FR3025552A1 - DAWN COMPRISING A HOLLOW BODY AND A GLUE COVER ON A BODY OPENING - Google Patents
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Abstract
L'aube (1) est composée d'un corps creux (2) et d'un couvercle (7) placé à l'ouverture (4) du corps (2) et collé (8) à lui. Le joint de colle (8) est complété par un joint solide (17), qui limite les fluages de colle à l'extérieur avant la solidification et qui peut aider à assurer la position correcte du couvercle (7).The blade (1) is composed of a hollow body (2) and a cover (7) placed at the opening (4) of the body (2) and glued (8) to him. The glue joint (8) is completed by a solid seal (17), which limits the glue fluxes to the outside before solidification and which can help to ensure the correct position of the lid (7).
Description
1 AUBE COMPOSEE D'UN CORPS CREUX ET D'UN COUVERCLE COLLE SUR UNE OUVERTURE DU CORPS DESCRIPTION Le sujet de l'invention présente est une aube composée d'un corps creux et d'un couvercle collé sur une ouverture du corps ; cette aube peut s'appliquer notamment, mais pas exclusivement, à un redresseur d'écoulement de gaz d'une turbomachine, ce redresseur étant situé en aval d'un étage d'aubes mobiles appartenant au rotor de la machine. Certaines aubes de turbomachine sont creuses, de manière à les alléger.1 AUBE COMPRISING A HOLLOW BODY AND A GLUE COVER ON AN OPENING OF THE BODY DESCRIPTION The subject of the present invention is a blade consisting of a hollow body and a lid adhered to an opening of the body; this blade can be applied in particular, but not exclusively, to a gas flow rectifier of a turbomachine, this rectifier being situated downstream from a stage of moving blades belonging to the rotor of the machine. Some turbomachine blades are hollow, so as to lighten them.
Un procédé consiste alors à les construire en deux parties : une partie principale comprenant la cavité ou les cavités centrales, et un couvercle destiné à clore les cavités une fois qu'elles ont été façonnées, et à rétablir ainsi une surface lisse de l'aube. La fixation du couvercle sur une ouverture du corps peut s'effectuer de différentes façons, mais le collage est apprécié, puisqu'il est facile à mettre en oeuvre, sans nécessiter d'opération d'ébavurage compliquée, comme ce serait le cas avec le soudage ou le brasage, afin de restaurer la forme extérieure lisse. Une difficulté est toutefois associée au dosage de la quantité de colle utilisée, qu'il est difficile de bien évaluer. Comme le couvercle doit être enfoncé dans l'ouverture d'une quantité bien déterminée afin qu'il forme une surface approximativement continue avec celle du bord creux, un fluage de colle, faisant déborder celle-ci à l'extérieur, peut être forcé si sa quantité est excessive, et une reprise de la surface sera nécessaire ; mais si une quantité insuffisante de colle est déposée, des interstices existeront à la surface extérieure entre le corps creux et le couvercle, et il faudra les combler ; on pourra même redouter des absences locales de colle.A method then consists of constructing them in two parts: a main part comprising the cavity or the central cavities, and a lid intended to close the cavities once they have been shaped, and thus to restore a smooth surface of the dawn . Fixing the lid on an opening of the body can be done in different ways, but the bonding is appreciated, since it is easy to implement, without requiring complicated deburring operation, as would be the case with the welding or brazing, in order to restore the smooth outer shape. A difficulty, however, is associated with the dosage of the amount of glue used, which is difficult to evaluate properly. Since the lid must be pressed into the opening in a specific amount so that it forms an approximately continuous surface with that of the hollow edge, a glue creep, causing it to overflow to the outside, can be forced if its quantity is excessive, and a resumption of the surface will be necessary; but if an insufficient quantity of adhesive is deposited, gaps will exist on the outer surface between the hollow body and the lid, and they will have to be filled; we may even be afraid of local glue absences.
Un objet de l'invention est de maîtriser les écoulements de colle entre le corps creux et le couvercle, en évitant notamment les fluages à l'extérieur. Un avantage de l'invention est aussi que la mise en place du couvercle, à une bonne position sur l'ouverture du corps creux, peut être facilitée.An object of the invention is to control the flow of glue between the hollow body and the lid, avoiding in particular the fluings on the outside. An advantage of the invention is also that the introduction of the lid, at a good position on the opening of the hollow body, can be facilitated.
