EP4581243A1 - Clinquant pour disque de turbine de turbomachine, ensemble pour rotor de turbomachine, rotor de turbomachine, turbomachine et procédé de montage d'un ensemble pour rotor de turbomachine - Google Patents

Clinquant pour disque de turbine de turbomachine, ensemble pour rotor de turbomachine, rotor de turbomachine, turbomachine et procédé de montage d'un ensemble pour rotor de turbomachine

Info

Publication number
EP4581243A1
EP4581243A1 EP23776422.0A EP23776422A EP4581243A1 EP 4581243 A1 EP4581243 A1 EP 4581243A1 EP 23776422 A EP23776422 A EP 23776422A EP 4581243 A1 EP4581243 A1 EP 4581243A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tooth
disc
foil
blade
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23776422.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Kim Long Johan DO KHAC-VERHERTBRUGGEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of EP4581243A1 publication Critical patent/EP4581243A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3092—Protective layers between blade root and rotor disc surfaces, e.g. anti-friction layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/50—Building or constructing in particular ways
    • F05D2230/54—Building or constructing in particular ways by sheet metal manufacturing

Definitions

  • TITLE FOIL FOR TURBOMACHINE TURBINE DISC, ASSEMBLY FOR TURBOMACHINE ROTOR, TURBOMACHINE ROTOR, TURBOMACHINE AND METHOD FOR ASSEMBLY OF AN ASSEMBLY FOR TURBOMACHINE ROTOR
  • the present invention relates to a foil for a turbomachine turbine disk. It also relates to a rotor assembly comprising such a foil mounted around a tooth of the disc. It also relates to a method of assembling this assembly.
  • the invention finds applications in the field of aeronautics and, in particular, in the field of turbomachine rotors to protect both the blade root and the rim of the disc and increase the lifespan of the rotors.
  • a rotor blade 10 an example of which is shown in Figure 1, comprises a blade 12 provided, in the lower part, with a platform 11 extended radially by a foot 20 intended to be inserted into a cavity formed in the external periphery of a rotor disk.
  • the foot 20 of the blade 10 of the rotor - also called moving blade - is retained radially in the cavity of the disc by cooperation of shapes between said foot, generally in the shape of a dovetail, and the cavity, generally in the shape of a alveolus.
  • the blade 12 is provided with a heel 13 intended to be arranged edge to edge with the heel of the adjacent moving blades so as to form a rotating circumferential crown delimiting a surface of revolution around the axis of rotation disk.
  • the foil is a foil for a moving blade, mounted around the foot 20 of said moving blade.
  • This foil, referenced 30, is in contact with the disc and takes up a major part of the energy dissipated by friction in the contact between the root of the moving blade and the disc, which makes it possible to limit the wear of said blade root.
  • FIG 2 represents, in an enlarged manner, the foot 20 of the movable blade 10 of Figure 1, around which a conventional foil 30 is mounted.
  • This foil 30 has an overall U-shaped section, formed by two lateral branches 32, or lateral surfaces (only one of which is visible in Figure 2), intended to cover the lateral flanks 22 of the root 20 of the movable blade 10 and to maintain the foil 30 on the blade root 20.
  • the foil 30 also includes a base 31, also called lower surface, which connects the side surfaces 32 together and covers the lower face 21 of the blade root 20.
  • the foil 30 therefore has a function of protecting the blade root and the disc cavity by preventing wear of these parts. It thus guarantees the mechanical integrity of the parts (blade root and disc) with which it is in contact.
  • the foils tend to move axially, which damages the radial tabs 33 and even cuts them. Indeed, due to their radial folding during the manufacturing phase and/or their unfolding during the assembly phase, the radial tabs are weakened and the friction, generated by the repeated axial movement of the foils, has the effect of cut or break them. Once the radial tabs are broken, the foils 30 can partially or even completely disengage from the blade roots 20, as shown in Figure 3. [0010] The disengagement of one (or more) foil 30 can cause the foil to be released into the air stream of the turbomachine and damage the blades located downstream of the Low Pressure Turbine, and in particular the base blades.
  • TiAI titanium aluminides
  • FIG. 4 A sectional view of a blade root 20 mounted in a cavity 41 of the disc 40 is shown in Figure 4.
  • This view of Figure 4 shows the disc 40 in which the root 20 of the movable blade 10 is housed It also shows the hook 15 of the movable blade 10, projecting from the downstream face, into which a retaining part called retaining ring 50 is slipped.
  • the retaining ring 50 extends circularly along the face downstream of the disc 40 so as to retain all of the blade roots 20 in the cavities of the disc and prevent any axial movement of said blade roots towards the downstream.
  • the retaining ring 50 is therefore in contact not only with the downstream face of the blade roots 20, but also with the downstream rim 46 of the disc 40, at the level of the teeth of the disc.
  • This contact between the retaining ring 50 and the downstream rim of the teeth of the disc generates zones 48 of contact wear, as shown in Figure 5.
