Brevet FR2507679A1 — publié le 19821217

L'invention concerne un dispositif de verrouil- lage d'une aube de rotor de turbomachine, la jante du dis- que de rotor présentant des dents formées par des rainures sensiblement axiales, lesdites rainures recevant les pieds d'aube qui sont verrouillés radialement par des cales pla- cées entre le pied d'aube et le fond de la rainure, le pied d'aube étant prolongé par une échasse portant une plateforme et une pale, ledit dispositif comportant une pièce de verrouillage coopérant avec des logements corres- pondants de la rainure axiale. On connaît des dispositifs de verrouillage axial d'aube comportant un organe d'arrêt coopérant avec des lo- gements prévus dans le pied d'aube et dans la rainure axia- le dans laquelle l'aube est glissée et maintenue radiale- ment Cet organe d'arrêt est maintenu en place par une ca- le qui est introduite entre le fond de la rainure et la partie inférieure du pied d'aube. Le brevet français n 2 345 605 décrit un dispo- sitif de ce genre La jante du disque de rotor porte des rainures axiales en queue d'aronde qui se prolongent par- tiellement dans une partie périphérique de la jante faisant saillie par rapport à la face du disque Les pieds d'aube présentent un talon correspondant à la partie saillante de la jante et qui porte à sa partie inférieure une fente transversale Des fentes radiales opposées sont prévues dans les bords des rainures axiales L'organe d'arrêt se présente sous la forme d'une pièce en U dont les branches latérales coopèrent par leurs faces extérieures avec les fentes radiales de la rainure et la branche transversale avec la fente transversale du pied d'aube La pièce en U est introduite radialement de l'intérieur vers l'extérieur dans les fentes et est maintenue par l'extrémité de la cale introduite entre le pied d'aube et le fond de la rainure. La cale est maintenue axialement de manière habituelle par des brides du capot et/ou du tambour de rotor précédent ou suivant. Le dispositif est fiable et d'un montage et dé- montage aisé, mais il présente l'inconvénient de nécessi- ter une aube munie d'un talon et une jante saillante, ce qui a pour conséquence d'augmenter la masse totale du ro- tor. Le brevet français n 2 273 155 montre un dispo- sitif ne nécessitant ni talon d'aube, ni jante saillante. L'aube dont les extrémités des pieds sont parallèles ne comporte pas de talon et la jante portant les rainures axiales n'a pas de partie périphérique saillante Les rai- nures axiales sont en forme de queue d'aronde et sont di- visées transversalement par un sillon périphérique paral- lèle aux faces du disque La partie inférieure du pied d'aube porte deux encoches, une axiale et une transversa- le, l'encoche axiale correspondant à une même encoche pré- vue dans le fond de la rainure axiale et l'encoche trans- versale correspondant au sillon périphérique. L'organe d'arrêt est formé d'une pièce élasti- que allongée de largeur égale à celle du sillon et présen- tant en son milieu une partie transversale formant croix. L'organe est placé dans le sillon de manière que la partie transversale soit alignée avec l'encoche du fond de rainu- re Lorsque l'aube se trouve glissée en place dans la rai- nure, l'organe d'arrêt vient se loger en partie dans les encoches axiale et transversale du pied d'aube et la main- tient dans le sens axial. Ce dispositif permet de diminuer la masse totale du rotor, mais présente l'inconvénient de nécessiter un ou- tillage particulier pour la mise en place ou le retrait des aubes. L'invention vise à réaliser un dispositif de ver- rouillage axial d'aube qui, tout en maintenant la masse to- tale du rotor aussi faible que possible, permet une inter- vention aisée sur les aubes. Le dispositif de verrouillage selon l'invention est remarquable, notamment en ce qu'il comporte des butées prévues au moins sur les faces de l'échasse, coopérant aec des portées prévues sur les dents de la jante, lorsque la cale est placée entre le pied d'aube et le fond de la rai- nure. Les explications et figures,données ci-après à titre d'exemple, permettront de comprendre comment l'in- vention peut être réalisée. La figure 1 est une vue éclatée d'un dispositif de verrouillage selon une première forme de réalisation de l'invention. La figure 2 montre un premier dispositif de ver- rouillage selon l'invention dans lequel les butées sont constituées par une pièce de verrouillage logée-dans une entaille du pied d'aube. La figure 3 montre la même pièce de verrouillage maintenue par la cale. La figure 4 est une vue en coupe selon un plan