3025552 2 Sous une forme générale, l'invention concerne une aube composée d'un corps creux muni d'une ouverture et d'un couvercle monté dans l'ouverture et retenu dans l'ouverture par un joint de colle, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un joint solide déformable comprimé entre le corps creux et le couvercle.In a general form, the invention relates to a blade consisting of a hollow body provided with an opening and a lid mounted in the opening and retained in the opening by an adhesive seal, characterized in that it comprises at least one deformable solid seal compressed between the hollow body and the lid.
5 Elle peut en effet comprendre plusieurs joints différents, notamment à des parties différentes de la jonction entre le corps creux et le couvercle. En effet, les tolérances d'ajustement peuvent être différentes le long de la jonction, notamment entre le côté du bord d'attaque et le côté du bord de fuite de l'aube, ainsi qu'entre le côté proche du pied et le côté proche du sommet, ce qui peut justifier le choix de joints 10 différents. Le joint solide permet à la fois de limiter les fluages de colle en leur faisant obstacle, et de contribuer à retenir le couvercle dans l'ouverture à une position correcte. L'invention peut être mise en oeuvre de nombreuses façons différentes.It may in fact comprise several different seals, in particular at different parts of the junction between the hollow body and the cover. Indeed, the adjustment tolerances may be different along the junction, in particular between the leading edge side and the trailing edge side of the blade, as well as between the near side of the foot and the side near the top, which may justify the choice of different seals. The solid seal makes it possible both to limit glue fluxes by obstructing them and to help hold the lid in the opening at a correct position. The invention can be implemented in many different ways.
15 C'est ainsi que le joint solide peut s'étendre partiellement dans une gorge (obtenue par moulage, emboutissage ou tout autre procédé) soit dans le corps creux, soit dans le couvercle, soit dans deux gorges se faisant face et creusées respectivement dans ces deux pièces, ce qui assure la position du joint, et éventuellement celle du couvercle. Optionnellement, la gorge est obtenue par usinage du corps creux ou du couvercle.Thus, the solid seal may extend partially into a groove (obtained by molding, stamping or any other method) either in the hollow body or in the lid, or in two grooves facing each other and carved respectively in these two parts, which ensures the position of the seal, and possibly that of the cover. Optionally, the groove is obtained by machining the hollow body or lid.
20 Afin d'empêcher tout fluage de colle vers l'extérieur, une conception particulière est caractérisée en ce que le joint de colle est présent seulement du côté du joint solide qui s'étend vers la cavité ou les cavités centrales du corps creux, le joint solide formant alors un barrage à toute la colle vers l'extérieur ; il est cependant parfaitement envisageable que la colle s'étende des deux côtés du joint solide, les fluages vers 25 l'extérieur, pouvant alors seulement concerner la portion extérieure de la colle, étant alors réduits. Il peut toutefois être indiqué de laisser un exutoire au contenu volatil que la colle libère en séchant. Le joint solide est alors avantageusement en une matière poreuse, ou en un tissu par exemple.In order to prevent any outward flow of glue, a particular design is characterized in that the glue joint is present only on the solid seal side which extends towards the central cavity or cavities of the hollow body. solid seal then forming a barrier to all the glue to the outside; however, it is perfectly conceivable for the glue to extend on both sides of the solid seal, the outward fluings, which may then only concern the outer portion of the glue, being then reduced. However, it may be advisable to leave an outlet with volatile contents that glue releases when drying. The solid seal is then advantageously made of a porous material, or a fabric for example.