  • Each zone 48 of contact wear induces a risk of initiation and propagation of cracks which have a real impact on the lifespan of the disc.
  • a crack initiated by contact wear leads to premature removal of the disc followed by repair or replacement of said disc.
  • removing and repairing or replacing the disk causes significant costs in terms of parts and labor, as well as downtime of the turbomachine.
  • a foil for a turbine disc positioned at least partly around a tooth of the disc and extending, on the one hand, along the rim of the disc and, on the other hand, between the side wall of the cavity of the disc and the foot of the moving blade.
  • the invention relates to a foil for a turbomachine turbine disk, comprising an envelope at least partially surrounding a tooth of the turbine disk, said tooth separating a first and a second cavities of the disk, each adapted to receive a foot of a moving blade of the turbine, characterized in that the envelope is adapted to cover at least partially the side walls of the tooth as well as a downstream rim of said tooth.
  • the foil according to the invention has the advantage of protecting not only the contact zone between the blade root and the cavity of the disc but also the contact zone between the retaining ring and the rim of the disc. It also makes it possible to avoid the risk of disengagement of the foil.
  • the terms “lower”, “upper”, “internal” and “external” are interpreted with reference to the position of a part or a surface relative to the axis of rotation of the turbomachine, a lower or internal surface being closer to the axis of rotation than an external or external surface.
  • the term “lateral” is interpreted as “which is located on the sides of a part which extends radially” along an axis substantially perpendicular to the axis of rotation direction of the axis of rotation” and the term “radial” as “in a direction perpendicular to the axis of rotation” or “in the direction of a radius of the blade ring”.
  • upstream and “downstream” will be interpreted with reference to the direction of flow of the air flow in the turbomachine.
  • the foil for turbine disk according to one aspect of the invention may have one or more complementary characteristics among the following, considered individually or in all technically possible combinations :
  • the foil completely circumferentially covers a part of the downstream rim of the tooth, the part of the downstream rim of the tooth being delimited radially between the top of the tooth and a tangent line whose plane parallel to the x axis passes by the ends of the surfaces of the tooth opposite the top.
  • the foil comprises two lateral longitudinal edges each extending in an area covered by a main surface adapted to cover an external face of the tooth of the disc.
  • the two lateral longitudinal edges are parallel and are spaced from each other at a distance less than the circumferential width of the main surface.
  • the two lateral longitudinal edges connect an external surface of the foil and an internal surface of the foil adapted to be facing the tooth. It comprises a main surface adapted to cover an external face of the tooth of the disc, a first and a second side surfaces extending from the main surface to cover side walls of the disc tooth, and a downstream surface extending between the main surface and the side surfaces to at least partially cover a downstream rim of the disc tooth.
  • the tongue(s) is formed as an extension of the main surface and folded along the upstream rim.
  • the envelope is formed from a metal sheet.
  • a second aspect of the invention relates to an assembly for a turbomachine rotor, comprising: at least a first and a second movable blade configured to be movable in rotation around an axis of rotation of the rotor and each comprising a foot blade provided with a lower face and two lateral sides extending on either side of the lower face, a disc comprising at least a first and a second cavities adapted to each receive a blade root, and a tooth separating the first and second cavities, and a foil according to the first aspect of the invention.
  • the first lateral surface of the foil is housed between one of the side walls of the tooth of the disc and the lateral flank of the blade root of the first moving blade and the second lateral surface of the foil is housed between another of the side walls of the tooth of the disc and the lateral side of the blade root of the second moving blade.
  • a third aspect of the invention relates to a method of mounting a rotor assembly for a turbomachine according to the second aspect.
  • This process is characterized by the fact that it includes the following steps: positioning a foil according to the first aspect of the invention around a tooth of the disc so that said foil covers at least the side walls and the downstream rim of the tooth of the disc, folding of at least one tab so positioning it along the upstream rim of the tooth of the disc, and installing the first blade root in the first cavity of the disc and the second blade root in the second cavity so that a portion of the foil is positioned between the first blade root and one of the side walls of the disc tooth and another portion of the foil is positioned between the second blade root and the other side wall of the disc tooth.
  • a fourth aspect of the invention concerns a turbomachine rotor, characterized in that it comprises a plurality of assemblies as defined above, juxtaposed circularly next to each other.
  • a fifth aspect of the invention concerns a turbomachine, characterized in that it comprises a plurality of assemblies as defined above, mounted so as to form a rotor.
