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DISPOSITIF D'IMMOBILISATION D'UN ANNEAU DE RÉTENTION
AXIALE D'UNE AUBE, DISQUE DE ROTOR ET ANNEAU DE
RÉTENTION ASSOCIÉS, ET ROTOR ET MOTEUR D'AÉRONEF LES
COMPORTANT
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au
domaine technique des anneaux de rétention axiale des
aubes d'un rotor d'une turbomachine, notamment d'un
moteur d'aéronef.
Elle vise un dispositif d' immobilisation en
rotation d'un tel anneau de rétention.
Elle vise aussi un anneau de rétention
équipé d'un tel dispositif d'immobilisation en
rotation.
Elle vise également un rotor comportant un
anneau de rétention équipé d'un tel dispositif
d' immobilisation en rotation.
Elle vise enfin une turbomachine, par
exemple un moteur d'aéronef comportant un tel anneau de
rétention équipé d'un tel dispositif d'immobilisation
en rotation.
Dans tout le texte, le terme « axial » se
rapporte à la direction axiale de la turbomachine.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
I1 est connu qu'un rotor de turbomachine
soit équipé d'un disque et d'aubes portées par le
disque, ainsi que d'un anneau de rétention pour
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empêcher un déplacement des aubes dans la direction
axiale, comme décrit dans le document FR 2 729 709-Al.
La figure 1 illustre un tel anneau de
rétention des aubes d'un rotor, connu par la technique
antérieure.
En se reportant à la figure 1, un disque 10
d' un rotor comporte un corps de disque 11 et des dents
12 qui s'étendent radialement à partir du corps de
disque 11 et sont réparties sur la circonférence de
celui-ci. L'espace entre deux dents 12 successives
forme une alvéole 13 orientée axialement. Chaque dent
12 est dotée d'au moins un crochet 6 en saillie suivant
une direction axiale, qui définit sur cette dent une
gorge élémentaire s'ouvrant radialement vers
l'intérieur. Sur l'exemple illustré, les dents 12 sont
dotées d'un crochet 6 amont et d'un crochet 6 aval.
La figure 2 illustre un pied 14 d'une aube
16 inséré dans une telle alvéole 13. Les deux dents 12
permettent de contenir circonférentiellement et
radialement cette aube 16.
Comme illustré sur la figure 2, et de
manière connue, un anneau de rétention 20 est placé
dans une gorge 22, discontinue, qui correspond à la
succession des gorges élémentaires. La présence de
l'anneau de rétention 20 dans la gorge 22 permet
d'empêcher un déplacement axial des aubes 16. Pour
faciliter son installation dans la gorge 22, l'anneau
de rétention 20 est ouvert par une fente 24 qui sépare
les deux extrémités ou brins 26 de celui-ci.
I1 est généralement préféré que la fente 24
de l'anneau de rétention 20 soit située au niveau de
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l'une des dents 12 et non entre deux dents 12 voisines,
afin d'éviter que les extrémités de l'anneau de
rétention 20 ne sortent de la gorge 22. A cette fin, il
est connu de doter l'anneau de rétention 20 d'un
dispositif d'immobilisation en rotation, qui assure que
la fente 24 reste positionnée au niveau de l'une dent
12 une fois que l'anneau de rétention 20 a été installé
dans la gorge 22.
Le dispositif d'immobilisation en rotation
de l'anneau de rétention 20 selon la technique
antérieure, illustré sur la figure l, comporte .
- deux taquets 30 de l'anneau de rétention
20, qui sont disposés respectivement aux deux
extrémités 26 de celui-ci, de chaque côté de la fente
24, et qui ont chacun une face de contact 32 du côté de
la fente 24, et
- un crochet formant butée 60 de l'une des
dents 12, ce crochet formant butée 60 ayant une face
frontale 42 et deux faces latérales 44 sensiblement
opposées l'une à l'autre, les faces latérales 44 étant
obtenues par usinage des côtés latéraux du crochet
formant butée 60.
Lorsque l'anneau de rétention 20 est mis en
place dans la gorge 22, chaque face de contact 32 des
taquets respectifs 30 se trouve en butée contre l'une
des faces latérales 44 du crochet formant butée 60. Par
suite, la fente 24 se trouve sous le crochet formant
butée 60 et l'anneau de rétention 20 est empêché de
tourner dans la gorge 22, de sorte que l'anneau de
rétention 20 ne peut pas sortir spontanément dè la
gorge 22 lors du fonctionnement de la turbomachine. I1
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s'ensuit que les aubes 16 ne peuvent s'échapper des
alvéoles 13 dans lesquelles sont insérés leurs pieds
14.
