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La présente invention a trait à des rotors pour moteurs à turbine à gaz et concerne plus spécifiquement. des rotors de l'espèce comprenant plusieurs disques.
Dans de tels rotors, on connaît la mesure consistant à prévoir un dispositif destiné à situer les disques radialement les uns par rapport aux autres, à les situer oirconférentiellement et à les relier entre eux pour torsion et l'on connaît bien aussi la mesure consistant à situer les disques axialement par aboutement axial mutuel.
Selon la présente invention, dans un rotor de l'espèce comprenant plusieurs disques coaxiaux, le dispositif destiné à situer les disques cir- conférentiellement et à situer les disques radialement les uns par rapport aux autres est constitué uniquement par plusieurs chevilles dont les tiges sont agencées de manière à venir en prise avec des surfaces s'étendant ra- dialement, faisant face en sens opposés et circonférentiellement, d'un des- dits disques, et avec des surfaces correspondantes des autres disques*
Selon une caractéristique préférée de l'inventio, lesdites surfa- ces sont formées par des creux semi-cylindriques prévus dans des disques voisins, les axes des creux étant radiaux,
et les tiges des chevilles ont une section circulaire et sont dépouillées sur la partie faisant face axia- lement de leurs surfaces où les chevilles s'engagent dans les creux semi- cylindriques
Chacune des chevilles est de préférence portée par)un desdits dis- ques du fait qu'une partie de sa tige s'engage dans un trou à section circu- laire complète, prévu dans une partie dudit disque, le trou étant coaxial et constituant un prolongement du creux semi-cylindrique dudit disque.
Lors de l'assemblage d'un rotor selon ces particularités préférées de l'invention, les creux de disques voisins se correspondent de manière à créer des trous à section circulaire complète et, de préférence, le diamè- tre des chevilles est de nature créer un montage à frottement dans les trous. Les creux sont de préférence formés en forant les disques en position assemblée.
.Il est, en outre, préférable que les disques comportent, à une distance radiale substantielle à partir de leurs axes, des brides axialement dirigées, qui s'aboutent entre elles sur des surfaces planes, faisant face axialement, pour déterminer l'espacement axial des disques et pour assurer que les disques soient d'équerre les uns par rapport aux autres, c'est-à-di- re que leurs axes de symétrie sont correctement alignés. Dans un tel agence- ment, les chevilles sont de préférence montées dans une bride de manière que leurs axes soient dans le plan de la surface d'aboutement de la bride, et l'autre bride comporte les creux semi-cylindriques, qui sont espacés de ma- nière correspondante tout autour de sa surface d'aboutement de manière que leurs lignes centrales se -trouvent dans le plan de la surface.
Il a été trouvé que, dans les cas ou l'on utilisait deux disposi- tifs séparés,l'un pour assurer la situation circonférentielle des disques, tel que des dents en prise mutuelle, et l'autre pour assurer la situation radiale des disques, tel qu'un tenon sur un disque, engagé dans un forage de l'autre disque, le caractère concentrique et, donc, l'équilibre de l'as- semblage peuvent être dérangés par l'application d'une charge de torsion, du fait de l'impossibilité d'assurer une allsolue précision aux deux situa- tions.
Toutefois, dans le cas où la situation circonférentielle et la si- tuation radiale sont assurées par un seul dispositif, comme dans les cons- tructions selon la présente invention, le caractère concentrique, et, donc, l'équilibre ne peuvent être dérangés par l'application d'une charge de tor-
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sien.
La présente invention a une application importante dans les cons- tructions de rotor dans lesquelles un organe formant boulon s'étend dans la direction de l'axe, à travers au moins quelques uns des disques, pour venir en prise avec un organe formant écrou, de manière à soumettre L'assemblage à la compression. Par exemple, le boulon peut passer librement à travers l'assemblage de disques d'un côté à 1'.autre et s'abouter à l'assemblage à une extrémité, l'écrou s'aboutant à l'assemblage à l'autre extrémité ; ou encore, l'organe formant écrou peut être porté par un disque terminal, entre lui et le disque suivant, et l'organe formant boulon peut s'étendre à travers le disque suivant pour venir en prise avec l'écrou.
Une construction de rotor comme celle qui vient d'être exposée et réalisant l'invention va maintenant être décrite en se référant aux dessins annexés.
La figure 1 est une section longitudinale partielle des rotors d'une turbine axiale à étages multiples d'un moteur à turbine à gaz.
La figure 2 est une section suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une partie de la figure 1, à une plus grande échel- le.
La figure 4 est une section suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 est une section suivant la ligne V-V de la figure 3.
La figure 6 est une vue correspondant à une partie de la figure 3, représentant une variante.
La figure 7 est une vue dans la direction de la flèche 7 de la fi- gure 6.
Il est d'abord fait référence à la figure 1 ; le rotor de turbine, représenté figure 1, comprend quatre disques 10, 11, 12 et 13 dont le dis- que haute pression 10 tourne indépendamment des trois disques aval 11, 12 et 13 qui sont reliés de manière à tourner ensembles Les disques portent des au- bages de turbine 14 à leur périphéries.
