Brevet FR2465067A1 — publié le 19810320

246506? La présente invention concerne un dispositif d'amortis- sement des vibrations des pales de turbines ou compresseurs de turbo-machines. Les vibrations de telles pales peuvent être amorties au moyen d'un renfort fixé sur le bord libre de la pale, ou d'un amortisseur spécifique. Néanmoins, avec des pales non renforcées et des pales sans amortisseurs, il est difficile d'amortir les vibrations à la flexion et à la torsion des pales. Un objet de la présente invention est de réaliser une pale dont la partie formant l'aile est conformée, de telle sorte qu'elle assure son propre amortissement des vibra- tions à la flexion et à la torsion. Conformément à la présente invention, une pale de turbo-machine comprend une partie formant aile présentant un talon, et une plate-forme disposée entre la partie formant aile et le talon, la partie formant aile comportant une fente s'étendant depuis l'extrémité libre de la pale vers la plate-forme sur au moins une partie du bord de fuite de la pale, la fente s'étendant depuis le bord de fuite jusqu'à une position intermédiaire entre le bord d'attaque et le bord de fuite de la portion formant aile, les parties de la pale situées de part et d'autre de la fente étant maintenues en contact mutuel, de manière à ce que les surfaces de contact amortissent le mouvement relatif des parties situées de part et d'autre de la fente, et dû aux vibrations de la pale. Avantageusement, la profondeur de la fente depuis le bord de fuite est supérieure au niveau de l'extrémité libre de la pale à celle dans toutes les autres positions entre l'extrémité libre de la pale et la plate-forme de celle-ci. En outre, la profondeur de la fente, considérée depuis le bord de fuite vers le bord d'attaque, décroît progressivement depuis l'extrémité libre de la pale vers la plate-forme. La pale peut présenter une cavité interne de refroi- dissement, et la fente peut communiquer avec cette cavité. Dans ce dernier cas, les parties de la pale situées de part et d'autre de la fente peuvent présenter des rainures complémentaires s'étendant depuis la cavité vers le bord de fuite, ces rainures coopérant pour définir des canaux de refroidissement. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une vue en perspective d'une pale de turbine. Cette pale 10 de turbine est destinée à être fixée à la périphérie d'un plateau 11 d'un rotor de turbine d'un moteur aéronautique. La pale 10 comprend un talon 12 de section en if qui est logé dans une rainure 9 de forme complémentaire ménagée dans le plateau 11. La pale comprend également une partie 13 formant aile, une plate-forme 14 étant prévue entre la partie 13 et le talon 12. Cette pale est du type comprenant une cavité centrale largement dimensionnée pour le passage d'air de refroi- dissement. Des conduits de refroidissement s'étendent depuis la cavité 15 vers le bord d'attaque 16, le bord de fuite 17, et d'autres zones de la pale pour réaliser le refroidissement de celles-ci. Etant donné que les conduits de refroidissement autres que ceux 18 associés au bord de fuite 17 n'appartiennent pas à l'invention, ils n'ont pas été représentés au dessin dans un but de simplification de celui-ci. Conformément à la présente invention, la pale 10 présente une fente 19 s'étendant depuis l'extrémité libre de la pale vers la plate-forme 14, le long du bord de fuite 17. La fente 19 s'étend à partir du bord de fuite 17 vers une position intermédiaire entre le bord de fuite et le bord d'attaque de la partie 13 de la pale formant aile. Les parties 21 et 22 de la pale situées de part et d'autre de la fente 19 sont en contact, afin de procurer des surfaces de friction réalisant l'amortissement du mouvement relatif des parties 21 et 22, engendré par les vibrations dues à la flexion ou à la torsion de la pale 10. Dans la pale représentée au dessin, la profondeur de la fente 19 considérée depuis le bord de fuite 17, décroît progressivement depuis l'extrémité libre de la pale pour s'annuler au niveau de la plate-forme 1I. De ce fait, la surface de contact entre les deux parties 21 et 22 est plus importante au niveau de l'extrémité libre de la pale que dans les autres zones de celle-ci, ce qui est intéressant car c'est à l'extrémité libre de la pale que les mouvements relatifs sont les plus importants, ayant une valeur supérieure à celle que l'on peut trouver à proximité du talon 12 de la pale. La fente 19 peut communiquer avec la cavité centrale de refroidissement 15 à l'extrémité libre de la pale et des canaux de refroidissement 18 peuvent être prévus qui s'étendent depuis la cavité 15 vers le bord de fuite 17. Dans la mesure o la fente 19 communique avec la cavité 15, les canaux 18 peuvent être constitués par des rainures complémentaires ménagées dans les faces en regard des parties 21 et 22. Pour s'assurer que les parties 21, 22 sont en contact et possèdent des surfaces en regard en friction l'une sur l'autre, la fente 19 peut tout d'abord être découpée dans la pale, et une fine cale d'épaisseur métallique 23 légèrement plus épaisse que la largeur de la fente 19 peut être engagée à force dans celle-ci en réalisant l'écarte- ment des faces en regard la délimitant. La cale d'épaisseur est fixée à l'aile par soudage ou brasage sur l'une des deux parties 21, 22. En outre, ou selon une autre possibilité, la pale peut avoir une forme telle qu'en conditions d'utilisation, les parties 21 et 22 sont pressées l'une contre l'autre. A titre d'exemple, les parties 21, 22 peuvent