Brevet FR2514409A1 — publié le 19830415

Dispositif d'implantation d'aubes en secteurs sur un disque de rotor de turbomacbine. La présente invention a pour objet un dispositif d'im- plantation de secteur d'aubes sur un disque de rotor de turbomachine. La coulée des aubes de turbomachine par secteurs permet d'abaisser le prix de revient, de réaliser une veine plus étanche par la suppression de nombreux points de fuite, et d'augmenter la durée de vie des aubes du fait que l'encas- trement de plusieurs aubes à la fois sur un pied unique assure une meilleure tenue aux vibrations et une meilleure résistance aux impacts. L'emploi d'aubes en secteurs est pratiquement généralisé dans les distributeurs ou redresseurs de turbine Par contre, en ce qui concerne les rotors, leur utilisation est encore très limitée en raison des difficultés qui ré- sident dans la conception et la réalisation des attaches. Suivant un moyen connu, on utilise un organe d'attache "marteau", de telle sorte que l'aube est glissée à travers une fenêtre dans une gorge du disque en forme de queue d'aronde, cette gorge étant d'ailleurs difficile à ré- aliser Si on utilise de grands secteurs d'aubes, la fenêtre est donc obligatoirement de grande dimension et son obturation ne peut être réalisée d'une manière simple. D'autre part, la présence de cette fenêtre de grande di- mension introduit des coefficients de forme très défavo- rables à la durée de vie du disque Il faut en outre re- prendre l'effort circonférentiel dû à la pénétration dans les organes abradables ou aux chocs, lors d'impacts. Il existe également des secteurs d'aubes qui sont montés sur le disque par des pieds dits en sapin, toutefois un -2- tel dispositif ne permet d'utiliser qu'un nombre limité d'aubes pour chaque grappe. La présente invention concerne un dispositif de fixation de secteur d'aubes qui permet de remédier à ces inconvénients. Conformément à la présente invention, le secteur d'aubes comporte un seul pied qui présente au moins une nervure circulaire coopérant avec au moins une gorge circulaire prévue sur la face amont de la jante du disque, ledit secteur étant maintenu en appui contre le disque par un flasque fixé sur la face amont du disque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se- ront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un secteur d'aubes et de son moyen de fixation; la figure 2 est une vue en perspective d'un disque de rotor comportant le moyen de fixation d'un sec- teur d'aubes; la figure 3 est une vue en coupe radiale d'un sec- teur d'aubes monté sur un disque de rotor; la figure 4 est une vue en perspective d'un flasque de maintien; la figure 5 est une vue en coupe radiale d'un autre mode de réalisation du moyen de fixation; la figure 6 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du talon d'une portion de secteur d'aubes; la figure 7 est une vue en perspective d'un secteur d'aubes sans talon périphérique -3- la figure 8 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un joint; la figure 9 est une vue en coupe radiale d'un autre mode de réalisation d'un dispositif de fixation suivant l'invention. Aux figures 1 et 3, on a représenté un secteur 1 compor- tant notamment six aubes 2 qui sont reliées à leurs extré- mités par un pied unique 3 et par un talon périphérique 4. Le pied 3 du secteur d'aubes présente deux nervures circu- laires 5, 6 qui sont décalées radialement et longitudina- lement et qui sont engagées respectivement dans des gorges circulaires 7, 8 prévues sur la face amont de la jante d'un disque 9 (figures 2 et 3) de rotor de turbomachine. L'ensemble des secteurs 1 est verrouillé axialement par un flasque 10 fixé au moyen de boulons 11 sur le disque 9, ledit flasque étant en appui par une lèvre 12 (figures 3 et 4) contre la face amont du pied 3 des secteurs 1 Un joint annulaire d'étanchéité 13 (figures 3 et 8) à section en U est disposé dans un logement ménagé entre le flasque et la face amont du pied 3 de secteur. Sur la face amont du pied 3, il est prévu à sa partie inférieure centrale une dent 14 (figures 1 et 3) consti- tuant une butée d'arrêt circonférentielle des secteurs qui est engagée dans un logement 15 (figure 4) ménagé sur la face aval du flasque 10 Dans les faces radiales du pied 3 et du talon 4, à leurs extrémités, sont prévues des gorges 16, 17 dans lesquelles sont engagées des plaquettes métal- liques 18, 19 qui assurent l'étanchéité radiale entre les secteurs adjacents L'orientation des plaquettes inférieu- res 18, affectées d'une légère courbure, est telle qu'elle contribue à donner une meilleure incidence à l'air rejoi- gnant la veine après avoir refroidi le pied 3 des aubes ou -4- la jante du disque 9. Sur la figure 6, on a représenté un talon d'une portion de secteur d'aube, en variante à celui illustré figure 1 La configuration en Z des extrémités circonférentielles du talon permet l'assemblage par emboîtement de plusieurs secteurs en succession Le secteur, qui