Brevet FR2715975A1 — publié le 19950811

ROTOR DE TURBOMACHINE A RAINURES D'AUBE DEBOUCHANTES AXIALES OU INCLINEES DESCRIPTION L'invention se rapporte à un rotor de turbomachine à rainures d'aube débouchantes axiales ou inclinées. Un mode courant de fixation des aubes à la pièce tournante qui les porte consiste à entailler le contour de celle-ci de rainures constituées par des brochages axiaux ou inclinés, pouvant alors être incurvés aussi bien que rectilignes, dans lesquels les pieds d'aube sont glissés. Comme ces pieds sont en forme de bulbe et que les rainures sont resserrées à la surface, l'extraction des aubes par un mouvement centrifuge est impossible, et des pièces annulaires sont disposées des deux côtés de la pièce tournante pour refermer les rainures et bloquer les aubes en translation. Usuellement, la pièce tournante forme une première section du rotor qui est boulonnée à une deuxième section, adjacente, du rotor par des brides respectives. On retrouve cette conception dans le brevet français n 2 585 069 de la demanderesse. La bride de la première section est coupée par les brochages et donc discontinue, mais celle de la deuxième section est continue, et elle sert donc de butée de translation de ce côté des aubes. Cette conception présente l'inconvénient que la composant axiale des aubes due à la force centrifuge au fonctionnement en combinaison à l'inclinaison des brochages est transmise aux boulons de liaison des brides sous forme d'une force de traction supplémentaire: ils sont donc fortement chargés. Le but de l'invention consiste à éviter cette surcharge. Sous sa forme la plus générale, l'invention peut être définie comme un rotor de turbomachine comprenant une première et une deuxième S sections coaxiales boulonnées ensemble par des brides, la première section étant entaillée par des rainures de rétention de pieds d'aubes débouchant devant la deuxième section, rotor caractérisé en ce que les brides s'imbriquent et se touchent par des faces arrière, et les aubes butent contre la bride de la deuxième section. Au sens de l'invention, les faces arrière des brides sont orientées vers la section ou la pièce qui porte la bride, et les faces avant sont dirigées vers l'autre des sections. Dans leurs applications usuelles, par exemple pour raccorder des tuyaux, les brides sont accolées par leurs faces avant; la structure de l'invention est donc inhabituelle en cela. L'invention va maintenant être décrite à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif: - les figures 1 et 2 représentent deux réalisations de l'invention en coupe longitudinale, - et les figures 3 et 4 représentent ces réalisations en vue de l'aval. Sur la figure 1, un disque de soufflante 1 d'une turbomachine porte des aubes 2. Il s'agit d'aubes à grande corde, c'est-à-dire fortement galbées entre les bords d'attaque et de fuite. Les échasses 3 par lesquelles elles sont unies au disque de soufflante 1 sont éventuellement en forme d'arc de cercle pour ne pas posséder une largeur trop importante et une masse conséquente. Elles sont introduites dans des brochages 4 respectifs qui entaillent le pourtour du disque de soufflante 1 et possèdent la même courbure. Ces brochages 4 débouchent des deux côtés, amont et aval, du disque de soufflante 1. Du côté aval, ils traversent une bride de disque 5 qui s'étend radialement vers l'extérieur et la coupent en parties séparées. Enfin, ils sont inclinés, c'est-à-dire qu'ils ont une disposition d'ensemble conique et divergent vers l'aval, pour suivre à peu près l'accroissement du diamètre de la veine d'écoulement des gaz afin d'éviter d'avoir des échasses trop profondes et pesantes. La force centrifuge exercée sur les aubes 2 est donc transmise au rotor avec une composante vers l'aval. Un tambour de compresseur 6 est uni au disque de soufflante 1, qu'il prolonge vers l'aval tout en étant coaxial à lui. Il s'effile vers l'amont suivant une forme conique et il se termine par une bride de tambour 7 continue et qui s'étend radialement vers l'intérieur. Les brides 5 et 7 ont des portions situées aux mêmes diamètres, par lesquelles on peut les accoler et les unir par des boulons 8. Contrairement à ce qu'on voit habituellement, le disque de soufflante 1 et le tambour de compresseur 6 s'imbriquent ou se recouvrent partiellement dans le sens axial, les brides