axial du dispositif de verrouillage de la figure 1. La figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 4. La figure 6 est une vue d'un deuxième dispositif de verrouillage selon l'invention. La figure 7 est une vue éclatée d'un troisième dispositif de verrouillage selon l'invention. La figure 8 est une vue selon un plan axial du dispositif selon la figure 7. La figure 9 est une vue selon IX-IX de la fi- gure 8. La figure 1 représente une vue éclatée d'une par- tie d'un disque de rotor et d'une aube dans lesquels est prévu un dispositif de verrouillage conforme à l'inven- tion. 3 La jante 1 du disque de rotor 2 présente des dents/formées par les rainures axiales 4, qui reçoivent les pieds 5 des aubes 6 Les aubes sont verrouillées ra- dialement par des cales 7 placées entre le dessous du pied d'aube et le fond de la rainure. On voit sur la figure 4 que le pied d'aube est prolongé par une échasse qui est séparée de la pale 9 pax -07679 une plateforme 10. Le verrouillage axial de l'aube est obtenu se- lon l'invention par un dispositif comportant des butées Il (Figure 3), prévues au moins sur une partie des faces de l'échasse 8, et des logements 12 prévus sur les dents 3 de la jante et conformés de manière à coopérer avec les bu- tées Il lorsque la cale est placée entre le pied d'aube et le fond de la rainure. Selon la forme de réalisation représentée par les figures 1 à 5, les butées Il sont formées par une par- tie d'une pièce de verrouillage 13 logée dans une entaille 14 du pied d'aube et de l'échasse, cette entaille se trou- vant dans le plan radial médian de l'aube, ou au voisinage de ce plan. La pièce de verrouillage présente une partie su- périeure 15 de forme approximativement parallélépipédique correspondant à l'entaille de l'échasse et une partie in- férieure 16 de forme et de dimensions semblables à celles d'une section droite de la rainure axiale L'épaisseur de ces parties 15, 16 est égale à la largeur de l'entaille dans le pied d'aube et l'échasse Lorsque la pièce de ver- rouillage 13 est placée dans l'entaille 14 de manière que les faces obliques 17 de la partie supérieure affleurent les flancs obliques supérieurs du pied d'aube, une partie 18 de la pièce dépasse au-dessous du pied d'aube (voir fi- gure 2) La hauteur de la partie 18 est telle qu'elle n'em- pêche pas son introduction dans la rainure axiale Lorsque la pièce de verrouillage est dans la position ci-dessus décrite, le sommet de la partie 15 est séparé du fond de l'entaille 14 par une distance au moins égale à la hauteur de la partie 18 dépassant au-dessous du pied d'aube. Après introduction du pied d'aube, muni de la pièce de verrouillage maintenue dans la position précédem- ment définie, dans la rainure axiale, on glisse entre le dessous du pied d'aube et le fond de la rainure une cale 7 qui repousse la pièce de verrouillage dans l'entaille 14 et dans les logements 12 Ces logements 12 sont constitués par deux entailles usinées l'une en face de l'autre sur les bords voisins de deux dents 3 Leurs positions et di- mensions sont définies en fonction de la position de l'en- taille dans le pied d'aube et sont, par exemple, dans le plan radial médian du disque de rotor. La cale 7 verrouille dans le sens radial le pied d'aube et la pièce de verrouillage qui, à son tour, ver- rouille l'aube dans le sens axial La cale 7 est maintenue par axialement par exemple/des flasques 19 et 20 fixés sur la jante par des boulons 21, ou tout autre moyen connu (par exemple celui représenté à la figure 8 pour le troisième mode de réalisation). Selon un autre mode de mise en place du pied d'aube dans la rainure, la pièce de verrouillage est main- tenue par un moyen connu (collage, point de soudure par exemple) dans l'entaille du pied d'aube et de l'échasse de manière que la partie 18 affleure le dessous du pied. Le pied d'aube se présente alors comme montré figure 3. Il est introduit dans la rainure axiale de manière que le dessous du pied glisse contre le fond de celle-ci Les bu- tées Il comportant les flancs 17 glissent le long des bords en queue d'aronde 50, 51 de la rainure Lorsque le pied d'aube est placé dans la rainure, on introduit entre le dessous du pied et le fond de la rainure une cale 7 qui verrouille radialement l'ensemble pied et pièce de ver- venant, rouillage, cette dernière/coopérer avec les logements 12 pour verrouiller axialement l'ensemble. Selon une forme de réalisation équivalente du dispositif de verrouillage illustrée figure 6, les butées sont solidaires des pieds d'aubes et d'une partie des fa- ces frontales de l'échasse