FR2989992A1 - Dispositif d'immobilisation en rotation d'un anneau de retention d'aubes sur un disque de rotor - Google Patents

Abstract

Le dispositif d'immobilisation en rotation d'un anneau de rétention d'aubes sur un disque de rotor d'une turbomachine suivant une direction sensiblement axiale de la dite turbomachine comprend un disque rotor muni de crochets répartis sur la circonférence et définissant une gorge pour recevoir ledit anneau de rétention. L'anneau de rétention est muni d'au moins un taquet pour le blocage de l'anneau en rotation, ledit taquet étant disposé sur une face de celui-ci et étant destiné à être positionné en vis-à-vis d'un crochet comportant un bord adapté à être en appui avec ledit taquet, ledit crochet étant appelé crochet tronqué. L'anneau comporte une portion aménagée de telle sorte que la hauteur de l'anneau est réduite sur ladite portion de telle sorte que lorsque ledit anneau de rétention est en place dans ladite gorge au moins un crochet tronqué recouvre en partie ladite portion aménagée de l'anneau de rétention.

Description

DISPOSITIF D'IMMOBILISATION EN ROTATION D'UN ANNEAU DE RETENTION D'AUBES SUR UN DISQUE DE ROTOR s DOMAINE La présente invention se rapporte au domaine technique des anneaux de rétention des aubes d'un rotor d'une turbomachine, notamment d'un moteur d'aéronef. Elle vise un dispositif d'immobilisation en rotation d'un tel anneau 10 de rétention. Elle vise aussi un anneau de rétention des aubes d'un rotor de turbomachine, ainsi qu'un rotor comportant un tel dispositif d'immobilisation en rotation. ETAT DE L'ART 15 Il est connu qu'un rotor de turbomachine soit équipé d'un disque et d'aubes portées par le disque, ainsi que d'un anneau de rétention pour empêcher un déplacement des aubes dans la direction axiale, comme décrit dans le document FR 2 729 709-Al. 20 Il existe des dispositifs de rétention axiale mis en oeuvre sur l'étage 3 du rotor de compresseur HP SaM146 tel que le dispositif décrit dans la demande de brevet sous la référence EP1760258. La figure 1 représente une telle solution de l'art antérieur dans 25 laquelle un disque 1 comprend un corps de disque 2 et des dents 3 comprenant de part et d'autre du disque des crochets de rétention 4, 5 et 6 comprenant une gorge 7 ou 9. Entre deux dents 3 successives une alvéole 8 est apte à recevoir un pied d'aube qui vient se glisser radialement autour du disque. Le pied d'aube est maintenu d'une part radialement par les dents et 30 d'autre part axialement par un anneau de rétention non représenté. Deux anneaux de rétention viennent se glisser dans la gorge 7 ou 9 de chaque crochet 4, 5, 6 de part et d'autre des deux surfaces du disque. L'arrêt en rotation de l'anneau de rétention est réalisé par deux taquets de forme rectangulaire et solidaires de l'anneau de rétention. Les 35 deux taquets prennent appui au niveau de crochets de rétention 6 qui comprennent une gorge 9 et sont solidaires du disque 1. Les crochets de rétention 6 sont dits « tronqués » car ils sont spécialement aménagés pour maintenir l'anneau en rotation. En effet, ils comprennent un bord plat adapté à recevoir en appui un taquet. Le contact entre le crochet spécialement adapté 6 et le taquet est optimisé pour bloquer l'anneau en rotation. s Un inconvénient des solutions existantes concerne la fragilité et l'usure des crochets et notamment d'une zone fragilisée par le contact avec l'anneau notamment au niveau du fond de gorge du crochet. Du fait du contact entre l'anneau de rétention et les crochets de 10 disque, les crochets de disque supportent la force centrifuge générée par l'anneau de rétention dans les phases de fonctionnement du moteur. Du fait du contact entre l'anneau de rétention et le fond de gorge des crochets de disque, il existe un risque de dégradation de l'état des 15 surfaces en contact. La dégradation peut être la conséquence d'une usure, d'une corrosion de contact, d'une rayure ou encore d'une altération des caractéristiques mécaniques des matériaux. Cette dégradation peut causer un risque de fragilisation des crochets de rétention. 20 Le risque de fragilisation est plus grand dans le cas des crochets tronqués que dans le cas des crochets standards 4 et 5, compte tenu du fait que les aménagements réalisés au niveau des crochets tronqués conduisent à une moindre résistance mécanique. En effet, la section travaillante au niveau de la gorge 9 du crochet tronqué 6 est réduite par rapport à la section 25 travaillante au niveau de la gorge 7 du crochet 5. La figure 2 représente une dent 3 comprenant un crochet tronqué 6, le fond de gorge 9, la section travaillante 10 et l'anneau de rétention 11. La tenue mécanique des crochets tronqués 6 est moins bien assurée que la tenue mécanique des crochets standards 5 du fait de leur 30 géométrie et de l'effort mécanique qu'ils supportent. En cas de rupture d'un crochet de disque, compte tenu de l'absence de solution de réparation, l'ensemble du disque se trouve rebuté. Ces dégradations peuvent donc engendrer des surcoûts importants en 35 exploitation.

