FR3140120A1 - Roue de turbine comprenant un dispositif de retenue axiale de pieds d’aube dans les alvéoles d’un disque - Google Patents
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Abstract
Un aspect de l’invention concerne une roue de turbine (10) comprenant: un disque (24) d’axe de rotation X comportant des dents (32) et des alvéoles (26) formées entre les dents (32),une pluralité d’aubes (12) comportant chacune un pied d’aube (14) monté dans une alvéole, et au moins un dispositif de retenue (40) axiale d’au moins un pied d’aube. Le dispositif de retenue comprend: une plaquette amont (44) qui s’étend longitudinalement selon la périphérie du disque et comprenant une face interne en vis-à-vis d’une face amont d’au moins un pied d’aube et d’une face amont (34) d’au moins une dent,une plaquette aval comprenant une face interne en vis-à-vis d’une face aval d’au moins un pied d’aube et d’une face aval (36) d‘au moins une dent, etau moins une première languette reliant les plaquettes amont et aval et traversant axialement une alvéole. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2
Description
La présente invention se rapporte au domaine de l’aéronautique et particulièrement des roues de turbine des turbomachines pour aéronefs.
La présente invention concerne plus particulièrement une roue de turbine comprenant un dispositif de retenue axiale de pieds d’aube dans les alvéoles d’un disque.
Classiquement, une turbine de turbomachine pour aéronefs comprend plusieurs roues de turbine successives rotatives selon un axe de rotation X, séparées par des étages distributeurs et traversées par une veine d’air.
Tel que représenté dans une coupe axiale comprenant l’axe de rotation X, à la , une roue de turbine 10 de turbomachine comprend une pluralité d’aubes 12 mobiles comportant des pieds d’aube 14 et un disque 24 d’axe de rotation X. Chaque pied d’aube 14 comprend une face amont 16 et une face aval 18 opposée axialement à la face amont. Le disque 24 comprend des dents, non visibles, chacune délimitée par une face amont et une face aval, et des alvéoles 26 formées entre les dents, réparties sur la périphérie externe du disque 24. Chaque pied d’aube 14 est monté dans une alvéole 26 du disque 24.
Généralement, chaque pied d’aube 14, est maintenu axialement dans l’alvéole 26 du disque 24 au moyen d’un dispositif de retenu 40 axiale comprenant un anneau de rétention axiale 22 agencé en appui contre le disque 24 et coopérant avec un crochet d’aube 21 agencé dans le pied d’aube 14. Ce type de dispositif de retenue 40 du pied d’aube 14 requiert la présence d’un flasque 23, configuré pour maintenir l’anneau de rétention 22 en appui contre le disque 24, en vis-à-vis de la face aval d’une dent.
Cependant, le montage de l’anneau de retenue est complexe du fait d’un espace insuffisant entre les pièces d’une telle roue de turbine qui sont généralement montées sous contrainte. En phase de fonctionnement de la roue de turbine, les contraintes entre les pièces et l’alternance des cycles de dilatation et de retreint provoquent des phénomènes de crique de l’anneau de retenue induisant de multiples risques.
Toute crique de l’anneau de retenue provoque la libération de fragments d’anneau de retenue dans la veine d’air, pouvant endommager les aubes mobiles situées à l’aval de la turbine comprenant l’anneau de retenue fissuré. Dans le cas d’une crique trop importante, l’arrêt axial du pied d’aube n’est plus assuré par l’anneau de retenue créant un risque de libération des aubes mobiles dans la veine d’air.
Pour tout endommagement de l’anneau de retenue, son remplacement est requis, ce qui nécessite la dépose moteur, qui est une opération longue et couteuse.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en proposant une roue de turbomachine comprenant un dispositif de retenue configuré pour simplifier son montage et préserver un maintien efficace des pieds d’aubes dans des alvéoles d’un disque tout en limitant les frais de maintenance.
Un premier aspect de l’invention concerne une roue de turbine comportant :
- un disque d’axe de rotation X comportant des dents et des alvéoles formées entre les dents, chaque dent comprenant une face amont et une face aval opposée axialement à la face amont
- une pluralité d’aubes comportant chacune un pied d’aube monté dans une alvéole correspondante du disque, chaque pied comprenant une face amont et une face aval opposée axialement à la face amont, et
- au moins un dispositif de retenue d’au moins un pied d’aube pour le maintenir dans l’alvéole.
Le dispositif de retenue comprend :
- une plaquette amont comprenant une face interne et une face externe et qui s’étend longitudinalement selon la périphérie du disque, sa face interne étant en vis-à-vis d’une face amont d’au moins un pied d’aube et d’une face amont d’au moins une dent du disque,
- une plaquette aval comprenant une face interne et une face externe et qui s’étend longitudinalement selon la périphérie du disque, sa face interne étant en vis-à-vis d’une face aval d’au moins un pied d’aube et d’une face aval d‘au moins une dent du disque, et
au moins une première languette reliant la plaquette amont à la plaquette aval et traversant axialement une première alvéole du disque.
La roue de turbine selon l’invention permet, grâce au dispositif de retenue qui est une pièce mécanique indépendante du pied d’aube et du disque, de simplifier la géométrie de ces deux éléments et de s’affranchir de l’insertion d’un flasque. De plus, le montage de ce type de dispositif de retenue sur le disque est simplifié car un espace sensiblement restreint est suffisant pour insérer un tel dispositif de retenue.
