Brevet FR3021065A1 — publié le 20151120

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un disque de rotor de turbomachine, et un procédé d'équilibrage d'un module de turbomachine comprenant ce disque. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Une turbomachine comprend classiquement un ou plusieurs modules comprenant chacun une pluralité de pièces, dont au moins un rotor. Chaque rotor comprend quant à lui au moins un disque qui reçoit, sur sa périphérie, les pieds des aubes du rotor. Les spécifications de la turbomachine requièrent en général d'équilibrer mécaniquement chaque pièce du module vis-à-vis de son propre balourd. En outre, il est nécessaire d'équilibrer le module vis-à-vis du balourd total. Dans l'art antérieur, diverses solutions ont été proposées pour équilibrer le module. Une solution consiste à équilibrer le module, en particulier au niveau du disque du rotor, via des rivets. Cette solution est également pénalisante au niveau de la masse de l'ensemble. En outre, les deux faces de la bride amont du disque sont en général en contact avec d'autres pièces (comme un autre disque), rendant impossible la mise en place de rivets. Une autre solution consiste à utiliser des masselottes d'équilibrage, fixées à une ou plusieurs pièces du module. Ces masselottes d'équilibrage sont disposées à des positions axiales du rotor prédéfinies pour l'équilibrage modulaire. Toutefois, cette solution requiert la présence, sur les pièces recevant les masselottes, de surfaces disponibles et adaptées à la fixation de masselottes. En outre, cette solution présente l'inconvénient de requérir des masselottes de dimensions différentes selon les dimensions des pièces sur lesquelles celles-ci sont fixées, multipliant ainsi le nombre de références à fabriquer et à stocker. Enfin, les masselottes doivent être en butée radiale sur la pièce sur laquelle elles sont fixées (comme un disque) afin d'assurer leur anti-rotation lors de leur assemblage. RESUME DE L'INVENTION L'invention permet d'améliorer les solutions d'équilibrage d'un module, et propose à cet effet un disque de rotor de turbomachine, comprenant une bride qui présente une pluralité de trous de fixation, au moins une masselotte d'équilibrage présentant un trou, pour le passage d'un élément de fixation à travers ledit trou et un trou de fixation de la bride, caractérisé en ce que la bride présente, au droit de chaque trou de fixation sur lequel chaque masselotte d'équilibrage est fixée, une encoche, et le trou de chaque masselotte d'équilibrage présente une dimension radiale, selon un axe radial du disque, supérieure à une dimension radiale dudit trou de fixation. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : le trou de chaque masselotte d'équilibrage est oblong ; la bride s'étend vers l'extérieur du disque ; la bride s'étend vers l'intérieur du disque ; la bride présente de part et d'autres de chaque encoche des festons adjacents à ladite encoche ; chaque masselotte d'équilibrage vient en butée contre l'encoche au droit du trou de fixation sur lequel elle est fixée. L'invention concerne également une turbomachine comprenant un rotor dont au moins un disque est tel que décrit précédemment. L'invention concerne également un procédé d'équilibrage d'un module de turbomachine comprenant un disque de rotor, caractérisé en ce que ledit disque comprend une bride qui présente une pluralité de trous de fixation, et au moins une masselotte d'équilibrage présentant un trou, ledit procédé comprenant l'étape consistant à mettre la masselotte d'équilibrage en butée contre une encoche présente dans la bride au droit d'un trou de fixation, de sorte à équilibrer le module, le trou de chaque masselotte d'équilibrage présentant une dimension radiale, selon un axe radial du disque, supérieure à une dimension radiale dudit trou de fixation. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend l'étape consistant à fixer la masselotte d'équilibrage sur le trou de fixation, par l'intermédiaire d'un élément de fixation traversant le trou de la masselotte et le trou de fixation. L'invention présente de nombreux avantages. L'invention permet une fixation robuste et stable de masselottes d'équilibrage à un disque de rotor. En particulier, l'invention permet à la fois d'équilibrer le disque de rotor, notamment via la création d'encoches dans une de ses brides de fixation, tout en permettant, malgré la présence de ces encoches, la fixation de masselottes sur ladite bride afin d'équilibrer le module comprenant ledit disque. Enfin, l'invention permet de standardiser les masselottes d'équilibrage, pour des disques de rotor différents, réduisant ainsi le nombre de références à fabriquer et à stocker, et donc les coûts associés. DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : la Figure 1 est une représentation d'un mode de réalisation d'un module comprenant un disque de rotor ; la Figure 2 est une représentation