FR2681374A1 - Fastening a turbojet fan blade - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to the fastening of a turbojet blade. The rotor includes removable blades (7) fixed to the rim (4) of the disc (1). The blades (7) each exhibit a root (6) in dovetail shape which is mounted in a substantially axial groove (5) of corresponding shape formed in the rim (4) of the disc (1). The disc (1) includes, on its periphery, upstream and downstream, scalloped flanges (8, 9) equipped with orifices (10) for the fastening of rings (13, 14) provided on the compressor drum (2) and the front cowl (cover) (3). The rings (13, 14) interact with the ends of the blade roots (6) in order to immobilise the blades (7) axially and radially.

Description

FIXATION D'AUBE DE SOUFFLANTE DE TURBOREACTEUR
La présente invention concerne la fixation des aubes d'une soufflante dans les rainures axiales du rotor.
FIXING OF A TURBOREACTOR BLOWER BLADE
The present invention relates to the fixing of the blades of a fan in the axial grooves of the rotor.

Elle concerne plus précisément un rotor de soufflante de turboréacteur, du type comportant des aubes amovibles fixées sur la jante d'un disque, lesdites aubes comportant chacune un pied en queue d'aronde qui est monté dans une rainure, sensiblement axiale et de forme correspondante, ménagée dans la jante du disque, ledit rotor étant disposé entre un capot avant et un tambour du compresseur. More specifically, it relates to a turbojet fan rotor, of the type comprising removable blades fixed to the rim of a disc, said blades each comprising a dovetail foot which is mounted in a groove, substantially axial and of corresponding shape. , formed in the rim of the disc, said rotor being disposed between a front cover and a compressor drum.

Les dispositifs actuels pour verrouiller les aubes d'une soufflante nécessitent des dents sur l'une au moins des faces axiales du disque ou des pieds d'aube. Current devices for locking the blades of a fan require teeth on at least one of the axial faces of the disc or of the blade roots.

Le brevet américain US 4 033 705 montre un dispositif de verrouillage d'aubes faisant appel à des brides annulaires boulonnées sur le disque qui maintiennent des pièces de verrouillage coopérant avec des dents ménagées sur les deux faces axiales du disque. Ces dents entraînent de plus un usinage coûteux. Ce dispositif de verrouillage complique le montage des aubes et nécessite la dépose des deux brides annulaires pour changer une aube. US Pat. No. 4,033,705 shows a blade locking device using annular flanges bolted to the disc which hold locking pieces cooperating with teeth formed on the two axial faces of the disc. These teeth also entail costly machining. This locking device complicates the assembly of the blades and requires the removal of the two annular flanges to change a blade.

La demande de brevet français nO 2 345 605 décrit un dispositif de retenue d'aubes de soufflante qui comportent un pied en queue d'aronde. Un verrou en forme de U est disposé dans des rainures radiales ménagées dans un plan axial du disque ou dans les aubes et ce verrou empêche le déplacement axial de l'aube après introduction d'une cale entre le pied d'aube et le fond de la rainure. Le mouvement axial de la cale est empêché par une butée prévue dans le capot avant fixé sur une bride de rotor. French patent application No. 2 345 605 describes a device for retaining fan blades which have a dovetail foot. A U-shaped lock is arranged in radial grooves formed in an axial plane of the disc or in the blades and this lock prevents the axial movement of the blade after introduction of a shim between the blade root and the bottom of the blade. the groove. The axial movement of the shim is prevented by a stop provided in the front cover fixed on a rotor flange.

L'utilisation du dispositif de verrouillage est relativement simple, mais ce dispositif nécessite au moins une bride fixée sur le disque pour le maintien du capot, et un talon d'aube d'une longueur au moins égale aux prolongements axiaux de la jante généralement appelés "dents" pour le logement du verrou. La bride et les talons d'aube constituent une masse non négligeable et augmentent d'autant le porte-à-faux du rotor de soufflante.The use of the locking device is relatively simple, but this device requires at least one flange fixed on the disc for holding the cover, and a blade stub of a length at least equal to the axial extensions of the rim generally called "teeth" for the latch housing. The flange and the heels of the blade constitute a non-negligible mass and further increase the overhang of the fan rotor.