  • Figure 1 already described, represents a schematic perspective view of a moving blade of a turbomachine according to the state of the art
  • Figure 2 already described, represents a schematic perspective view of a movable blade root equipped with foil according to the state of the art
  • Figure 3 already described, schematically represents a perspective view of a broken foil, in the process of disengagement of the blade root;
  • Figure 5 already described, schematically represents a perspective view of a portion of a disc rim prematurely worn by contact with a retaining ring;
  • Figure 6 schematically represents a perspective view of a disc tooth equipped with a foil according to one embodiment of the invention when a blade root is mounted in the cavity adjacent to the tooth;
  • Figure 7 schematically represents a perspective view of a foil for a turbine disk according to a preferred embodiment of the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

L'invention concerne un clinquant (400) pour disque (40) de turbine de turbomachine, comprenant une feuille métallique formant une enveloppe entourant au moins partiellement une dent (42) du disque de turbine, ladite dent séparant une première et une deuxième cavités (41) du disque, adaptées chacune pour recevoir un pied (20) d'une aube mobile (10) de la turbine. L'enveloppe est adaptée à recouvrir au moins partiellement : - chacune des parois latérales (44) de la dent, et - une jante aval (46) de ladite dent (42). L'invention concerne aussi un ensemble pour rotor de turbomachine, un rotor de turbomachine ainsi qu'un procédé de montage d'un ensemble de rotor pour turbomachine.

Description

DESCRIPTION
TITRE : CLINQUANT POUR DISQUE DE TURBINE DE TURBOMACHINE, ENSEMBLE POUR ROTOR DE TURBOMACHINE, ROTOR DE TURBOMACHINE, TURBOMACHINE ET PROCÉDÉ DE MONTAGE D'UN ENSEMBLE POUR ROTOR DE TURBOMACHINE
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] La présente invention concerne un clinquant pour disque de turbine de turbomachine. Elle concerne également un ensemble pour rotor comportant un tel clinquant monté autour d’une dent du disque. Elle concerne en outre un procédé de montage de cet ensemble.
[0002] L’invention trouve des applications dans le domaine de l’aéronautique et, en particulier, dans le domaine des rotors de turbomachines pour protéger à la fois le pied d’aube et la jante du disque et augmenter la durée de vie des rotors.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0003] Il est connu, en aéronautique, qu’une aube de rotor 10, dont un exemple est représenté sur la figure 1 , comprend une pale 12 munie, en partie inférieure, d’une plateforme 11 prolongée radialement par un pied 20 destiné à être inséré dans une cavité ménagée dans la périphérie externe d’un disque du rotor. Le pied 20 de l’aube 10 du rotor - appelée aussi aube mobile - est retenu radialement dans la cavité du disque par coopération de formes entre ledit pied, généralement en forme de queue d’aronde, et la cavité, généralement en forme d’alvéole. En partie supérieure, la pale 12 est munie d’un talon 13 destiné à être disposé bord à bord avec le talon des aubes mobiles adjacentes de manière à former une couronne circonférentielle rotative délimitant une surface de révolution autour de l'axe de rotation X du disque.
[0004] Lors du fonctionnement du rotor, le contact entre les pieds des aubes mobiles (appelées plus simplement pieds d’aubes), qui sont par exemple en aluminure de titane, et le disque, qui est par exemple en alliage à base de nickel, entraîne une usure prématurée des pieds d’aubes et/ou des cavités du disque.
[0005] Afin de limiter l’usure des pieds d’aubes et des cavités du disque, il est connu de placer une pièce de contact 30, appelée clinquant, au niveau des interfaces de contact, communément dénommées portées, entre les pieds d’aubes et les cavités du disque. Classiquement, le clinquant est un clinquant pour aube mobile, monté autour du pied 20 de ladite aube mobile. Ce clinquant, référencé 30, est en contact avec le disque et reprend une majeure partie de l’énergie dissipée par frottement dans le contact entre le pied de l’aube mobile et le disque, ce qui permet de limiter l’usure dudit pied d’aube.
[0006] La figure 2 représente, de façon agrandie, le pied 20 de l’aube mobile 10 de la figure 1 , autour duquel est monté un clinquant classique 30. Ce clinquant 30 comporte une section de forme globale en U, formée par deux branches latérales 32, ou surfaces latérales (dont une seule est visible sur la figure 2), destinées à recouvrir les flancs latéraux 22 du pied 20 de l’aube mobile 10 et à maintenir le clinquant 30 sur le pied d’aube 20. Le clinquant 30 comporte également une base 31 , appelée aussi surface inférieure, qui relie les surfaces latérales 32 entre elles et recouvre la face inférieure 21 du pied d’aube 20.
[0007] Le clinquant 30 a donc une fonction de protection du pied d’aube et de la cavité du disque en empêchant l’usure de ces pièces. Il garantit ainsi l’intégrité mécanique des pièces (pied d’aube et disque) avec lesquelles il est en contact.
[0008] Afin d’éviter que le clinquant 30 ne se désengage du pied d’aube 20, la surface inférieure 31 du clinquant comprend généralement des languettes radiales 33 en appui contre les faces amont 23 et aval 24 du pied 20. Les languettes radiales 33 (dont une seule est visible sur la figure 2) sont des lamelles découpées à l’extrémité de la surface inférieure 31 et rabattues radialement le long des faces amont et aval 23, 24 du pied d’aube 20. Ces languettes radiales 33 s’étendent sur une largeur plus ou moins grande, entre les branches latérales 32 du clinquant, et forment des butées qui permettent d’empêcher les mouvements axiaux relatifs entre le pied d’aube 20 et le clinquant 30.