Avantageusement, le dispositif de retenue comprend une deuxième languette traversant axialement une deuxième alvéole du disque. Une telle caractéristique permet à la fois d’améliorer le serrage des plaquettes amont et aval contre la périphérie du disque et à la fois de maintenir simultanément au moins deux pieds d’aube dans les alvéoles du disque.
Préférentiellement, chaque languette du dispositif de retenue comprend :
- un tronçon central délimité axialement par un bord amont et un bord aval, et agencé dans l’alvéole du disque, sous le pied d’aube, et
- au moins un tronçon de maintien s’étendant à partir de l’un des bords amont et aval du tronçon central et agencé en appui contre la face externe de l’une des plaquettes amont et aval correspondante du dispositif de retenue.
Selon une cette caractéristique, le serrage des plaquettes amont et aval contre la périphérie du disque s’effectue seulement par la languette, et plus particulièrement au moyen du tronçon de maintien de la languette.
Avantageusement, le tronçon central de chaque languette du dispositif de retenue s’étend dans un plan P perpendiculaire aux plaquettes amont et aval.
Préférentiellement, l’alvéole du disque comprend un fond prévu pour recevoir le tronçon central de la languette du dispositif de retenue.
Avantageusement, le tronçon central de la languette du dispositif de retenue comprend une face dont la forme correspond à la forme de la face inférieure du pied d’aube.
Selon un premier mode de réalisation du dispositif de retenue, chaque languette comprend un seul tronçon de maintien, et le bord amont ou aval du tronçon central de la languette, opposé au tronçon de maintien de la languette, est solidaire de l’une des plaquettes amont ou aval correspondante du dispositif de retenue. Suivant une telle caractéristique, l’association d’une plaquette avec au moins une languette forme une pièce unique, ce qui implique une réduction du nombre de pièces du dispositif de retenue permettant de simplifier le montage du dispositif de retenue sur le disque.
Selon un aspect avantageux du premier mode de réalisation, le dispositif de retenue comprend une pluralité de languettes voisines les unes par rapport aux autres, selon lequel :
- chaque languette voisine directe d’une languette dont le bord aval du tronçon central est solidaire de la plaquette aval, est configurée de sorte que le bord amont de son tronçon central est solidaire de la plaquette amont, et
- chaque languette voisine directe d’une languette dont le bord amont du tronçon central est solidaire de la plaquette amont, est configurée de sorte que le bord aval de son tronçon central est solidaire de la plaquette aval.
Selon un autre aspect avantageux du premier mode de réalisation, le dispositif de retenue comprend :
- un premier élément de retenue comportant la plaquette amont et la première languette selon lequel le bord amont du tronçon central de la première languette est solidaire de la plaquette amont, et
- un deuxième élément de retenue comportant la plaquette aval et la deuxième languette selon lequel le bord aval du tronçon central de la deuxième languette est solidaire de la plaquette aval.
Un tel dispositif de retenue est composé seulement de deux éléments distincts ce qui implique une réduction significative du nombre de pièces du dispositif de retenue permettant de simplifier le montage du dispositif de retenue sur le disque.
Selon un deuxième mode de réalisation du dispositif de retenue, chaque languette est amovible et comprend :
- un tronçon central, et
- un premier et un deuxième tronçon de maintien s’étendant à partir du bord respectivement amont et aval du tronçon central de la languette amovible.
Avantageusement, chaque languette du dispositif de retenue comprend un premier pli entre chaque tronçon de maintien et le tronçon central pour simplifier la fabrication des languettes.
Avantageusement, chacune des plaquettes amont et aval du dispositif de retenue comprend une encoche formée dans le bord inférieur de la plaquette, une portion d’extrémité du tronçon central contigu au premier pli de la languette étant logée dans l’encoche. Une telle caractéristique permet d’assurer le bon positionnement de la languette et faciliter son passage sous la plaquette.
Préférentiellement, le tronçon central et le tronçon de maintien de chaque languette du dispositif de retenue sont obtenus par découpage et pliage d’une seule et même plaque métallique.
Avantageusement, les premier et deuxième éléments de retenue du dispositif de retenue comprennent un premier pli entre la plaquette amont ou aval et le tronçon central de la languette.
Avantageusement, chaque languette du dispositif de retenue comprend :
- au moins un rebord s’étendant à partir d’une extrémité du tronçon de maintien, et
- un deuxième pli entre chaque rebord et le tronçon de maintien.
Avantageusement, les premier et deuxième éléments de retenue du dispositif de retenue présentent une épaisseur constante et sont chacun obtenus par découpage et pliage d’une plaque métallique.
Préférentiellement, les plaquettes amont et aval du dispositif de retenue s’étendent en vis-à-vis d’une pluralité de pieds d’aube et de dents du disque. Une telle caractéristique permet de maintenir simultanément une pluralité de pieds d’aube dans les alvéoles du disque et ainsi de réduire le nombre de dispositifs de retenue sur une même roue de turbine et par conséquent de la masse totale de la roue de turbine.
