Brevet FR2873745A1 — publié le 20060203

DISQUE DE ROTOR DE TURBOMACHINE La présente invention concerne un disque de rotor de turbomachine, du type comprenant une surface cylindrique extérieure formée avec une rainure périphérique dans laquelle sont engagés les pieds des aubes du disque. Les pieds des aubes sont introduits dans la rainure du disque par une fenêtre formée dans cette rainure et sont retenus radialement et axialement par rapport à l'axe de la turbomachine par coopération de formes, la rainure étant par exemple à section transversale en queue d'aronde ou analogue. Pour éviter que les pieds des aubes coulissent librement dans la rainure du disque et sortent de celle-ci par la fenêtre précitée, on introduit par cette fenêtre, dans la rainure du disque, un organe de verrouillage destiné à être déplacé dans la rainure par coulissement jusqu'à une encoche de retenue formée dans la rainure. Par le document FR-A-2 810 366, on connaît des organes de verrouillage qui comprennent une vis radiale dont la tête est disposée entre deux pieds d'aubes et prend appui sur le fond de la rainure. Le serrage de la vis permet de déplacer radialement vers l'extérieur l'organe de verrouillage et de le bloquer dans l'encoche précitée de la rainure pour assurer le verrouillage des aubes dans la rainure du disque. Les pieds des aubes sont en général montés avec jeu dans la rainure périphérique du disque. En fonctionnement de la turbomachine, les aubes sont soumises à des forces centrifuges importantes et à des vibrations susceptibles de provoquer le desserrage ou le grippage de la vis de l'organe de déverrouillage. Une solution à ce problème consiste à déformer la partie de l'organe de verrouillage qui reçoit la vis pour bloquer celle-ci en rotation. Toutefois, cette déformation par compression est difficile ou impossible à réaliser quand le pas entre les aubes est faible et gêne ou empêche la mise en place d'un outil de compression. On a aussi constaté des cas de grippage des vis rendant impossible le démontage des organes de verrouillage et obligeant à les détruire à la perceuse, ce qui peut endommager le disque du rotor. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ces problèmes. Elle propose à cet effet un disque de rotor de turbomachine, portant des aubes dont les pieds sont engagés et retenus dans une rainure périphérique d'une surface cylindrique extérieure du disque, cette rainure comprenant une fenêtre d'introduction des pieds des aubes et au moins une encoche de retenue d'un organe de verrouillage qui est introduit dans la rainure par la fenêtre précitée et qui est déplacé jusqu'à ladite encoche par coulissement dans la rainure, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage est monobloc et élastiquement déformable et est dimensionné pour pouvoir être reçu et retenu dans ladite encoche quand il est à l'état libre sensiblement sans contrainte ou en contrainte faible, et pour pouvoir être déplacé par coulissement dans la rainure quand il est à l'état contraint et déformé élastiquement. L'invention présente de nombreux avantages. L'organe de verrouillage est monobloc et donc plus simple et moins coûteux que les organes de verrouillage de la technique antérieure. Tout risque de grippage des vis de blocage est évité, ainsi que les risques de mauvais montage dus à un serrage des vis non effectué. De plus, le disque ne porte qu'un seul type d'aubes car il n'est plus nécessaire de monter des aubes spéciales de part et d'autre de l'organe de verrouillage, ces aubes spéciales étant conformées pour permettre le passage et l'actionnement de la vis de serrage de la technique antérieure. De façon générale, il suffit que l'organe de verrouillage comprenne une languette latérale élastiquement déformable, ou de préférence deux languettes élastiquement déformables pour raison de symétrie, qui s'engagent par détente élastique dans l'ensemble précité. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'organe de verrouillage est essentiellement formé d'une bande métallique pliée ou coudée à la forme de la section transversale de la rainure. L'organe de verrouillage est de préférence réalisé en un acier 5 résistant aux températures élevées, par exemple en alliage Nickel Chrome. Dans une première forme de réalisation, l'organe de verrouillage a une forme en U ou en S2 correspondant à la forme de la section transversale de la rainure et dont l'ouverture est orientée vers l'extérieur quand cet organe est monté dans la rainure. Le déplacement par coulissement de l'organe de verrouillage dans la rainure du disque est rendu possible par la déformation élastique et le rapprochement de ses deux extrémités l'une vers l'autre. L'encoche de retenue prévue dans la rainure précitée comprend deux cavités formées face à face dans les parois latérales de la rainure et destinées à recevoir les extrémités latérales de l'organe de verrouillage, qui s'engagent par détente élastique dans ces cavités et qui bloquent l'organe