d'un mode de réalisation d'un disque de rotor ; la Figure 3 est une représentation d'un mode de réalisation d'une bride d'un disque de rotor ; la Figure 4 est une représentation d'un mode de réalisation d'une bride d'un disque de rotor sur laquelle une masselotte d'équilibrage est fixée ; la Figure 5 est une représentation d'un autre mode de réalisation d'une bride d'un disque de rotor; la Figure 6 est une représentation de la bride de la Figure 5 sur laquelle une masselotte d'équilibrage est fixée ; la Figure 7 est une représentation d'un procédé d'équilibrage d'un module comprenant un disque de rotor. DESCRIPTION DETAILLEE Disque de rotor et module On a représenté en Figure 1 un module 14 d'une turbomachine comprenant une pluralité de pièces, dont au moins un disque 1 de rotor s'étendant suivant un axe longitudinal X. Le module 14 comprend par exemple un autre disque 18 fixé au disque 1 de rotor par l'intermédiaire de pièces 17 de fixation. Comme illustré en Figure 2, le disque 1 n'est en général pas plein, et comprend une partie 7 extérieure annulaire pleine, et un trou 16 en son centre. Le disque 1 présente un pourtour 12 apte à recevoir des aubes. Par exemple, le pourtour 12 comprend une pluralité de logements 20 pour la réception des aubes. Le disque 1 comprend en outre au moins une bride 2, en amont et/ou en aval dudit disque 1. Sur les Figures, mais de manière non limitative, la bride 2 est portée par une portion 13 qui s'étend en saillie à partir de la partie 7 extérieure annulaire du disque 1. La bride 2 s'étend de manière circonférentielle. Sur les Figures, la bride 2 s'étend sur la circonférence de la portion 13 en saillie. Elle peut toutefois s'étendre sur toute autre circonférence du disque 1. La bride 2 présente une pluralité de trous 3 de fixation (cf. Figure 3). Ces trous 3 permettent la fixation à une autre pièce par l'intermédiaire de pièces 17 de fixation traversant ces trous 3 et des trous complémentaires prévus dans la pièce adjacente du module 14. Afin d'équilibrer le disque 1 contre son balourd, la bride 2 comprend au droit d'un ou plusieurs de ses trous 3 de fixation une encoche 10. L'encoche 10 est pratiquée sur le pourtour de la bride 2, par exemple par fraisage. Dans un autre exemple de réalisation, l'enlèvement de matière est réalisé par tournage en excentration. Le choix approprié du nombre et/ou de la position et/ou de la superficie des encoches 10 permet de réduire ou de supprimer le balourd du disque 1. Le balourd peut être mesuré par un dispositif de mesure du balourd. Les encoches 10 peuvent être pratiquées au droit de trous 3 de fixation adjacents, ou au droit de trous 3 de fixation non-adjacents, selon le balourd du disque 1. Le disque 1 comprend en outre au moins une masselotte 15 d'équilibrage fixée sur l'un des trous 3 de fixation (cf. Figure 4). Les masselottes 15 d'équilibrage comprennent une masse 22 et une languette 23 présentant au moins un trou 24 pour le passage d'un élément de fixation 25, par exemple un pion. Le trou 24 de chaque masselotte d'équilibrage 15 présente une dimension radiale (selon un axe radial du disque 1) supérieure à la dimension du trou 3 de fixation sur lequel chaque masselotte 15 est fixée L'axe radial correspond à la direction des rayons du disque 1, et est donc un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Ceci permet un ajustement de la position de la masselotte 15 d'équilibrage et un ajustement de la position de l'élément 25 de fixation dans le trou 24, en fonction de la taille de l'encoche 10. Ainsi, le montage des masselottes 15 est possible malgré la présence des encoches 10 au droit des trous 3 de fixation, grâce à la forme allongée du trou 24 de chaque masselotte 15. En particulier, ceci permet de fixer la masselotte 15 en butée radiale sur le disque 1, contre l'encoche 10. Si la masselotte venait à glisser en fonctionnement sous l'effet de la force centrifuge, chaque masselotte 15 viendrait en butée contre l'encoche 10 au droit du trou 3 de fixation sur lequel elle est fixée. Par conséquent, grâce à la présence du trou 24 de forme allongée, l'élément 25 de fixation permettant la fixation de chaque masselotte 15 sur son trou 3 de fixation n'est pas cisaillé. Selon un exemple de réalisation, le trou 24 est oblong. La largeur du trou 24 est par exemple, mais non nécessairement, sensiblement égale à celle du trou 3 de fixation. La présence du trou 24 permet également de disposer de masselottes 15 identiques pour des disques 1 présentant des encoches 10 de tailles différentes, le trou 24 permettant un ajustement de leur fixation selon la taille de l'encoche 10. Sur les Figures, la bride 2 s'étend radialement vers l'intérieur du disque 1. Dans un autre exemple de réalisation, non représenté, la bride 2 s'étend radialement vers l'extérieur du disque 1. Dans un mode de réalisation, illustré en Figure 5, chaque bride 2 présente de part et d'autre de chaque encoche 10 des