FR2954951A1 - Etage redresseur pour un compresseur de turbomachine - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un étage redresseur pour un compresseur de turbomachine, comprenant deux viroles radialement interne (1) et externe (2) coaxiales, et des aubes (3) radiales s'étendant entre les viroles (1, 2) et raccordées par leurs extrémités aux viroles, ainsi qu'un support (5) de matériau abradable (12) monté par sertissage sur les bords amont et aval de la virole interne (1 ), la virole interne (1 ) présentant des ouvertures dans lesquelles sont insérées et fixées les extrémités radialement internes (13) des aubes (3). Les extrémités radialement internes (13) des aubes (3) sont planes et dépourvues de tenons (14) en saillie.
Description
Etage redresseur pour un compresseur de turbomachine
La présente invention concerne un étage redresseur pour un compresseur de turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. Un tel étage redresseur est décrit dans le document FR 2 922 950, au nom du Demandeur et comprend deux viroles radialement interne et externe coaxiales, et des aubes radiales s'étendant entre les viroles et raccordées par leurs extrémités aux viroles, ainsi qu'un support de matériau abradable monté par sertissage sur les bords amont et aval de la virole interne. De manière connue, la virole interne présente des ouvertures dans lesquelles sont insérées et fixées les extrémités radialement internes des aubes.
Plus précisément, les extrémités radialement internes des aubes comportent des tenons qui sont en saillie dans l'axe des aubes. La virole est formée de deux tôles annulaires externe et interne superposées et fixées ensemble par brasage, la tôle externe présentant des ouvertures de montage des extrémités radialement internes des aubes, la tôle interne présentant des ouvertures de réception des tenons précités et étant sertie par ses bords amont et aval sur le support de matériau abradable. Les extrémités radialement internes des aubes sont ainsi en appui radial sur la tôle annulaire interne, et sont en outre maintenues axialement par les tenons engagés dans les ouvertures de la tôle annulaire interne.
Les extrémités radialement internes des aubes sont fixées par brasage aux tôles annulaires. Une telle structure présente les inconvénients exposés ci-après. Tout d'abord, le sertissage du support abradable sur la virole interne est réalisé par pliage des bords amont et aval de la tôle annulaire interne, entraînant une détérioration de la brasure entre les deux tôles annulaire au niveau desdits bords. La tôle annulaire externe peut se décoller légèrement de la tôle annulaire interne, en particulier au niveau du bord amont, imposant une retouche manuelle en fin de fabrication ou une opération de maintenance lorsque ce décollement est détecté lors d'un contrôle ultérieur de maintenance.
De plus, la tôle annulaire interne est contrainte à la fois par le sertissage de ses bords amont et aval, par le brasage des tenons des aubes et par le brasage à la tôle annulaire externe. Ceci implique de maîtriser parfaitement la géométrie de la tôle interne qui est amenée à sa limite de capacité de mise en forme.
Enfin, une telle structure nécessite de réaliser à la fois des ouvertures dans la tôle interne et des ouvertures dans la tôle externe, et d'utiliser des aubes de structure complexe, présentant des tenons au niveau des extrémités radialement internes, pour assurer la retenue radiale des aubes.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes. A cet effet, elle propose un étage redresseur pour un compresseur de turbomachine, comprenant deux viroles radialement interne et externe coaxiales, et des aubes radiales s'étendant entre les viroles et raccordées par leurs extrémités aux viroles, ainsi qu'un support de matériau abradable monté par sertissage sur les bords amont et aval de la virole interne, la virole interne présentant des ouvertures dans lesquelles sont insérées et fixées les extrémités radialement internes des aubes, caractérisé en ce que les extrémités radialement internes des aubes sont planes et dépourvues de tenons en saillie. La structure des aubes et de la virole interne peut alors être simplifiée, réduisant d'une part les coûts de réalisation de celles-ci, et d'autre part les difficultés de montage lors de la fabrication. Selon une forme de réalisation de l'invention, une barrette cintrée est fixée sur la face radialement interne de la virole interne, par exemple par brasage, en regard des ouvertures précitées, l'extrémité radialement interne de chaque pale étant en appui radial sur la barrette cintrée. De cette manière, les extrémités radialement internes des aubes sont maintenues radialement par la barrette cintrée et sont maintenues axialement dans les ouvertures de la virole interne. En outre, la virole ne comporte alors plus deux tôles superposées et brasées, de sorte que le sertissage du support du matériau abradable n'engendre pas le décollement précité, contrairement à l'art antérieur. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, la virole interne comporte deux tôles annulaires externe et interne superposées et fixées ensemble par brasage, la tôle externe présentant des ouvertures de montage des extrémités radialement internes des aubes, la tôle interne formant un appui radial des extrémités des aubes et étant sertie par ses bords amont et aval sur le support de matériau abradable.