de verrouillage dans la rainure du disque. Dans une seconde forme de réalisation, l'organe de verrouillage a une forme en SZ dont l'ouverture est orientée vers le fond de la rainure quand cet organe est monté dans la rainure. L'organe de verrouillage comporte une partie centrale et deux ailes ou languettes latérales reliées par cette partie centrale, ainsi qu'une plaquette métallique fixée, par exemple par sertissage, sur la face radialement externe de ladite partie centrale, cette plaquette métallique ayant une forme conjuguée de celle de l'encoche de retenue. L'organe de verrouillage est déformé élastiquement par appui sur sa partie centrale, cet appui étant exercé radialement vers l'intérieur depuis l'ouverture de la rainure pour déplacer radialement la plaquette vers le fond de la rainure. L'encoche de retenue formée dans la rainure précitée comprend deux cavités formées face à face dans les parois latérales de la rainure et destinées à recevoir les bords de la plaquette, qui s'engagent dans ces cavités par déplacement radial vers l'extérieur à la détente élastique de l'organe de verrouillage, en bloquant ainsi cet organe dans la rainure du disque. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un organe de verrouillage selon l'invention; - la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe transversale représentant l'organe de verrouillage monté dans la rainure périphérique d'un disque; - la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe transversale représentant l'organe de verrouillage engagé dans une encoche de retenue formée dans la rainure du disque; - la figure 4 est une vue schématique partielle en perspective de la rainure du disque et de l'organe de verrouillage monté entre deux aubes; - la figure 5 est une vue schématique en perspective d'une variante de réalisation de l'organe de verrouillage selon l'invention; - la figure 6 est une vue schématique partielle en coupe transversale représentant l'organe de verrouillage de la figure 5 monté dans la rainure périphérique d'un disque; - la figure 7 est une vue schématique partielle en coupe transversale représentant l'organe de verrouillage de la figure 5 engagé dans une encoche de retenue de la rainure du disque. On se réfère d'abord aux figures 1 à 4 qui représentent un premier mode de réalisation de l'organe de verrouillage des aubes 10 d'un disque 12 de rotor de turbomachine, notamment d'un compresseur haute-pression ou bassepression d'un turboréacteur. Le disque 12 comprend sur sa périphérie externe une surface 30 cylindrique 14 dans laquelle est formée une rainure 16 débouchant radialement vers l'extérieur. Cette rainure a de façon classique une section transversale en queue d'aronde, en sapin ou analogue. La rainure 16 du disque 12 représentée aux figures 2 à 4 comprend un fond 18 annulaire sensiblement plat et deux parois latérales 20 comportant chacune sur une partie radialement externe un rebord axial 22 orienté vers la paroi latérale 20 opposée, l'ouverture de la rainure 16 étant plus étroite que son fond 18. La rainure comprend une fenêtre 24 d'introduction des pieds 26 des aubes 10 du disque 12, qui ont une forme complémentaire de celle de la rainure 16. Cette fenêtre 24 est formée par découpe des rebords 22 précités des parois latérales 20 de la rainure 16 sur une longueur ou dimension circonférentielle légèrement supérieure à celle d'un pied d'aube, pour que celui-ci puisse être introduit dans la fenêtre 24 par translation radiale depuis l'extérieur de la rainure. La rainure 16 comprend en outre au moins une encoche 28 de retenue d'un organe 30 de verrouillage des pieds 26 des aubes dans la rainure 16 du disque 12. L'encoche 28 est formée par deux cavités 32 qui sont découpées l'une en face de l'autre dans les rebords 22 de la rainure 16 et qui débouchent radialement sur la surface cylindrique 14 du disque à l'extérieur de la rainure. L'organe de verrouillage 30 est monobloc et est formé d'une bande métallique pliée sensiblement en forme de U ou de S2 dont l'ouverture est orientée vers l'extérieur quand l'organe 30 est introduit dans la rainure 16. L'organe de verrouillage 30 comprend une partie centrale 34 sensiblement plane destinée à venir en appui sur le fond 18 de la rainure 16 et deux ailes ou languettes 36 latérales reliées à la partie centrale 34 et orientées vers l'extérieur de la rainure. Ces languettes 36 sont destinées à s'appliquer élastiquement sur les parois latérales 20 de la rainure 16 et sur leurs rebords 22 et se terminent par des bourrelets arrondis 38 à leur extrémité libre. A l'état non contraint, ces languettes latérales 36 sont écartées d'une distance légèrement supérieure à la distance entre les rebords 22 de la rainure 16. Au montage, l'organe de verrouillage 30 est introduit dans la fenêtre 24 précitée à l'état libre sensiblement sans contrainte ou déformation, puis ses languettes 36 sont déformées élastiquement par rapprochement de leurs extrémités jusqu'à ce que les