3025552 3 Diverses sections du joint sont envisageables. On peut ainsi proposer un joint en forme de membrane cylindrique apte à céder à la compression en formant un pli, et deux lèvres touchant respectivement le couvercle et le corps creux. Un joint torique, à section oblongue, plat, à section triangulaire, etc., peut aussi être envisagé, pour citer 5 seulement des formes simples. Une conception particulière comprend des raidisseurs solides associés au joint solide, et logés dans des gorges du couvercle ou du corps creux, de manière à assurer la position du joint. L'invention sera maintenant décrite en détail dans ses différents aspects, au moyen des figures suivantes, qui en illustrent certaines réalisations possibles : 10 les figures 1, 2 et 3 illustrent une conception de l'art connu ; la figure 4, une première réalisation de l'invention ; les figures 5, 6 et 7, une deuxième réalisation de l'invention ; la figure 8, une troisième réalisation de l'invention ; la figure 9, une quatrième réalisation de l'invention ; 15 la figure 10, une cinquième réalisation de l'invention ; la figure 11, un joint solide particulier ; et les figures 12 et 13, encore une autre réalisation de l'invention. On se reporte d'abord aux figures 1, 2 et 3. Une aube métallique creuse collée du genre de l'invention mais exclue de la protection du présent titre, comprend un 20 corps creux 101, comprenant une enveloppe 102, une cavité 103 entourée par l'enveloppe 102, une ouverture 104 à une portion d'une face 105 extérieure d'intrados ou d'extrados de l'aube, et éventuellement des nervures 106 se dressant dans la cavité 103 ; l'aube comprend aussi un couvercle 107, installé sur l'ouverture 104 et permettant de rétablir la continuité de la face 105 avec une surface plus ou moins lisse, selon la nature 25 de l'affleurement du couvercle 107 dans l'ouverture 104. La liaison du couvercle 107 sur le bord creux 101 est maintenue par un joint collé 108, présent normalement sur une face de fond plane 109 de l'ouverture 104, une face périphérique 110 de l'ouverture 104, perpendiculaire à la face 105, et éventuellement sur des sommets de nervures 106. On observe toutefois souvent, comme l'illustre la figure 3, l'apparition d'un bourrelet de colle 111, surplombant la face 105 et 3025552 4 qu'il faut éliminer, ou au contraire des discontinuités possibles de collage. L'apparition des bourrelets 111 est souvent inévitable à cause de la nécessité de respecter les tolérances de la face 105 et donc de rapprocher le couvercle 107 de la face de fond plane 109.3025552 3 Various sections of the joint are conceivable. It is thus possible to provide a cylindrical membrane-shaped seal capable of yielding to compression by forming a fold, and two lips respectively touching the lid and the hollow body. An O-ring, with an oblong, flat section, triangular section, etc., can also be envisaged, to mention only simple shapes. A particular design includes solid stiffeners associated with the solid seal, and housed in grooves of the lid or hollow body, so as to ensure the position of the seal. The invention will now be described in detail in its various aspects, by means of the following figures, which illustrate certain possible embodiments thereof: FIGS. 1, 2 and 3 illustrate a design of the known art; Figure 4, a first embodiment of the invention; Figures 5, 6 and 7, a second embodiment of the invention; Figure 8, a third embodiment of the invention; Figure 9, a fourth embodiment of the invention; Figure 10, a fifth embodiment of the invention; Figure 11, a particular solid seal; and Figures 12 and 13, yet another embodiment of the invention. Referring first to FIGS. 1, 2 and 3. A hollow metal blade bonded to the kind of the invention but excluded from the protection of the present title, comprises a hollow body 101, comprising an envelope 102, a cavity 103 surrounded by by the casing 102, an opening 104 to a portion of an outer face 105 of the lower or upper surface of the blade, and possibly ribs 106 standing in the cavity 103; the blade also comprises a lid 107, installed on the opening 104 and making it possible to restore the continuity of the face 105 with a more or less smooth surface, according to the nature of the outcropping of the lid 107 in the opening 104. The connection of the cover 107 to the hollow edge 101 is maintained by a glued joint 108, normally present on a flat bottom face 109 of the opening 104, a peripheral face 110 of the opening 104, perpendicular to the face 105, and possibly on peaks of ribs 106. However, it is often observed, as illustrated in FIG. 3, the appearance of a bead of glue 111, overhanging face 105 and 3025552 4 which must be eliminated, or conversely discontinuities possible collage. The appearance of the beads 111 is often inevitable because of the need to respect the tolerances of the face 105 and thus to bring the cover 107 closer to the flat bottom face 109.