RESUME DE L'INVENTION L'invention permet de résoudre les inconvénients précités. L'objet de l'invention concerne un dispositif d'immobilisation en s rotation d'un anneau de rétention d'aubes sur un disque de rotor d'une turbomachine suivant une direction sensiblement axiale de la dite turbomachine. Le disque rotor est muni de crochets répartis sur la circonférence et disposant d'une gorge pour recevoir l'anneau de rétention. L'anneau de rétention est muni d'au moins un taquet pour le blocage de 10 l'anneau en rotation, ledit taquet étant disposé sur une face de celui-ci et étant destiné à être positionné en vis-à-vis d'un crochet comportant un bord adapté à être en appui avec ledit taquet, ledit crochet étant appelé crochet tronqué. En outre, l'anneau de rétention comporte une portion aménagée 15 de telle sorte que la hauteur de l'anneau est réduite sur ladite portion aménagée de façon que lorsque ledit anneau de rétention est inséré dans ladite gorge du crochet tronqué, un espacement au fond de la gorge du crochet tronqué se forme de manière à éviter un contact entre le bord supérieur de l'anneau de rétention et le fond de gorge du crochet tronqué.

20 Un avantage de l'objet de l'invention est notamment de supprimer le transfert de la force centrifuge de l'anneau sur le fond de gorge des crochets tronqués. En effet, ces derniers sont mécaniquement moins résistants qu'un crochet standard du fait de l'adaptation de leur forme pour 25 faciliter le contact latéral avec les taquets solidaires du disque du rotor. L'invention permet donc de bloquer la rotation de l'anneau de rétention tout en préservant les crochets tronqués du disque d'un report de la force centrifuge de l'anneau sur des zones fragilisées mécaniquement.

30 Avantageusement, la hauteur du taquet est sensiblement identique à la hauteur réduite de la portion aménagée de l'anneau de rétention. Ce mode de réalisation a l'avantage de faciliter la fabrication d'anneau comportant des taquets de mêmes hauteurs.