et sont constituées d'une ou deux pièces rapportées 54, 55, de forme et de dimensions semblables à celles d'une section droite des rainures axia- les du disque 4 Ces pièces 54, 55, sont fixées par souda- ge ou brasage-diffusion, ou tout autre moyen connu, sur la face amont ou aval (ou sur les deux) des pieds d'aubes prolongés par l'échasse. La mise en place se fait d'une manière tot à fait semblable à celle qui a été décrite ci-dessus; on introduit le pied de l'aube dans la rainure axiale, puis on glisse sous le pied la cale 7, ce qui a pour effet de "remonter" l'aube radialement de façon à ce que les flancs obliques du pied viennent en contact avec les flancs 50, 51 de la rainure Les parties supérieures despièces rap- portées 54, 55 viennent alors "encadrer" les flancs amont et aval des dents du disque Ces parties supérieures for- ment des butées qui coopèrent avec les parties 56 des fa- ces frontales des dents de la jante et verrouillent l'au- be axialement Le verrouillage de la cale 7 se fait comme indiqué précédemment L'avantage de cette disposition est d'éviter les saignées du système de verrouillage qui af- faiblissent l'aube et le disque. Les figures 7 à 9 montrent une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention. Les butées se présentent sous forme de tenons 22, 23 solidaires des faces de l'échasse 8 et placés à une certaine distance du pied 24 Les logements destinés à coopérer avec les butées sont constitués de pièces de butée 26, 27, 28, 29 placées deux à deux de part et d'au- tre des bords de la rainure 30 Deux pièces de butée 26, 28 et 27, 29, placées sur un même bord de rainure, sont espacées d'une distance égale à la largeur des tenons 22, 23 Les deux pièces de butée opposées 26, 27 en regard sur deux dents du disque, en tous cas disposées le plus près de l'entrée de la rainure par laquelle on introduit le pied d'aube, portent sur les côtés en regard des sai- gnées axiales latérales 31, 32 La profondeur des saignées permet le libre passage des tenons 22, 23 portés par l'é- chasse La hauteur des pièces de butée esttelle que, lors- que le pied d'aube est placé dans la rainure 30 et ver- rouillé radialement par la cale 33, les tenons 22, 23 viennent se placer entre les pièces de butée 26, 28 et 27, 29 dans les espaces 52, 53 formant logements, les som- mets 34, 35, 36, 37 des pièces de butée étant approximati- vement dans le plan des faces supérieures 38, 39 des te- nons. Selon la réalisation représentée figure 7, le pied d'aube peut être introduit indifféremment par l'une ou l'autre des extrémités de la rainure 30 et, dans ce cas, toutes les pièces de butée portent des saignées axiales latérales 31, 32, 40, 41. La mise en place du pied d'aube et du dispositif de verrouillage s'effectue de la manière suivante: on in- troduit dans la rainure 30 le pied d'aube 24, l'aube étant dirigée comme montrée par la figure 6, la partie inférieu- re du pied glissant contre le fond de la rainure Dans cet- te position, les tenons 22, 23 passent au-dessus des bords des dents et entre lessaignées 31, 32 des pièces de butée 26, 27 Lorsque les extrémités du pied d'aube affleurent les faces latérales de la jante, les tenons se trouvent entre les pièces de-butée 26, 28 et 27, 29 On introduit la cale 33 entre le pied et le fond de la rainure de maniè- re que la partie supérieure du pied vienne s'appliquer contre les flancs 50, 51 de la rainure 30 en queue d'aron- de L'aube se déplace radialement et les tenons viennent se placer entre les pièces de butée, de telle sorte que les faces supérieures des tenons soient approximativement dans le même plan que les faces supérieures 34, 35, 36, 37 des pièces de butée. Comme dans la première version, la cale 33 est verrouillée axialement, par exemple par des flasques tels que 19 et 20, représentés figure 1 ou par tout autre moyen connu (par exemple, comme représenté figure 8) par appui vers l'arrière sur une bride solidaire du tambour d'entraî- nement du disque et par appui, vers l'amont, sur une bride du capotage d'entrée, capotage lui-même fixé par tout moyen connu. Afin d'éviter tout déplacement transversal de l'échasse, des surfaces 42, 43 encadrent chacun des tenons 22, 23 Ces surfaces viennent s'ajuster entre les pièces de butée et plus particulièrement contre les faces latéra- les axiales 44, 45, 46, 47 afin d'éviter le cliquetage à faible régime. Les pièces de butée peuvent s'étendre sur toute la largeur des dents et être symétriques par rapport au plan médian axial de celles-ci Ainsi les pièces de butée d'une même dent, par exemple 26, 28 ou 27, 29 