festons 11 adjacents à ladite encoche 10. Les festons 11 sont des parties évidées de la bride 2. La Figure 6 illustre un module 15 d'équilibrage fixé sur un trou 3 de fixation de cette bride 2. Les festons 11 permettent notamment de décharger en contrainte la bride 2. La bride 2 peut comporter une pluralité de festons 11 répartis sur le pourtour de la bride 2, de manière alternée avec les trous 3 de fixation. Les festons 11 s'étendent donc sur le pourtour de la bride 2, entre les trous 3 de fixation. Le disque 1 de rotor peut par exemple être installé dans un module comprenant un compresseur (haute-pression ou basse-pression) et/ou dans un module comprenant une turbine (haute-pression ou basse-pression) d'une turbomachine. La turbomachine est particulièrement avantageuse dans un aéronef utilisé pour l'aviation d'affaires, qui requiert un équilibrage précis de ses différents modules. Procédé d'équilibrage On décrit (cf. Figure 7) un procédé d'équilibrage d'un module 14 de 10 turbomachine comprenant un disque 1 de rotor tel que décrit précédemment. Le nombre et/ou la répartition et/ou la masse des masselottes 15 sont choisis de sorte à équilibrer mécaniquement le module 14. L'équilibrage est réalisé vis-à-vis du balourd du module 14. 15 Une étape E0 peut consister à mesurer le balourd du module 14 par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure de balourd de l'état de l'art. Le procédé peut comprendre une étape El consistant à calculer à partir de la mesure du balourd la position angulaire, le nombre et la masse des masselottes à mettre en place sur la bride 2 du disque 1. Pour cela, une 20 unité de traitement est intégrée au dispositif de mesure, ou est disposée de manière externe au dispositif de mesure, afin de mettre en oeuvre ce calcul. Le procédé comprend l'étape E2 consistant à mettre la masselotte 15 d'équilibrage en butée contre l'encoche 10. Dans le cas où la masselotte 15 est positionnée avec un léger jeu 25 vis-à-vis de l'encoche 10, les forces centrifuges viennent plaquer la masselotte 15 contre l'encoche 10 en opération, le jeu étant annulé. Le procédé comprend une étape E3 consistant à fixer la masselotte 15 d'équilibrage sur un trou 3 de fixation de la bride 2 du disque 1, par l'intermédiaire d'un élément 25 de fixation traversant le trou 24 de la 30 masselotte 15 et le trou 3 de fixation. Comme énoncé précédemment, une encoche 10 est présente dans la bride 2 au droit dudit trou 3 de fixation. REVENDICATIONS1. Disque (1) de rotor de turbomachine, comprenant : une bride (2) qui présente une pluralité de trous (3) de fixation, au moins une masselotte (15) d'équilibrage présentant un trou (24), pour le passage d'un élément (25) de fixation à travers ledit trou (24) et un trou (3) de fixation de la bride (2), caractérisé en ce que : la bride (2) présente, au droit de chaque trou (3) de fixation sur lequel chaque masselotte (15) d'équilibrage est fixée, une encoche (10), et le trou (24) de chaque masselotte (15) d'équilibrage présente une dimension radiale, selon un axe radial du disque (1), supérieure à une dimension radiale dudit trou (3) de fixation 15 2. Disque selon la revendication 1, dans lequel le trou (24) de chaque masselotte (15) d'équilibrage est oblong. 3. Disque selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la bride (2) zo s'étend vers l'extérieur du disque (1). 4. Disque selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la bride (2) s'étend vers l'intérieur du disque (1). 25 5. Disque selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la bride (2) présente de part et d'autres de chaque encoche (10) des festons (11) adjacents à ladite encoche (10). 6. Disque selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel chaque 30 masselotte (15) d'équilibrage vient en butée contre l'encoche (10) au droit du trou (3) de fixation sur lequel elle est fixée. 7. Turbomachine comprenant un rotor dont un disque (1) est conforme à l'une des revendications 1 à 6. 8. Procédé d'équilibrage d'un module (14) de turbomachine comprenant un disque (1) de rotor, caractérisé en ce que ledit disque (1) comprend : une bride (2) qui présente une pluralité de trous (3) de fixation, et au moins une masselotte (15) d'équilibrage présentant un trou (24), ledit procédé comprenant l'étape consistant à: mettre (E2) la masselotte (15) d'équilibrage en butée contre une Io encoche (10) présente dans la bride (2) au droit d'un trou (3) de fixation, de sorte à équilibrer le module (14), le trou (24) de chaque masselotte (15) d'équilibrage présentant une dimension radiale, selon un axe radial du disque (1), supérieure à une dimension radiale dudit trou (3) de fixation. 15 9. Procédé selon la revendication 8, comprenant l'étape (E3) consistant à fixer la masselotte (15) d'équilibrage sur le trou (3) de fixation, par l'intermédiaire d'un élément (25) de fixation traversant le trou (24) de la masselotte (15) et le trou (3) de fixation. 20 25