Brevet FR2412690A1 — publié le 19790720

l'invention concerne un procédé pour la fabrication de roue de turbine, ainsi que les roues de turbine obtenues par la mise en oeuvre de ce procédé. Schématiquement, les turbines se composent d'une roue à aubes entraînée en rotation à l'intérieur d'un distributeur fixe pourvu également d'aubes. Actuellement, les aubes de distributeurs qui supportent des contraintes mécaniques moindres sont fixées par brasure au corps du distributeur Par contre, les aubes de la roue sont fixées au disque par des systèmes d'attaches divers qui compliquent la fixation et le positionnement angulaire des aubes, qui sont d'une mise en oeuvre longue et qui augmentent le prix de revient de la roue. Jusqu'à présente, on n'a en effet pas réussi à réaliser un asemblage des aubes sur la roue par brasage haute température sous vide et cela même pour les roues de turbines de petites dimensions étant donné que les constructions obtenues ne résistent pas aux contraintes mécaniques s qui leur sont imposées en fonctionnement. Pour amdliorer la résistance mécanique des aubes, on a amors prévu de réaliser des talons sur les bords extérieurs de chacune des aubes, ces talons des aubes fixés successivement à la périphérie de la roue étant ensuite assemblés par des moyens divers pour réaliser un bandeau continu. Cependant, la solidité d'une telle construction reste très relative et son coût en est élevé. la présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un procédé pour la'fabrica2imnde roue de turbine se composant d'un disque à la périphérie duquel sont fixées des aubes, procédé caractérisé en ce qu'on réalise au moins un tenon à la base des aubes et des mortaises correspondantes sur le chant du disque, on enserre les bords extérieurs des aubes dans un bandeau annulaire continu et on réalise, par brasage, l'assemblage des aubes d'une part au bandeau, d'autre part au disque. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'on dépose la pâte de brasage dans la mortaise du disque et sur les bords du plan de joint des aubes et du bandeau. Suivant une autre caracteristique de l'invention, l'on réalise sur l'une des faces du disque, des perforations débouchant chacune dans le fond d'une mortaise. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une demi-coupe axiale décomposée d'une roue de turbine conforme à l'invention - la figure 2 est une vue de dessous d'une aube conforme à l'invention - la figure 3 est une vue correspondant à lq figure 1, les pièces composant la roue de la turbine étant assemblées. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'une roue de turbine qui soit de construction simple, rapide et peu onéreuse et qui soit d'une bonne solidité et en tout cas d'une solidité suffisante pour la réalisation de turbines de petites dimensions. Dans l'exemple représenté sur les dessins ci-joints, la roue de turbine comprend un disque plan 1 d'axe de révolution X-X et des aubes 2 se fixant sur le chant 3 du disque tandis qu un bandeau annulaire continu 4 vient se placer sur le bord. extérieur des aubes afin de consolider l'assemblage, de supprimer les vibrations destructrices et également d'améliorer le rendement au point de vue aérodynamique. Conformément à l'invention, chaque aube 2 présente à sa base un tenon 5 qui vient se loger dans une mortaise 6 de forn et de dimension correspondantes prévus dans le chant 3 du disque 1. De préférence, ce tenon et cette mortaise sont réalisés sous la forme de cylindres à section circulaire, obtenus par usinage de pièces de longueur adéquate découpées dans des barreaux dont la section correspondant à la section des aubes à obtenir. Ce genre de construction des aubes permet donc de simplifier la fabrication et de réduire leur prix de revient étant donné qu'elles peuvent être obtenues à partir d'un barreau dont la section correspond à la section des aubes qui est découpé -à longueur pour obtenir des pièces qui sont ensuite usinées pour former les tenons. Le bord extérieur de chaque aube 2 est également pourvu d'un décrochement 7 déterminant un rebord 8, lesquels décrochement et rebord correspondant à un décrochement 9 et à un rebord 10 prévus sur la face interne du bandeau annulaire 4. Cette construction des aubes et du bandeau permet de faciliter leur positionnement relatif préalablement aux opérations d'assemblage proprement dites. le diamètre interne de ce bandeau 4 est réalisé de manière telle qu'il se mette en place par léger serrage sur les ailettes 2 déjà positionnées sur le disque 1. Conformément à l'invention, l'assemblage de ces trois pièces 1, 2 et 4 est obtenu par brasage et à cet effet, des perforations 11 sont réalisées sur l'une des faces du disque 1, ces perforations 11 débouchant chacune à la base d'une mortaise 6 de ce disque 1. Ces perforations 11 sont destinées à permettre la mise en place de la pâte de brasage et à permettre également le dégazage lors de la montée en température consécutive à l'opération de brasage proprement dite. 'Pour la réalisation de la roue de turbine conforme à l'invention, les aubes 2 sonttout d'abord montées et positionnées sur le disque 1 et sont maintenues en position par le bandeau extérieur 4, monté légèrement serrant L'ensemble déjà rigide à ce stade de la réalisation est alors préparé pour l'opération de brasage. A cet effet, la brasure est déposée sous forme de pâte d'une part dans le fond des mortaises 6 par l'intermédiaire des perforations 11, d'autre part sur les bords du plan de joint entre le bandeau 4 et le bord extérieur des aubes 2. L'ensemble est alors introduit horizontalement dans un four et la brasure pénètre par capillarité dans toutes les surfaces de jointoiement de s trois pièces, à savoir en 12 sur les surfaces en regard du tenon 5 et de la mortaise 6 sur les surfaces en regard 13 de la base des aubes 2 et du chant 3 du disque, en 14 sur les surfaces en regard du bord extérieur des aubes 2 et du bandeau 4. Surle plan pratique, on a constaté que l'on obtenait un assemblage solide par brasure en mettant en oeuvre une brasure au nickel-chrome et en prévoyant entre les divers éléments constitutifs de la roue de la turbine un jeu de 3 à 5 O/oo de millimètres. REVENDICATIONS 10) Procédé pour la fabrication de roue de turbine se composant d'un disque à la périphérie duquel sont fixées des aubes, procédé caractérisé en ce qu'on réalise au moins un tenon à la base des aubes et des mortaises correspondantes sur le chant du disque, on enserre les bords extérieurs des aubes dans un bandeau annulaire-continu et on réalise, par brasage, l'assemblage des aubes d'une part au bandeau, d'autre part au disque. 20) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dépose la påte de brasage dans la mortaise du disque et sur les bords du plan de joint des aubes et du bandeau. 30) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce. que l'on réalise, sur l'une des faces du disque, des perforations débouchant chacune dans le fond d'une mortaise. 40) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise sur le bord extérieur des aubes un décrochement correspondant à un décrochement de la face interne du bandeau pour leur positionnement mécanique rigoureux. 50) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise à la base des aubes et à la périphérie du disque, des tenons et mortaises cylindriques et à section circulaire. 60) Les roues de turbine obtenues par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.