Cependant, la largeur D du crochet formant
butée 60 est réduite, du fait de l'usinage de ce
crochet formant butée 60 sur ses deux côtés latéraux.
Par suite le recouvrement de la fente 24 de l'anneau de
rétention 20 par le crochet formant butée 60 se fait
sur une distance qui est égale à la largeur D du
crochet formant butée 60, et il existe un risque que
l'une des deux extrémités 26, ou les deux extrémités
26, de l'anneau de rétention 20 s'échappe de la gorge
élémentaire de la dent 12 ayant le crochet formant
butée 60. Ce risque est accru lorsque la fente 24 de
l'anneau de rétention 20 est orientée obliquement par
rapport à la direction circonférentielle de l'anneau de
rétention 20, et non perpendiculairement à cette
direction. Par suite, il pourrait se produire un
déplacement axial d' une aube 14, et par suite la perte
de cette aube 14.
EXPOSÉ DE D'INVENTION
La présente invention propose un dispositif
d'immobilisation en rotation d'un anneau de rétention
des aubes d'un rotor d'une turbomachine, qui surmonte
l'inconvénient ci-dessus mentionné inhérent au
dispositif d'immobilisation en rotation de la technique
antérieure.
Selon un premier aspect, l'invention se
rapporte à un dispositif d'immobilisation en rotation
d'un anneau de rétention d'aubes sur un disque de rotor
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d'une turbomachine suivant une direction sensiblement
axiale de ladite turbomachine,
ledit disque de rotor étant muni de
crochets répartis sur sa circonférence et définissant
5 une gorge pour recevoir ledit anneau de rétention, et
ledit anneau de rétention étant muni d'une fente.
Le dispositif d'immobilisation comporte .
- un premier crochet d'immobilisation, un
deuxième crochet d'immobilisation et un troisième
crochet d'immobilisation successifs dudit disque de
rotor, et
- deux taquets dudit l'anneau de rétention,
disposés sur une face de celui-ci de chaque côté de
ladite fente.
La position desdits taquets sur ledit
anneau de rétention est telle que, lorsque ledit anneau
de rétention est en place dans ladite gorge, lesdits
deux taquets sont en butée respectivement contre ledit
premier crochet d'immobilisation et contre ledit
troisième crochet d'immobilisation, et ladite fente est
recouverte par ledit deuxième crochet d'immobilisation.
Comme cela apparaîtra dans la suite de la
description, l'expression « crochet d'immobilisation »
couvre deux fonctions que remplissent l'un et/ou
plusieurs de ces trois crochets . une fonction de butée
pour un taquet et une fonction de recouvrement de la
fente.
De préférence, ledit premier et ledit
troisième crochets d'immobilisation sont dotés chacun
d'une face de blocage sur leur côté qui est opposé au
côté en regard dudit deuxième crochet d'immobilisation,
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lesdits taquets dudit anneau de rétention sont dotés
chacun d'une face de contact orientée vers ladite
fente, et lesdites faces de blocage coopèrent avec
lesdites faces de contact pour une mise en butée
desdits taquets contre lesdits premier et troisième
crochets d'immobilisation.
En particulier, ladite gorge a deux parois
dont une paroi interne la plus proche du disque de
rotor et une paroi externe la plus éloignée du disque
de rotor, et chaque face de blocage est située sur le
crochet d'immobilisation correspondant, et s'étend
suivant la direction axiale à partir de la surface
libre dudit crochet d'immobilisation jusqu'à la paroi
interne de ladite gorge.
Selon une variante de réalisation, lesdites
faces de blocage sont orientées selon un plan radial
dudit disque de rotor.
Selon une autre variante de réalisation,
lesdites faces de blocage sont orientées selon un plan
oblique par rapport à un plan radial dudit disque de
rotor.
Selon un deuxième aspect, l'invention se
rapporte à un disque de rotor de turbomachine, muni de
crochets répartis sur sa circonférence et comportant un
premier crochet d'immobilisation, un deuxième crochet
d'immobilisation et un troisième crochet
d'immobilisation successifs, dans lequel ledit premier
et ledit troisième crochets d'immobilisation sont dotés
chacun d'une face de blocage sur leur côté qui est
opposé au côté en regard dudit deuxième crochet
d' immobilisation.