Les extrémités radialement internes des aubes sont alors maintenues radialement par la tôle annulaire interne et sont maintenues axialement dans les ouvertures de la virole interne. Selon encore une autre forme de réalisation de l'invention, la virole interne comporte une tôle annulaire présentant des ouvertures de montage des extrémités radialement internes des aubes et deux bandes annulaires de tôle, respectivement amont et aval, fixées par brasage sur la face interne de la tôle annulaire et serties sur le support du matériau abradable, chaque bande annulaire s'étendant en travers des extrémités des ouvertures de la tôle annulaire et formant un appui radial des extrémités radialement internes des aubes. Les extrémités radialement internes des aubes sont alors maintenues radialement par les bandes annulaires et sont maintenues axialement dans les ouvertures de la virole interne. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, la virole interne comporte une tôle annulaire externe présentant des ouvertures de montage et de fixation des extrémités internes des aubes, et une bande annulaire de tôle, fixée sur la face interne de la tôle annulaire en travers des extrémités amont ou aval des ouvertures pour former un appui radial des aubes, cette bande annulaire étant sertie sur le bord amont ou aval, respectivement, du support du matériau abradable.
Dans ce cas, un bord aval ou amont respectivement de la tôle annulaire est fixé par sertissage sur le support du matériau abradable. Avantageusement, les extrémités radialement internes des aubes sont fixées par brasage dans les ouvertures de la virole interne. L'invention concerne en outre une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comportant un étage redresseur selon l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un secteur d'un étage redresseur de l'art antérieur ; la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de la figure 1 représentant la couche de matériau abradable et de son support; la figure 3 est une vue en coupe axiale d'une partie radialement interne de l'étage redresseur de l'art antérieur ; - la figure 4 est une vue correspondant à la figure 3, d'une forme de réalisation de l'invention; les figures 5 à 9 sont des vues correspondant à la figure 4, représentant différentes variantes de réalisation de l'invention. Les figures 1 à 3 illustrent un secteur d'un étage redresseur de l'art antérieur, pour une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion.
Cet étage redresseur comporte deux viroles radialement interne 1 et externe 2 coaxiales, et des aubes 3 radiales s'étendant entre les viroles 1, 2 et raccordées par leurs extrémités aux viroles. Une bande 4 de matériau abradable est sertie sur la virole interne 1, cette bande 4 étant mieux visible aux figures 2 et 3. Cette bande 4 est fixée au support 5 en tôle ayant en section une forme générale en Oméga. Le support présente ainsi une base 6, de laquelle s'étendent deux branches amont 7 et aval 8, tournées radialement vers l'extérieur. Les extrémités des branches amont et aval forment des bords 9, 10 repliés respectivement vers l'amont et vers l'aval. Des bandes de renfort 11 sont brasées sur les faces radialement externes des bords amont et aval 9, 10. Le matériau abradable 12 est fixé sur la face radialement interne de la base 6.
L'extrémité radialement interne 13 de chaque pale 3 comporte un tenon cylindrique 14 (figure 3) faisant saillie radialement vers l'intérieur et présentant une section plus petite que le reste de la pale 3, de manière à former un épaulement 15. La virole interne 1 comporte deux tôles annulaires externe et 20 interne 16, 17 superposées et fixées ensemble par brasage. La tôle externe 16 présente des ouvertures dans lesquelles sont insérées les extrémités radialement internes 13 des aubes 3, et la tôle interne 17 présente des ouvertures dans lesquelles sont insérées les tenons 14. L'épaulement 15 de chaque pale repose ainsi radialement 25 contre la face externe de la tôle interne 17 et l'extrémité interne 13 de la pale est maintenue axialement en position par le tenon 14 engagé dans l'ouverture de la tôle interne 17. Les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 sont fixées par brasage aux tôles interne et externe 17, 16.