La demande de brevet français nO 2 502 690 montre un verrouillage d'aubes de soufflante au moyen d'une pièce de fixation constituée d'une partie parallélépipédique, d'une partie prismatique et d'une partie cylindrique partiellement filetée pour recevoir l'écrou qui fixe le capot avant. Par rapport à la demande de brevet français nO 2 345 605, le disque ne nécessite pas de bride pour la fixation du capot avant, ce qui diminue le poids du disque. La masse des aubes est également diminuée par suppression des talons. Toutefois, il est nécessaire de placer une cale dans l'alvéole du disque pour maintenir les pièces de fixation en vue du montage du capot.Le disque nécessite encore des dents qui s'étendent sur sa face axiale avant et dans lesquelles sont ménagées des rainures axiales pour recevoir la partie parallélépipédique de la pièce de fixation. French patent application No. 2 502 690 shows a locking of fan blades by means of a fixing part consisting of a parallelepipedic part, a prismatic part and a partially threaded cylindrical part to receive the nut. which fixes the front cover. Compared to French patent application No. 2 345 605, the disc does not require a flange for fixing the front cover, which reduces the weight of the disc. The mass of the blades is also reduced by removing the heels. However, it is necessary to place a shim in the disc cavity to hold the fasteners for mounting the cover.The disc still requires teeth which extend on its axial front face and in which grooves are formed axial to receive the parallelepiped part of the fixing piece.

La demande de brevet français nO 2 566 061 montre un mode de verrouillage de l'aube dans lequel il est prévu, en aval de l'aube, un anneau de verrouillage intégré au tambour et maintenu sur le disque au moyen de boulons. L'anneau de verrouillage comporte des échancrures radiales internes pour recevoir des protubérances axiales des pieds par introduction d'une cale entre chaque pied d'aube et le fond de l'alvéole correspondant, les cales étant maintenues entre les butées du tambour de compresseur et du capot avant. Ici aussi, il est nécessaire de disposer de cales et de ménager des échancrures radiales dans une pièce circulaire. De plus, le disque comporte une bride pour la fixation du capot avant. French patent application No. 2,566,061 shows a blade locking mode in which there is provided, downstream of the blade, a locking ring integrated into the drum and held on the disc by means of bolts. The locking ring has internal radial notches to receive axial protrusions of the feet by introduction of a shim between each blade root and the bottom of the corresponding cell, the shims being held between the stops of the compressor drum and of the front cover. Here too, it is necessary to have shims and to provide radial notches in a circular part. In addition, the disc has a flange for fixing the front cover.

Le but de la présente invention est de proposer un rotor de soufflante du type mentionné dans lequel le disque est dépourvu de dent en amont ou aval, dans lequel les aubes ne possèdent pas de dent de verrouillage, et dans lequel il n'est pas nécessaire de placer des cales sous les pieds d'aubes.  The object of the present invention is to provide a fan rotor of the type mentioned in which the disc has no tooth upstream or downstream, in which the blades do not have a locking tooth, and in which it is not necessary to place shims under the blade roots.

Le but est atteint selon l'invention par le fait que le disque comporte, sur sa périphérie aval, une première bride radiale festonnée destinée à la fixation d'un premier anneau prévu sur le tambour de compresseur, et comporte, sur la périphérie amont, une deuxième bride radiale festonnée destinée à la fixation d'un deuxième anneau prévu sur le capot avant, et en ce que lesdits premier et deuxième anneaux coopèrent avec les extrémités des pieds d'aube pour les immobiliser axialement et radialement. The object is achieved according to the invention by the fact that the disc comprises, on its downstream periphery, a first scalloped radial flange intended for fixing a first ring provided on the compressor drum, and comprises, on the upstream periphery, a second scalloped radial flange intended for fixing a second ring provided on the front cover, and in that said first and second rings cooperate with the ends of the blade roots to immobilize them axially and radially.

Grâce à cette structure du disque, l'usinage des divers éléments est simplifié. De plus la longueur de l'ensemble est diminuée, ce qui entraîne une diminution notable des masses et du porte-à-faux de la soufflante. Thanks to this disc structure, the machining of the various elements is simplified. In addition, the length of the assembly is reduced, which results in a significant reduction in the masses and the overhang of the fan.

Avantageusement, les aubes présentent sur la partie aval de leur pied deux becquets qui s'engagent respectivement sur les faces radiales interne et externe dudit premier anneau. Les aubes présentent également sur la partie en amont de leur pied deux becquets qui s'engagent sur la face radiale externe dudit deuxième anneau. Advantageously, the blades have on the downstream part of their base two spoilers which engage respectively on the internal and external radial faces of said first ring. The blades also have on the upstream part of their base two spoilers which engage on the external radial face of said second ring.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel
la figure 1 est une coupe radiale partielle du rotor de soufflante dans un plan équidistant de deux aubes consécutives,
la figure 2 est une coupe radiale partielle du rotor de soufflante dans un plan équidistant de deux aubes consécutives, les aubes comportant des nageoires,
la figure 3 est une coupe axiale selon la ligne III-III de la figure 1.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge on reading the following description given by way of example and with reference to the appended drawing in which
FIG. 1 is a partial radial section of the fan rotor in a plane equidistant from two consecutive blades,
FIG. 2 is a partial radial section of the fan rotor in a plane equidistant from two consecutive blades, the blades comprising fins,
FIG. 3 is an axial section on the line III-III in FIG. 1.