35 Avantageusement, la hauteur du taquet est sensiblement supérieure à la hauteur réduite de la portion aménagée de l'anneau. Ce mode de réalisation a l'avantage de maximaliser la surface de contact entre le taquet et le crochet tronqué. De ce fait, l'effort de maintien de s l'anneau en rotation est amélioré. Avantageusement, le disque comprend une pluralité de crochets tronqués et l'anneau de rétention comprend une pluralité de portions aménagées destinées à être insérées dans les gorge des crochets tronqués 10 de telle sorte qu'un espacement se forme entre chaque fond de gorge de crochet tronqué et chaque bord supérieur de portions aménagées. Avantageusement, au moins une portion aménagée de l'anneau comprend deux taquets solidaires dudit anneau de rétention et qu'au moins 15 un crochet tronqué soit susceptible d'être de part et d'autre de ses bords latéraux en contact avec l'un des deux taquets lorsque l'anneau est inséré dans la gorge du crochet tronqué. En outre, l'objet de l'invention concerne un anneau de rétention 20 des aubes d'un rotor de turbomachine, destiné à être associé à un disque de rotor muni de crochets, l'anneau de rétention comprenant au moins un taquet solidaire du dudit anneau et formant une saillie sur la surface extérieure de l'anneau. Les crochets sont répartis sur la circonférence du disque et au moins un crochet est un crochet tronqué, c'est-à-dire que l'un de ses bords 25 latéraux est destiné à être en contact avec un taquet de l'anneau de rétention. L'anneau comporte une portion aménagée dans laquelle la hauteur de la portion de l'anneau est inférieure à la hauteur de l'anneau de rétention en dehors de cette portion aménagée. On entend par hauteur de 30 l'anneau également son diamètre ou son rayon selon le paramètre choisi. Un autre objet de l'invention concerne un rotor de turbomachine comportant un dispositif d'immobilisation conformément à l'invention.

35 Enfin, un objet de l'invention concerne une turbomachine, par exemple un moteur d'aéronef, comportant un tel dispositif d'immobilisation en rotation. s BREVES DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - figure 1 : un disque de rotor de turbomachine permettant le 10 maintien de pieds d'aubes au niveau de sa circonférence tel que rencontré dans l'art antérieur ; - figure 2 : une zone travaillante critique au niveau d'un crochet d'un disque ; - figure 3: une vue de face d'un anneau aménagé d'un dispositif 15 d'immobilisation conformément à l'invention ; - figure 4: une vue en coupe d'un anneau aménagé d'un dispositif d'immobilisation conformément à l'invention lorsque ce dernier est disposé autour du disque d'un rotor ; - figure 5 : une variante de réalisation du dispositif d'immobilisation 20 comprenant un taquet dépassant de la hauteur de l'anneau. DESCRIPTION Dans tout le texte, le terme « axial » se rapporte à la direction axiale de la turbomachine.

25 On appelle dans la suite de la description un crochet tronqué un crochet qui comprend un bord latéral destiné à être en contact avec un taquet solidaire de l'anneau de rétention. Un crochet tronqué a pour double fonction d'une part de bloquer la rotation de l'anneau de rétention grâce au contact entre le taquet et le crochet aménagé et d'autre part de retenir 30 l'anneau de rétention axialement. La figure 3 représente une vue de face d'une portion du dispositif d'immobilisation conformément à l'invention. Ce dernier comprend une pluralité de crochets 5, 6 tels que représentés à la figure 1 et solidaires d'un 35 disque 1 de rotor pour turbomachine. Au moins un crochet tronqué 6 comprend un bord 35 spécialement adapté pour faciliter le contact avec un taquet 31 solidaire d'un anneau de rétention 30. L'anneau de rétention 30 permet le maintien des pieds d'aube disposés entre les dents du disque du rotor. L'anneau de rétention 30 est lui-même maintenu par des crochets 5, 6 s disposant d'une gorge 9 représentée en vue de face selon la figure 4 ou en perspective selon la figure 1. Le dispositif d'immobilisation conformément à l'invention comprend un anneau 30 aménagé sur une zone 36 comprenant une portion 10 32 dans laquelle sa hauteur 37 est réduite. La section de l'anneau de rétention 30 hors de la zone d'aménagement 36 est plus importante que la section de l'anneau de rétention dans la zone de d'aménagement 36 ayant une hauteur 37.