[0009] Toutefois, malgré la présence des languettes radiales 33, les opérateurs de maintenance des turbomachines ont remarqué que les clinquants ont tendance à se déplacer axialement, ce qui endommage les languettes radiales 33 et même les sectionne. En effet, du fait de leur pliage radial lors de la phase de fabrication et/ou de leur dépliage lors de la phase de montage, les languettes radiales sont fragilisées et les frottements, générés par le déplacement axial répété des clinquants, ont pour effet de les sectionner ou les casser. Une fois les languettes radiales cassées, les clinquants 30 peuvent se désengager partiellement ou même totalement des pieds d’aubes 20, comme représenté sur la figure 3. [0010] Le désengagement d’un (ou plusieurs) clinquant 30 peut engendrer la libération du clinquant dans la veine d’air de la turbomachine et endommager les aubages situés à l’aval de la Turbine Basse Pression, et notamment les aubages à base d'aluminures de titane (TiAI) qui sont particulièrement sensibles aux chocs. Le désengagement d’un clinquant 30 peut également engendrer une usure plus importante entre le pied d’aube 20 et le disque 40 puisque la pièce de protection n’est plus présente et, par conséquent, une tenue mécanique de ces pièces dégradée dans la zone.
[0011] Ce phénomène de désengagement des clinquants est initié et entretenu par deux facteurs qui se cumulent : la tenue mécanique du clinquant qui n’est pas suffisante et qui ne supporte pas les contraintes générées entre le pied d’aube et le disque, en fonctionnement, et les sollicitations thermiques générées par l’enchainement des dilatations/contractions thermiques que subissent le pied d’aube et le disque au fil des cycles de fonctionnement. En effet avec la succession des montées et descentes en température du pied d’aube, le clinquant se dilate et se rétreint lui aussi, ce qui conduit à des endommagements et à sa dégradation partielle puis totale.
[0012] En maintenance, le désengagement d’un ou de plusieurs clinquants conduit à déposer le rotor pour le réparer. Or, une dépose et une réparation d’un rotor occasionnent des coûts non négligeables en pièces et main d’œuvre, ainsi qu’une immobilisation de la turbomachine.
[0013] Il a été constaté, par ailleurs, une usure fâcheuse de la jante du disque sur la face aval des dents du disque. En effet, l’arrêt axial du pied d’aube 20 vers l’aval se fait généralement au moyen d’un anneau de retenue inséré dans un crochet de l’aube. Une vue en coupe d’un pied d’aube 20 monté dans une cavité 41 du disque 40 est représentée sur la figure 4. Cette vue de la figure 4 montre le disque 40 dans lequel est logé le pied 20 de l’aube mobile 10. Elle montre également le crochet 15 de l’aube mobile 10, en saillie sur la face aval, dans lequel est glissée une pièce de retenue appelée anneau de retenue 50. L’anneau de retenue 50 s’étend circulairement le long de la face aval du disque 40 de sorte à retenir l’ensemble des pieds d’aube 20 dans les cavités du disque et empêcher tout déplacement axial desdits pieds d’aube vers l’aval.
[0014] L’anneau de retenue 50 est donc en contact, non seulement avec la face aval des pieds d’aubes 20, mais également avec la jante aval 46 du disque 40, au niveau des dents du disque. Ce contact entre l’anneau de retenue 50 et la jante aval des dents du disque engendre des zones 48 d’usure de contact, comme représenté sur la figure 5. Chaque zone 48 d’usure par contact induit un risque d’initiation et de propagation de fissures qui ont un réel impact sur la durée de vie du disque. En maintenance, une fissure initiée par une usure de contact conduit à une dépose prématurée du disque suivie d’une réparation ou d’un remplacement dudit disque. Or, une dépose et une réparation ou un remplacement du disque occasionnent des coûts non négligeables en pièces et main d’œuvre, ainsi qu’une immobilisation de la turbomachine.
RESUME DE L’INVENTION
[0015] Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus de désengagement des clinquants d’aubes mobiles et d’usure par contact de la jante du disque, le demandeur propose un clinquant pour disque de turbine, positionné au moins en partie autour d’une dent du disque et s’étendant, d’une part, le long de la jante du disque et, d’autre part, entre la paroi latérale de la cavité du disque et le pied de l’aube mobile.
[0016] Selon un premier aspect, l’invention concerne un clinquant pour disque de turbine de turbomachine, comprenant une enveloppe entourant au moins partiellement une dent du disque de turbine, ladite dent séparant une première et une deuxième cavités du disque, adaptées chacune pour recevoir un pied d’une aube mobile de la turbine, caractérisé en ce que l’enveloppe est adapté à recouvrir au moins partiellement des parois latérales de la dent ainsi qu’une jante aval de ladite dent.