Le dessin représente un disque 1 d'un rotor de soufflante de turboréacteur interposé entre un tambour de compresseur basse pression 2 et un capot avant 3. La jante 4 du disque 1 comporte des rainures sensiblement axiales 5, ayant une forme approximativement en queue d'aronde, destinées à recevoir les pieds 6 des aubes 7. The drawing shows a disc 1 of a turbojet fan rotor interposed between a low pressure compressor drum 2 and a front cover 3. The rim 4 of the disc 1 has substantially axial grooves 5, having an approximately tail shape. dovetail, intended to receive the feet 6 of the blades 7.

Les pieds 6 des aubes 7 ont également une forme en queue d'aronde complémentaire de la forme des rainures 5. The feet 6 of the blades 7 also have a dovetail shape complementary to the shape of the grooves 5.

Le disque 1 comporte à sa périphérie aval une première bride festonnée 8 et à sa périphérie amont une deuxième bride festonnée 9. Les festons formant les brides festonnées 8 et 9 s'étendent radialement vers l'extérieur du disque 1 entre deux aubes consécutives 7 et ils comportent chacun au moins un orifice 10 pour permettre le passage de boulons 11 en aval et de boulons 12 en amont. The disc 1 has at its downstream periphery a first scalloped flange 8 and at its upstream periphery a second scalloped flange 9. The scallops forming the scalloped flanges 8 and 9 extend radially outward from the disc 1 between two consecutive blades 7 and they each comprise at least one orifice 10 to allow the passage of bolts 11 downstream and of bolts 12 upstream.

Les boulons 11 servent à la fixation d'un premier anneau 13 prévu sur l'avant du tambour de compresseur basse pression 2. The bolts 11 are used for fixing a first ring 13 provided on the front of the low pressure compressor drum 2.

Les boulons 12 servent à fixer un deuxième anneau 14 prévu sur l'arrière du capot avant 3.The bolts 12 serve to fix a second ring 14 provided on the rear of the front cover 3.

Les rainures 5 s'étendent sur toute l'épaisseur de la jante 4 du disque 1 et elles sont partiellement fermées à leurs extrémités axiales par le premier anneau 13 et le deuxième anneau 14. The grooves 5 extend over the entire thickness of the rim 4 of the disc 1 and they are partially closed at their axial ends by the first ring 13 and the second ring 14.

Les pieds d'aube 6 s'étendent sur toute la longueur des rainures 5, et ils présentent à leurs extrémités des parois planes 15 et 16 situées dans les plans radiaux d'extrémité de la jante 4. The blade roots 6 extend over the entire length of the grooves 5, and they have at their ends flat walls 15 and 16 situated in the radial end planes of the rim 4.

Les parois planes 15 et 16 sont respectivement en butée contre les premier et deuxième anneaux 13, 14 ce qui assure l'immobilisation axiale des aubes 7. The flat walls 15 and 16 are respectively in abutment against the first and second rings 13, 14 which ensures the axial immobilization of the blades 7.

La partie du pied d'aube 6 comporte deux becquets 17 et 18 qui s'engagent respectivement sur la face radiale externe 19 et la face radiale interne 20 du premier anneau 13 du tambour de compresseur 2. The part of the blade root 6 comprises two spoilers 17 and 18 which engage respectively on the external radial face 19 and the internal radial face 20 of the first ring 13 of the compressor drum 2.

La partie amont du pied d'aube 6 comporte un becquet 21 qui s'engage sur la face radiale externe 22 du deuxième anneau 14 du capot avant 3 et un becquet 27 qui s'engage sous la face radiale interne de l'anneau 14. The upstream part of the blade root 6 comprises a spoiler 21 which engages on the external radial face 22 of the second ring 14 of the front cover 3 and a spoiler 27 which engages under the internal radial face of the ring 14.

Les becquets 17 et 21 empêchent le déplacement des aubes 7 vers l'axe du turboréacteur lors de l'arrêt du moteur. Les becquets 18 et 27 permettent de transférer une partie des forces centrifuges sur le premier anneau 13 du tambour de compresseur 2 et sur le deuxième anneau 14 du capot, lors de la rotation de la soufflante dans le cas de perte d'aube.  The spoilers 17 and 21 prevent the blades 7 from moving towards the axis of the turbojet engine when the engine stops. The spoilers 18 and 27 make it possible to transfer part of the centrifugal forces to the first ring 13 of the compressor drum 2 and to the second ring 14 of the cover, during the rotation of the blower in the event of a blade loss.

