FR2819289A1 - COMBINED OR CASCADE BLADE RETENTION SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Le rotor de soufflante de turboréacteur comporte une pluralité d'aubes de soufflante amovibles (18) fixées sur une jante (12) d'un disque (10), les aubes de soufflante (18) comportant chacune un pied d'aube (16) qui est monté dans une rainure (14), sensiblement axiale et de forme correspondante, ménagée dans la jante (12) du disque (10), chacune des aubes de soufflante (18) étant maintenue dans la rainure (14) par une cale (20) placée en-dessous de chaque pied d'aube (16), et des moyens pour retenir axialement les cales (20) et les pieds d'aubes (16) dans les rainures (14), ces moyens comportant notamment un flasque (24) en appui contre la face amont du disque (10) et fixé audit disque (10) par des moyens de fixation. Les cales (20) comportent à l'une de leurs extrémités une excroissance (22) interposée entre les pieds d'aubes (16) et le flasque (24). Le disque (10) comporte sur sa face amont une pluralité de protubérances radiales (26) alternant avec les rainures (14), et le flasque (24) comporte sur sa face aval une pluralité de dents radiales (28) susceptibles de venir en appui contre les protubérances radiales (26) du disque (10). Les moyens de fixation du flasque sont disposés dans sa partie radialement intérieure.The turbojet fan rotor has a plurality of removable fan blades (18) attached to a rim (12) of a disc (10), the fan blades (18) each including a blade root (16) which is mounted in a groove (14), substantially axial and of corresponding shape, formed in the rim (12) of the disc (10), each of the fan blades (18) being held in the groove (14) by a wedge ( 20) placed below each blade root (16), and means for axially retaining the wedges (20) and the blade roots (16) in the grooves (14), these means comprising in particular a flange ( 24) resting against the upstream face of the disc (10) and fixed to said disc (10) by fixing means. The wedges (20) have at one of their ends a protuberance (22) interposed between the blade roots (16) and the flange (24). The disc (10) comprises on its upstream face a plurality of radial protuberances (26) alternating with the grooves (14), and the flange (24) comprises on its downstream face a plurality of radial teeth (28) capable of coming to bear. against the radial protuberances (26) of the disc (10). The means for fixing the flange are arranged in its radially inner part.
Description
La présente invention concerne un système de rétention semi-collectif desThe present invention relates to a semi-collective retention system for
aubesvanes
mobiles de turboréacteur.turbojet engines.
Elle concerne plus précisément un rotor de soufflante de turboréacteur, comportant une pluralité d'aubes de soufflante amovibles fixées sur une jante d'un disque, lesdites aubes de soufflante comportant chacune un pied d'aube qui est monté dans une rainure sensiblement axiale et de forme correspondante, ménagée dans la jante du disque, chacune des aubes de soufflante étant maintenue dans la rainure par une cale placée en- dessous de chaque pied d'aube, et des moyens pour retenir axialement les cales et les pieds d'aubes dans les rainures, lesdits moyens comportant notamment un flasque en appui contre la face amont du disque et fixé audit disque par More specifically, it relates to a turbojet fan rotor, comprising a plurality of removable fan blades fixed to a rim of a disc, said fan blades each comprising a blade root which is mounted in a substantially axial groove and of corresponding shape, formed in the rim of the disc, each of the fan blades being held in the groove by a shim placed below each blade root, and means for axially retaining the shims and the blade roots in the grooves, said means comprising in particular a flange bearing against the upstream face of the disc and fixed to said disc by
des moyens de fixation.fixing means.
Pour toute la suite, la face amont désigne la face dirigée vers l'avant du moteur et la face aval, celle dirigée vers l'arrière. De même, une partie radialement intérieure désigne une zone proche de l'axe de rotation du disque, et une partie radialement For all the rest, the upstream face designates the face directed towards the front of the engine and the downstream face, that directed towards the rear. Similarly, a radially inner part designates an area close to the axis of rotation of the disc, and a radially part
extérieure, celle qui en est éloignée. outside, the one that is far from it.