bourrelets 38 puissent passer entre les rebords 32 de la rainure. Ensuite, l'organe de verrouillage 30 est déplacé dans la rainure 16 en direction circonférentielle jusqu'à une encoche 28 où les bourrelets 38 des languettes 36 s'engagent automatiquement dans les cavités 32 précitées de l'encoche 28 par détente élastique des languettes 36. L'organe de verrouillage 30 reprend alors un état libre sensiblement sans contrainte ou en contrainte faible comme représenté en figure 3 et il est immobilisé en translation dans la rainure 16 du disque 12 par les bourrelets 38 de ses languettes 36 maintenus élastiquement dans les cavités 32 de l'encoche 28. Les bourrelets 38 des languettes 36 comprennent ou forment des moyens de prise ou d'engagement par un outil de resserrage des languettes 36. Ces moyens sont par exemple des orifices radiaux 40 formés dans les bourrelets 38. On se réfère maintenant aux figures 5 à 7 qui représentent une variante de réalisation de l'organe de verrouillage des aubes 10 dans la rainure du disque 12. Cet organe de verrouillage 100 est monobloc et est formé d'une bande métallique pliée ou coudée sensiblement en forme de dont l'ouverture est orientée vers le fond 18 de la rainure 16 du disque 12 quand l'organe 100 est introduit dans la rainure 16. L'organe de verrouillage 100 comprend une partie centrale 102 sensiblement plane et deux ailes ou languettes 104 latérales reliées à la partie centrale 102 et pliées en V très ouvert, les sommets de ces V étant plus écartés que les extrémités des languettes, qui s'appuient sur le fond 18 de la rainure par des rebords 106 incurvés en arc de cercle. L'organe de verrouillage 100 comprend en outre une plaquette métallique 108 fixée, par exemple par sertissage, sur la face radialement externe de la partie centrale 102 précitée. Cette plaquette 108 a une forme sensiblement conjuguée de celle de la partie extérieure de la rainure 16 et comprend deux branches latérales 110 obliques sensiblement parallèles aux faces internes des rebords 22 de la rainure 16. Les dimensions de l'organe 100 à l'état libre correspondent approximativement à celles de l'encoche 28 pour que cet organe 100 soit à l'état libre ou faiblement précontraint quand il est dans l'encoche. Au montage, l'organe de verrouillage 100 est introduit dans la fenêtre 24 précitée à l'état libre sensiblement sans contrainte ou déformation, puis il est un peu aplati par appui sur la partie centrale 102, cet appui étant exercé radialement vers l'intérieur depuis l'ouverture de la rainure 16 et entraînant le glissement des extrémités incurvées des languettes sur le fond 12 de la rainure 16 et leur rapprochement jusqu'à ce que les branches latérales 110 de la plaquette 106 soient radialement à l'intérieur des rebords 22 de la rainure 16 du disque 12. L'organe de verrouillage 100 est alors déplaçable par translation dans la rainure 16, dans un état contraint représenté en figure 6. Quand l'organe de verrouillage 100 est amené jusqu'à une encoche 28 de la rainure 16, les branches latérales de la plaquette 108 sont libérées des rebords 22 et s'engagent dans les cavités précitées 32 de l'encoche 28 par translation radiale à la détente élastique des languettes 104. L'organe de verrouillage 100 retrouve alors un état libre ou en contrainte faible comme représenté en figure 7. II reste immobilisé dans la rainure 16 du disque 12 du fait de l'engagement de la plaquette 108 dans l'encoche 28 de la rainure 16. La plaquette 108 de l'organe de verrouillage 100 peut comprendre ou former des moyens de prise ou d'engagement par un outil pour le déplacement de l'organe 100 dans la rainure 16. Ces moyens sont par exemple un orifice radial formé dans la plaquette 108. Le disque 12 comprend au moins une et de préférence deux encoches de retenue 28 et deux organes de verrouillage logés dans ces encoches. Le montage des aubes 10 sur le disque 12 se fait de la façon suivante: on introduit les pieds des aubes 10 les uns après les autres dans la fenêtre 24 et on les déplace en translation dans la rainure 16, en intercalant entre les pieds des aubes deux organes de verrouillage 30 ou 100, qui sont séparés l'un de l'autre d'une distance angulaire correspondant à la distance angulaire séparant leurs encoches de retenue 28, - on introduit le pied de la dernière aube dans la fenêtre 24, et on déplace l'ensemble des aubes et des organes de verrouillage dans la rainure 16 pour amener les organes de verrouillage dans leurs encoches 28. L'encliquetage des organes de verrouillage dans les encoches 28 assure l'immobilisation de l'ensemble des aubes sur le disque. Dans cette position, la fenêtre d'introduction 24 s'étend à cheval sur deux pieds d'aubes. Le jeu entre les aubes est suffisant pour permettre le passage d'un outil entre deux pieds d'aubes adjacents, pour agir sur les organes de verrouillage et les amener à l'état contraint dans lequel ils sont déplaçables par translation dans la rainure 16, pour le démontage des aubes. Ce