Le montage de l'ensemble se fait de la manière suivante
Le disque 1 est fixé au premier anneau 13 du tambour de compresseur 2 par les boulons 11. Les aubes 7 sont glissées dans les rainures 5 du disque 1 de l'amont vers l'aval. Il ne reste ensuite qu 'à fixer le deuxième anneau 14 du capot avant sur le disque 1. Pour ce faire, les boulons 12 comportent un dispositif antirotation 23 de type classique. Pour éviter le déplacement axial du boulon 12, lors de l'approche des écrous 24, un jonc 25 est positionné sur le boulon 12 et noyé dans un logement.
The assembly of the assembly is done as follows
The disc 1 is fixed to the first ring 13 of the compressor drum 2 by the bolts 11. The vanes 7 are slid into the grooves 5 of the disc 1 from upstream to downstream. It then remains only to fix the second ring 14 of the front cover on the disc 1. To do this, the bolts 12 comprise an anti-rotation device 23 of conventional type. To avoid axial displacement of the bolt 12, when the nuts 24 approach, a rod 25 is positioned on the bolt 12 and embedded in a housing.

La figure 1 représente un rotor de soufflante dans lequel les aubes sont sans nageoire. FIG. 1 represents a fan rotor in which the blades are without fin.

La figure 2 représente un rotor de soufflante dans lequel les aubes comportent des nageoires. Pour permettre le montage et le démontage des aubes 7, notamment le montage de la dernière aube sur le disque 1, il est nécessaire de ménager un jeu 26 au fond des rainures 5 dont l'épaisseur est supérieure à l'épaisseur de la nageoire. Le mode de fixation proposé empêche le déplacement radial centripète des aubes 7 dans leur rainure 5. La fixation amont des aubes 7 peut être effectuée en glissant une cale dans le jeu 26 pour maintenir l'aube 7 en position correcte et permettre l'approche du deuxième anneau 14 du capot avant 3. Les cales sont ensuite retirées. FIG. 2 represents a fan rotor in which the blades have fins. To allow the mounting and dismounting of the blades 7, in particular the mounting of the last blade on the disc 1, it is necessary to provide a clearance 26 at the bottom of the grooves 5 whose thickness is greater than the thickness of the fin. The proposed method of attachment prevents the centripetal radial displacement of the blades 7 in their groove 5. The upstream attachment of the blades 7 can be carried out by sliding a shim in the clearance 26 to maintain the blade 7 in the correct position and allow the approach of the second ring 14 of the front cover 3. The shims are then removed.

L'étanchéité sous les pieds d'aubes 6 est assurée à l'aval du disque 1 de façon classique et non,représentée sur le dessin.  The seal under the blade roots 6 is provided downstream of the disc 1 in a conventional manner and not shown in the drawing.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Rotor de soufflante de turboréacteur, du type comportant des aubes (7) amovibles fixées sur la jante (4) d'un disque (1), lesdites aubes (7) comportant chacune un pied (6) en queue d'aronde qui est monté dans une rainure (5), sensiblement axiale et de forme correspondante, ménagée dans la jante (4) du disque (1), ledit rotor étant disposé entre un capot avant (3) et un tambour de compresseur (2), caractérisé en ce que le disque (1) comporte, sur sa périphérie aval, une première bride festonnée (8) destinée à la fixation d'un premier anneau (13) dont est muni le tambour de compresseur (2), et comporte sur sa périphérie amont, une deuxième bride festonnée (9) destinée à la fixation d'un deuxième anneau (14) prévu sur le capot avant (3), et en ce que lesdits premier et deuxième anneaux (13, 14) coopèrent avec les extrémités des pieds (6) d'aube (7) pour les immobiliser axialement et radialement. 1. Turbojet fan rotor, of the type comprising removable blades (7) fixed to the rim (4) of a disc (1), said blades (7) each comprising a dovetail foot (6) which is mounted in a groove (5), substantially axial and of corresponding shape, formed in the rim (4) of the disc (1), said rotor being arranged between a front cover (3) and a compressor drum (2), characterized in that the disc (1) comprises, on its downstream periphery, a first scalloped flange (8) intended for fixing a first ring (13) which is provided with the compressor drum (2), and comprises on its periphery upstream, a second scalloped flange (9) intended for fixing a second ring (14) provided on the front cover (3), and in that said first and second rings (13, 14) cooperate with the ends of the feet (6) of blade (7) to immobilize them axially and radially. 2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites aubes (7) présentent, sur la partie aval de leur pied (6), deux becquets (17, 18) qui s'engagent sur les faces radiales interne (20) et externe (19) dudit premier anneau (13). 2. Rotor according to claim 1, characterized in that said blades (7) have, on the downstream part of their foot (6), two spoilers (17, 18) which engage on the internal radial faces (20) and outer (19) of said first ring (13). 3. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites aubes (7) présentent, sur la partie amont de leur pied (6), deux becquets (21, 27) qui s'engagent sur la face radiale externe (22) et interne dudit deuxième anneau (14).  3. Rotor according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said blades (7) have, on the upstream part of their foot (6), two spoilers (21, 27) which engage on the face external radial (22) and internal of said second ring (14).
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