Avantageusement, la roue de turbine comprend une pluralité de dispositifs de retenue répartis sur la totalité de la circonférence du disque pour maintenir axialement l’ensemble des pieds d’aube de la roue de turbine en position dans les alvéoles du disque.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un procédé de montage d’une roue de turbine, le procédé de montage comprend les étapes suivantes :
- insertion d’une première languette initiale dans une première alvéole selon laquelle le tronçon central et chaque tronçon de maintien de la première languette s’étendent dans un même plan P et positionnement de la face interne de la plaquette amont en appui contre la face amont de la dent du disque,
- insertion d’une deuxième languette initiale dans une deuxième alvéole selon laquelle le tronçon central et chaque tronçon de maintien de la première languette s’étendent dans un même plan P et positionnement de la face interne de la plaquette aval en appui contre la face aval de la dent du disque, et
- pliage du tronçon de maintien de chaque languette initiale par rapport au tronçon central, de sorte que le tronçon de maintien de chaque languette s’étend parallèlement à une plaquette amont ou aval, en appui contre la face externe de la plaquette correspondante du dispositif de retenue.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles :
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- La
Un exemple de réalisation d’une roue de turbine comprenant un dispositif de retenue, selon l’invention est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention.
Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
Pour la compréhension de l'invention, on adoptera les orientations radiale, tangentielle et axiale selon le repère RTA indiqué aux figures dont les axes tangent T et axial A s’étendent dans un plan horizontal suivant l’orientation aux figures. L’axe axial A est parallèle à un axe de rotation X d’un disque de la roue de turbine. L’amont du dispositif vers l’aval du dispositif de retenue est orienté selon l’axe axial du repère RTA.
Dans la description, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d’écoulement de l’air depuis l’entrée de l’air dans la turbine vers la sortie de l’air hors de la turbine. Les termes « inférieur » et « supérieur » sont définis par rapport à l’axe X de rotation du disque de la roue de turbine, le terme « supérieur » désigne les éléments les plus éloignés radialement de l’axe de rotation X, par opposition au terme « inférieur » qui désigne les éléments les plus proches radialement de l’axe X. De plus, les termes « interne » et « externe » sont aussi définis par rapport à l’axe X, le terme « face interne » désigne la face en regard de l’axe de rotation X, par opposition au terme « face externe » qui désigne la face opposée axialement à l’axe X.
Les figures 2, 3 et 4 représentent une roue de turbine 10 comprenant :
- un disque 24 d’axe de rotation X comportant des dents 32 et des alvéoles 26 formées entre les dents 32,
- une pluralité d’aubes 12 (seules quatre sont représentées) comportant chacune un pied d’aube 14 monté dans une alvéole 26 correspondante du disque 24, et
- au moins un dispositif de retenue axiale 40 d’au moins un pied d’aube 14 pour le maintenir dans l’alvéole 26 du disque 24.
Chaque dent 32 du disque 24 comprend une face amont 34 et une face aval 36 opposée axialement à la face amont 34 et reliées axialement par une face latérale 30 de la dent 32. Chaque alvéole 26 du disque 24 est délimitée par deux faces latérales 30 de la dent 32 opposées circonférentiellement l’une par rapport à l’autre et reliées circonférentiellement par un fond 28 de l’alvéole 26. Le fond 28 de l’alvéole 26 est donc une surface du disque 24 agencée entre deux faces latérales 30 de deux dents 32 voisines.
Chaque pied d’aube 14 comprend une face amont 16 et une face aval 18 opposée axialement à la face amont 16 et reliées axialement par deux faces latérales du pied d’aube 14 et une surface inférieure du pied d’aube 14 reliant en outre les deux faces latérales.
En position montée des pieds d’aube 14 dans les alvéoles 26 du disque 24 :
- la face amont 16 du pied d’aube 14 et la face amont 34 de la dent 32 sont du même côté axial de la roue de turbine 10,
- la face aval 18 du pied d’aube 14 et la face aval 36 de la dent 32 sont agencées du même côté axial de la roue de turbine 10,
- chaque face latérale du pied d’aube 14 est en vis-à-vis de la face latérale 30 d’une dent 32 formant l’alvéole 26 dans laquelle le pied d’aube 14 est agencé, chaque face latérale du pied d’aube 14 comporte une zone appelée portée qui, lorsque la roue de turbine 10 tourne, est en contact avec une zone de la face latérale de la dent 32 également appelée portée, par la force centrifuge, et
- la surface inférieure du pied d’aube 14 est soit directement en vis-à-vis du fond 28 de l’alvéole 26 du disque 24 dans le cas où aucun élément du dispositif retenue 40 ne traverse l’alvéole 26 correspondante, soit indirectement en vis-à-vis du fond 28 de l’alvéole 26 dans le cas où un élément du dispositif de retenue 40 traverse l’alvéole 26 correspondante.
Chaque pied d’aube 14 est engagé dans une alvéole 26 du disque 24, par exemple en queue d’aronde.