Le disque haute pression 10 est porté par une extrémité d'un arbre creux 15 et est fixé sur l'arbre du fait qu'il comporte une bride 16 desti- née à s'abouter contre une bride 17 de l'extrémité de l'arbre et du fait qu'on prévoit des boulons' 18, destinés à maintenir les brides 16 et 17 en a- boutement axiale L'arbre 15 est monté dans des paliers dont un est représen- té en 19.
L'assemblage de rotor basse pression est agencé-pour actionner un arbre 20 et comprend les disques 11, 12 et 13 qui sont montés sur un organe 22. Ce dernier non seulement forme une allonge axiale del'arbre 20 qui est actionné depuis le disque Il par une combinaison de clavette hélicoïdale et d'accouplement sphérique 21, mais constitue aussi le dispositif par lequel les disques 11, 12 et 13 sont tenus en aboutement axial mutuel. L'assembla- ge de rotors basse pression, comprenant l'organe 22, est porté par des pa- liers du côté amont du disque 11 et du-côté aval du disque 13, d'une maniè- re qui sera décrite plus loin.
Chacun des disques 11, 12 et 13 est pourvu d'un moyeu axialement épaissi, 11a, 12a, 13a, respectivement, qui est foré centralement pour per- mettre le libre passage de l'organe 22. Le moyen lla comporte une bride llb s'étendant vers l'amont et comportant une portée interne 11c ayant une sur- face cylindrique destinée à s'engager sur une partie 22a, épaissie radiale- ment vers l'intérieur, de l'organe 22, et ayant aussi une surface lld, fai- sant face axialement et destinée à s'abouter avec la tête élargie 22b de l'or-
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gane 22. L'extrémitéamont de la bride 11b porte extérieurement un organe de coussinet lisse 23 et est intérieurement clavetée de manière à coopérer avec les clavettes extérieures de l'arbre 20, ces dernières faisant partie de l'accouplement 21.
Un organe 38 à surface sphérique est en prise par filet de vis avec l'extrémité de l'arbre 20 et s'abouteà une surface sphérique correspondante, faisant face axialement, de la tête 22b de l'organe 22, avec laquelle il est en prise par une fixation dentée du type à baïonnette. L'or- gane de coussinet' 23 tourne par rapport à un organe de coussinet lisse coo- pérant 24, fixé à l'intérieur de l'arbre 15. L'angle des clavettes hélicoi- dales de l'accouplement 21 est choisi de manière que les forces résultantes agissant sur l'arbre 20, d'une part, et sur l'assemblage de turbine compre- nant les disques 11,12, 13 et l'organe 22, d'autre part, soumettent à une cbmpression les surfaces sphériques d'aboutement de la tête 22b et de l'or- gane 38, tendant ainsi à les maintenir en contact.
L'organe 38 est verrouil- lé contre la rotation par rapport à l'organe 22 de toute manière convenable, par exemple par des clevettes internes perlées par les organes 22, 38, en prise avec des clavettes externes portées par un manchon intérieur à leurs alésages.
Le disque1Baunebride 13bs'étendant vers l'aval, comportant des clavettes internes, destinées à venir en prise avec des clavettes exter- nes correspondantes d'une portée 22d; l'extrémité de la bride 13b s'aboute contre une bride 25a, dirigée vers l'intérieur, du chemin de roulement inté- rieur 25 du palier de l'extrémité aval de l'assemblage de rotor basse pres- sion. La bride 25a est gardée en aboutement avec la bride 13b au moyen d'un écrou 26 visser sur l'extrémité.de l'organe 22 ; une rondelle de verrouillage 27 est prévue entre l'écrou et la bride 25a. L'alésage de la bride 25a et la rondelle de verrouillage 27 comportent aussi des dispositifs destinés à ve- nir en parias avec les clavettes externes portées par la portée 22d.
Les disques 11, 12 et 13 comportent aussi, à une distance radiale substantielle de l'axe et à l'extérieur de leurs moyeux, des brides axiales qui, lors de l'assemblage, viennent s'abouter et déterminent l'espacement axial et la position d'équerre des disques, ainsi qu'il va être décrit plus en détail ci-*dessous; on voit qu'en serrant l'écrou 26 sur l'organe 22, l'as- semblage comprenant les disques 11,12 et 13 est mis sous compression et 1' organe 22 est mis sous traction.
Les brides qui déterminent l'espacement axial des disques portent aussi un dispositif destné à déterminer la situation radiale des disques et à les situer simultanément circonférentiellement les uns par rapport aux au- tres.On voit que le disque 12 comporte des brides semblables, dirigées en sens opposés, 28, et que les disques 11 et 13 comportent chacun une bride 29, ces brides étant semblables et dirigées vers les brides 28.
Il est maintenant fait référence aux figures 2 à 5; chacune des brides 28 est radialement' épaissie à,son bord et comporte une feuillure de. manière à former une surface plane 30, faisant face axialement, surplombée par une saillie axiale, formant bride 31, comportant extérieurement un cer- tain nombre de bossages 32, circonfrentiellement espacés.