jeu n'est toutefois pas assez important pour qu'un pied d'aube puisse se trouver entièrement dans la fenêtre 24 quand les organes 30, 100 sont encliquetés dans les encoches 28. Typiquement, ce jeu est de l'ordre de quelques millimètres. Le nombre d'aubes montées sur un disque est relativement élevé et peut être de 90 à 100. Les organes de verrouillage 30, 100 sont réalisés en acier, par exemple en acier à ressort, résistant aux températures élevées. Un tel acier est par exemple un alliage Nickel-Chrome. REVENDICATIONS 1. Disque de rotor de turbomachine, portant des aubes (10) dont les pieds (26) sont engagés et retenus dans une rainure périphérique (16) d'une surface cylindrique extérieure (14) du disque (12), cette rainure (16) comprenant une fenêtre d'introduction (24) des pieds (26) des aubes (10) et au moins une encoche de retenue (28) d'un organe de verrouillage (30, 100) qui est introduit dans la rainure (16) par la fenêtre (24) précitée et qui est déplacé jusqu'à ladite encoche (28) par coulissement dans la rainure (16), caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (30, 100) est monobloc et élastiquement déformable et est dimensionné pour pouvoir être reçu et retenu dans ladite encoche (28) quand il est à l'état libre sensiblement sans contrainte ou en faible contrainte, et pour pouvoir être déplacé par coulissement dans la rainure (16) quand il est à l'état contraint et déformé élastiquement. 2. Disque de rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (30) comprend au moins une languette latérale (36) élastiquement déformable qui s'engage par détente élastique dans ladite encoche (28). 3. Disque de rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (30) comprend deux languettes latérales (36) opposées élastiquement déformables qui s'engagent par détente élastique dans ladite encoche (28). 4. Disque de rotor selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (30, 100) est essentiellement formé d'une bande métallique pliée ou coudée à la forme de la section transversale de la rainure (16). 5. Disque de rotor selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (30, 100) est réalisé en un acier résistant aux températures élevées, par exemple en alliage Nickel Chrome. 6. Disque de rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (30, 100) a une forme en U ou en S2 correspondant à la forme de la section transversale de la rainure (16). 7. Disque de rotor selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ouverture de l'organe de verrouillage (30) est orientée vers l'extérieur quand cet organe (30) est monté dans la rainure (16). 8. Disque de rotor selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les deux extrémités latérales (38) de l'organe de verrouillage (30) sont resserrées ou rapprochées l'une de l'autre par déformation élastique quand l'organe de verrouillage (30) est dans la rainure (16). 9. Disque de rotor selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'encoche de retenue (28) prévue dans la rainure (16) précitée comprend deux cavités (32) formées face à face dans les parois latérales (20) de la rainure (16) et destinées à recevoir les extrémités latérales (38) de l'organe de verrouillage (30), qui s'engagent par détente élastique dans ces cavités (32). 10. Disque de rotor selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux cavités (32) précitées débouchent radialement sur la surface cylindrique (14) du disque (12) dans laquelle est formée la rainure (16). 11. Disque de rotor selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ouverture de l'organe de verrouillage (100) est orientée vers le fond (18) de la rainure (16) quand l'organe de verrouillage (100) est monté dans la rainure (16). 12. Disque de rotor selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (100) comporte une partie centrale (102) et deux ailes ou languettes latérales (104) reliées par cette partie centrale (102), ainsi qu'une plaquette métallique (108) fixée, par exemple par sertissage, sur la face radialement externe de ladite partie centrale (102). 13. Disque de rotor selon la revendication 12, caractérisé en ce que la plaquette métallique (108) a une forme conjuguée de celle de l'encoche de retenue (28). 14. Disque de rotor selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (100) est déformé élastiquement par appui sur sa partie centrale (102), cet appui étant exercé radialement vers l'intérieur depuis l'ouverture de la rainure (16) et déplaçant ladite plaquette radialement vers le fond de la rainure. 15. Disque de rotor selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'encoche de retenue (28) formée dans la rainure (16) précitée comprend deux cavités (32) formées face à face dans les parois latérales (20) de la rainure (16) et destinées à recevoir les bords de la plaquette métallique (108) précitée, qui s'engagent dans ces cavités (32) par déplacement radial vers l'extérieur à la détente élastique de l'organe de verrouillage (100).