14 de la rainure du disque. La découpe 28 de l'extrémité de la lame souple vient alors, au travers de la rainure 2, coiffer la face amont du disque de rotor.
On démonte ensuite l'outil maintenant la contrainte exercée entre la pièce 15 et la lame 16, ce qui place la face horizontale du dièdre 28 en appui sur le fond 14 de la rainure 2 et la face verticale du dièdre 28 en appui sur la face amont du disque 1. Comme illustré sur la figure 4, la cale 13 est ainsi verrouillée dans le sens axial de l'amont vers l'aval. Le verrouillage dans le sens inverse, de l'aval vers l'amont, peut être assuré de manière connue par une bride du capot avant venant s'appuyer contre l'extrémité 19 de la cale.
La lame, en se détendant, vient exercer une pression contre le pied d'aube 6 par l'intermédiaire d'une portée 31 prévue sur la lame à l'aplomb de l'axe de rotation et sur le fond 14 de la rainure 2 en queue d'aronde par les deux portées constituées :

- par la face horizontale du dièdre 28, vers l'avant, sur le fond 14 de la rainure 2 du disque,
- et par l'appui de la portée 29 sur la partie 21 de l'extrémité arrière de la pièce allongée 15, cette extrémité arrière étant elle-même en appui sur le fond 14 de la rainure 2, vers l'arrière du disque 1.

L'élasticité de la lame 16 met en appui (directement en amont, indirectement par l'intermédiaire du pont 200 vers l'arrière) la cale 13 sur le fond de la rainure. Le milieu supérieur de la lame 16 entre en appui par une portée 31 sur la partie inférieure médiane du pied d'aube, ce qui évite le cliquetis.
Selon un exemple de réalisation, la force exercée alors est de l'ordre de 200 daN, suffisante pour empêcher l'aube de cliqueter lorsque le rotor tourne en autorotation.
On ne sortirait pas du cadre de l'invention en inversant les appuis de l'ensemble 13, notamment en ayant deux appuis de cet ensemble sur la partie inférieure du pied d'aube et un appui sur le disque vers le milieu de la rainure.

Claims

1. Dispositif de retenue axiale et radiale d'aube de rotor de turboréacteur, l'aube comportant un pied en queue d'aronde susceptible de glisser axialement dans des rainures correspondantes de la jante du disque de rotor, le disque comportant, à sa périphérie et perpendiculairement à sa face, des dents dans les bords desquelles sont prévues des gorges sensiblement radiales se faisant face et correspondant à des gorges semblables prévues dans le talon de l'aube, un verrou en U coopérant par sa partie extérieure aves les gorges des dents et présentant dans sa partie centrale une découpe correspondant à la section droite d'une cale susceptible de se loger entre le pied d'aube et le fond de la rainure en queue d'aronde, ladite découpe étant prolongée vers la branche horizontale du U par une fente dont les bords coopèrent avec les gorges du pied de l'aube, dispositif caractérisé en ce que la cale (13) est formée de l'ensemble constitué par :

- une pièce allongée (15) présentant une fente longitudinale (18) s'étendant sur la presque totalité de sa longueur, les côtés (181, 182) longitudinaux de la pièce (15) comportant des orifices (23) coaxiaux ;

- un axe (17) passant dans ledit orifice (23)

- une lame souple (16) maintenue par l'axe (17), logée dans la fente et présentant par rapport à l'axe deux branches (25, 26) dont les côtés supérieurs (251, 261) et inférieurs (252, 262) font entre eux des angles obtus, l'extrémité libre d'une branche (26) s'appuyant sur une extrémité (21) de la pièce allongée, l'extrémité libre (27) de l'autre branche (25) présentant une partie (28) susceptible de s'appuyer en exerçant une pression contre le fond (14) de la rainure (2) en queue d'aronde.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame (16) présente à son extrémité libre de la branche (26) s'appuyant contre une extrémité de la cale, une portée (29) susceptible de coopérer avec le fond d'une rainure (21) prévue dans une extrémité (20) de la pièce allongée (15).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lame (16) porte à son extrémité libre (27), de la branche (25), s'appuyant contre le fond (14) de la rainure en queue d'aronde (2), une découpe (28) en forme de dièdre rectangle conformée pour se placer à cheval sur le bord amont formé par le fond de la rainure et la face du disque de rotor lorsque la cale est en place.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les branches (25, 26) de la lame (16) non contrainte, sont conformées de manière que la branche (25) susceptible de s'appuyer sur le fond de la rainure en queue d'aronde, fasse saillie vers l'intérieur par rapport au plan inférieur de la pièce allongée (15) lorsque l'autre branche (26) de la lame (16) s'appuie sur l'extrémité (21) opposée de la pièce allongée (15).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lame (16) comporte au voisinage de l'aplomb de l'orifice (24) de l'axe et vers l'extérieur une portée (31) susceptible de coopérer avec le pied d'aube (6).

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame souple (16) comporte à la face inférieure de son extrémité avant (27) une encoche (30) pour l'engagement d'un outil prenant appui sur la face supérieure (190) de l'extrémité avant (19) de la pièce allongée (15) pour escamoter partiellement à l'intérieur de la fente (18) l'extrémité avant de la lame (16), lors de l'introduction de la cale (13) entre le pied d'aube (6) et le fond (14) de la rainure (2).