5 On aborde maintenant la description de différentes réalisations de l'invention, au moyen des figures suivantes. La figure 4 représente une première réalisation de l'invention, où l'aube porte la référence 1, le corps creux la référence 2, la cavité ou les cavités centrales la référence 3, l'ouverture la référence 4, le couvercle la référence 7, la face extérieure du 10 corps creux 2 la référence 5, et le joint de colle la référence 8. On ajoute au dispositif un joint solide 13, qui est comprimé entre le couvercle 4 et le corps creux 2 dans le bord de l'ouverture 4. Le joint solide 13 peut être comprimé entre les bords latéraux 14 du corps creux 2 et du couvercle 7, qui s'étendent dans le sens de l'épaisseur de l'aube 1, comme on l'a représenté ici, ou entre la face de fond du couvercle 15 et la portée 16 du corps 15 creux 2, au fond de l'ouverture 4 ; il peut être partiellement logé dans des gorges 17 et 18 du corps creux 2 et du couvercle 4, comme on l'a représenté ici, dans une gorge d'une seule de ces deux pièces, ou non ; il peut aussi isoler complètement le joint de colle 8 de l'extérieur, comme on l'a représenté ici, ou le diviser en deux parties s'étendant de part et d'autre de lui. Quoi qu'il en soit, le joint solide 13 peut exercer deux effets principaux à 20 des degrés variables : empêcher ou rendre plus difficile les fluages de la colle vers l'extérieur, quand le couvercle 7, pressé dans l'ouverture 4, est mis en place ; et faciliter une mise en place correcte du couvercle 7 à un enfoncement déterminé dans l'ouverture 4. On peut rechercher un affleurement imparfait du couvercle 7 à la face extérieure 5, consistant à enfoncer légèrement le couvercle 7 dans l'ouverture 4 en créant une 25 première dénivellation 19 d'un côté du couvercle 7 plus proche du bord d'attaque de l'aube 1, mais à laisser déborder légèrement le couvercle 7 de l'autre côté, plus près du bord de fuite de l'aube 1, en créant une dénivellation 20 opposée : cette disposition assure un écoulement correct de l'air à la surface extérieure 5 de l'aube 1, malgré la discontinuité imposée par le couvercle 7, et faciliter la fabrication ; mais les tolérances 30 des dénivellations 19 et 20 sont tout de même réduites, de quelques dixièmes de 3025552 5 millimètres en pratique, ce qui impose encore un placement précis du couvercle 7, malgré le joint de colle 8, alors que la quantité de colle déposée est difficile à régler convenablement. Le maintien du couvercle 7 à une position du couvercle convenable est 5 donc plus facile si des gorges telles que 17 et 18 existent, mais il faut noter que le joint solide 13 assurerait une stabilisation de la position du couvercle 7, même en l'absence de gorges. Et la fonction d'obstacle au fluage est d'autant mieux assurée que la colle est située du côté du joint solide 13, menant à l'intérieur la cavité 3, mais les possibilités de fluage restent réduites si une partie de la colle se trouve du côté opposé du joint solide 10 13. D'autres modes de réalisation possible de l'invention permettent d'expliciter ces idées. Dans les modes des figures 5, 6 et 7, où des éléments de l'invention correspondant à ceux qui ont été écrits précédemment portent les mêmes références suivies de a, le joint solide 13a, torique à l'origine, et partiellement logé dans une seule 15 gorge 17a, subit une compression (figures 6 et 7). La colle (21a à la figure 5) enduit les bords latéraux 14a de part et d'autre du joint solide 13a, le joint de colle 8a formé après solidification (figure 6) s'étend des deux côtés du joint solide 13a. Le fluage d'une petite quantité vers l'extérieur est possible, mais il faut ajouter que la gorge 17a autorise un fluage de la colle 21a en elle, de sorte qu'on peut croire que le fluage vers l'extérieur sera 20 de toute façon réduit. En variante, on peut, comme précédemment (figure 7), mettre de la colle seulement entre le joint 13a et la cavité 3a, comme dans la réalisation de la figure 4, afin de garantir l'absence de tout fluage vers l'extérieur. Il est à noter que dans ce mode de réalisation, les bords latéraux 14a ne sont pas cylindriques, mais coniques en s'évasant vers l'extérieur, ce qui peut permettre 25 une adaptation plus facile du couvercle 7a, mais ne change rien à l'invention. La figure 8 illustre une autre réalisation, où le joint solide 13b est comprimé au fond de l'ouverture 4b, à l'intersection du bord latéral 14b du corps creux 2b et de la portée 16b de fond de l'ouverture 4b. Le couvercle 7b est muni d'un chanfrein 22b à cet