avoir une forme telle que la force centrifuge s'exerçant sur chacune d'elles provoque son mouvement en direction de l'autre partie, en vue de réaliser la fermeture de la fente 19. En outre, les dilatations thermiques différentielles des parties 21 et 22 dues aux variations de température à la périphérie du profil de la pale, peuvent être utilisées pour assurer la mise en pression des parties 21, 22 l'une contre l'autre. D'autres procédés peuvent être utilisés pour assurer le maintien en pression l'une contre l'autre des parties 21 et 22, tels que par exemple l'utilisation d'un certain nombre de paires de broches. Dans ce cas, la longueur totale de deux broches d'une même paire est légèrement supérieure à l'épaisseur totale des parties 21 et 22 et de la fente 19. Dans la fente 19 est engagé, de manière temporaire, un coin, de manière à réaliser l'écartement de celle-ci et une broche de chaque paire est engagée et fixée par soudure dans des trous ménagés dans les parties 21 et 22. Deux broches appartenant à une même paire sont disposées de manière coaxiale et fixées de telle sorte qu'elles affleurent la surface extérieure des parties 21 et 22 mais fassent saillie à l'intérieur de la fente 19 o elles sont en appui l'une contre l'autre. Le coin qui a été utilisé pour écarter la fente est alors retiré de manière à permettre la fermeture de cette dernière. Dans ce cas, les zones de contact entre les parties 21 et 22 ne sont pas constituées par les faces en regard de celles-ci, mais par les extrémités libres des broches correspondantes. Il est à noter qu'il est possible d'incorporer des éléments élastiques plans à l'intérieur des parties 21 et 22 pour assurer la mise en pression de l'une contre l'autre. Dans les formes d'exécution décrites ci-dessus, l'amortissement est réalisé de manière prédominante par le contact à friction des parties 21 et 22. Il est également envisageable que l'amortissement puisse être parfait en déterminant que chaque partie 21 et 22 vibre à une fréquence naturelle qui lui est propre, et que les fréquences de résonance des deux parties sont équilibrées, de telle sorte que l'énergie est absorbée par action de chaque partie 21, 22 sur l'autre. Dans ce cas, lVamortissement est dû soit aux impacts des parties 21, 22 entre eux, soit à la combinaison des impacts se produisant lors du mouvement relatif de ces deux parties et du contact à friction des deux surfaces en regard de celles-ci. Les canaux de refroidissement 18 peuvent être formés dans la feuille formant cale d'épaisseur, et dans les faces en regard des parties 21, 22. - REVENDICATIONS - i. - Dispositif d'amortissement d'une pale de turbo-machine du type comprenant une partie formant aile, une partie formant talon de fixation et une partie formant plate-forme située entre l'aile et le talon, caractérisé en ce que la partie (13) formant aile comporte ume fente (19) s'étendant depuis l'extrémité libre (20) de la pale vers la plate-forme (14) sur au moins une partie du bord de fuite (17) de la pale, la fente (19) s'étendant depuis le bord de fuite jusqu'à une position intermédiaire entre le bord d'attaque (16) et le bord de fuite (17) de la portion (13) formant aile, les parties (21, 22) de la pale situées de part et d'autre de la fente (19) étant mainte- nues en contact mutuel, de manière à ce que les surfaces de contact amortissent le mouvement relatif des parties (21, 22) situées de part et d'autre de la fente, et dû aux vibrations de la pale- 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de la fente (19) depuis le bord de fuite (17) est supérieure au niveau de l'extrémité libre (20) de la pale à celle dans toutes les autres positions entre l'extrémité libre de la pale et la plate-forme (14) de celle-ci. 3. - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que la profondeur de la fente (19), considérée depuis le bord de fuite (17) vers le bord d'attaque (16), décroît progressivement depuis l'extrémité libre de la pale vers la plate-forme (14). 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 a 3, caractérisé en ce que la pale comporte une cavité interne de refroidissement (15) et en ce que la fente (19) communique avec ladite cavité. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans les parties (21, 22) de la pale délimitant la fente (19), sont ménagées des rainures (18) qui, s'étendant depuis la cavité (15) vers le bord de fuite (17), sont complémentaires et coopèrent pour former des canaux de refroidissement. - 6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu une cale d'épaisseur (23) à l'intérieur de la fente (19), cette cale étant fixée à l'une des deux parties (21, 22) délimitant la fente. 7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que les deux parties (21, 22), situées de part et d'autre de la fente, ont une forme telle que, sous l'effet de la force centrifuge, chaque partie (21, 22) est sollicitée en direction de V'autre. 8. - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que les parties (21, 22) disposées de part et d'autre de la fente sont réalisées de telle sorte que, sous l'effet des dilatations différentiel- les dues à la température, elles soient sollicitées chacune en regard de Vautre partie. 9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5 et 7 et 8, caractérisé en ce que les surfaces de contact entre les parties (21, 22) délimitant la fente sont constitués par les extrémités de paires de broches fixées, respectivement sur les deux parties (21, 22) et faisant saillie à l'intérieur de la fente.