15 Dans ce mode de réalisation, le taquet 31 solidaire de l'anneau est dimensionné pour être d'une hauteur sensiblement égale à la hauteur 37 de l'anneau aménagé dans la zone d'aménagement 36 lorsque l'anneau est inséré entre les crochets 5, 6 d'une surface du disque. Une zone de contact entre le taquet 31 et le crochet tronqué 6 20 permet alors de limiter ou bloquer les déplacements de l'anneau de rétention en rotation autour du disque. La figure 3 représente une zone 34 délimitée d'une part par le fond de gorge 9 du crochet tronqué 6 et d'autre part par le bord supérieur de l'anneau aménagé qui n'est donc pas en contact avec le fond de gorge 9 du 25 crochet tronqué 6. Une zone 38 de recouvrement de l'anneau de rétention 30 est formée par la présence du crochet tronqué 6 qui recouvre une partie de l'anneau de rétention 30 dans la zone d'aménagement 36, ce dernier étant inséré dans la gorge du crochet tronqué 6.

30 La zone 34 correspond à un jeu qui permet de limiter les reports ou les transferts d'efforts dans la section travaillante 10 représentée à la figure 2. Notamment, la force centrifuge s'exerce sur l'anneau 30 lorsque le rotor est en rotation. La pression de cette dernière force est limitée grâce à la zone 34 permettant d'éviter un report d'efforts au niveau du fond de gorge 35 des crochets tronqués 6 qui sont mécaniquement réduits et plus fragiles que les crochets standards. En effet, un crochet standard n'a pas vocation à être en contact avec les taquets 31. La marge 34 du fond de gorge 9 permet de préserver le crochet tronqué du report de la force centrifuge de l'anneau de rétention. s Le dispositif d'immobilisation conformément à l'invention permet un gain de fiabilité et de robustesse de la pièce mécanique formée du disque et de la pluralité de crochets qui sont solidaires du disque.

10 La figure 4 représente une vue en coupe d'une portion du dispositif d'immobilisation conformément à l'invention. La coupe est réalisée au niveau du crochet tronqué 6 du disque 1 du rotor. L'anneau 30 est donc représenté en coupe dans la zone d'aménagement 36. La figure 4 permet de représenter le jeu 34 situé entre la partie supérieure de l'anneau de rétention 15 30 aménagé et le fond de gorge 9 du crochet tronqué 6. La figure 5 représente une variante de réalisation dans laquelle le taquet 31 solidaire de l'anneau comprend une hauteur 50 plus grande que la hauteur 37 de l'anneau aménagé dans la zone d'aménagement 36 tel 20 qu'illustré à la figure 3. Cette variante de réalisation de l'invention permet d'optimiser la surface de contact entre le crochet tronqué 6 et le taquet 31 solidaire de l'anneau de rétention 30 dans la zone d'aménagement 36. La solution proposée par le dispositif d'immobilisation 25 conformément à l'invention repose sur la suppression du contact radial entre l'anneau de rétention 30 et le fond de gorge 9 des crochets tronqués 6, par un aménagement de la forme de l'anneau, garantissant dès lors un jeu entre les pièces. Ainsi cette solution permet d'éviter un report de la force centrifuge 30 de l'anneau sur le crochet tronqué 6 lors de la mise en rotation du rotor et contribue l'amélioration de sa tenue mécanique. Cette solution permet de pallier aux inconvénients des solutions existantes, soit : - de supprimer la force centrifuge exercée par l'anneau sur le crochet tronqué 6 ; - de supprimer un risque de fragilisation du fond de gorge 9 du crochet tronqué 6, du fait du risque de dégradation de s l'état de surface et des caractéristiques mécaniques dans cette zone. Un avantage de cette solution est que l'anneau de rétention 30 peut être spécialement aménagé au niveau de chaque crochet tronqué 6 10 destiné à être en contact avec au moins un taquet 31 solidaire de l'anneau de rétention 30. L'anneau de rétention 30 de l'invention comprend dans un mode de réalisation de l'invention une pluralité de zones d'aménagement pouvant être réparties sur la circonférence de l'anneau. Les zones d'aménagement 15 sont alors aménagées de sorte qu'elles correspondent aux positions des crochets tronqués 6 du disque lorsque l'anneau est inséré entre les crochets du disque. Ce sont les crochets 4, 5 non tronqués qui supportent l'effort principal de l'anneau en appui sur le fond de gorge 9. Cet effort est 20 principalement causé par la force centrifuge lorsque le rotor est en rotation. Les crochets 4, 5 étant non tronqués, ils sont mécaniquement plus solides et sont moins fragilisés par les effets du contact avec l'anneau de rétention 30. L'anneau de rétention n'est donc pas aménagé au niveau des portions destinées à être en regard des crochets 4, 5 non tronqués.