Le document FR A 2 681 374 décrit une fixation d'aubes de soufflante de turboréacteur faisant appel à des brides festonnées disposées en amont et en aval à la périphérie du disque et munies d'orifices, destinées à la fixation de deux anneaux prévus respectivement sur un capot avant et un tambour de compresseur, qui coopèrent The document FR A 2 681 374 describes a fixing of fan blades of a turbojet engine using scalloped flanges arranged upstream and downstream at the periphery of the disc and provided with orifices, intended for the fixing of two rings provided respectively on a front cover and a compressor drum, which cooperate
avec les extrémités des pieds d'aubes pour les immobiliser axialement et radialement. with the ends of the blade roots to immobilize them axially and radially.
Les aubes de soufflante présentent sur la partie aval de leur pied deux becquets qui s'engagent respectivement sur les faces radiales interne et externe d'un premier anneau, et présentent également sur la partie amont de leurs pieds deux becquets qui s'engagent respectivement sur les faces radiales interne et externe d'un deuxième anneau. Ce dispositif de verrouillage complique l'usinage des aubes de soufflante qui présentent deux becquets à leurs deux extrémités, et rend difficile et long le remplacement d'une aube endommagée, car il est nécessaire de dévisser la pluralité des broches de fixation d'un anneau, ces broches logeant dans les orifices d'une bride festonnée et étant d'un The fan blades have on the downstream part of their foot two spoilers which engage respectively on the internal and external radial faces of a first ring, and also have on the upstream part of their feet two spoilers which engage respectively on the inner and outer radial faces of a second ring. This locking device complicates the machining of the fan blades which have two spoilers at their two ends, and makes it difficult and long to replace a damaged blade, because it is necessary to unscrew the plurality of fixing pins from a ring. , these pins accommodating in the orifices of a scalloped flange and being of a
accès difficile.difficult access.
Le but de l'invention est de proposer un rotor de soufflante tel que décrit en introduction dans lequel les aubes sont retenues en cascade en cas de déplacement axial. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que les cales comportent à l'une de leurs extrémités une excroissance interposée entre les pieds d'aubes et le flasque, par le fait que le disque comporte sur sa face amont une pluralité de protubérances radiales alternant avec les rainures, par le fait que le flasque comporte sur sa face aval une pluralité de dents radiales susceptibles de venir en appui contre les protubérances radiales du disque en cas de déplacement axial d'une aube, et par le fait que les moyens de fixation du flasque sur le disque sont disposé dans la partie radialement intérieure The object of the invention is to provide a fan rotor as described in the introduction in which the blades are retained in cascade in the event of axial displacement. This object is achieved according to the invention by the fact that the shims have at one of their ends a protrusion interposed between the blade roots and the flange, by the fact that the disc has on its upstream face a plurality of protrusions radial alternating with the grooves, by the fact that the flange has on its downstream face a plurality of radial teeth capable of coming to bear against the radial protuberances of the disc in the event of axial movement of a blade, and by the fact that the means for fixing the flange to the disc are arranged in the radially inner part
du flasque.flaccid.
Grâce à ce système de rétention, la fiabilité de rétention des aubes de soufflante est très nettement augmenté. Les aubes de soufflante sont arrêtées en cascade de la manière suivante: l'aube de soufflante s'appuie d'abord sur la cale, puis au moins une dent radiale du flasque coopère en partie avec une protubérance du disque pour immobiliser l'aube de soufflante. Les moyens de fixation du flasque contribuent à Thanks to this retention system, the retention reliability of the fan blades is very clearly increased. The fan blades are cascaded as follows: the fan blade rests first on the block, then at least one radial tooth of the flange cooperates in part with a protuberance of the disc to immobilize the blade of blower. The flange fixing means contribute to
l'arrêt définitif de l'aube de soufflante. the definitive end of the fan dawn.