n'est représenté qu'avec une seule aube, pourrait bien entendu, avec un talon de-même configuration, comporter par exemple six aubes comme sur la figure 1. Le secteur (figure 7) peut comporter seulement un pied 3 comportant des nervures 5 et 6, la partie supérieure des aubes ne comportant pas de talon Par ailleurs, le talon 4 peut présenter en coupe une forme droite (figure 1) ou une forme en Z comme à la figure 6 Pour le refroidissement du pied 3, de l'aube 2 et de la jante du disque 9, il est prévu, dans le pied 3, des conduits 20, 21 (figure 3) qui débouchent, d'un côté dans la capacité annulaire limitée par le flasque 10 et le disque 9 et, de l'autre côté, entre le pied et le disque. -.A la figure 5, on a représenté une variante de réalisation dans laquelle le pied 3 ne comporte qu'une nervure 5 qui est engagée dans une gorge circulaire 7 de la jante du disque 9, et la face inférieure du pied 3 comporte, à l'aval, une portée 22 qui vient en appui en fonctionnement sur une portée correspondante 23 du disque 9. Dans la solution représentée sur la figure 5, l'aube 2 étant elle-même refroidie, il est prévu un conduit 24 dans le pied 3 qui met en communication l'espace compris entre le flasque 10 et le disque 9 Cet la cavité centrale 25 de l'aube. -5- A la figure 9, on a représenté une variante de réalisation dans laquelle les seuls éléments modifiés ont été représen- tés schématiquement, et o l'on voit que le pied ' ns sec- teur d'aubes comporte, sur sa face amont, une gorge 26 dans laquelle est encastrée une dent 27 prévue sur le flasque 10 Bien évidemment, on pourrait prévoir la dent 27 sur le pied 3 du secteur d'aubes et la gorge 26 sur le pourtour du flasque 10 Cette disposition assure une meil- leure retenue du secteur d'aubes et, en particulier, empê- che le basculement induit par les efforts centrifuges. Le flasque 10 est fixé au moyen de boulons sur le disque 9 par l'intermédiaire d'entretoises laissant un jeu pour la ventilation En variante, l'entretoise peut être remplacée par une surépaisseur du flasque 10 comportant un fraisage pour la ventilation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. -6- REVENDICATIONS 1 Dispositif d'implantation d'aubes en secteurs sur un disque de rotor de turbomachine, caractérisé en ce que le secteur d'aubes ( 1) comporte un seul pied ( 3) qui présente au moins une nervure circulaire ( 5, 6) coopérant avec au moins une gorge circulaire ( 7, 8) prévue sur la face amont de la jante du disque ( 9), ledit secteur ( 1) étant maintenu en appui contre le disque ( 9) par un flasque ( 10) fixé sur la face amont du disque. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, sur sa face amont, le pied ( 3) du secteur d'aubes présente une dent ( 14) de butée circonférentielle qui est engagée dans un logement ( 15) prévu sur la face interne du flasque ( 10). 3 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pied ( 3) du secteur d'aubes présente deux ner- vures circulaires ( 5, 6) décalées axialement, qui sont engagées dans deux gorges ( 7, 8) correspondantes prévues sur la face amont de la jante du disque ( 9). 4 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pied du secteur d'aubes ( 1) comporte une nervure circulaire ( 5) qui est engagée dans une gorge circulaire ( 7) prévue sur la face amont de la jante du disque ( 9), ledit pied présentant, sur sa face inférieure et en aval de la nervure, une portée ( 22) qui est en appui en fonc- tionnement sur une portée circulaire ( 23) correspondante du disque ( 9). Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les faces radiales du pied ( 3) et du talon ( 4) du secteur d'aubes présentent des -7- gorges ( 16, 17) dans lesquelles sont engagées des pla- quettes ( 18, 19) d'étanchéité radiale entre les secteurs adjacents. 6 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le flasque ( 10) présente, sur sa face arrière, une lèvre ( 12) par laquelle il est en appui contre le pied ( 3) des secteurs d'aubes, un joint métallique annulaire souple ( 13) étant inséré entre le flasque ( 10) et la face amont du pied ( 3) des aubes. 7 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le secteur ( 1) présente une dent ( 27) qui est en- castrée dans une gorge ( 26) prévue sur le flasque ( 10). 8 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le flasque ( 10) présente une dent ( 27) qui est engagée dans une gorge ( 26) prévue sur le secteur ( 1). 9 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le pied ( 3) du secteur d'aube comporte des conduits d'air de refroidissement ( 20, 21) qui mettent en communication la capacité annulaire déli- mitée par le flasque ( 10) et le disque ( 9) d'une part, et une enceinte annulaire entre le disque 9 et la nervure circulaire 6 d'autre part. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 7 et 8, caractérisé en ce que le pied ( 3) du sec- teur d'aube présente des conduits ( 24)-qui débouchent dans la cavité centrale ( 25) de l'aube ( 2) de l'aube 2.