25 En conséquence, les crochets tronqués 6 présents sur le disque 1 sont préservés du risque de dégradation de l'état de surface et des caractéristiques mécaniques du matériau au niveau de leur fond de gorge. Un autre avantage est que les aubes n'ont pas nécessairement de 30 crochet. Enfin un autre avantage est que l'usinage de l'anneau de rétention est facilement réalisable pour obtenir un anneau aménagé.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'immobilisation en rotation d'un anneau de rétention (30) s d'aubes sur un disque (1) de rotor d'une turbomachine suivant une direction sensiblement axiale de la dite turbomachine, ledit disque (1) rotor étant muni de crochets (4, 5, 6) répartis sur la circonférence et définissant une gorge (7, 9) pour recevoir ledit anneau de rétention (30) étant muni d'au moins un taquet (31) pour le blocage de l'anneau 10 (30) en rotation, ledit taquet (31) étant disposé sur une face de celui-ci et étant destiné à être positionné en vis-à-vis d'un crochet (6) comportant un bord (35) adapté à être en appui avec ledit taquet (31), ledit crochet (6) étant appelé crochet tronqué (6), caractérisé en ce que l'anneau (30) comporte une portion aménagée (32) de telle sorte 15 que la hauteur de l'anneau (37) est réduite sur ladite portion aménagée (32) de telle sorte que lorsque ledit anneau de rétention (30) est inséré dans ladite gorge du crochet tronqué (6), un espacement (34) au fond de la gorge du crochet tronqué se forme de manière à éviter un contact entre le bord supérieur de l'anneau de 20 rétention (30) et le fond de gorge du crochet tronqué (6).
2. 2. Dispositif d'immobilisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur du taquet (31) est sensiblement identique à la hauteur réduite (37) de la portion aménagée de l'anneau de rétention (30). 25
3. 3. Dispositif d'immobilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la hauteur (50) du taquet (31) est sensiblement supérieure à la hauteur réduite (37) de la portion aménagée (32) de l'anneau. 30
4. 4. Dispositif d'immobilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le disque comprend une pluralité de crochets tronqués et que l'anneau de rétention comprend une pluralité de portions aménagées destinées à être insérées dans les gorges des 35 crochets tronqués de telle sorte qu'un espacement se forme entrechaque fond de gorge de crochet tronqué (6) et chaque bord supérieur de portions aménagées (32).
5. 5. Dispositif d'immobilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une portion aménagée (32) de l'anneau (30) comprend deux taquets (31) solidaires dudit anneau de rétention (30) et qu'au moins un crochet tronqué (6) soit susceptible d'être de part et d'autre de ses bords latéraux en contact avec l'un des deux taquets (31) lorsque l'anneau (30) est inséré dans la gorge du 10 crochet tronqué (6).
6. 6. Anneau de rétention (30) des aubes d'un rotor de turbomachine, destiné à être associé à un disque de rotor muni de crochets (4, 5, 6), l'anneau de rétention (30) comprenant au moins un taquet (31) 15 solidaire du dudit anneau et formant une saillie sur la surface extérieure de l'anneau, les crochets (4, 5, 6) étant répartis sur la circonférence du disque et dont au moins un crochet est un crochet tronqué, c'est-à-dire que l'un de ses bords latéraux est destiné à être en contact avec un taquet (31) de l'anneau de rétention (30), 20 caractérisé en ce que l'anneau comporte une portion aménagée (32) dans laquelle la hauteur (37) de la portion (32) de l'anneau est inférieure à la hauteur de l'anneau de rétention (30) en dehors de cette portion aménagée (32). 25
7. 7. Rotor de turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'immobilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
8. 8. Turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif 30 d'immobilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
9. 9. Turbomachine selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle est un moteur d'aéronef.