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De manière connue, lesdits crochets
définissent une gorge orientée radialement vers
l'intérieur ayant deux parois dont une paroi interne la
plus proche du disque de rotor et une paroi externe la
plus éloignée du disque de rotor. Selon l'invention,
chaque face de blocage est située sur le crochet
d'immobilisation correspondant, et s'étend suivant la
direction axiale à partir de la surface libre dudit
crochet d'immobilisation jusqu'à la paroi interne de
ladite gorge.
Selon une variante de réalisation, lesdites
faces de blocage sont orientées selon un plan radial
dudit disque de rotor.
Selon une autre variante de réalisation,
lesdites faces de blocage sont orientées selon un plan
oblique par rapport à un plan radial dudit disque de
rotor.
Selon un troisième aspect, l'invention se
rapporte à un anneau de rétention des aubes d' un rotor
de turbomachine, destiné à être associé à un disque de
rotor selon le premier aspect de l'invention,
comportant une fente et deux taquets disposés sur une
face de celui-ci de chaque côté de ladite fente, et
dans lequel lesdits taquets sont espacés l'un de
l'autre d'un écart angulaire au moins égal à trois fois
le pas angulaire séparant deux aubes successives.
Selon un quatrième aspect, l'invention se
rapporte à un ensemble disque/anneau,
comportant un anneau de rétention muni
d'une fente, et comportant un disque de rotor muni de
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crochets répartis sur sa circonférence et définissant
une gorge pour la réception dudit anneau de rétention,
caractérisé en ce que ledit disque de rotor
comporte un premier crochet d'immobilisation, un
deuxième crochet d'immobilisation et un troisième
crochet d'immobilisation successifs,
en ce que ledit anneau de rétention
comporte deux taquets disposés sur une face de celui-ci
de chaque côté de ladite fente,
et en ce que la position desdits taquets
sur ledit anneau de rétention est telle que, lorsque
ledit anneau de rétention est en place dans ladite
gorge, lesdits deux taquets sont en butée
respectivement contre ledit premier crochet
d'immobilisation et contre ledit troisième crochet
d'immobilisation, et ladite fente est recouverte par
ledit deuxième crochet d'immobilisation.
De préférence, ledit premier et ledit
troisième crochets d'immobilisation sont dotés chacun
d'une face de blocage sur leur côté qui est opposé au
côté en regard dudit deuxième crochet d'immobilisation,
lesdits taquets dudit anneau de rétention sont dotés
chacun d'une face de contact orientée vers ladite
fente, et lesdites faces de blocage coopèrent avec
lesdites faces de contact pour une mise en butée
desdits taquets contre lesdits premier et troisième
crochets d'immobilisation.
Selon un cinquième aspect, l'invention se
rapporte à un rotor de turbomachine comportant un
dispositif d'immobilisation selon le premier aspect de
l'invention et/ou un disque de rotor selon le deuxième
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aspect de l'invention et/ou un anneau de rétention
selon le troisième aspect de l'invention et/ou un
ensemble disque/anneau selon le quatrième aspect de
l'invention.
Selon un sixième aspect, l'invention se
rapporte à une turbomachine, par exemple un moteur
d'aéronef comportant un dispositif d'immobilisation
selon le premier aspect de l'invention et/ou un disque
de rotor selon le deuxième aspect de l'invention et/ou
un anneau de rétention selon le troisième aspect de
l'invention et/ou un ensemble disque/anneau selon le
quatrième aspect de l'invention.
BR~VE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise à la
lecture de la description détaillée qui va suivre de
modes de réalisation de l'invention, donnés à titre
illustratif et nullement limitatif, en référence aux
dessins annexés, dans lesquels .
- la figure 1, déjà décrite, représente une
vue en perspective d'une portion de disque de rotor,
adapté pour un dispositif d'immobilisation en rotation
d'un anneau de rétention d'aubes, conformément à la
technique antérieure ;
- la figure 2, déjà décrite, représente une
vue en perspective d'un dispositif d'immobilisation en
rotation d'un anneau de rétention d'aubes d'un rotor de
turbomachine, conformément à la technique antérieure
- la figure 3 représente une vue en
perspective d'une portion de disque de rotor, adapté
pour un dispositif d'immobilisation en rotation d'un
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anneau de rétention d'aubes mobiles, conformément à
l'invention ;
- la figure 4 représente une vue en
perspective d'un dispositif d'immobilisation en
rotation d'un anneau de rétention d'aubes d'un rotor de
turbomachine, conformément à l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Le dispositif d'immobilisation en rotation
selon l'invention, illustré aux figures 3 et 4, ne sera
décrit que pour ses différences avec le dispositif
d'immobilisation en rotation selon la technique
antérieure, illustré aux figures 1 et 2. Sur les
figures, des repères identiques désignent des
caractéristiques identiques.