[0017] Le clinquant selon l’invention présente l’avantage de protéger non seulement la zone de contact entre le pied d’aube et la cavité du disque mais également la zone de contact entre l’anneau de retenue et la jante du disque. Il permet, de plus, d’éviter les risques de désengagements du clinquant.
[0018] L’utilisation d’un clinquant selon l’invention, dans une turbomachine, permet de limiter le nombre de déposes moteur, de réduire le nombre de pièces à changer lors d’une dépose moteur et, donc, de réduire les frais de maintenance de la turbomachine. Elle permet également d’augmenter la durée de vie de la turbine et d’améliorer la sécurité des vols.
[0019] Dans la présente demande, les termes « inférieur », « supérieur », « interne » et « externe » sont interprétés en référence à la position d’une pièce ou d’une surface par rapport à l’axe de rotation de la turbomachine, une surface inférieure ou interne étant plus proche de l’axe de rotation qu’une surface extérieure ou externe. Le terme « latéral » est interprété comme « qui est situé sur les côtés d’une pièce qui s’étend radialement » suivant un axe sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation X. Le terme « axial » est à interpréter comme « suivant la direction de l’axe de rotation » et le terme « radial » comme « suivant une direction perpendiculaire à l’axe de rotation » ou « suivant la direction d’un rayon de la couronne d’aubes ». Les termes « amont » et « aval » seront interprétés en référence au sens d’écoulement du flux d’air dans la turbomachine.
[0020] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le clinquant pour disque de turbine selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
Selon un exemple le clinquant recouvre entièrement circonférentiellement une partie de la jante aval de la dent, la partie de la jante aval de la dent étant délimitée radialement entre le sommet de la dent et une droite tangente dont le plan parallèle à l’axe x passe par les extrémités des portées de la dent opposée au sommet.
Selon un exemple le clinquant comprend deux bords longitudinaux latéraux s’étendant chacun dans une zone recouverte par une surface principale adaptée pour recouvrir une face externe de la dent du disque. Selon un exemple les deux bords longitudinaux latéraux sont parallèles et sont distant l’un de l’autre selon une distance inférieure à la largeur circonférentielle de la surface principale. Les deux bords longitudinaux latéraux relient une surface externe du clinquant et une surface interne du clinquant adaptée à être en vis-à-vis de la dent. il comporte une surface principale adaptée pour recouvrir une face externe de la dent du disque, une première et une seconde surfaces latérales s’étendant depuis la surface principale pour recouvrir des parois latérales de la dent du disque, et une surface aval s’étendant entre la surface principale et les surfaces latérales pour recouvrir au moins partiellement une jante aval de la dent du disque. il comporte au moins une languette s’étendant radialement le long d’une jante amont de la dent du disque. il comporte deux languettes s’étendant radialement le long de la jante amont de la dent du disque et réparties le long de ladite jante amont. la (les) languette(s) est formée dans le prolongement de la surface principale et pliée le long de la jante amont.
Il comporte une section sensiblement en forme de C, avec un corps principal du C qui recouvre la face externe de la dent du disque et deux bras du C qui recouvrent les parois latérales de la dent du disque. l’enveloppe est formée dans une feuille métallique.
[0021] Un deuxième aspect de l’invention concerne un ensemble pour rotor de turbomachine, comportant : au moins une première et une deuxième aubes mobiles configurées pour être mobiles en rotation autour d’un axe de rotation du rotor et comportant chacune un pied d’aube muni d’une face inférieure et de deux flancs latéraux s’étendant de part et d’autre de la face inférieure, un disque comportant au moins une première et une deuxième cavités adaptées pour recevoir chacune un pied d’aube, et une dent séparant la première et la deuxième cavités, et un clinquant selon le premier aspect de l’invention.
[0022] Avantageusement, la première surface latérale du clinquant est logée entre une des parois latérales de la dent du disque et le flanc latéral du pied d’aube de la première aube mobile et la seconde surface latérale du clinquant est logée entre une autre des parois latérales de la dent du disque et le flanc latéral du pied d’aube de la deuxième aube mobile.
[0023] Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de montage d’un ensemble de rotor pour turbomachine selon le deuxième aspect. Ce procédé se caractérise par le fait qu’il comporte les étapes suivantes : positionnement d’un clinquant selon le premier aspect de l’invention autour d’une dent du disque de sorte que ledit clinquant recouvre au moins les parois latérales et la jante aval de la dent du disque, pliage d’au moins une languette de sorte à la positionner le long de la jante amont de la dent du disque, et installation du premier pied d’aube dans la première cavité du disque et du deuxième pied d’aube dans la deuxième cavité de sorte qu’une portion du clinquant soit positionnée entre le premier pied d’aube et une des parois latérales de la dent du disque et qu’une autre portion du clinquant soit positionnée entre le deuxième pied d’aube et l’autre paroi latérale de la dent du disque.