endroit, qui maintient et comprime le joint 13b dans l'angle rentrant formé par 30 ces surfaces, sans qu'il soit nécessaire d'établir des gorges.The description of various embodiments of the invention will now be addressed by means of the following figures. FIG. 4 represents a first embodiment of the invention, in which the blade bears the reference 1, the hollow body the reference 2, the central cavity or cavities the reference 3, the opening the reference 4, the cover the reference 7 , the outer face of the hollow body 2 the reference 5, and the adhesive joint the reference 8. A solid seal 13 is added to the device, which is compressed between the cover 4 and the hollow body 2 in the edge of the opening 4. The solid seal 13 can be compressed between the side edges 14 of the hollow body 2 and the cover 7, which extend in the direction of the thickness of the blade 1, as shown here, or between the bottom face of the lid 15 and the bearing surface 16 of the hollow body 2, at the bottom of the opening 4; it may be partially housed in grooves 17 and 18 of the hollow body 2 and the cover 4, as shown here, in a groove of only one of these two parts, or not; it can also completely isolate the glue joint 8 from the outside, as shown here, or divide it into two parts extending on either side of it. Be that as it may, the solid seal 13 can exert two main effects to varying degrees: to prevent or make more difficult the creeping of the glue outwards, when the lid 7, pressed in the opening 4, is put in place ; and facilitate a correct positioning of the lid 7 at a determined depression in the opening 4. An imperfect outcropping of the cover 7 can be sought at the outer face 5, consisting in slightly pressing the cover 7 into the opening 4, creating a First slope 19 on one side of the cover 7 closer to the leading edge of the blade 1, but to slightly overflow the cover 7 on the other side, closer to the trailing edge of the blade 1, by creating an opposite slope 20: this arrangement ensures a correct flow of air to the outer surface 5 of the blade 1, despite the discontinuity imposed by the cover 7, and facilitate manufacture; but the tolerances 30 of the unevennesses 19 and 20 are all the same reduced, of a few tenths of 3025552 5 millimeters in practice, which still imposes a precise placement of the cover 7, despite the glue joint 8, while the amount of glue deposited is difficult to adjust properly. Maintaining the lid 7 at a suitable lid position is therefore easier if grooves such as 17 and 18 exist, but it should be noted that the solid seal 13 would stabilize the position of the lid 7, even in the absence of throats. And the function of obstacle to creep is all the more assured that the adhesive is located on the side of the solid seal 13, leading to the cavity 3 inside, but the creep possibilities remain reduced if a part of the glue is found On the opposite side of the solid seal 13. Other possible embodiments of the invention make it possible to explain these ideas. In the modes of FIGS. 5, 6 and 7, where elements of the invention corresponding to those which have been written previously bear the same references followed by a, the solid seal 13a, originally toric, and partially housed in a only groove 17a is compressed (Figures 6 and 7). The glue (21a in FIG. 5) coats the lateral edges 14a on either side of the solid seal 13a, the glue joint 8a formed after solidification (FIG. 6) extends on both sides of the solid seal 13a. The creep of a small amount to the outside is possible, but it should be added that the groove 17a allows a creep of the glue 21a in it, so that one can believe that the creep outwardly will be 20 of any reduced way. Alternatively, it is possible, as previously (Figure 7), to put glue only between the seal 13a and the cavity 3a, as in the embodiment of Figure 4, to ensure the absence of any creep to the outside. It should be noted that in this embodiment, the side edges 14a are not cylindrical, but tapered flaring outwardly, which may allow for easier adaptation of the cover 7a, but does not change anything. 'invention. FIG. 8 illustrates another embodiment, in which the solid seal 13b is compressed at the bottom of the opening 4b, at the intersection of the lateral edge 14b of the hollow body 2b and of the bottom bearing surface 16b of the opening 4b. The cover 7b is provided with a chamfer 22b at this location, which holds and compresses the seal 13b in the reentrant angle formed by these surfaces, without the need for grooves.
