Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02760470 2011-10-28
WO 2010/128229 PCT/FR2010/050747
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Rotor de soufflante d'un turboréacteur d'avion
L'invention se rapporte à un rotor de soufflante d'un
turboréacteur d'avion et concerne plus particulièrement le verrouillage des
pieds d'aubes dans leurs rainures respectives. Elle vise en particulier le
perfectionnement du système de verrous individuels permettant de
maintenir les aubes dans leurs rainures respectives. Elle se rapporte
également à un turboréacteur d'avion dont la soufflante est équipée d'un
tel rotor.
Dans un turboréacteur double flux, le rotor de la soufflante
porte un certain nombre d'aubes, chaque aube comportant un pied d'aube
nervuré engagé dans une rainure ménagée à la périphérie d'une roue. Les
rainures sont définies entre des protubérances radiales munies de
bossages latéraux longitudinaux, recouvrant les bords des rainures et
conformés pour retenir les pieds d'aube.
Au montage, on engage chaque pied d'aube dans sa rainure en
le faisant glisser par l'extrémité amont de celle-ci.
Dans la suite du texte, les termes "amont" et "aval" sont utilisés
pour désigner respectivement une position vers l'avant ou vers l'arrière du
moteur, suivant le sens d'écoulement de l'air dans la soufflante.
Il est connu de fermer chaque rainure à son extrémité amont
par un verrou engagé dans des encoches latérales pratiquées de part et
d'autre de la rainure, dans des prolongements amont desdites
protubérances radiales, sortes de dents faisant saillie à l'amont de la roue.
Ces encoches sont orientées de façon à converger l'une vers l'autre
radialement vers l'extérieur. Les verrous comportent des bords latéraux
présentant la même convergence que lesdites encoches. Ils sont montés
en étant engagés par les extrémités radiales internes, débouchantes, des
encoches pratiquées dans lesdites dents.
Le rôle des verrous est important puisque la force axiale que le
pied d'aube exerce sur chacun d'eux est comprise, normalement, entre
500 et 900 kg. De plus, en cas d'avarie, pouvant aller jusqu'à la rupture
d'une aube, le verrou doit permettre de dissiper l'énergie de choc et de
minimiser la détérioration des aubes et pièces voisines.
On connaît, du document US 5 259 728 un type de verrou
comportant un élément métallique relativement épais, par exemple en
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titane, portant sur sa face aval une structure d'amortissement constituée
par un élément creux en nid d'abeilles. Cette structure est suffisamment
rigide pour résister aux sollicitations normales du pied d'aube. En cas
d'incident grave, elle permet, en s'écrasant, d'amortir le choc.
Cependant, la structure en nid d'abeilles faite à partir de
feuillard assez mince, est difficile à fixer (souder) sur la face aval de
l'élément métallique épais dudit verrou. Le prix de revient d'un tel verrou
est en outre assez élevé.
L'invention permet de résoudre ces problèmes.
Plus précisément, l'invention concerne un rotor de soufflante
comportant des aubes de soufflante rattachées à la périphérie d'une roue,
chaque aube comportant un pied d'aube engagé dans une rainure de
ladite roue et retenu dans celle-ci par un verrou engagé dans des
encoches pratiquées au voisinage et de part et d'autre de l'extrémité
amont de la rainure correspondante, pour s'opposer à un déplacement
dudit pied d'aube en direction axiale, caractérisé en ce que chaque verrou
précité dit verrou principal est associé à un verrou supplémentaire distinct
dudit verrou principal et espacé de celui-ci d'une distance prédéterminée,
ledit verrou supplémentaire étant situé entre ledit verrou principal et
l'extrémité amont dudit pied d'aube engagé dans la rainure.
Selon un mode de réalisation, le verrou supplémentaire est une
paroi mince. Ladite paroi mince est avantageusement en matériau
déformable, comme par exemple une plaque de métal engagée dans des
encoches correspondantes pratiquées de part et d'autre de la rainure en
amont de celle-ci.
Cette plaque de métal dont le contour extérieur est
avantageusement semblable à celui du verrou principal, peut, par
exemple, être réalisée en acier inoxydable ou en tout autre métal
susceptible de se déformer sans casser, en venant s'écraser contre la face
aval du verrou principal. La déformation de la plaque mince n'entraîne ni
son extraction, ni la formation de débris susceptibles d'endommager les
aubes voisines.
Le coût dudit verrou supplémentaire est très faible. Son
épaisseur est faible au regard de l'épaisseur du verrou principal,
habituellement de l'ordre de 1/4 à 1/3 de l'épaisseur du verrou principal.
En conséquence, les encoches correspondantes pratiquées de part et
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d'autre de la rainure sont également de faible largeur et peuvent par
conséquent être aisément réalisées par un usinage du type électroérosion
au fil.
On peut même envisager d'adapter ce nouveau type de
verrouillage sur des roues existantes, déjà en service, par exemple lors
d'une opération de maintenance.
Selon une autre caractéristique avantageuse, le verrou
supplémentaire comporte une languette s'étendant sensiblement
perpendiculairement à sa surface, vers l'amont. Cette languette est
soudée à un bord dudit verrou principal. En conséquence, au moment du
montage, on dispose d'un seul ensemble de verrouillage, l'écartement
entre les deux verrous étant prédéterminé par la longueur de la languette.
Cet ensemble de verrouillage peut être mis en place en introduisant les
deux verrous dans leurs encoches respectives par leurs extrémités radiales
internes débouchantes.