[0024] Un quatrième aspect de l’invention concerne un rotor de turbomachine, caractérisé par le fait qu’il comporte une pluralité d’ensembles tels que définis ci- dessus, juxtaposés circulairement les uns à côté des autres.
[0025] Un cinquième aspect de l’invention concerne une turbomachine, caractérisée par le fait qu’elle comporte une pluralité d’ensembles tels que définis ci- dessus, montés de sorte à former un rotor.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0026] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles :
[0027] La figure 1 , déjà décrite, représente une vue schématique en perspective d’une aube mobile de turbomachine selon l’état de la technique ;
[0028] La figure 2, déjà décrite, représente une vue schématique en perspective d’un pied d’aube mobile équipé d’un clinquant selon l’état de la technique ;
[0029] La figure 3, déjà décrite, représente schématiquement une vue en perspective d’un clinquant cassé, en cours de désengagement du pied d’aube ;
[0030] La figure 4, déjà décrite, représente schématiquement une vue en coupe radiale d’un pied d’aube monté dans une cavité de disque et maintenu par un anneau de retenue ;
[0031] La figure 5, déjà décrite, représente schématiquement une vue en perspective d’une portion d’une jante de disque prématurément usée par contact avec un anneau de retenue ; [0032] La figure 6 représente schématiquement une vue en perspective d’une dent de disque équipée d’un clinquant selon un mode de réalisation de l’invention lorsqu’un pied d’aube est monté dans la cavité attenante à la dent ;
[0033] La figure 7 représente schématiquement une vue en perspective d’un clinquant pour disque de turbine selon un mode de réalisation préféré de l’invention ;
[0034] La figure 8 représente schématiquement une vue en perspective, depuis l’amont, d’un clinquant selon un mode de réalisation de l’invention, monté sur une dent d’un disque de turbine ; et
[0035] La figure 9 représente schématiquement une vue en perspective, depuis l’aval, d’un clinquant selon un mode de réalisation de l’invention, monté sur une dent d’un disque de turbine.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0036] Un exemple de réalisation d’un clinquant pour disque de turbine, configuré à la fois pour protéger la jante du disque et protéger le pied d’aube sans risque de désengagement, est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
[0037] Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées.
[0038] Un rotor de turbomachine comporte un disque et une pluralité d’aubes mobiles retenues chacune dans une cavité du disque, par leur pied. Le pied de chaque aube est logé dans une cavité du disque. Un exemple de cavités de disque est représenté en perspective sur la figure 6. Chaque cavité 41 (non référencé sur la figure 6 mais visible) du disque 40, en forme d’alvéole, est généralement ménagée dans la périphérie externe du disque 40. Chaque cavité 41 est séparée d’une cavité voisine par une dent 42 du disque. Un pied 20 d’une aube mobile du rotor, en forme de queue d’aronde, est engagé dans chaque cavité 41 et est maintenu radialement dans ladite cavité par coopération de forme entre le pied et la cavité.
[0039] Une cavité 41 du disque 40 comporte une surface de fond 43 et deux surfaces latérales, formées chacune par la paroi latérale 44 d’une dent adjacente 42. Une dent 42 du disque 40 comporte donc deux parois latérales 44 ainsi qu’une face externe 45, une jante aval 46 et une jante amont 47 (non visible sur la figure 6). La jante aval 46 et amont 47 sont aussi appelées respectivement surface radiale aval ou amont de la dent.
[0040] Chaque pied d’aube 20 comprend une face inférieure 21 , en regard avec la surface de fond 43 de la cavité 41 , et deux flancs latéraux 22 formant les interfaces de contact du pied d’aube 20 avec la cavité de disque 41 .
[0041] Lors de la mise en rotation du rotor, les aubes mobiles sont soumises à des efforts centrifuges ; sous l'effet de ces efforts centrifuges, les flancs latéraux 22 des pieds d’aubes 20 viennent en butée contre les parois latérales 44 des dents 42 du disque 41 (ou surfaces latérales de la cavité 41 ). Selon l’invention, un clinquant 400, réalisé dans une feuille métallique (en métal ou en alliage), est positionné autour de chaque dent 42 du disque 40 de sorte à envelopper au moins les zones à protéger. Ainsi, chaque clinquant 400 recouvre de préférence au moins les parois latérales 44 de la dent 42 à laquelle il est associé ainsi que la jante aval 46 de ladite dent 42.
[0042] Un exemple d’un clinquant 400 selon un mode de réalisation préféré est représenté sur la figure 7. Un exemple de ce clinquant 400 monté sur une dent 42 du disque 40 est représenté sur la figure 8 selon une vue en perspective depuis l’aval. Le clinquant 400 selon ce mode de réalisation préféré comporte : une surface principale 450 adaptée pour recouvrir la face externe 45 de la dent 42, une première et une seconde surfaces latérales 440 pour recouvrir les parois latérales 44 de la dent 42, et une surface aval 460 pour recouvrir au moins partiellement la jante aval 46 de la dent 42 du disque.