En cas de déplacement axial d'une aube, les efforts sont repris à la fois par les protubérances radiales du disque et les moyens de fixation du flasque sur le disque. Ces derniers ne reprennent donc qu'une partie des efforts. Dans le cas o les moyens de fixation du flasque sur le disque comportent des broches, ces dernières peuvent être en nombre inférieur à celui de l'art antérieur dévoilé par FR A 2 681 374. Enfin, les protubérances radiales du disque étant exemptes d'orifices de fixation du flasque, elles permettent d'encaisser des efforts axiaux supérieurs par rapport aux brides festonnées In the event of axial movement of a blade, the forces are taken up both by the radial protuberances of the disc and the means for fixing the flange to the disc. The latter therefore only take up part of the effort. In the case where the means for fixing the flange to the disc comprise pins, the latter may be less in number than that of the prior art disclosed by FR A 2 681 374. Finally, the radial protuberances of the disc being free of holes for fixing the flange, they make it possible to withstand greater axial forces compared to the scalloped flanges
du document FR A 2 681 374.of document FR A 2 681 374.
Avantageusement, les protubérances radiales du disque s'étendent vers l'extérieur, et les dents radiales du flasque s'étendent vers l'intérieur. On pourrait également prévoir que lesdites protubérances radiales du disque s'étendent vers Advantageously, the radial protuberances of the disc extend outward, and the radial teeth of the flange extend inward. Provision could also be made for said radial protrusions of the disc to extend towards
l'intérieur et lesdites dents radiales du flasque vers l'extérieur. the inside and said radial teeth of the flange towards the outside.
Avantageusement, un jeu axial est ménagé entre les protubérances radiales du Advantageously, an axial clearance is provided between the radial protrusions of the
disque et les dents radiales du flasque. disc and radial teeth of the flange.
Ce jeu permet de dissiper une partie de l'énergie lorsque l'aube de soufflante, This game dissipates part of the energy when the fan dawn,
retenue par la cale, se déplace axialement. retained by the wedge, moves axially.
Selon un mode de réalisation, les moyens de fixation du flasque sur le disque According to one embodiment, the means for fixing the flange to the disc
comportent une pluralité de broches parallèles à l'axe de rotation du disque. have a plurality of pins parallel to the axis of rotation of the disc.
Ces broches sont en nombre suffisant pour retenir le flasque sur le disque en cas de déplacement axial d'une aube de soufflante. Avantageusement, elles comportent un These pins are sufficient in number to retain the flange on the disc in the event of axial displacement of a fan blade. Advantageously, they include a
ensemble vis-écrou encaissant les efforts axiaux et les efforts de cisaillement. screw-nut assembly collecting the axial forces and the shear forces.
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture The invention will be well understood and its advantages will appear better on reading
de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre of the following detailed description of embodiments shown as
d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: non-limiting examples. The description refers to the attached drawings, in which:
- la figure 1 est une coupe du système de rétention axiale des aubes de soufflante de type combiné ou cascade selon l'invention, la flèche F, orientée de l'amont vers l'aval, représentant en outre le sens d'écoulement de l'air; - la figure 2 est une coupe selon la ligne I-I1 de la figure 1, le flasque étant enlevé; - la figure 3 est une perspective isométrique partielle, de l'aval vers l'amont, de la partie extérieure du disque comportant une seule cale par souci de clarté, qui montre le flasque en position déverrouillée; - la figure 4 est identique à la figure 3 avec le flasque en position verrouillée; - la figure 5 est une coupe du système de rétention axiale des aubes de soufflante de type combiné ou cascade selon l'invention; et - Figure 1 is a section of the axial retention system of the blower blades of the combined or cascade type according to the invention, the arrow F, oriented from upstream to downstream, further representing the direction of flow of the 'air; - Figure 2 is a section along the line I-I1 in Figure 1, the flange being removed; - Figure 3 is a partial isometric perspective, from downstream to upstream, of the outer part of the disc having a single wedge for clarity, which shows the flange in the unlocked position; - Figure 4 is identical to Figure 3 with the flange in the locked position; - Figure 5 is a section of the axial retention system of the blower blades of the combined or cascade type according to the invention; and
- la figure 6 est une vue de l'amont vers l'aval, du disque sans le flasque. - Figure 6 is a view from upstream to downstream, of the disc without the flange.