Le dispositif de retenue 40 selon un premier mode de réalisation de l’invention tel que représenté de manière isolée aux figures 5 et 6 comprend :
- un premier élément de retenue 42 comportant
- une plaquette amont 44 comportant une face interne 45 et une face externe 47 et qui s’étend longitudinalement selon la périphérie du disque 24 entre deux bords latéraux 50 de la plaquette amont 44, et
- une première languette 52 solidaire de la plaquette amont 44 et traversant axialement une première alvéole du disque 24, la première languette 52 étant délimitée par une face supérieure 54 et une face inférieure 56,
- un deuxième élément de retenue 62 comportant :
- une plaquette aval 64 comportant une face interne 65 et une face externe 67 et qui s’étend longitudinalement selon la périphérie du disque 24 entre deux bords latéraux 70 de la plaquette aval 64, et
- une deuxième languette 72 solidaire de la plaquette aval 64 et traversant axialement une deuxième alvéole du disque 24, la deuxième languette 72 étant délimitée par une face supérieure 74 et une face inférieure 76.
Tel que représenté à la , la plaquette amont 44 du dispositif de retenue 40 forme la butée d’arrêt de la face amont 16 du pied d’aube 14. Tel que représenté aux figures 3 et 4, la plaquette aval 64 forme la butée d’arrêt de la face aval 18 du pied d’aube 14.
Tel qu’illustrés aux figures 2 à 6, chaque bord latéral 50, 70 des plaquettes amont 44 et aval 64 du dispositif de retenue 40 est en biseau. En particulier, chaque plaquette amont 44 et aval 64 comprend d’un côté un bord latéral 50, 70 comportant un biseau chacun orienté entre le bord supérieur 46, 66 et le bord inférieur 48, 68 selon un même angle par rapport aux deux bords 46, 66, 48, 68. Une telle caractéristique permet de faciliter l’agencement de plusieurs dispositifs de retenue 40 adjacents sur une même roue de turbine 10, en mettant en contact les biseaux orientés des bords latéraux 50, 70 entre eux.
Plus particulièrement, selon un premier exemple du premier mode de réalisation du dispositif de retenue 40 :
- la première languette 52 du dispositif de retenue 40 comprend :
- un tronçon central 58 délimité axialement par un bord amont 57 qui est solidaire de la plaquette amont 44 et un bord aval 59, et
- un seul tronçon de maintien 60 s’étendant à partir du bord aval 59 du tronçon central 58 à une extrémité libre,
- la deuxième languette 72 du dispositif de retenue 40 comprend :
- un tronçon central 78 délimité axialement par un bord amont 77 et un bord aval 79 qui est solidaire de la plaquette aval 64, et
- un seul tronçon de maintien 80 s’étendant à partir du bord amont 77 du tronçon central 78 à une extrémité libre.
Le fait que chaque languette 52, 72 est solidaire d’une plaquette 44, 64 assure un blocage des plaquettes amont 44 et aval 64 sur le disque 24 à la fois radial par rapport à l’axe de rotation suivant l’axe radial R, et à la fois axial par rapport à l’axe de rotation suivant l’axe axial A.
Préférentiellement, le tronçon central 58, 78 de chaque languette 52, 72 du dispositif de retenue 40 comprend une face dont la forme correspond à la forme de la surface inférieure de la face latérale du pied d’aube 14.
Chaque languette 52, 72 du dispositif de retenue 40 est déformable entre une position initiale dépliée tel que représenté à la , et une position pliée et montée sur la roue de turbine 10 tel que représenté à la . La languette 52, 72 est dite « initiale » lorsque le tronçon central 58, 78 et le tronçon de maintien 60, 80 s’étendent dans un même plan P. La languette 52, 72 est dite « pliée » lorsqu’elle comporte un premier pli 61A, 81A entre le tronçon central 58, 78 et le tronçon de maintien 60, 80 formé par pliage du tronçon de maintien 60, 80 de la languette 52, 72 initiale par rapport au tronçon central 58, 78. Le pliage du tronçon de maintien 60, 80 de la languette 52, 72 est en l’occurrence réalisé de sorte que le tronçon de maintien 60, 80 s’étend perpendiculairement au plan P, soit perpendiculairement au tronçon central 58, 78 de la languette 52, 72. Préférentiellement, chaque tronçon central 58, 78 et le tronçon de maintien 60, 80 de chaque languette 52, 72 du dispositif de retenue 40 sont obtenus par découpage et pliage d’une seule et même plaque métallique.
Selon un deuxième exemple de ce premier mode de réalisation représenté à la , qui est identique au premier exemple sauf en ce que chacune des plaquettes amont 44 et aval 64 du dispositif de retenue 40 comprend une encoche 51, 71 formée dans le bord inférieur 48, 68 de la plaquette 44, 64. Chaque encoche 51, 71 loge une portion d’extrémité du tronçon central 58, 78 contigu au premier pli 61A, 81A de la languette 52, 72. La présence d’une encoche 51, 71 permet d’assurer un bon positionnement de la languette 52, 72 par rapport au bord inférieur 48, 68 de la plaquette 44, 64 et aussi de faciliter le passage de la languette 52, 72 sous la plaquette 44, 64.