Les bossages comportent des trous 32a de section circulaire, dont les axes sont radiaux et se trouvent dans le plan de la surface 30; ces trous traversent le bord épaissi de la bride axiale 28 de manière à s'éten- dre jusqu'à la limite radialement intérieure de la surface 30. Plusieurs en- coches semi-circulaires, circonférentiellement espacées 33 sont ainsi formées dans la surface 30.
@ treu Les trous 32 a des bossages 32)et les encoches semi-circu- saires 33 sont cccupés par des chevilles 34 qui comportent, à leurs extré@@@@ mités intérieures, des têtes 34à qui'les; situent radialement dans un sensuel qui'comportent 'dess parties rabattues 34b, à leurs extrémités, ex- térieures, qui empêchent les chevilles'34 de sortir des trous. Les surfaces des
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têtes 34a sont sphériques dans le voisinage des tiges des chevilles et les parties de la bride 28 qui entourent les encoches semi-circulaires 33 sont aussi sphériques pour coopérer avec ces têtes.
Les chevilles 34 sont situées de manière à ne pas tourner dans les trous 32a du fait qu'elles comportent des plats 34c sur leurs têtes, plats, dont l'un vient en prise avec une bride dirigée vers l'intérieur 28a de la périphérie intérieure du bord épaissi de la bride 28.
Les parties des tiges des chevilles 34 qui se trouvent dans les encoches semi-circulaires 33 sont symétriquement dépouillées sur leurs par- ties faisant face axialement, ainsi qu'il est indiqué en 35, de sorte que les surfaces de ces parties des tiges de cheville sont en contact avec les enco- ches 33 seulement sur leurs parties faisant face circonférentiellement. L'a- gencement est tel que ces parties des tiges de cheville soient montées à frottement dans les encoches. De même, du fait que les axes des chevilles 34 se trouvent dans le plan de la surface 30, les parties exposées des tiges de cheville sont à l'écart de la surface 30 et comportent des parties dé- pouillées 35 faisant face à la bride 29.
Les chevilles 34 comportent aussi des rainures de décharge 34d autour de la tige, dans le voisinage immédiat de la tête.
Le bord de la tige 29 est aussi radialement épaissi et cette épais- seur est telle qu'il peut pénétrer dans la feuillure du bord épaissi de la bride 28 avec un petit jeu entre les surfaces faisant face radialement des parties, mais de manière que sa surface faisant face axialement 36, qui est plane, s'aboute avec la surface 30. L'aboutement des surfaces 30, 36 déter- mine l'espacement axial des disques.
Le bord épaissi de la bride 29 est for-- mé avec une série d'encoches semi-circulaires 37 ayant un espacement et un diamètre correspondant à l'espacement et au diamètre des chevilles 34, de manière que, lorsque les disques sont axialement réunis et que la surface 36 est amenée à s'abouter avec la surface 30, les encoches 37 viennent en prise avec les chevilles 34 sur les parties faisant face circonférentiellement de leurs surfaces, pour situer ainsi les disques circonférentiellement l'un par rapport à l'autre et aussi pour créer une liaison pour torsion entre les disques. Ce montage constitue aussi un montage à frottement. Comme il faut observer, les chevilles radiales situent aussi les disques radialement l'un par rapport à l'autre.
De préférence, les encoches 33, 37 sont forées alors que les brides se trouvent en position assemblée, de manière qu'elles se correspondent avec la précision la plus grande possible.
Dans une variante représentée figures 6 et 7, les chevilles 34 ont des têtes en forme de T dont les branches'348 pénètrent dans des encoches 39 de la bride 28a pour empêcher la rotation des chevilles et dont les bras laté- raux 34f ont une surface commune 34g dirigée vers la bride 29 et contenue dans le plan de la surface d'aboutement 30, et une surface sphérique voisine des tiges de cheville. Ainsi, les têtes des chevilles s'appuient seulement sur la surface intérieure du bord épaissi de la bride 28, de manière que les surfaces intérieures de brides 28, 29 puissent avoir des rayons légèrement différents.
La description précédente montre que la présenter invention propo- se un dispositif simple et qui peut être aisément produit, destiné à situer des disques circonférentiellement l'un par rapport à l'autre et destiné aussi à maintenir les disques concentriques l'un par rapport à l'autre. L'invention propose aussi un dispositif simple destiné à situer des disques axialement l'un par rapport à l'autre, par comparaison avec des accouplements dans les- quels des brides d'aboutement comportent des dents en prise mutuelle.
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Bien que l'invention ait été décrite à propos d'un assemblage de trois disques, il faut observer que l'invention peut être appliquée à un as- semblage de deux disques ou d'un nombre plus grand de disques.
REVENDICATIONS.
1.- Rotor comprenant plusieurs disques de rotor coaxiaux et un dis- positif destiné à situer les disques circonférentiellement et à situer les disques radialement les uns par rapport aux autres, ledit dispositif étant constitué uniquement par plusieurs chevilles dont les tiges sont agencées de manière à venir en prise avec des surfaces s'étendant radialement, faisant face en sens opposés et oirconférentiellement, d'un desdits disques, et avec des surfaces correspondantes des autres disques.