Les figures 1 et 2 montrent un disque 10 de rotor de soufflante comportant une jante 12 qui présente à sa périphérie une pluralité de rainures 14 sensiblement axiales FIGS. 1 and 2 show a fan rotor disk 10 comprising a rim 12 which has at its periphery a plurality of substantially axial grooves 14
et régulièrement espacées autour de l'axe de rotation du disque 10. and regularly spaced around the axis of rotation of the disc 10.
Dans chaque rainure 14 est monté par coulissement axialement un pied 16 d'une aube de soufflante 18. Entre le pied d'aube 16 et le fond de la rainure 14 est engagée une cale 20 qui maintient le pied d'aube 16 en appui contre les parois de la rainure 14 correspondante. In each groove 14 is mounted by axially sliding a foot 16 of a fan blade 18. Between the blade root 16 and the bottom of the groove 14 is engaged a shim 20 which keeps the blade root 16 in abutment the walls of the corresponding groove 14.
Chaque cale 20 présente une excroissance 22 à l'une de ses extrémités. Each wedge 20 has a protuberance 22 at one of its ends.
Avantageusement, cette excroissance 22 est située à l'extrémité amont de la cale 20, entre la face amont du pied d'aube 16 et un flasque 24 en appui contre la face amont du disque 10. Le flasque 24 est formé par une paroi interne d'une virole qui délimite Advantageously, this protuberance 22 is located at the upstream end of the shim 20, between the upstream face of the blade root 16 and a flange 24 bearing against the upstream face of the disc 10. The flange 24 is formed by an internal wall of a ferrule which delimits
intérieurement le canal d'écoulement de l'air à travers la soufflante. internally the air flow channel through the blower.
Le disque 10 comporte sur sa face amont et en alternance avec les rainures 14, une pluralité de protubérances radiales 26 dirigées vers l'extérieur. Le flasque 24 comporte sur sa face aval une pluralité de dents radiales 28 dirigées vers l'intérieur, The disc 10 has on its upstream face and alternating with the grooves 14, a plurality of radial protrusions 26 directed outwards. The flange 24 has on its downstream face a plurality of radial teeth 28 directed inwards,
susceptibles de venir en appui contre les protubérances radiales 26 du disque 10. likely to come to bear against the radial protrusions 26 of the disc 10.
Ceci constitue une variante avantageuse, mais on pourrait également prévoir que les protubérances radiales 26 du disque 10 soient dirigées vers l'intérieur et les This constitutes an advantageous variant, but provision could also be made for the radial protrusions 26 of the disc 10 to be directed inwards and the
dents radiales 28 du flasque 24 soient dirigées vers l'extérieur. radial teeth 28 of the flange 24 are directed outward.
La figure 3 montre que pour monter le flasque 24 sur le disque 10 (position déverrouillée), on fait passer les dents radiales 28 du flasque 24 par les encoches 30 interposées entre les protubérances radiales 26 du disque 10 et situés au-dessus des FIG. 3 shows that to mount the flange 24 on the disc 10 (unlocked position), the radial teeth 28 of the flange 24 are passed through the notches 30 interposed between the radial protrusions 26 of the disc 10 and located above the
fonds des rainures 14.bottom of grooves 14.
Une rotation du flasque 24 par rapport au disque 10, selon l'axe de rotation des aubes de soufflante 18 d'un angle égal à la moitié de l'angle séparant deux rainures consécutives, permet ensuite aux dents radiales 28 de venir en regard des A rotation of the flange 24 relative to the disc 10, along the axis of rotation of the fan blades 18 by an angle equal to half the angle separating two consecutive grooves, then allows the radial teeth 28 to come opposite the
protubérances radiales 26, en aval de ces dernières. radial protrusions 26, downstream of the latter.