[0043] La surface principale 450 et les surfaces latérales 440 s’étendent dans le prolongement les unes des autres, une première surface latérale 440a s’étendant d’un côté de la surface principale 450, une seconde surface latérale 440b s’étendant de l’autre côté de la surface principale, à l’opposé de la première surface latérale. La surface principale 450 et les surfaces latérales 440 présentent une section en forme de C, le corps principal du C étant formé par la surface principale 450, les deux bras du C étant formés par les deux surfaces latérales 440a, 440b.
[0044] La surface aval 460 s’étend radialement le long de la jante aval 46 de la dent 42, entre les deux surfaces latérales 440a, 440b et la surface principale 450 de sorte que l’ensemble (surfaces principale, latérales et amont) présente globalement la forme d’une capuche.
[0045] Ainsi, avec une telle forme du clinquant 400, chaque flanc latéral 22 d’un pied d’aube 20 est séparé de la paroi latérale 44 de la dent 42 adjacente (ou surface latérale de la cavité 41) par une surface latérale 440 du clinquant 400. Autrement dit, la première surface latérale 440a du clinquant 400 est positionnée entre le flanc latéral 22 d’un pied d’aube 20 et une des parois latérales 44 de la dent 42 et la seconde surface latérale 440b du clinquant 400 est positionnée entre le flanc latéral 22 d’un autre pied d’aube 20 et l’autre paroi latérale 44 de la dent 42 du disque 40 de sorte que les deux parois latérales de la dent 42 et le flanc latéral 22 de chacun des pieds d’aubes adjacents sont protégés des frottements par contact des uns contre les autres. [0046] Avec la forme du clinquant 400 décrite précédemment, la jante aval 46 de la dent 42 du disque est recouverte par la surface aval 460 du clinquant 400. Ainsi, la jante aval 46 n’est pas en contact direct avec l’anneau de retenue 50 permettant l’arrêt axial du pied d’aube 20 vers l’aval de sorte que ladite jante aval 46 est protégée des risques de frottement par contact avec ledit anneau.
[0047] Dans un mode de réalisation de l’invention, le clinquant 400 comporte au moins une languette 480 s’étendant radialement le long de la jante amont 47 de la dent 42 du disque pour verrouiller le positionnement dudit clinquant autour de la dent 42. Un exemple de ce mode de réalisation est représenté sur la figure 9 selon une vue en perspective depuis l’amont. La languette 480 est formée dans la même feuille métallique que l’ensemble du clinquant 400, par découpe de ladite feuille. La languette 480 s’étend depuis l’extrémité d’une des surfaces du clinquant 400, par exemple depuis la surface principale 450 ou depuis l’une des surfaces latérales 440, et est repliée le long de la jante 47 de la dent 42. Dans l’exemple de la figure 9, la languette 480 s’étend dans le prolongement de la surface principale 450. La languette 480, une fois repliée, s’étend suivant un plan radial contre la jante amont 47, assurant un maintien axial du clinquant 400 autour de la dent 42.
[0048] Selon certains modes de réalisation, le clinquant 400 comporte plusieurs languettes 480, par exemple deux comme dans l’exemple de la figure 9, toutes repliées le long de la jante amont 47. Lorsqu’il y a plusieurs languettes 480, celles-ci sont de préférence réparties sur le contour de la jante amont 47 afin d’optimiser le maintien du clinquant autour de la dent 42. [0049] Le clinquant 400 tel que décrit précédemment est réalisé, par exemple, par pliage ou par emboutissage d’une feuille métallique. La ou les languettes sont réalisées par découpe de la feuille métallique. Elles ne sont pliées qu’une fois le clinquant correctement positionné sur la dent 42 du disque.
[0050] En effet, une fois le clinquant 400 fabriqué, celui-ci est monté sur la dent 42 du disque par glissement le long de la face externe 45 et des parois latérales 44 de ladite dent, depuis l’aval vers l’amont. Autrement dit, le clinquant 400 est enfilé axialement autour d’une dent 42 du disque. Il est en position lorsque sa surface aval 460 est en contact avec la face aval 46 de la dent 42. Le clinquant 400 recouvre alors les parois latérales 44, la face externe 45 et la face aval 46 de la dent 42 du disque. Lorsqu’elles existent, les languettes 480 sont alors rabattues radialement le long de la face amont 47 de la dent 42 de sorte à bloquer le clinquant autour de la dent 42. Deux pieds d’aubes 20 peuvent ensuite être installés chacun dans une des cavités 41 adjacentes à la dent 42. Les surfaces latérales 480a, 480b du clinquant 400 sont alors positionnées chacune dans une cavité 41 , entre un des pieds d’aubes et une des parois latérales 44 de la dent 42.