servent au maintien des tenons de deux aubes voisines Les pièces de butée sont généralement formées par usinage de la jante. Par suite de la position des tenons sur l'échasse et de l'inclinaison de la plateforme de l'aube, les pièces de butée peuvent être prévues vers l'arrière de la jante afin de faciliter le montage de l'aube. Les différentes réalisations du dispositif de verrouillage selon l'invention assurent un verrouillage indépendant de chaque aube, ce qui permet une maintenance aisée du rotor par le démontage des seules aubes intéres- sées Selon la réalisation adoptée, après avoir enlevé le capot 52, il suffit de retirer la cale 7 ou 33 pour que l'ensemble(pièce de verrouillage + pied) descende dans la rainure axiale 4 ou 30 et puisse être retiré. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif de verrouillage d'une aube de ro- tor de turbomachine, la jante du disque de rotor présen- tant des dents formées par des rainures sensiblement axia- les, lesdites rainures recevant les pieds d'aube qui sont verrouillés radialement par des cales placées entre le pied d'aube et le fond de la rainure, le pied d'aube étant prolongé par une échasse portant une plateforme et une pa- le, caractérisé en ce que des butées ( 11, 54, 55, 22, 23), prévues au moins sur les faces de l'échasse ( 8),coopè- rent avec des portées ( 12, 52, 53, 56)prévues sur les dents de la jante ( 1), lorsque la cale ( 7,33)/ placée entre le pied d'aube ( 5, 24) et le fond de la rainure ( 4, 30). 2 Dispositif de verrouillage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les butées ( 11) sont cons- tituées par une pièce de verrouillage ( 13) logée dans une entaille ( 14) transversale du pied ( 5) et de l'échasse ( 8) de l'aube et coopérant avec des portées constituées par des logements ( 12) correspondants prévus dans les bords ( 50, 51) de la-rainure axiale ( 3) lorsque la cale ( 7) est placée entre le pied d'aube ( 5) et le fond de la rainu- re ( 4). 3 Dispositif de verrouillage selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que la pièce de verrouillage ( 13) présente une partie supérieure ( 15) approximativement parallélépipédique correspondant à l'entaille de l'échasse d'aube et une partie inférieure ( 16) de forme et de dimen- sions semblables à celles d'une section droite de la rai- nure axiale ( 4) et d'épaisseur égale à celle de l'entail- le ( 14). 4 Dispositif de verrouillage selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que la pièce de verrouillage ( 13) est fixée dans l'entaille ( 14) du pied d'aube de ma- nière que le dessous de ladite pièce affleure le dessous du pied d'aube. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les logements et l'entaille sont dans le plan radial médian de la jante et de l'aube. 6 Dispositif de verrouillage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les butées ( 22, 23) sont constituées de tenons fixés sur l'échasse ( 8) et les por- tées sont constituées par des logements ( 52, 53) délimi- tés par des pièces en saillie ( 26, 28, 27, 29) fixées le long d'au moins l'un des bords de la rainure axiale ( 30) et séparées d'une distance égale à la largeur des butées, lesdites pièces ( 26, 27, 28, 29) portant au moins une sai- gnée axiale latérale ( 31, 32) voisine de la rainure pour permettre le passage du tenon. 7 Dispositif de verrouillage selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que les tenons ( 22, 23) sont encadrés par des surfaces ( 42, 43), lesdites surfaces coo- pérant avec des faces latérales axiales ( 44, 45, 46, 47) des pièces en saillie ( 26, 28, 27, 29) lorsque l'aube est verrouillée radialement par une cale ( 33) placée entre le pied d'aube et le fond de la rainure. 8 Dispositif de verrouillage selon les reven- dications 6 et 7, caractérisé en ce que les pièces en saillie ( 26, 28, 27, 29) sont disposées sur toute la lar- geur des dents et sont symétriquespar rapport au plan mé- dian axial desdites dents de manière à assurer le verrouil- lage de deux aubes voisines. 9 Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les pièces en saillie et les tenons sont prévus vers l'arrière de la jan- te et de l'aube. 10 Dispositif de verrouillage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que -les butées sont constituées par des plaquettes ( 54, 55) présentant le même contour qu' une section droite de la rainure axiale, solidaires du pied d'aube ( 5) et d'une partie des faces frontales de l'échas- se ( 8) et en ce que les portées coopérantes sont consti- tuées par une partie ( 56) des faces amont et aval des dents de la jante.