Pour simplifier la description détaillée
qui suit, l'anneau de rétention sera simplement appelé
« anneau » et les premier, deuxième et troisième
crochets d'immobilisation seront simplement appelés
« premier crochet », « deuxième crochet », et
« troisième crochet » respectivement.
En se reportant aux figures 3 et 4, un
disque 10 d'un rotor comporte des dents 12 qui
s'étendent radialement à partir de sa circonférence et
sont réparties sur cette circonférence. L'espace entre
deux dents 12 successives forme une alvéole 13 orientée
axialement dans laquelle est inséré un pied 14 d'une
aube 16. Ces deux dents 12 successives ont des formes
et des dimensions qui permettent de contenir
circonférentiellement et radialement l'aube 16
installée entre elles dans l'alvéole 13.
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Les dents 12 ont une partie en saillie 4
qui dépasse du disque 10 suivant la direction axiale
vers l'amont, et/ou une partie en saillie 4 qui dépasse
du disque 10 suivant la direction axiale vers l'aval.
Dans chaque partie en saillie 4 est ménagée une gorge
élémentaire s'ouvrant radialement vers l'intérieur,
l'extrémité libre de chaque partie en saillie 4 au-delà
de la gorge élémentaire par rapport au corps de disque
11 formant un crochet 6 orienté radialement vers
l'intérieur. Chaque gorge élémentaire possède deux
parois dont une paroi interne la plus proche du disque
de rotor 10 et une paroi externe la plus éloignée du
disque de rotor 10.
La succession des gorges élémentaires forme
une gorge 22, discontinue, dans laquelle est disposé un
anneau 20. L'anneau 20 dans la gorge 22 constitue une
butée axiale qui permet d'empêcher un déplacement axial
des aubes 16. Pour faciliter son installation dans la
gorge 22, cet anneau 20 est ouvert par une fente 24 qui
sépare ses deux extrémités 26 l'une de l'autre.
L'anneau 20 comporte deux taquets 30
positionnés sur une même face de celui-ci, sur la face
opposée à sa face en regard du disque de rotor 10, dans
l'exemple illustré à la figure 2.
De préférence, chaque taquet 302, 304 est
réalisé de la manière suivante. On réalise deux
découpes sur l'anneau 20, de manière à retirer un
secteur d'anneau ayant une dimension donnée suivant la
direction circonférentielle dudit anneau 20 et la même
dimension que le reste de l'anneau 20 suivant la
direction axiale de celui-ci. On remplace le secteur
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retiré par une pièce ayant la même dimension suivant la
direction axiale et la même dimension suivant la
direction circonférentielle, mais ayant une épaisseur
plus importante. Cette pièce est fixée au reste de
l'anneau 20 par soudage de manière à reconstituer un
anneau 20 fermé. Puis on usine le taquet 302, 304 dans
ladite pièce d'épaisseur plus importante que le reste
de l'anneau 20. Un tel mode opératoire permet
d'effectuer un usinage précis des taquets 302, 304, en
assurant leurs dimensions et leur position sur l'anneau
20.
La fente 24 est réalisée sur l'anneau 20
après la réalisation des deux taquets 30. Elle est
positionnée de telle manière que les deux taquets 30
soient disposés vers l'une des extrémités 26 de
l' anneau 20, de part et d' autre de la fente 24, à une
distance déterminée de celle-ci. De préférence, les
deux taquets 30 sont espacés l'un de l'autre d'un écart
angulaire au moins égal à trois fois le pas angulaire
des aubes 16. Ce pas angulaire est défini comme l'écart
angulaire entre les plans médians de deux alvéoles 13
successives.
Chaque taquet 30 comporte une face de
contact 32 orientée du côté de la fente 24 de l' anneau
20.
Parmi les crochets 6 se trouvent
successivement un premier crochet 62, un deuxième
crochet 64 et un troisième crochet 66.
Le deuxième crochet 64 a une géométrie
similaire à la géométrie des crochets 6 de la technique
antérieure.
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Le premier crochet 62 et le troisième
crochet 66 ont une géométrie modifiée par rapport celle
des crochets 6. Chacun des premier et troisième
crochets 62, 66 présente une face frontale 142 qui est
la face de sa surface libre, et une face latérale 144
qui est sensiblement perpendiculaire à la face frontale
142. La face latérale 144 du premier crochet 62,
respectivement du troisième crochet 66, s'étend depuis
la face frontale 142 dudit crochet 62, 66, jusqu'à la
paroi interne de la gorge élémentaire dudit crochet 62,
66. De préférence, la face latérale 144 du premier
crochet 62 est obtenue par usinage, sur son côté
latéral qui est opposé à son côté latéral qui est en
regard du troisième crochet 66. De manière analogue, la
face latérale 144 du troisième crochet 66 est obtenue
par usinage sur son côté latéral qui est opposé à son
côté latéral qui est en regard du premier crochet 62.