Les bords amont 18 et aval 19 de la tôle interne 17 sont repliés sur les bords amont et aval 9, 10 du support 5 du matériau abradable, de manière à réaliser son sertissage sur la virole interne 1. Le bord amont 20 de la tôle externe 16 est courbé et plaqué contre la partie repliée du bord amont 18 de la tôle interne 17. Le bord aval 21 de la tôle externe 16 est droit. Comme indiqué précédemment, une telle structure est complexe, difficile à mettre en oeuvre, et pose des problèmes de décollement du bord amont 20 de la tôle externe 16 lors de l'opération de sertissage.
La figure 4 représente une première forme de réalisation de l'invention se différenciant de celle présentée ci-dessus en ce que la virole interne 1 ne comporte qu'une seule tôle 17, comprenant des bords amont et aval 18, 19 repliés sur les bords amont et aval 9, 10 du support 5 du matériau abradable 12, de façon à réaliser le sertissage de ce support sur la virole interne 1. La tôle 17 comporte en outre des ouvertures dans lesquelles sont insérées les extrémités radialement internes 13 des aubes 3. De plus, les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 sont planes et dépourvues de tenons 14.
Une barrette annulaire cintrée 22 est fixée par brasage sur la face interne de la tôle 17, sensiblement au milieu des ouvertures de la tôle 17 de sorte que les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 soient en appui contre la barrette 22. Les extrémités 13 des aubes 3 sont fixées à la barrette 22 et à la tôle 17 par brasage.
De cette manière, les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 sont maintenues radialement par la barrette cintrée 22 et sont maintenues axialement dans les ouvertures de la tôle 17. Cette réalisation présente les avantages suivants : une des tôles annulaires de la virole interne est remplacée par une barrette cintrée, très simple à fabriquer et dont le positionnement ne demande pas une grande précision. Elle réduit également la masse du redresseur. En outre, les aubes sont dépourvues de tenons. Une deuxième forme de réalisation est illustrée en figure 5. Dans celle-ci, la virole interne 1 ne comporte qu'une seule tôle 17 dont les bords amont et aval 18, 19 sont repliés sur les bords amont et aval 9, 10 du support 5 du matériau abradable, de façon à sertir ce support 4 sur la virole interne 1. La tôle 17 comporte des ouvertures traversées par les extrémités radialement internes 13 des aubes 3, celles-ci étant fixées par brasage sur la tôle 17. De la même manière que précédemment, les extrémités 13 des aubes 3 sont dépourvues de tenons. Le bon positionnement radial de la tôle 17 vis-à-vis des aubes 3 est assuré par un outillage spécifique lors de l'assemblage de l'étage redresseur. Cette réalisation présente les mêmes avantages que la réalisation précédente, une plus grande simplicité et un moindre coût. Une troisième forme de réalisation est représentée à la figure 6. Celle-ci diffère de la forme de réalisation de la figure 3 en ce que les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 sont dépourvues de tenons et en ce que la tôle radialement interne 17 est dépourvue d'ouvertures.
De cette manière, les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 sont radialement en appui sur la tôle interne 17 et sont maintenues axialement dans les ouvertures de la tôle externe 16. Les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 sont fixées par brasage aux tôles interne et externe 17, 16.
Une quatrième forme de réalisation est illustrée en figure 7, dans laquelle la virole interne 1 comporte une tôle annulaire 16 présentant des ouvertures de montage des extrémités radialement internes 13 des aubes 3 et deux bandes annulaires de tôle interne, respectivement amont 23 et aval 24, fixées par brasage sur la face interne de la tôle annulaire 16 et serties sur les bords amont et aval 9, 10 du support 5 du matériau abradable 12. Chaque bande annulaire 23, 24 s'étend en travers des extrémités amont ou aval des ouvertures de la tôle annulaire 16 et forme un appui radial des extrémités radialement internes 13 des aubes 3. De même que précédemment, les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 sont dépourvues de tenons.