En position montée et assemblée du dispositif de retenue 40 sur le disque 24, tel que représenté aux figures 2, 3 et 4 :
- la face interne 45 (visible aux figures 5 et 6) de la plaquette amont 44 est en vis-à-vis de la face amont 16 d’au moins un pied d’aube 14 et de la face amont 34 d’au moins une dent 32 du disque 24,
- la face interne 65 (visible aux figures 5 et 6) de la plaquette aval 64 est en vis-à-vis de la face aval 18 d’au moins un pied d’aube 14 et de la face aval 36 d‘au moins une dent 32 du disque 24,
- le tronçon central 58, 78 de la languette 52, 72 est agencé entre le fond 28 de l’alvéole 26 du disque 24, et le pied d’aube 14, selon lequel :
- sa face supérieure 54, 74 est en vis-à-vis de la surface inférieure du pied d’aube 14, et
- sa face inférieure 56, 76 est en appui contre le fond 28 de l’alvéole 26 du disque 24,
- le tronçon de maintien 60 de la première languette 52 du premier élément de retenue 42 est agencé en appui contre la face externe 67 de la plaquette aval 64 du deuxième élément de retenu 62 du dispositif de retenue 40, et
- le tronçon de maintien 80 de la deuxième languette 72 du deuxième élément de retenue 62 est agencé en appui contre la face externe 47 de la plaquettes amont 44 du premier élément de retenue 42 du dispositif de retenue 40.
Le dispositif de retenue 40 selon le premier mode de réalisation comporte seulement deux pièces distinctes, c’est-à-dire les premier et deuxième éléments de retenue 42, 62.
Préférentiellement, les premier et deuxième éléments de retenue 42, 62 du dispositif de retenue 40 présentent une épaisseur constante. Les premier et deuxième éléments de retenue 42, 62 sont notamment obtenus par découpage et pliage d’une plaque métallique. Dans ce cas, les premier et deuxième éléments de retenue 42, 62 du dispositif de retenue 40 comprennent un premier pli 61A, 81A entre la plaquette amont 44 ou aval 64 et le tronçon central 58, 78 de la languette 52, 72. L’épaisseur de la plaque constituant les premier et deuxième éléments de retenue 42, 62 est de l’ordre de quelques millimètres et est déterminée en fonction de la taille du turboréacteur. Par exemple, pour un turboréacteur LEAP (marque déposée) (Leading Edge Aviation Propulsion), l’épaisseur de la plaque est comprise entre 1,5 et 2,5 millimètres.
Selon un exemple particulier de l’invention non représenté, la roue de turbine 10 comprend au moins un clinquant enveloppant un pied d’aube 14 et est agencé à l’intérieur de l’alvéole 26 correspondante. Selon cet exemple, la languette 52, 72 du dispositif de retenue 40 est comprise entre le clinquant et le fond 28 de l’alvéole 26 correspondante.
Selon une variante non représentée, le dispositif de retenue 40 comprend une plaquette amont 44 comprenant pluralité de premières languettes 52 et une plaquette aval 64 comprenant une pluralité de deuxièmes languettes 72 selon lequel :
- chaque languette voisine directe d’une première languette 52 est une deuxième languette 72, et
- chaque languette voisine directe d’une deuxième languette 72 est une première languette 52.
Selon cette variante de réalisation, les première et deuxième languettes 52, 72 sont disposées de manière alternée dans les alvéoles 26 du disque 24.
Le dispositif de retenue 40 représenté aux figures 2 à 4 est configuré pour retenir axialement quatre pieds d’aubes 14 simultanément dans quatre alvéoles 26 du disque 24. En effet, les plaquettes amont 44 et aval 64 du dispositif de retenue 40 s’étendent sensiblement en vis-à-vis de quatre pieds d’aube 14 et de cinq dents 32 du disque 24.
Selon un deuxième mode de réalisation du dispositif de retenue 40 représenté à la qui est identique au deuxième exemple du premier mode de réalisation sauf en ce que chaque languette 52, 72 est amovible et comprend en outre du tronçon central 58, 78 et du premier tronçon de maintien 60, 80, d’une part un deuxième tronçon de maintien 60’, 80’ opposé au premier tronçon de maintien 60, 80 et d’autre part au moins un premier rebord 63, 83 s’étendant chacun à partir d’une extrémité du premier tronçon de maintien 60, 80 jusqu’à leur bord libre. Les premier et deuxièmes tronçons de maintien 60, 80, 60’, 80’, s’étendent chacun respectivement à partir du bord amont 57, 77 et du bord aval 59, 79 du tronçon central 58, 78 de la languette 52, 72 amovible. En l’occurrence dans cet exemple de ce deuxième mode de réalisation, les première et deuxième languettes 52, 72 comprennent chacune un deuxième rebord 63’, 83’ s’étendant du deuxième tronçon de maintien 60’, 80’.
En position initiale de chaque languette 52, 72 amovible, le tronçon central 58, 78, les deux tronçons de maintien 60, 80, 60’, 80’ et les deux rebords 63, 83, 63’, 83’s’étendent dans un même plan P. En position pliée de chaque languette 52, 72 amovible, chaque languette 52, 72 présente deux premiers plis 61A, 81A et deux deuxièmes plis 61B, 81B. Chaque premier pli 61A, 81A est agencé entre un tronçon central 58, 78 et le tronçon de maintien 60, 80, 60’, 80’ de sorte que chaque tronçon de maintien 60, 80, 60’, 80’ s’étend perpendiculairement au plan P et chaque deuxième pli 61B, 81B est agencé entre le premier rebord 63, 83 ou le deuxième rebord 63’, 83’ et respectivement le premier tronçon de maintien 60, 80 et le deuxième tronçon de maintien 60’,80’. Le premier et le deuxième tronçons de maintien 60, 80, 60’,80’ de chaque languette 52, 72 sont donc délimités entre le premier pli 61A, 81A et le deuxième pli 61B, 81B formant respectivement une frontière avec le tronçon central 58, 78 et le deuxième rebord 63, 83, 63’, 83’.