3025552 6 Dans le mode de réalisation de la figure 9, le joint solide 13c est Logé à la fois dans une gorge 18c du couvercle 7c et dans une gorge 17c du corps creux 2c. Des nervures 23c et 24c du couvercle 7c, entre lesquelles la gorge 18c est délimitée, pénètrent aussi dans la gorge 17c du corps creux 2c. La gorge 17c est creusée dans la 5 portée 16c de fond de l'ouverture 4c. Le joint de colle 8c peut être présent entre le joint 13c et la cavité centrale 3c, comme précédemment. Dans la réalisation de la figure 10, le joint solide 13d est muni de raidisseurs 25d et 26d, et ce sont ces raidisseurs qui pénètrent dans des gorges 16d et 18d, respectives, établies dans le corps creux 2d et le couvercle 7d. Le joint solide 13d est 10 alors maintenu en position fermement par les raidisseurs 25d et 26b. La matière du joint solide peut être élastique, ou bien poreuse, en tissu par exemple, s'il convient de permettre l'évacuation des composants volatils de la colle vers l'extérieur de l'aube 1. Parmi de nombreuses possibilités, il peut avoir la section illustrée à la figure 11, où le joint solide 13e a une portion principale 27e rectangulaire et 15 quatre renforts 28e toriques à ses coins, de manière à parfaire l'étanchéité. On peut aussi envisager le joint solide 13f représenté aux figures 12 et 13, qui se présente sous forme d'une membrane cylindrique au repos, et qui est construit en une matière souple, lui permettant de se replier en formant deux lèvres 29f, qui se superposent et touchent respectivement la portée 16f du corps creux 2f et le fond 15f du 20 couvercle 7f, quand le couvercle 7f est mis en place et le joint solide 13f est comprimé. Dans un mode de réalisation, où le joint solide s'étend partiellement dans deux gorges (17c, 17d, 18c, 18d) se faisant face et creusées respectivement dans le corps creux et dans le couvercle, il comporte deux raidisseurs solides en prolongement, les raidisseurs s'étendant essentiellement dans les gorges. Dans un autre, le joint solide 25 (13b) est comprimé entre une portion à section angulaire rentrante du corps creux et une portion conique du couvercle.In the embodiment of Figure 9, the solid seal 13c is housed in both a groove 18c of the cover 7c and in a groove 17c of the hollow body 2c. Ribs 23c and 24c of the cover 7c, between which the groove 18c is defined, also enter the groove 17c of the hollow body 2c. The groove 17c is dug into the bottom span 16c of the opening 4c. The glue joint 8c may be present between the seal 13c and the central cavity 3c, as previously. In the embodiment of Figure 10, the solid seal 13d is provided with stiffeners 25d and 26d, and it is these stiffeners which penetrate into grooves 16d and 18d, respectively, established in the hollow body 2d and the lid 7d. The solid seal 13d is then held firmly in position by the stiffeners 25d and 26b. The material of the solid seal may be elastic, or porous, of fabric for example, if it is necessary to allow the evacuation of the volatile components of the glue to the outside of the blade 1. Among many possibilities, it can have the section shown in Figure 11, where the solid seal 13e has a rectangular main portion 27e and four 28th reinforcements toric at its corners, so as to complete the seal. One can also consider the solid seal 13f shown in Figures 12 and 13, which is in the form of a cylindrical membrane at rest, and which is constructed of a flexible material, allowing it to fold into two lips 29f, which is overlap and respectively touch the bearing surface 16f of the hollow body 2f and the bottom 15f of the cover 7f, when the cover 7f is put in place and the solid seal 13f is compressed. In one embodiment, where the solid seal extends partially in two grooves (17c, 17d, 18c, 18d) facing each other and cut respectively in the hollow body and in the lid, it comprises two solid stiffeners in extension, the stiffeners extending essentially into the grooves. In another, the solid seal (13b) is compressed between a reentrant angular section portion of the hollow body and a conical portion of the lid.
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