La figure 4 montre le flasque 24 en position verrouillée. La largeur des dents radiales 28 du flasque 24 peut être supérieure à celle des protubérances radiales 26 du disque 10, afin qu'une fraction de chacune des dents radiales 28 permette de caler Figure 4 shows the flange 24 in the locked position. The width of the radial teeth 28 of the flange 24 may be greater than that of the radial protrusions 26 of the disc 10, so that a fraction of each of the radial teeth 28 allows to wedge
axialement une partie de chaque aube de soufflante 18. axially a part of each fan blade 18.
Le flasque 24 est maintenu en position par un assemblage simple vis/écrou. The flange 24 is held in position by a simple screw / nut assembly.
Les moyens de fixation du flasque 24 comportent des moyens de verrouillage constitués par des broches comportant des vis 44 et des écrous 46. La figure 5 montre une bride 42 boulonnée avec lesdites vis 44 et lesdits écrous 46 sertis dans le disque 10. Le disque 10 qui est inchangé dans sa partie radialement extérieure (protubérances radiales 26) est ainsi de forme plus simple dans sa partie radialement intérieure. Il en The means for fixing the flange 24 comprise locking means constituted by pins comprising screws 44 and nuts 46. FIG. 5 shows a flange 42 bolted with said screws 44 and said nuts 46 crimped in the disc 10. The disc 10 which is unchanged in its radially outer part (radial protrusions 26) is thus of simpler form in its radially inner part. It
est de même en ce qui concerne le flasque 24. the same applies to the flange 24.
Ce système de bride boulonnée 42 sert à la fois au maintien en rotation du flasque 24 par rapport au disque 10, et à son maintien axial, ce qui nécessite un nombre de broches conséquent. La figure 6 montre que le disque 10 présente en partie radialement intérieure une pluralité d'orifices destinés à maintenir le flasque 24 sur le disque 10. La fixation du flasque 24 sur le disque 10 se fait, par exemple, à l'aide d'une pluralité de vis 44 et écrous 46, de manière à bien maintenir le flasque 24 serré sur le disque 10 même en cas de tentative de perte d'une aube. La rétention axiale semi-collective des aubes mobiles de soufflante se fait de la manière suivante. En cas de déplacement d'une aube de soufflante 18, celle-ci vient en appui contre l'excroissance 22 de la cale 20. Une partie des dents radiales 28 du flasque 24 arrête l'aube de soufflante 18. Un jeu 48 est ménagé entre les dites dents radiales 28 du flasque 24 et les protubérances radiales du disque 10 pour dissiper une partie de l'énergie lors d'une tentative de perte d'une aube de soufflante 18, le flasque 24 pouvant alors se déformer avant que ces dents radiales 28 ne viennent appuyer contre les This bolted flange system 42 is used both for keeping the flange 24 in rotation relative to the disc 10, and for its axial maintenance, which requires a substantial number of pins. FIG. 6 shows that the disc 10 has a radially inner portion a plurality of orifices intended to hold the flange 24 on the disc 10. The fixing of the flange 24 on the disc 10 is done, for example, using a plurality of screws 44 and nuts 46, so as to keep the flange 24 tight on the disc 10 even in the event of an attempt to lose a blade. The semi-collective axial retention of the mobile fan blades is carried out in the following manner. In the event of displacement of a fan blade 18, the latter comes to bear against the protuberance 22 of the shim 20. A portion of the radial teeth 28 of the flange 24 stops the fan blade 18. A clearance 48 is provided between the said radial teeth 28 of the flange 24 and the radial protuberances of the disc 10 to dissipate part of the energy during an attempt to lose a fan blade 18, the flange 24 being able to then deform before these teeth radial 28 do not come to rest against
protubérances radiales du disque 10. radial protrusions of the disc 10.
En partie radialement intérieure, c'est la bride 42 qui arrête l'aube de soufflante Partially radially inner, it is the flange 42 which stops the fan blade
18. L'ensemble vis-écrous 44, 46 verrouille le flasque 24 sur le disque 10. 18. The screw-nut assembly 44, 46 locks the flange 24 on the disc 10.
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