Selon une autre caractéristique avantageuse, une patte de
fixation fait saillie à l'amont dudit verrou principal, pour le montage d'une
cale insérée entre le pied d'aube et le fond de ladite rainure. Ainsi, la
cale,
traditionnellement logée au fond de la rainure, est fixée au verrou
principal et immobilisée axialement par la mise en place de celui-ci.
Inversement, la cale empêche le dégagement du verrou.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-
ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre
donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins
annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle en perspective de la roue du
rotor de soufflante montrant l'extrémité d'une rainure ;
- la figure 2 est une vue en élévation de l'ensemble de
verrouillage composé des deux verrous ;
- la figure 3 est une vue en perspective du même ensemble de
verrouillage ;
- la figure 4 est une vue partielle en perspective de la roue,
avec l'aube et l'ensemble de verrouillage en place ;
- la figure 5 est une vue partielle selon la flèche V de la figure
4, l'ensemble de verrouillage étant fixé à la cale installée sous le pied
d'aube ; et
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- la figure 6 est une vue selon la flèche VI de la figure 5.
Le rotor de soufflante 11 tel que représenté, se compose
principalement d'un disque constituant une roue 13, auquel sont
rattachées des aubes de soufflante 15. Chaque aube comporte un pied
d'aube 17, muni de nervures latérales, engagées dans une rainure 18,
correspondante de la roue 13. Cette dernière comporte ainsi à sa
périphérie des protubérances radiales 20, s'étendant sur une certaine
longueur, parallèlement à l'axe du rotor. Ces protubérances radiales sont
munies de bossages latéraux 22 s'étendant au-dessus des bords des
rainures 18 voisines. Ainsi, la forme des rainures 18 et des protubérances
est déterminée pour retenir les pieds d'aube. Une cale longitudinale 24
est insérée entre le fond de chaque rainure et le pied d'aube qui s'y
trouve, pour stabiliser la position de l'aube, radialement. Les extrémités
amont des rainures sont refermées individuellement par des verrous 28.
15 Un verrou 28 est ci-après dénommé verrou principal.
Chaque verrou principal 28 est engagé dans des encoches 34
pratiquées de part et d'autre de la rainure 18 qu'il referme au voisinage de
l'extrémité amont de celle-ci. Les portions d'extrémité 19 des
protubérances radiales 20 font saillie vers l'amont par rapport à la face
20 amont 13a de la roue 13. Chaque encoche 34 est pratiquée dans cette
partie en saillie de la protubérance radiale 20 adjacente. Ainsi disposé, le
verrou peut s'opposer au déplacement de l'aube en direction axiale vers
l'amont.
Les encoches 34 débouchent en avant de la rainure et sont
orientées de façon à converger l'une vers l'autre radialement vers
l'extérieur. Un verrou principal 28 correspondant comporte des bords 30
présentant la même convergence que les encoches.
Selon une caractéristique importante de l'invention, chaque
verrou principal 28 est associé à un verrou supplémentaire 32 à paroi
mince, déformable, distinct dudit verrou principal 28 et espacé de celui-ci
d'une distance prédéterminé. Le verrou supplémentaire 32 se trouve donc
intercalé entre le verrou principal 28 et l'extrémité amont du pied d'aube
17 monté dans la rainure correspondante.
Plus précisément, le verrou supplémentaire 32 est une plaque
de métal, par exemple en acier inoxydable, engagée dans des encoches
36 correspondantes pratiquées de part et d'autre de ladite rainure, dans
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les portions d'extrémité 19, en saillie, des protubérances radiales
20 adjacentes. Ainsi, les encoches 34 du verrou principal 28 et celles du
verrou supplémentaire 32 débouchent radialement intérieurement à
l'avant de la face amont 13a de la roue 13. Le verrou supplémentaire 32 a
5 sensiblement le même contour que le verrou principal 28 et les encoches
36 dans lesquelles il est engagé sont aussi semblables à celles qui
accueillent le verrou principal voisin. Elles ont cependant une plus faible
longueur axiale puisque le verrou supplémentaire 32 est plus mince que le
verrou principal. Typiquement, l'épaisseur du verrou supplémentaire sera
approximativement comprise entre le quart et le tiers de l'épaisseur du
verrou principal.
Comme on le voit sur les dessins, le verrou supplémentaire
comporte une languette 38 s'étendant sensiblement perpendiculairement
à sa surface en direction du verrou principal et cette languette est soudée
à un bord 37 du verrou principal. On dispose ainsi d'un ensemble de
verrouillage 28, 32 unitaire pour venir fermer l'extrémité amont de chaque
rainure 18. Le montage se fait en insérant les deux verrous simultanément
dans leurs encoches, radialement vers l'extérieur.
En outre, une patte de fixation 40 fait saillie à l'amont du verrou
principal pour l'immobilisation de la cale 24 insérée entre le pied d'aube et
le fond de la rainure. La patte de fixation 40 est pourvue d'un écrou
prisonnier 42 et l'extrémité de la cale est percée d'un trou. Ainsi, après
mise en place des verrous, la cale 24 est glissée dans la rainure 18 entre
la paroi de fond de celle-ci et la face radiale interne du pied d'aube et
l'extrémité de la cale est fixée à la patte de fixation au moyen d'une vis ou
analogue. La vis traverse le trou de la cale et est vissée dans l'écrou du
verrou. Une pièce d'entretoisement 45 est intercalée entre l'extrémité de
la cale 24 et la patte de fixation 40.
Les encoches 36 du verrou supplémentaire sont étroites et par
conséquent elles peuvent être réalisées par mise en oeuvre d'un procédé
d'électroérosion à fil. Cette opération peut s'effectuer sur une roue de
rotor déjà existante, c'est-à-dire non prévue à l'origine pour ce type de
verrouillage.
