Brevet FR2523209A1 — publié le 19830916

L'invention concerne des joints d'étanchéité et des amortisseurs d'aubes destinés à être utilisés dans les turbines à gaz, en particulier, dans les mo- teurs à haut rendement pour avions. Des amortisseurs d'aubes pour les rotors de turbines ont été disposés entre les groupes d'aubes adjacentes dans le but d'amortir les vibrations des aubes individuelles Ces amortisseurs ont été réali- sés systématiquement en une épaisseur relativement forte, ce qui leur confère une très grande rigidité. Cette rigidité empêche fréquemment l'amortisseur d'en- trer intégralement en contact avec les pieds des au- bes, réduisant ainsi l'efficacité de l'amortissement. Il est également souhaitable d'utiliser ces amortis- seurs comme joints d'étanchéité afin de réduire au mi- nimum les fuites entre des pieds d'aubes adjacents à partir de l'intérieur du rotor Un contact parfait entre l'amortisseur et les pieds des aubes est indis- pensable pour obtenir l'étanchéité la plus efficace contre les fuites d'air. Une caractéristique de l'invention réside dans un amortisseur ayant une flexibilité nettement accrue qui lui permet de se déformer sous une charge afin d'assurer un meilleur contact avec les pieds des aubes. Une autre caractéristique réside dans un bu- toir en plusieurs pièces prévu sur l'amortisseur afin de ne pas en réduire la flexibilité et d'améliorer son effet d'étanchéité. Une autre caractéristique encore réside dans l'utilisation, sur l'amortisseur, de bandes d'usure adaptées sur les surfaces adjacentes aux pieds des au- bes afin d'assurer un contact plus complet entre l'amor- tisseur et le pied de l'aube et minimiser ainsi effica- cement les fuites. Suivant l'invention, l'amortisseur s'étend dans le sens axial du rotor entre des aubes adjacen- tes et il comporte des brides latérales destinées à venir s'engager sur le dessous des pieds des aubes. S L'amortisseur comporte, sur sa surface extérieure, un ou plusieurs éléments courts formant butoirs venant s'engager dans une cavité ménagée dans le dessous des pieds d'aubes adjacentes Si l'on ne prévoit pas plus d'un de ces butoirs, ces éléments sont espacés axiale- ment l'un de l'autre et ont une dimension axiale rela- tivement courte afin de ne pas réduire la flexibilité de l'amortisseur Afin de réduire au minimum les fui- tes d'air de l'amortisseur, les brides de ce dernier qui en constituent en fait la plaque principale, sup- portent des bandes d'usure étroites d'une seule pièce destinées à venir s'engager directement sur les pieds des aubes Lors de la mise en service, ces bandes s'useront jusqu'à ce qu'il y ait un contact longitudi- nal intégral entre elles et les pieds d'aubes associés. En outre, l'amortisseur comporte une patte en saillie qui vient s'engager étroitement sur la périphérie du disque de rotor afin de maintenir l'amortisseur radia- lement en place, la longueur de ce dernier correspon- dant étroitement à la distance axiale comprise en- tre une oreille de l'aube et une plaque de recouvre- ment du disque afin de retenir l'amortisseur dans une position axiale précise à l'intérieur du rotor. Les objets, caractéristiques et avantages pré- cités de la présente invention, ainsi que d'autres ap- paraîtront plus clairement à la lecture de la descrip- tion détaillée ci-après des formes de réalisation pré- férées de l'invention telles qu'elles sont illustrées dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale de l'amortisseur et d'une aube associée; la figure 2 est une vue en coupe axiale pri- se suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation latérale de l'amortisseur retiré du rotor; et la figure 4 est une vue en perspective de l'amortisseur. Un rotor auquel l'amortisseur est appliqué, comprend un disque 2 dans la périphérie duquel sont mé- nagées des rainures 4 destinées à retenir les talons 6 des aubes 8 Chacune de ces aubes comporte une tige 10 s'étendant vers l'extérieur depuis le talon jusqu'à un pied 12 à partir duquel la surface portante 14 de l'aube s'étend radialement vers l'extérieur Les surfaces inférieures des pieds sont lisses. Les pieds d'aubes adjacentes comportent, sur leur surface inférieure, des cavités coopérantes suffi- samment grandes pour recevoir les butoirs en saillie 16 de l'amortisseur 18 Au-dessus des cavités, les pieds des aubes sont mutuellement rapprochés ou entrent en contact l'un avec l'autre comme le montrent les dessins. L'amortisseur est essentiellement une plaque 20 ayant, dans le sens circonférentiel, une largeur suffisante pour recouvrir les pieds d'aubes adjacentes, cette pla- que supportant les butoirs mutuellement espacés et en alignement l'un avec l'autre à mi-distance de sa lar- geur Bien que, dans la présente description, on fasse mention de plusieurs butoirs, il est évident que, dans de nombreux cas, un seul butour peut suffire pour rete- nir l'amortisseur en place. Autour de la périphérie de la plaque, s'étend une bande d'usure 22 occupant une position dans laquel- le elle vient s'engager sur le dessous des pieds d'au- bes en empêchant les fuites entre ces derniers et la plaque Cette bande d'usure ou nervure est relative- ment mince et également relativement étroite dans le sens circonférentiel et, après un fonctionnement du rotor pendant plusieurs heures, la surface de cette bande s'use par frottement contre les pieds des aubes jusqu'à ce qu'elle entre complètement en contact avec ces pieds pratiquement sur toute sa surface. Comme le montre la figure 4, l'amortisseur est plus long dans le sens axial du rotor que dans la dimension circonférentielle, si