Brevet FR2716931A1 — publié le 19950908

SYSTEME D'EQUILIBRAGE ET D'AMORTISSEMENT D'UN DISQUE DE TURBOMACHINE DESCRIPTION L'invention se rapporte à un système d'équilibrage et d'amortissement d'un disque de turbomachine. Les disques de rotor de turbomachine sont équilibrés de diverses manières pour les empêcher de vibrer excessivement aux régimes de résonance. On peut tout d'abord envisager de prévoir des bosses sur une surface du disque, qu'on arase à volonté pour parfaire l'équilibrage. Toutefois, on a surtout développé des systèmes d'équilibrage o des masselottes rapportées qu'il est plus facile de corriger sont liées au disque. Elles peuvent être placées dans des creux spécialement aménagés du disque, ce qu'on trouve dans le brevet américain n 3 985 465 o elles sont engagées par force. Une autre conception, décrite dans le brevet français n 2 272 260, consiste à accrocher les masselottes à la périphérie du disque par un système d'emboîtement particulier, et à les verrouiller par les plates-formes des aubes. Enfin, le brevet français n 2 645 902 décrit des masselottes engagées au fond des brochages dans lesquels les pieds d'aube sont glissés. Un inconvénient de la première solution mentionnée est que le montage des masselottes est assez long et que les changements ne sont pas forcément possibles à cause de l'engagement à force. La deuxième solution impose une structure de rotor assez compliquée et partage avec la troisième l'inconvénient qu'elle n'est applicable qu'aux disques à aubes rapportées, alors que les DAM ou disques aubagés monoblocs, o les aubes sont d'une pièce avec le disque, sont aujourd'hui en faveur. Enfin, le brevet français n 2 545 873 décrit une solution o les masselottes d'équilibrage consistent en des goupilles introduites au fond de pièces de calage des aubes et coincées par un coup de poinçon par exemple. Quels que puissent être les mérites de cette solution, elle cumule les inconvénients des précédentes. Les avantages essentiels de l'invention sont que le système d'équilibrage et d'amortissement est de structure simple et autorise un accès facile aux masselottes. Il peut être greffé à un disque de rotor monobloc ou autre sans qu'il soit nécessaire de compliquer sensiblement la forme de celui-ci, notamment par des reliefs qui feraient naître des risques de rupture par fatigue. Le système d'équilibrage et d'amortissement est caractérisé en ce qu'il comprend un anneau lié au disque et le touchant par une surface de contact sur laquelle s'ouvrent des logements de réception des masselottes. Dans une réalisation préférée, la surface de contact est une surface radialement extérieure de l'anneau, le disque est lié à l'anneau par des accouplements à baïonnette situés sur la surface de contact de l'anneau et une surface complémentaire de contact du disque; ces accouplements sont composés de tenons et de rainures coudées elles-mêmes composées d'une partie d'engagement des tenons essentiellement droite et dans l'axe du rotor et d'une partie déjetée de verrouillage des tenons; enfin, le système comprend encore des languettes liées à l'anneau et pénétrant dans les parties d'engagement au moins devant les parties déjetées. De façon plus avantageuse encore, les languettes appartiennent à un joint annulaire recouvrant une face plane de l'anneau sur laquelle les logements débouchent, l'anneau et le joint étant liés par les boulons. On va maintenant décrire l'invention plus en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif: * la figure 1 représente les pièces du système à l'état éclaté, * et la figure 2 représente l'état du système quand l'anneau est monté sur le disque. Un disque 1 de rotor décrit sur les figures est un disque aubagé monobloc de la surface extérieure duquel les aubes 2 se dressent. Dans la réalisation représentée, la surface externe est prolongée axialement d'un côté pour former une collerette 3 dont la face interne 4 est complètement lisse si on excepte des tenons 5. Un mince anneau 6 est entaillé à partir de sa face radialement extérieure 7 par des logements 8 de réception de masselottes 9 et par des rainures 10 qui constituent des accouplements à