Chacune des plaquettes amont 44 et aval 64 du dispositif de retenue 40 selon le deuxième mode de réalisation comprend au moins encoche 51, 71 formée dans le bord inférieur 48, 68 de chaque plaquette 44, 64. La présence d’une encoche 51, 71 permet d’assurer le blocage tangentiel de la languette 52, 72 par rapport aux plaquettes amont et aval 44, 64.En l’occurrence dans cet exemple de ce deuxième mode de réalisation, chacune des plaquettes amont 44 et aval 64 comprend une première encoche 51, 71 et une deuxième encoches 51’, 71’ recevant chacune une portion du tronçon central 58, 78 des première et deuxième languettes 52, 72.
Chaque premier pli 61A, 81A est formé en rabattant chaque premier et deuxième tronçons de maintien 60, 80, 60’, 80’ par rapport au tronçon central 58, 78 de chaque languette 52, 72 initiale contre la face externe de la plaquette amont ou aval 44, 64. Le premier pli est donc formé au niveau de l’encoche 51, 71, 51’, 71’ correspondante (soit dans l’encoche 51, 71, 51’, 71’, soir à la frontière de l’encoche 51, 71, 51’, 71’).
Les premier et deuxième rebords 63, 83, 63’, 83’ sont en vis-à-vis du bord supérieur 46, 66 des première et deuxième plaquettes 44, 64 (voir même en contact avec). Lorsque la roue de turbine 10 tourne, les premier et deuxième rebords 63, 83, 63’, 83’ sont chacun en contact contre le bord supérieur 46, 66 des première et deuxième plaquettes 44, 64. Cela permet d’assurer un blocage radial des plaquettes amont un blocage radial des plaquettes amont 44 et aval 64 sur le disque 24 par rapport à l’axe de rotation X suivant l’axe radial R. Les tronçons de maintien 60, 80, 60’, 80’ assurent un blocage axial des plaquettes amont 44 et aval 64 sur le disque 24 par rapport à l’axe de rotation suivant l’axe axial A. Chaque premier et deuxième rebord 63, 83, 63’, 83’ de chaque languette 52, 72 tel qu’illustré à la a une longueur comprise entre le deuxième pli 61B, 81B et le bord libre égale à l’épaisseur de la plaquette 44, 64 correspondante. La longueur de chaque rebord 63, 83 peut aussi être supérieur à l’épaisseur de la plaquette 44, 64 correspondante.
Préférentiellement, le tronçon central 58, 78, les premier et deuxième tronçons de maintien 60, 80, 60’, 80’ et les premier et deuxième rebords 63, 83, 63’, 83’ de chaque languette 52, 72 du dispositif de retenue 40 sont obtenus par découpage et pliage d’une seule et même plaque métallique.
Le dispositif de retenue 40 selon le deuxième mode de réalisation comporte donc quatre pièces distinctes, c’est-à-dire les plaquettes amont 44 et aval 64 et les première et deuxième languettes 52, 72.
En position montée et assemblée du dispositif de retenue 40 selon le deuxième mode de réalisation sur le disque 24 :
- une des deux portions d’extrémité du tronçon central 58, 78 contigu au premier pli 61A, 81A de chaque languette 52, 72 est logée dans les première et deuxième encoche 51, 51’ de la plaquette amont 44,
- l’autre des deux portions d’extrémité du tronçon central 58, 78 contigu au premier pli 61A, 81A de la languette 52, 72 est logée dans les première et deuxième encoches 71, 71’ de la plaquette aval 64,
- les premier et deuxième tronçons de maintien 60, 80 de chacune des première et deuxième languettes 52, 72 sont agencés en appui contre la face externe 47 respectivement de la plaquettes amont 44 et aval 64,
- les premier et deuxième rebords 63', 83’ de chacune respectivement des première et deuxième languettes 52, 72 sont agencés en appui contre le bord supérieur 46 de la plaquettes amont 44, et
- les premier et deuxième rebords 63, 83 de chacune respectivement des première et deuxième languettes 52, 72 sont agencés en appui contre le bord supérieur 66 de la plaquettes aval 64 du dispositif de retenue 40.
Selon un autre exemple de réalisation non représenté, le dispositif de retenue 40 comprend une seule plaquette amont 44 et une seule plaquette aval 64 chacune présentant une forme annulaire à 360°, dont l’axe de rotation correspond à l’axe de rotation X du disque 10.
La roue de turbine 10 comprend une pluralité de dispositifs de retenue 40 selon les différents modes de réalisation, répartis sur la totalité de la circonférence du disque 24 pour maintenir l’ensemble des pieds d’aube 14 de la roue de turbine 10 en position dans les alvéoles 26 du disque 24.