Ainsi, ces extrémités 13 sont radialement en appui sur les bandes 23, 24 et sont maintenues axialement dans les ouvertures de la tôle annulaire 16. Une cinquième forme de réalisation est représentée en figure 8. Celle-ci diffère de la précédente en ce que la virole interne 1 ne comporte pas de bande annulaire aval 24, le bord aval 21 de la tôle annulaire 16 étant serti sur le bord aval 10 du support 5 du matériau abradable 12. Une sixième forme de réalisation est représentée en figure 9. Celle-ci diffère de la forme de réalisation de la figure 7 en ce que la virole interne 1 ne comporte pas de bande annulaire amont 23, le bord amont 20 de la tôle annulaire 16 étant serti sur le bord amont 9 du support 5 du matériau abradable 12. De la même manière que précédemment, dans le cas des figures 7 et 8, les extrémités radialement internes 13 des aubes 3 sont fixées par brasage à la tôle annulaire 16 et à la bande annulaire correspondante 23, 24. Ces extrémités 13 sont radialement en appui sur la bande correspondante 23, 24 et sont maintenues axialement dans les ouvertures de la tôle annulaire 16. Les jeux que l'on voit côté aval en figure 8 et côté amont en figure 9 entre la tôle annulaire 16 et une bande de renfort 11 fixée sur un rebord 10 ou 9 du support 5, ont été représentés uniquement pour la clarté de l'exposé et sont supprimés lors du sertissage du bord correspondant de la tôle 16 sur le support 5.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Etage redresseur pour un compresseur de turbomachine, comprenant deux viroles radialement interne (1) et externe (2) coaxiales, et des aubes (3) radiales s'étendant entre les viroles (1,
- 2) et raccordées par leurs extrémités aux viroles, ainsi qu'un support (5) de matériau abradable (12) monté par sertissage sur les bords amont et aval de la virole interne (1), la virole interne (1) présentant des ouvertures dans lesquelles sont insérées et fixées les extrémités radialement internes (13) des aubes (3), caractérisé en ce que les extrémités radialement internes (13) des aubes (3) sont planes et dépourvues de tenons (14) en saillie. 2. Etage redresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une barrette cintrée (22) est fixée sur la face radialement interne de la virole interne (1), par exemple par brasage, en regard des ouvertures précitées, l'extrémité radialement interne (13) de chaque pale (3) étant en appui radial sur la barrette cintrée (22).
- 3. Etage redresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la virole interne (1) comporte deux tôles annulaires externe et interne (16, 17) superposées et fixées ensemble par brasage, la tôle externe (16) présentant des ouvertures de montage des extrémités radialement internes (13) des aubes (3), la tôle interne (17) formant un appui radial des extrémités (13) des aubes (3) et étant sertie par ses bords amont et aval (18, 19) sur le support (5) de matériau abradable (12).
- 4. Etage redresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la virole interne (1) comporte une tôle annulaire (16) présentant des ouvertures de montage des extrémités radialement internes (13) des aubes (3) et deux bandes annulaires de tôle (23, 24), respectivement amont et aval, fixées par brasage sur la face interne de la tôle annulaire (16) et serties sur le support (5) du matériau abradable (12), chaque bande annulaire (23, 24) s'étendant en travers des extrémités des ouvertures dela tôle annulaire (16) et formant un appui radial des extrémités radialement internes (13) des aubes (3).
- 5. Etage redresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la virole interne (1) comporte une tôle annulaire externe (16) présentant des ouvertures de montage et de fixation des extrémités internes (13) des aubes (3), et une bande annulaire de tôle (23, 24), fixée sur la face interne de la tôle annulaire (16) en travers des extrémités amont ou aval des ouvertures pour former un appui radial des aubes (3), cette bande annulaire (23, 24) étant sertie sur le bord amont ou aval (9, 10), respectivement, du support (5) du matériau abradable (12).
- 6. Etage redresseur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un bord aval ou amont (21, 20) respectivement de la tôle (16) est fixé par sertissage sur le support (5) du matériau abradable (12).
- 7. Etage redresseur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les extrémités radialement internes (13) des aubes (3) sont fixées par brasage dans les ouvertures de la virole interne (1).
- 8. Turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comportant un étage redresseur selon l'une des revendications 1 à 7.20
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Owner name: SAFRAN AIRCRAFT ENGINES, FR Effective date: 20170719 |
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