Brevet FR2344710A1 — publié le 19771014

Le secteur technique de l'invention est-celui des turbines à gaz notamment. On connais déjà des turbines à gaz dans lesquelles les pales sont rapportées sur un corps de rotor. Pour ce faire, chaque racine de pale est solidaire d'un pied de pale , lequel offre une configuration dentée qui vient se loger dans un créneau de configuration homologue, aménagé en creux dans le rotor et plus singulièrement dans un disque faisant partie de ce rotor. Une telle disposition bien que comportant l'avantage selon lequel on peut faire un choix optimisé des matières à utiliser pour le rotor et pour les pales, n apporte pas avec elle tout ce qui serait néanmoins souhaitable aussi bien sur le plan mécanique que sur le plan thermique. La présente invention a notamment pour but d'améliorer les dispositions de ce genre. Elle concerne à cet effet un dispositif de fixation de pale sur disque dtensemble tournant, notamment dans une turbine > selon lequel le disque comporte des empreintes en creux où viennent s'ancrer des clavettes intermédiaires qui reçoivent extérieurement > entre elles, par configurations dentées complémentaires, un pied de pale: de forme conjuguée. Dans une forme d'exécution avantageuse, les configurations dentées sont constituées de préférence par des surfaces cylindriques ou hélieoSdales, permettant des emmanchements par déplacement dans la direction de génératrice rectiligne desdites surfaces cylindriques > clest-à-dire axialement, ou dans la direction des lignes parallèles en hélices des surfaces héllooIdales, c'est-à-dire en vissage. En pareil cas, un calage longitudinal est assuré entre disques et clavettes aussi bien qu'entre ces dernières et pied de pale par des freins qui comportent à la fois des organes de butée et des moyens de verrouillage élastique. Parmi les avantages qu'unie telle disposition comporte, il est aisé de distinguer principalement les suivants - on peut ainsi maintenir la température du disque à une valeur plus faible que dans les dispositions classiques en raison de l'isolement thermique donné par les clavettes interposées entre disques et pieds de pales, - une plus large gamme est possible pour le choix de la substance constitutive du disque; - un meilleur choix de matières est possible pour la clavette ou pièce intermédiaire en vue d'une adaptation plus favorable au travail demandé à de telles pièces, sans avoir à tenir compte des sujétions propres aux disques comme c'est le cas dans la construction classique; - en cas de dommages, un remplacement partiel de ces pièces intermédiaires peut plus facilement y parer que lorsqu'il s'agit d'un disque nécessitant un changement d'ensemble.Ces clavettes constituent de la sorte une protection. Les dispositions ci-dessus ont une application particulièrement intéressante dans les ensembles mobiles de compresseurs et de turbines, notamment dans les moteurs à combustion interne et à turbines ainsi que dans le cas de turbo-compresseurs ou ventilateurs. L'intérêt est d'autant plus grand qu'il s'agit de parties moBiles atteignant les températures les plus élevées. La description qui va suivre, en regar4du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure unique représente en perspective éclatée une partie d'une roue de turbine avec une pale et un élément d'arrêt séparés. Dans l'agencewent représenté, la jante 1 d'une roue de turbine est pourvue de logementse dt c9nfiguration dentée réalisés par des empreintes,Pou non a 1 axe de la roue. Chaque logement est de forme généralement triangulaire ou trapézoidale et la configuration représentée des dentures 3 comporte de préré- rence trois dents. Dans un tel logement, est insérée une clavette intermE- diaire 4 à deux plans de symétrie et qui comporte d'un côté un corps plein extérieurement pourvu de dentures 5 de forme conjuguée de celle de la denture ), venant s'insérer dans le logement correspondant, alors que ce dernier dépasse la partie symétrique 6 du corps, bordée dans sa surface externe par une denture 7 analogue à celle qui apparatt dans le logement 2, dans une configuraton sensiblement semblable à celle d'un prisme à base losange. Le vide interne du logement 2, l'écart de ce logement 2 vis-à-vis de ses voisins et les dimensions données aux