Le procédé de montage d’une roue de turbine 10 comportant un dispositif de retenue 40 selon le premier mode de réalisation de l’invention comporte les étapes successives suivantes :
- mise en place du premier élément de retenue 42 comprenant les sous étapes suivantes :
- insertion de la première languette 52 initiale dans la première alvéole 26, sous le pied d’aube 14, et
- positionnement de la face interne 45 de la plaquette amont 44 en appui contre la face amont 16 du pied d’aube 14 et la face amont 34 de la dent 32 du disque 24, et
- mise en place du deuxième élément de retenue 72 comprenant les sous-étapes suivantes :
- insertion de la deuxième languette 72 initiale dans la deuxième alvéole 26, sous le pied d’aube 14 et sous la plaquette amont 44, et
- positionnement de la face interne 65 de la plaquette aval 64 en appui contre la face aval 18 du pied d’aube 14 et la face aval 36 de la dent 32 du disque 24, la plaquette aval 64 étant agencée sur la première languette 52,
- pliage du tronçon de maintien 60, 80 de chaque languette 52, 72 initiale par rapport au tronçon central 58, 78 de sorte que :
- le premier pli 61A de la première languette 52 est formé sous le bord inférieur 68 de la plaquette aval 64 et le tronçon de maintien 60 de la première languette 52 s’étend parallèlement à la plaquette aval 64, la face supérieure 54 du tronçon de maintien 60 de la première languette 52 étant en appui contre la face externe 67 de la plaquette aval 64, et
- le premier pli 81A de la deuxième languette 72 est formé sous le bord inférieur 48 de la plaquette amont 44 et le tronçon de maintien 80 de la deuxième languette 72 s’étend parallèlement à la plaquette amont 44, la face supérieure 74 du tronçon de maintien 80 de la deuxième languette 72 étant en appui contre la face externe 47 de la plaquette amont 44.
Dans le cas où les plaquettes amont et aval 44, 64 présentent une encoche 51, 71, les premiers plis 61A, 61B sont formés dans l’encoche du bord inférieur 48, 68 de la plaquette 44, 64.
Dans ce mode de réalisation, le fait que le dispositif de retenue 40 comprend seulement deux pièces, les premier et deuxième éléments de retenue 42, 62 facilite le montage du dispositif de retenue 40 car seulement deux pliages sont requis, le pliage du tronçon de maintien 60 de la première languette 52 et le pliage du tronçon de maintien 80 de la deuxième languette 72.
Le procédé de montage d’une roue de turbine 10 comportant un dispositif de retenue 40 selon le deuxième mode de réalisation comporte les étapes successives suivantes :
- insertion de la première languette 52 initiale dans la première alvéole 26 chacune sous le pied d’aube 14,
- insertion de la deuxième languette initiale 72 dans la deuxième alvéole 26, sous le pied d’aube 14,
- positionnement de la face interne 45 de la plaquette amont 44 en appui contre la face amont 16 du pied d’aube 14 et la face amont 34 de la dent 32 du disque 24, la plaquette amont 44 étant agencée sur les première et deuxième languettes 52, 72,
- positionnement de la face interne 65 de la plaquette aval 64 en appui contre la face aval 18 du pied d’aube 14 et la face aval 36 de la dent 32 du disque 24, la plaquette aval 64 étant agencée sur les première et deuxième languettes 52, 72,
- premier pliage des deux tronçons de maintien 60, 80 de chaque languette 52, 72 initiale par rapport au tronçon central 58, 78 de sorte que :
- l’un des premiers plis 61A, 81A de chacune des première et deuxième languettes 52, 72 est formé dans l’encoche 71 du bord inférieur 68 de la plaquette aval 64, et chaque tronçon de maintien 60, 80 correspondant s’étend parallèlement à la plaquette aval 64, et
- l’autre des premiers plis 61A, 81A de chacune des première et deuxième languettes 52, 72 est formé dans l’encoche 51 du bord inférieur 48 de la plaquette amont 44 et chaque tronçon de maintien 60, 80 correspondant s’étend parallèlement à la plaquette amont 44,
- deuxième pliage des deux rebords 63, 83 de chaque languette 52, 72 par rapport au tronçon de maintien 60, 80 de sorte que :
- l’un des deuxièmes plis 61B, 81B de chacune des première et deuxième languettes 52, 72 est formé sur le bord supérieur 66 de la plaquette aval 64, et
- l’autre des deuxièmes plis 61B, 81B de chacune des première et deuxième languettes 52, 72 est formé sur le bord supérieur 46 de la plaquette amont 44.
La roue de turbine 10 comprenant un dispositif de retenue 40 selon l’invention assure un blocage axial des pieds d’aubes 14 dans les alvéoles 26 du disque 24 sans nécessiter aucun crochet sur l’aube 12, ni aucune pièce spécifique tel qu’un flasque. De plus, un tel dispositif de retenue 40 présente un encombrement réduit facilitant son montage sur le disque 24 de la roue de turbine 10. Par conséquent les différentes pièces du dispositif de retenue 40 ne sont pas montées sous contrainte ce qui limite considérablement le risque d’endommagement du dispositif de retenue 40 et les différents problèmes qui en découlent. La durée de vie de la roue de turbine 10 selon l’invention est alors augmentée et les interventions couteuses de maintenance du moteur sont limitées ainsi que la nécessité d’un changement des éléments du dispositif de retenue 40 endommagés.