bien que la largeur de la plaque désignera ci-après la dimension circonféren- tielle de cette dernière, tandis que sa longueur défi- nira la dimension axiale. Les butoirs espacés l'un de l'autre ne rédui- sent pas la flexibilité de l'amortisseur et la plaque relativement mince confère, à ce dernier, une flexibi- lité suffisante pour qu'il puisse être déformé par la force centrifuge au cours du fonctionnement du disposi- tif, assurant ainsi un contact avec la bande d'usure sur toute la surface Les butoirs sont relativement petits dans le sens axial, si bien qu'ils n'altèrent pas l'aptitude de l'amortisseur à se déformer pour as- surer un contact plus complet avec les pieds des aubes. On utilise un nombre relativement réduit de butoirs afin d'en réduire la longueur effective totale et assu- rer ainsi la flexibilité souhaitée. L'amortisseur comporte une patte 24 qui s'étend vers l'intérieur et entre presque en contact avec la périphérie du rotor, cette patte servant à maintenir l'amortisseur dans la position radiale. L'amortisseur-comporte également, près d'une extrémi- té, une surface de précision 26 occupant une position dans laquelle elle vient s'engager sur une surface coo- pérante 28 définie sur une oreille 30 de l'aube qui s'étend vers l'intérieur, de façon à limiter le mouve- ment axial de l'amortisseur dans une direction Une autre surface de précision 32 judicieusement espacée de la surface 26 occupe une position dans laquelle elle vient s'engager sur une plaque en bout 34 du ro- tor En combinaison avec l'oreille de l'aube, cette plaque définit la position axiale précise de l'amortis- seur à l'intérieur du rotor Les aubes sont mainte- nues dans la position axiale par la plaque en bout précitée et une plaque en bout coopérante 36 prévue sur l'autre côté du rotor. Bien que l'invention ait été illustrée et dé- crite en se référant à une de ses formes de réalisa- tion préférées, l'homme de métier comprendra que di- vers autres changements et omissions peuvent être envi- sagés tant dans sa forme que dans ses détails sans se départir de son esprit et de son cadre. -6-_ REVENDICATIONS 1 Amortisseur d'aube comprenant? une plaque ( 20); au moins un butoir ( 16) s'étendant vers le haut à partir d'un côté de cette plaque ( 20) et situé à mi-dis- tance de sa nervure; une bande d'usure ( 22) s'étendant vers le haut à partir de la plaque ( 20) et située du même côté que le butoir ( 16), cette bande ( 22) étant étroitement adjacente aux bords longitudinaux de la plaque ( 20); et une patte ( 24) s'étendant vers le bas à partir de la plaque ( 20) du côté opposé au butoir ( 16), ainsi que des surfaces de précision ( 26,32) adjacentes à chaque ex- trémité de la plaque ( 20) destinées à localiser cette der- nière par rapport aux aubes ( 8). 2 Amortisseur suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la bande d'usure ( 22) est étroite afin d' accroître l'usure par frottement sur la plaque ( 20). 3 Amoritsseur suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les butoirs ( 16) sont allongés dans une di- rection parallèle aux bords longitudinaux de la plaque ( 20). 4 Amortisseur suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les butoirs ( 16) sont en alignement. Assemblage d'amortissement d'aubes utilisé en combinaison avec: un rotor comportant un disque ( 2); des aubes ( 8) fixées dans ce disque à partir duquel elles s'étendent vers l'extérieur, ces aubes comportant des pieds ( 12) espacés de la périphérie du disque ( 2), les aubes ( 8) adjacentes étant espacées circonférentiellement l'une de l'autre, tandis que chaque pied ( 12) comporte une oreille ( 30) s'étendant vers l'intérieur; et une plaque en bout ( 34) ontée sur un côté du disque ( 2) caractérisé en ce qu'il comprend: un amortisseur ( 18) comportant: une plaque ( 20) localisée entre des aubes ( 8) adja- centes et s'étendant radialement vers l'intérieur de l'es- pace défini par les pieds ( 12) des aubes; 7 - au moins un butoir ( 16) s'étendant vers l'extérieur à partir de la plaque ( 20) et localisé dans des cavités ( 15) ménagées dans les surfaces inférieures de pieds ( 12) adjacents; une patte ( 24) s'étendant radialement vers l'inté- rieur de la plaque ( 20) pratiquement jusqu'à la périphérie du disque ( 2) en occupant une position radiale dans la- quelle elle vient s'engager sur ce dernier; et des surfaces de précision ( 26,32) définies aux ex- trémités opposées de la plaque ( 20), une de ces surfaces occupant une position axiale dans laquelle elle vient s' engager sur l'oreille ( 30) de l'aube ( 8), tandis que 1 ' autre surface ( 32) occupe une position dans laquelle elle vient s'engager sur la plaque en bout ( 34). 6 Assemblage suivant la revendication 5, caracté- risé en ce qu'il comnprend une bande d'usure ( 22) adaptée sur la surface extérieure de la plaque ( 20) pour venir s' engager sur les surfaces inférieures des pieds ( 12) d'au- bes. 7 Assemblage suivant la revendication 6, caracté- risé en ce que la bande d'usure ( 22) est étroitement adja- cente aux bords de la plaque ( 20). 8 Assemblage suivant la revendication 6, caracté- risé en ce que la bande d'usure ( 22) est également relati- vement étroite afin que son usure soit rapide et qu'elle puisse ainsi venir s'adapter au pied ( 12) de l'aube ( 8). 9 Assemblage suivant la revendication 5, caracté- risé en ce que le butoir ( 16) est allongé dans le sens axial de l'assemblage. Assemblage suivant la revendication 5, caracté- risé en ce qu'il comprend au moins deux butoirs ( 16) es- pacés axialement et en alignement, ces butoirs étant rela- tivement courts dans le sens axial.