baïonnette avec les tenons 5. Les rainures 10 sont coudées et composées d'une partie droite 11, orientée substantiellement dans l'axe du disque 1, dans laquelle un tenon 5 respectif placé en regard est d'abord engagé, et d'une partie déjetée 12 dans laquelle on fait pénétrer le tenon 5 par un mouvement angulaire de l'anneau 6. Les parties d'engagement 11 s'étendent sur toute la largeur de l'anneau 6, et les logements 8 s'ouvrent au moins sur la face plane 13 de l'anneau 6 opposée au disque 1. Les faces radiales 4 et 7 se touchent, et on prévoit aussi que la face plane de l'anneau 6 opposée à la face 13 touche une face plane du disque 1 adjacente à la face 4. Les dimensions des tenons 5 et des rainures 10 sont alors prévues en conséquence. La face plane 13 porte des onglets 14 percés et dirigés vers le centre de l'anneau. On trouve des onglets de même disposition, notés par 15, sur un joint 16 annulaire qui recouvre au moins partiellement la face plane 13 et les ouvertures des logements 8. Le joint 16 est muni de languettes 17 qui pénètrent dans les parties d'engagement 11 des rainures 10, au moins devant les parties déjetées 12. Des boulons 18 sont engagés à travers les perçages des onglets 14 et 15 et serrés. En liant ensemble l'anneau 6 et le joint 16, ils interdisent d'extraire les languettes 17 rainures et donc les tenons 5 des parties déjetées 12. Le verrouillage de l'anneau 6 est donc garanti. Si cependant les boulons 18 sont démontés, on peut accéder immédiatement aux logements 8 et aux masselottes 9 d'équilibrage dès que le joint 16 est retiré, sans même qu'il soit nécessaire de démonter l'anneau 6. L'assemblage des languettes 17 et des tenons 5 dans les rainures 10 est compatible avec un montage précis des éléments tout en laissant subsister de petits jeux qui ont l'avantage de ne pas totalement entraver les débattements de l'anneau 6 sur le disque 1. Il en résulte un certain amortissement des vibrations du disque 1. Les masselottes 9, qui sont placées dans les logements 8 avec un peu de jeu, ont le même effet amortisseur. Enfin, comme les onglets 14 et 15 ne sont pas placés sur le disque 1 lui-même mais sur des pièces soumises à peu de contraintes, ils ne peuvent pas être responsables des fissurations par fatigue que les irrégularités de forme risquent souvent de produire sur les pièces fortement contraintes. Les tenons 5 sont les seuls reliefs véritables qu'il faut ajouter sur le disque 1, mais ils sont en petit nombre et trapus, ce qui permet d'espérer qu'ils résisteront. Les accouplements à baïonnette sont assez peu nombreux sur le disque 1 et l'anneau 6: il peut y en avoir trois. Les logements 8 sont quelques dizaines pour permettre un équilibrage soigné. La plupart5 restent vides cependant. On dispose d'une liberté totale pour choisir les masses des masselottes 9. REVENDICATIONS 1. Système d'équilibrage et d'amortissement d'un disque (1) de rotor de turbomachine par des masselottes rapportées (9), caractérisé en ce qu'il comprend un anneau (6) lié au disque (1) et le touchant par une surface de contact (7) sur laquelle s'ouvrent des logements (8) de réception des masselottes (9). 2. Système d'équilibrage et d'amortissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de contact (7) est une surface radialement extérieure de l'anneau, le disque (1) est lié à l'anneau (6) par des accouplements à baïonnette (5, 10) situés sur la surface de contact (7) et une surface complémentaire de contact (4) sur le disque (1), et composés de tenons (5) et de rainures (10) coudées composées d'une partie d'engagement (11) des tenons (5) essentiellement droite et dans l'axe du rotor et d'une partie déjetée (12) de verrouillage des tenons (5), et en ce que le système comprend encore des languettes (17) liées à l'anneau (6) et pénétrant dans les parties d'engagement (11) au moins devant les parties déjetées (12). 3. Système d'équilibrage et d'amortissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les languettes (17) appartiennent à un joint (16) annulaire recouvrant une face plane (13) de l'anneau (6) sur laquelle les logements débouchent, l'anneau et le joint étant liés par les boulons (18).