Claims (10)
- Roue de turbine (10) comprenant :
- un disque (24) d’axe de rotation X comportant des dents (32) et des alvéoles (26) formées entre les dents (32), chaque dent (32) comprenant une face amont (34) et une face aval (36) opposée axialement à la face amont
- une pluralité d’aubes (12) comportant chacune un pied d’aube (14) monté dans une alvéole (26) correspondante du disque (24) chaque pied d’aube (14) comprenant une face amont (16) et une face aval (18) opposée axialement à la face amont (16), et
- au moins un dispositif de retenue (40) axiale d’au moins un pied d’aube (14) pour le maintenir dans l’alvéole (26),
- une plaquette amont (44) comprenant une face interne (45) et une face externe (47) et qui s’étend longitudinalement selon la périphérie du disque (24), sa face interne (45) étant en vis-à-vis d’une face amont (16) d’au moins un pied d’aube (14) et d’une face amont (34) d’au moins une dent (32) du disque (24),
- une plaquette aval (64) comprenant une face interne (65) et une face externe (67) et qui s’étend longitudinalement selon la périphérie du disque (24), sa face interne (65) étant en vis-à-vis d’une face aval (18) d’au moins un pied d’aube (14) et d’une face aval (36) d‘au moins une dent (32) du disque (24), et
- au moins une première languette (52) reliant la plaquette amont (44) à la plaquette aval (64) et traversant axialement une première alvéole (26) du disque (24).
- Roue de turbine (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de retenue (40) comprend une deuxième languette (72) traversant axialement une deuxième alvéole (26) du disque (24).
- Roue de turbine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque languette (52, 72) du dispositif de retenue (40) comprend :
- un tronçon central (58, 78) délimité axialement par un bord amont (57, 77) et un bord aval (59, 79), et agencé dans l’alvéole (26) du disque (24), sous le pied d’aube (14), et
- au moins un tronçon de maintien (60, 80) s’étendant à partir de l’un des bords amont (57, 77) et aval (59, 79) du tronçon central (58, 78) et agencé en appui contre la face externe (47, 67) de l’une des plaquettes amont (44) et aval (64) correspondante du dispositif de retenue (40).
- Roue de turbine (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que le tronçon central (58, 78) de chaque languette (52, 72) du dispositif de retenue (40) s’étend dans un plan P perpendiculaire aux plaquettes amont (44) et aval (64).
- Roue de turbine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 3, caractérisée :
- en ce que chaque languette (52, 72) du dispositif de retenue (40) comprend un seul tronçon de maintien (60, 80), et
- en ce que le bord amont (57, 77) ou aval (59, 79) du tronçon central (58, 78) de la languette (52, 72), opposé au tronçon de maintien (60, 80) de la languette 52, 72), est solidaire de l’une des plaquettes amont (44) ou aval (64) correspondante du dispositif de retenue (40).
- Roue de turbine (10) selon la revendication 5 en combinaison avec la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de retenue (40) comprend :
- un premier élément de retenue (42) comportant la plaquette amont (44) et la première languette (52) selon lequel le bord amont du tronçon central de la première languette est solidaire de la plaquette amont, et
- un deuxième élément de retenue (62) comportant la plaquette aval (64) et la deuxième languette (72) selon lequel le bord aval du tronçon central de la deuxième languette est solidaire de la plaquette aval.
- Roue de turbine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 3, caractérisée en ce que chaque languette (52, 72) du dispositif de retenue (40) comprend un premier pli (61A, 81A) entre le tronçon de maintien (60, 80) et le tronçon central (58, 78).
- Roue de turbine (10) selon l’une quelconque des revendications précédente, caractérisée en ce que les plaquettes amont (44) et aval (64) du dispositif de retenue (40) s’étendent en vis-à-vis d’une pluralité de pieds d’aube (14) et de dents (32) du disque (24).
- Roue de turbine (10) selon l’une quelconque des revendications précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend une pluralité de dispositifs de retenue (40) répartis sur la totalité de la circonférence du disque (24).
- Procédé de montage d’une roue de turbine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- insertion d’une première languette (52) initiale dans une première alvéole (26) selon laquelle le tronçon central (58) et chaque tronçon de maintien (60) de la première languette (52) s’étendent dans un même plan P et positionnement de la face interne (45) de la plaquette amont (44) en appui contre la face amont (34) de la dent (32) du disque (24),
- insertion d’une deuxième languette (72) initiale dans une deuxième alvéole (26) selon laquelle le tronçon central (78) et chaque tronçon de maintien (80) de la deuxième languette (72) s’étendent dans un même plan P et positionnement de la face interne (65) de la plaquette aval (64) en appui contre la face aval (36) de la dent (32) du disque (24), et
- pliage du tronçon de maintien (60, 80) de chaque languette (52, 72) initiale par rapport au tronçon central (58, 78), de sorte que le tronçon de maintien (60, 80) de chaque languette (52, 72) s’étend parallèlement à une plaquette amont (44) ou aval (64), en appui contre la face externe (47, 67) de la plaquette (44, 64) correspondante du dispositif de retenue (40).
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| FR2209593A FR3140120A1 (fr) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | Roue de turbine comprenant un dispositif de retenue axiale de pieds d’aube dans les alvéoles d’un disque |
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