[0051] On comprend de ce qui précède que, contrairement aux clinquants de l’état de la technique, le clinquant 400 selon l’invention est monté sur le disque, autour d’une dent de disque, et non autour du pied d’aube. Ce montage permet d’améliorer la tenue mécanique du clinquant sans le déformer et ni le fragiliser. Il permet, en outre, de protéger la jante aval du disque, en plus de la zone de contact entre le pied d’aube et la paroi de la cavité 41 du disque.
[0052] Le clinquant 400 permet, d’une façon plus globale, une réduction des coûts en améliorant la durabilité des pièces du rotor, en évitant les déposes moteurs potentielles liées aux usures par contact prématurées, en réduisant le nombre de pièces changées lors d’une dépose moteur, en réduisant les frais de maintenance et le nombre de maintenance. Il permet ainsi d’améliorer la satisfaction du client et de s’affranchir d’une problématique récurrente.
[0053] Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, le clinquant pour disque de turbine et l’ensemble pour rotor selon l’invention comprennent divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Clinquant (400) pour disque (40) de turbine de turbomachine, comprenant une enveloppe entourant au moins partiellement une dent (42) d’un disque (40) de turbine, ladite dent (42) séparant une première et une deuxième cavités (41) du disque, adaptées chacune pour recevoir un pied (20) d’une aube mobile de la turbine, caractérisé en ce que l’enveloppe est adapté à recouvrir au moins partiellement :
- chacune des parois latérales (44) de la dent (42),
- une jante aval (46) de ladite dent (42).
[Revendication 2] Clinquant selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’il comporte :
- une surface principale (450) adaptée pour recouvrir une face externe (45) de la dent du disque,
- une première et une seconde surfaces latérales (440a, 440b) s’étendant depuis la surface principale (450) pour recouvrir des parois latérales (44) de la dent du disque, et
- une surface aval (460) s’étendant entre la surface principale (450) et les surfaces latérales (440) pour recouvrir au moins partiellement une jante aval (46) de la dent du disque.
[Revendication 3] Clinquant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comporte une languette (480) s’étendant radialement le long d’une jante amont (47) de la dent (42) du disque.
[Revendication 4] Clinquant selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’il comporte au moins deux languettes (480) s’étendant radialement le long de la jante amont (47) de la dent du disque et réparties le long de ladite jante amont.
[Revendication 5] Clinquant selon la revendication 2 et la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la languette (480) est formée dans le prolongement de la surface principale (450) et pliée le long de la jante amont (47).
[Revendication 6] Clinquant selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte une section sensiblement en forme de C, avec un corps principal du C qui recouvre la face externe (45) de la dent du disque et deux bras du C qui recouvrent les parois latérales (44) de la dent du disque.
[Revendication 7] Clinquant selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’enveloppe est formée dans une feuille métallique.
[Revendication 8] Ensemble pour rotor de turbomachine, comportant :
- au moins une première et une deuxième aubes mobiles (10) configurées pour être mobiles en rotation autour d’un axe de rotation (X) du rotor et comportant chacune un pied d’aube (20) muni d’une face inférieure (21 ) et de deux flancs latéraux (22) s’étendant de part et d’autre de la face inférieure,
- un disque (40) comportant au moins
• une première et une deuxième cavités (41) adaptées pour recevoir chacune un pied d’aube (20), et
• une dent (42) séparant la première et la deuxième cavités (41 ), et
- un clinquant (400) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
[Revendication 9] Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première surface latérale (440a) du clinquant est logée entre une des parois latérales (44) de la dent (42) du disque et le flanc latéral (22) du pied d’aube de la première aube mobile et la seconde surface latérale (440b) du clinquant est logée entre une autre des parois latérales (44) de la dent (42) du disque et le flanc latéral (22) du pied d’aube de la deuxième aube mobile.
[Revendication 10] Procédé de montage d’un ensemble de rotor pour turbomachine selon l’une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
- positionnement d’un clinquant (400) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 autour d’une dent (42) du disque (40) de sorte que ledit clinquant recouvre au moins les parois latérales (44) et la jante aval (46) de la dent du disque, - pliage d’au moins une languette (480) de sorte à la positionner le long de la jante amont (47) de la dent du disque, et
- installation du pied (20) de la première aube mobile dans la première cavité (41 ) du disque et du pied (20) de la deuxième aube mobile dans la deuxième cavité (41) de sorte qu’une portion du clinquant (400) soit positionnée entre le pied de la première aube mobile et une des parois latérales (44) de la dent du disque et qu’une autre portion du clinquant (400) soit positionnée entre le pied de la deuxième aube mobile et l’autre paroi latérale (44) de la dent du disque.
[Revendication 11] Rotor de turbomachine, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité d’ensembles selon l’une quelconque des revendications 8 et 9, juxtaposés circulairement les uns à côté des autres.
[Revendication 12] Turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte une pluralité d’ensembles selon l’une quelconque des revendications 8 et 9 montés de sorte à former un rotor.
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