En d'autres termes, chacune des dents 12
correspondantes se termine par un crochet 62, 66 qui
présente une face latérale 144 sur son côté opposé à
son côté en regard de l'autre crochet 66, 62, ladite
face latérale 144 étant circonférentiellement en
retrait.
Sur l'exemple illustré à la figure 2, les
faces latérales 144 sont orientées selon un plan radial
du disque de rotor 10.
La position des deux taquets 30 sur
l'anneau 20 est établie de manière appropriée, de
préférence en fonction des dimensions et distances des
crochets 62, 64, 66 du disque de rotor 10. Cette
position peut être définie par leurs distances
*",.W*~ ...H~,... .~.~.,w~. ~"".,...,~.,,.."~",..
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respectives par rapport aux extrémités 26 respectives
de l'anneau 20 ou par l'écart angulaire qui les sépare.
Pour des raisons de facilité de fabrication, il est
préféré, mais non nécessaire, que les deux taquets 30
soient disposés de manière symétrique de part et
d'autre de la fente 24.
Avec une position relative appropriée des
deux taquets 30 sur l'anneau 20, lorsque l'anneau 20
est mis en place dans la gorge 22, la face de contact
32 de l'un des taquets 30 se trouve en butée contre la
face latérale 144 du premier crochet 62, et la face de
contact 32 de l'autre taquet 30 se trouve en butée
contre la face latérale 144 du troisième crochet 66.
Les faces latérales 144 sont des faces de blocage
respectives du premier crochet 62 et du troisième
crochet 66, qui coopèrent avec les faces de contact 32
respectives des deux taquets 30 de l'anneau 20. Les
deux extrémités 26 de l'anneau 20 et la fente 24 se
trouvent alors sous le deuxième crochet 64.
L'anneau 20 est ainsi empêché de tourner
dans la gorge 22. Par suite, l'anneau 20 ne peut pas
s' échapper de la gorge 22 lors du fonctionnement de la
turbomachine. I1 s'ensuit que les aubes 16 ne peuvent
s'échapper suivant la direction axiale de l'alvéole 13
dans laquelle elles sont insérées.
L'invention qui vient d'être décrite permet
donc d'empêcher l'anneau 20 de tourner dans la gorge
22. Elle présente l'avantage que la fente 24 de
l'anneau 20 se trouve positionnée sous un crochet et
non pas entre deux crochets. De plus, la fente 24 se
trouve positionnée sous le deuxième crochet 64, qui ne
»~#.r~,~ m~~
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présente pas de face latérale en retrait, et possède
donc une largeur DD qui n'est pas réduite comme pouvait
l'être la largeur D du crochet 60 du dispositif
d'immobilisation de la technique antérieure. Par suite,
5 les risques de sortie des extrémités de l'anneau 20
hors de la gorge 22 sont réduits.
Avec le dispositif d'immobilisation en
rotation de l'anneau selon l'invention, la fonction
d'immobilisation proprement dite (par mise en butée des
10 faces de contact 32 des taquets contre les faces de
blocage 144 des premier et troisième crochets 62, 66)
et la fonction de recouvrement de la fente 24 ne sont
pas assurées par un seul crochet de disque comme
c'était le cas avec le dispositif d'immobilisation de
15 la technique antérieure.
L'invention n'est pas limitée au mode de
réalisation qui vient d'être décrit. Sur l'exemple
illustré à la figure 4, la fente 24 est perpendiculaire
à la direction circonférentielle de l'anneau 20, mais
elle pourrait être oblique, sans sortir du cadre de
l'invention.
Sur l'exemple illustré aux figures 3 et 4,
les faces de blocage sont orientées selon une direction
radiale du disque de rotor 10, mais elles pourraient
être orientées selon une direction oblique par rapport
à une direction radiale du disque de rotor 10, sans
sortir du cadre de l'invention.
Sur l'exemple illustré aux figures 3 et 4,
les alvéoles 13 dans lesquelles sont insérés les pieds
14 des aubes 16 sont orientées axialement, mais
l'invention s'applique également aux configurations
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dans lesquelles la direction des alvéoles forme un
angle avec la direction axiale de la turbomachine.
