Brevet FR2695433A1 — publié le 19940311

JOINT ANNULAIRE D'ETANCHEITE DISPOSE A UNE EXTREMITE AXIALE D'UN ROTOR ET RECOUVRANT DES BROCHAGES D'AUBES DESCRIPTION L'invention est relative à un joint annulaire d'étanchéité disposé à une extrémité axiale d'un rotor et recouvrant des brochages de réception de pieds d'aubes situés sur ce rotor Elle trouvera notamment emploi sur certaines turbomachines de moteurs d'avions. De tels joints ont pour double but de limiter les fuites d'air à l'intérieur de la machine à travers les jeux dans les brochages et d'empêcher le glissement des aubes dans les brochages. L'agencement particulier à l'invention a pour objet essentiel de garantir une excellente étanchéité pendant le fonctionnement et comporte trois portées concentriques pour maintenir le joint sur le rotor, la portée intérieure étant d'orientation axiale opposée aux brochages, la portée extérieure étant d'orientation axiale vers les brochages, et la portée médiane étant d'orientation radiale vers l'extérieur; les portées s'appuient sur des surfaces d'appui du stator et le joint; est, au moins sur une partie radialement intérieure, partiellement en forme de cône s'ouvrant vers les brochages. En effet, les efforts centrifuges importants combinés à la conicité du joint exercent au fonctionnement un moment important de rotation des sections du joint autour de la portée médiane, qui plaque la portée intérieure contre sa surface d'appui. On va maintenant passer à une description plus détaillée d'une réalisation de l'invention à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif: la figure 1 représente le joint en section, la figure 2 représente le joint en perspective, et la figure 3 représente le rotor en vue axiale. Les trois figures seront commentées indistinctement. Le joint porte la référence 1 Sa forme générale est circulaire et annulaire, et il peut être d'un tenant ou au contraire divisé en un certain nombre de segments séparés et qui s'étendent chacun sur une fraction de circonférence Il est plat sur une partie extérieure 2 et conique sur une partie intérieure 3 sensiblement plus large que la précédente Ces deux parties sont annulaires La partie extérieure 2 comporte une portée extérieure 4 sur une face appartenant à un plan radial transversal de la machine et orientée axialement vers les brochages 5 qui entaillent le pourtour du rotor 6 et servent à recevoir les pieds 7 d'aubes liées au rotor Les pieds 7 sont mis en place en les faisant coulisser axialement et pourraient s'échapper au fonctionnement par un mouvement semblable C'est pourquoi on les munit d'un béquet 8 sur leur face d'extrémité aval Les béquets sont orientés radialement vers l'intérieur et isolent une gorge extérieure 9 que le joint 1 et un jonc 10 occupent Tout mouvement axial des aubes est alors i nterdit. Conformément à une conception déjà adoptée par la demanderesse, le jonc 10 en matériau élastique est utilisé pour un montage plus cohérent et une meilleure étanchéité: il est coincé en direction axiale entre la partie extérieure 2 et les béquets 8 et comprimé en direction radiale en s'appuyant sur une collerette 11, formant le bord extérieur de la partie extérieure 2, qui l'entoure La rotation du joint 1 et du jonc 10 est arrêtée par des imbrications de ces pièces entre elles et sur les béquets 8 Plus précisément, le joint 1 est muni d'une encoche 30 à travers la collerette 11 qu'occupe un cran 31 du jonc , et le jonc 10 possède au moins un taquet 32 qui se coince entre deux béquets 8 consécutifs On remarque aussi que le joint 1 possède un créneau 33 destiné au passage des béquets 10: le joint 1 est tourné pour qu'on puisse placer successivement le créneau 33 devant chaque béquet 8 et avancer celui-ci par-dessus le joint 1 Après le montage, le créneau 33 est mis entre deux béquets 8 Le jonc 10 est alors comprimé et glissé sous les béquets 8 Il se dilate ensuite pour occuper sa position de montage. La partie intérieure 3 du joint 1 est munie sur sa face orientée vers les brochages 5 de plots 18 destinés à s'appuyer par leurs faces extérieures, qui constituent une portée médiane 19, contre une collerette circulaire 20 établie sur le rotor 6 et qui peut être continue ou, comme ici, formée de morceaux disposés sur les dents 21 qui séparent les brochages 5. Des tétons 34 servant à la préhension du joint 1 hérissent la face opposée aux brochages 5 de la partie extérieure 3 Enfin, l'extrémité radialement intérieure du joint 1 comprend une troisième portée d'appui, qui est une surface d'orientation axiale parallèle à la surface 4 mais opposée aux brochages 5 Cette portée intérieure 22 s'appuie contre une surface 23 d'orientation opposée appartenant au rotor 6 et qui délimite une gorge intérieure 24 avec d'autres surfaces du rotor 6. La partie intérieure 3 du joint 1 forme un cône s'ouvrant vers les brochages 5 et dont le demi- angle d'ouverture par rapport à l'axe X du rotor est de environ L'intérêt d'un joint 1 de forme au moins partiellement conique consiste en ce que le centre de gravité C d'une de ses sections est fortement éloigné des brochages 5 Il en résulte que quand le rotor 6 est mis en route, les forces centrifuges qui apparaissent et se traduisent d'abord par une pression du joint 1 par la portée médiane 19 provoquent un moment de rotation non négligeable des sections du joint 1 autour de la portée médiane 19 Ce moment est équilibré par des efforts de réaction axercés sur les portées extérieure et intérieure 4 et 22 par les surfaces en regard du rotor Ces efforts sont relativement importants également, si bien que la portée intérieure 22 assure une bonne étanchéité en s'appuyant fermement contre la surface 23 L'étanchéité par l'extérieur du joint 1 n'est pas assuré par la portée extérieure 4 qui ne s'appuie que sur des plots 35 séparés et situés sur les dents 21, mais par le bourrage de la collerette 11 et du jonc 10 dans les gorges extérieures 9 et contre les faces adjacentes d'extrémité du rotor 6 et des pieds 7 d'aubes La portée extérieure 4 offre cependant un bon appui au joint 1. Outre la bonne étanchéité et la stabilité du joint qui sont obtenues, un avantage fondamental est qu'aucun effort centrifuge ne pèse sur les aubes ni leurs pieds 7, ce qui permet de construire ces pièces légèrement et en titane, matériau qui ne supporte pas les frottements que les forces centrifuges auraient précisément produits. REVENDICATIONS 1 Joint annulaire d'étanchéité ( 1) disposé à une extrémité axiale d'un rotor ( 6) et recouvrant des brochages ( 5) de réception de pieds ( 7) d'aubes situés sur le rotor, caractérisé en ce qu'i L comporte trois portées concentriques ( 4, 19, 22) pour le maintenir sur le rotor, une portée interne ( 22) étant d'orientation axiale opposée aux brochages, une portée externe ( 4) étant d'orientation axiale vers les brochages, une portée médiane ( 19) étant d'orientation radiale vers l'extérieur, les portées s'appuyant sur des surfaces d'appui du stator et le joint étant au moins partiellement en forme de cône s'ouvrant vers les brochages. 2 Joint annulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cône a un demi-angle d'ouverture de 70 . 3 Joint annulaire suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est formé de secteurs d'extension angulaire égale à une fraction de circonférence. 4 Joint annulaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des saillies de préhension ( 34) sur une face d'orientation axiale opposée aux brochages.