clavettes 4, sont tels qu'entre deux(6lavettes successives, subsiste un créneau 8 de mêlae configuration que ledit logement 2, susceptible donc de recevoir un pied de pale 9 de configuration identique à celle d'une moitié de clavette. Ce pied de pale est susceptible de s'insérer entre deux clavettes successives à la périphérie de la jante 1. Pour la tenue axiale des clavettes 4 et des pieds de pales 9, il suffit de prévoir des dispositifs d'arrêt 10 formant cales, ayant à une extrémité un coude 11 servant d'arrêtoir transversal et ayant un corps 12 pourvu d'une empreinte 13, pénétrant dans une rainure 15 correspondante dans la partie interne extrme du pied de pale 9 ou de clavette 4. I1 est bien évident que l'un des coudes 11 est réalisé après montage des clavettes dans le disque et des pales dans les clavettes. De tels dispositifs d'arrêt 11 sont donc enfoncés alternativement entre fond de logement 2 et clavette 4 correspondante, puis entre périphérie de jante let extrémité interne de pied de pale, comme montré sur la figure, pour que la tenue axiale des éléments rapportés sur le disque soit bien assurée. Par ailleurs, comme cela est classique, on prévoit à chaque racine de pale 16 un collet 17 d'aspeet prismatique, susceptible de jonction avec ses voisins, pour constituer une sorte de bandage composite jouant le plus souvent un pale d'écran de protection et d'étanchéité. I1 est aisé de constater que l'ensemble des clavettes X constitue une couronne d'isolement thermique pour le disque 1, d'un diamètre d'ailleurs plus faible que le disque classique support des mornes pales du momie étage, vis-à-vis de la chaleur provenant des pieds de pales, des pales elles-mOmes et du flux calorifique dans le milieu où baignent ces pales. Il va de soi que sans sortir du cadre de 11 invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent entre décrites. In particulier, le profil de denture d'ancrage pourrait Outre modifié. I1 n'est pas nécessaire que les profils de pieds de pales et d'empreintes dans la jante du disque soient rigoureusement les mêmes et il suffit à cet effet de supprimer l'une des symétries de chaque clavette. Il est également possible d'adopter un autre écartement des régions externes des clavettes avec une épaisseur différente de la configuration d ancrage du pied de pale. De même, les applications de l'invention ne sont pas limitées aux roues de turbines mais s'étendent au contraire à tout assemblage de pales sur disques quelconques ou même intérieurement sur couronnes, dans lesquelles des pièces de retenue intermédiaires apparaissent entre support et pied de pale, ce qui permet un meilleur choix de matières et améliore leur protection en fonctionnement. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de fixation de pale sur support et notamment de pale due roue de turbine sur disque de rotor, dans lequel la liaison entre pale et disque comporte l'interposition de pièces annexes, ancrées dans le disque et sur lesquelles ladite pale elle-meme est ancrée,entre deux pièces annexes voisines, caractérisé par le fait que chaque logement de clavette dans le disque, chaque clavette et chaque pied de pale est à configuration dentée, avec effilement vers la région centrale pour le logement dans le disque et le pied de pale et avec configuration symétrique à effilements externe et interne pour les pièces intermédiaires. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les dentures sont conformées de façon arrondie en ondulations. 3.- Dispositif se;bn la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque flanc denté comporte au moins une dent. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à ), caractérisé par le fait que chaque conjugaison entre logements et pièces intermédiaires, puis pièces intermédiaires et pieds de pales, ou directement entre jante de disque et pieds de pales, reçoit un dispositif d'art longitudinal à butée axiales et verrouillage radial. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'un écran est constitué à chaque racine de pale, entre cette dernière et le pied correspondant, par un collet protecteur d'allure prismatique, jointif avec ses voisins. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les dentures sont à génératrices rectilignes axiales ou non.