et 7 sont unies par leurs faces arrières respectives, qui se touchent pour former une interface 9, c'est-à- dire par la face amont de la bride de disque 5 et la face aval de la bride de tambour 7. Le montage est fait facilement en introduisant le disque de soufflante 1 dans le tambour de compresseur 6 par l'aval, puis en le déplaçant par l'amont jusqu'à ce que la butée soit produite. On peut alors placer les boulons 8. Ensuite, il est loisible de visser une collerette d'étanchéité 10, qui s'étend devant la bride de disque 5 juste en aval d'elle, par d'autres boulons 11 au tambour de compresseur 6 pour recouvrir les brochages 4 et sauvegarder ainsi l'étanchéité ; et d'unir le disque de soufflante 1 à l'arbre d'entraînement 12, qu'entoure le tambour de compresseur 6, par d'autres boulons 13. Les aubes 2 sont ensuite introduites dans les brochages 4 en les faisant glisser vers l'aval, jusqu'à ce que leur bord de fuite touche la face avant 14 (face amont) de la bride de tambour 7. Les échasses 3 sont prolongées vers l'aval par un crochet 15 qui est passé sous la bride de tambour 7 et dont le bout 16 pointant radialement vers l'extérieur est situé au droit de la bride de disque 5. Il suffit d'introduire des cales 17 au fond des brochages 4 pour soulever les aubes 2 et glisser le bout 16 du crochet 15 derrière la bride de tambour 7 et parfaire la fixation des aubes 2. D'autres boulons 18 unissent le côté amont du disque de soufflante 1 au cône de soufflante 19, qui possède une face 20 extérieure conique qui recouvre l'autre extrémité des brochages 4, débouchant vers l'amont, et une collerette 21 qui repousse un sabot 22 à l'arrière des cales 17. Le sabot 22 est coincé entre la collerette 21 et l'échasse 3 quand le montage est accompli. Les cales 17 sont donc verrouillées en translation dans les brochages 4 comme les aubes 2. On s'aperçoit que la force axiale due à la composante centrifuge de fontionnement des aubes 2 n'est pas transmise aux boulons 8. La figure 2 représente une conception un peu différente, o le crochet 15 est omis. Un mouvement de translation pure suffit à placer les aubes 2 et il n'y a pas de cales 17. Dans ces conditions, le verrouillage des aubes 2 et leur coincement vers l'aval sont obtenus par un anneau crénelé 23 engagé dans une collerette crénelée 24 à l'amont du disque de soufflante 1 par un mouvement de baïonnette. Une collerette 25 de l'anneau crénelé 23 est coincée entre le disque de soufflante 1 et le cône de soufflante 19 par les boulons 18. Les mêmes effets fondamentaux sont ainsi obtenus, et en particulier la décharge des boulons 8. Les figures 3 et 4 ont pour but de mieux illustrer la structure du rotor et en particulier des brides 5 et 7. On a omis de dessiner certaines des aubes 2, dont les brochages 4 ont donc été laissés vides. REVENDICATIONS 1. Rotor de turbomachine comprenant une première et une deuxième sections coaxiales (1, 6) boulonnées ensemble par des brides (5, 7), la première section (1) étant entaillée par des rainures (4) de rétention de pieds (3) d'aubes (2) débouchant devant la deuxième section (6), caractérisé en ce que les brides s'imbriquent et se touchent par des faces arrière (9), et les aubes (2) butent contre la bride (7) de la deuxième section (6). 2. Rotor de turbomachine suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures (4) débouchent de la première section d'un côté opposé à la deuxième section (6), et les aubes sont repoussées par un anneau de butée (21, 23) fixé à ce côté de la première section (1). 3. Rotor de turbomachine suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première section (1) est un disque de soufflante et la deuxième (6) section un tambour de compresseur. 4. Rotor de turbomachine suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'anneau (21) appartient à un cône de soufflante (19). 5. Rotor de turbomachine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des cales (17) sont logées dans les rainures (4), sous les pieds (3) d'aubes (2) et en ce que les aubes (2) ont un crochet (15) qui s'étend sous et derrière la bride (7) de la deuxième section (6), au droit de la bride (5) de la première section (1). 6. Rotor de turbomachine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la deuxième section (6) porte une collerette d'étanchéité (10) qui recouvre les rainures (4).