FR3149928A1

FR3149928A1 - Roue mobile pour turbine de turbomachine et ensemble de roues mobiles

Info

Publication number: FR3149928A1
Application number: FR2305996A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Daniel DELAPORTE; Kamal EL MOUSSAOUI; Suman KANAGARATNAM; Arnaud MARTINE
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2023-06-13
Filing date: 2023-06-13
Publication date: 2024-12-20

Abstract

Roue mobile pour turbine de turbomachine et ensemble de roues mobiles L’invention concerne une roue mobile (10a, 10b) pour turbine de turbomachine, comportant : des aubes mobiles (110),une partie aval (200b) d’un premier disque (200) de turbine comportant, à une périphérie externe, un crochet de retenue axiale (210), une partie amont (300a) d’un deuxième disque (300) de turbine, positionnée partiellement le long de la partie aval du premier disque et comportant, à une périphérie externe, une fourche de retenue axiale (310), le pied de chaque aube mobile étant agencé dans un logement (180) délimité par la fourche et le crochet de sorte à bloquer axialement ledit pied d’aube, etdes liaisons boulonnées (130) traversant la partie aval du premier disque et la partie amont du deuxième disque pour serrer lesdites parties aval et amont l’une contre l’autre. L’invention concerne aussi un ensemble de roues mobiles et un procédé de montage de cet ensemble. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3A

Description

Roue mobile pour turbine de turbomachine et ensemble de roues mobiles

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

La présente invention concerne une roue mobile de turbine de turbomachine dépourvue d’anneau de retenue et d’anneau mobile. L’invention concerne également un ensemble de plusieurs de ces roues mobiles ainsi qu’un procédé de montage d’un tel ensemble de roues mobiles.

L’invention trouve des applications dans le domaine des turbomachines pour aéronefs et, en particulier, dans le domaine des turbines basse pression de turbomachines.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

Une turbomachine comporte généralement plusieurs étages traversés par un flux d’air primaire et un flux d’air secondaire. Ces étages sont généralement une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, une turbine basse pression et une tuyère. La turbine basse pression, appelée aussi turbine BP, s’étend autour d’un axe de rotation AA de la turbomachine et comporte un distributeur formé de plusieurs aubes fixes et plusieurs aubes mobiles, montées par leurs pieds dans des alvéoles de disques centrés sur l’axe AA.

Un exemple d’une roue mobile 100 d’une turbine BP classique est représenté sur la . Un exemple d’un ensemble de plusieurs roues mobiles classiques est représenté schématiquement sur la . Une roue mobile 100 comporte généralement un disque 120 à la périphérie duquel sont montées plusieurs aubes 110. Chaque aube 110 comporte une pale 111 reliée par une plateforme 112 à une paroi médiane, ou échasse 113, prolongée radialement par un pied 114. Le disque 120 de turbine BP est muni de rainures, appelées alvéoles, positionnées régulièrement sur la périphérie du disque et destinées à recevoir chacune le pied 114 d’une aube 110. Le disque 120 a pour principales fonctions de transmettre le couple des aubes 110 vers l’arbre de la turbine BP (non représenté sur la figure), de positionner les aubes dans la veine secondaire de la turbine BP et d’assurer le support de pièces d’étanchéité comme les anneaux mobiles 150.

Dans une architecture classique, comme celle des figures 1 et 2, les aubes 110 sont bloquées axialement dans les alvéoles d’un disque, à l’amont, par un anneau de retenue 140 et à l’aval par un anneau mobile 150. L’anneau de retenue 140 est monté le long des échasses 113 des aubes mobiles 110 et maintenu sur la roue mobile au moyen d’un crochet de blocage 115. Le crochet de blocage 115 de l’aube mobile 110 s’étend axialement depuis l’échasse 113 de ladite aube et recouvre une extrémité externe de l’anneau de retenue 140.

Chaque disque 120 de turbine BP comporte une virole amont 122 et une virole aval 123 reliées toutes deux à un poireau 121 s’étendant radialement entre les viroles 122 et 123. La virole aval 123 d’un disque 120 est fixée à la virole amont 122 d’un disque consécutif (c'est-à-dire du disque suivant dans le sens d’écoulement du flux d’air) au moyen d’une liaison boulonnée 130. L’anneau mobile 150 est disposé entre les brides 124 de la virole amont 122 et les brides 125 de la virole aval 123 et s’étend jusqu’à l’échasse 113 de l’aube 110. Cet anneau mobile 150, maintenu sur la roue mobile 10 par une bride 154 logée dans la liaison boulonnée 130 entre les brides 124 et 125 des viroles aval et amont, s’étend jusqu’à l’anneau de retenue 140. Il a pour fonction, d’une part, de bloquer axialement un anneau de retenue 140 et, d’autre part, d’assurer l’étanchéité entre les disques 120 grâce notamment à des léchettes 152 en interface avec un abradable 162 fixé sur les aubes fixes 160 des distributeurs en vis-à-vis.

Une telle architecture présente de nombreux inconvénients aussi bien en fonctionnement que lors du montage. En effet, en montage, l’installation de l’anneau de retenue 140 dans la roue mobile 100 est souvent difficile car l’environnement est restreint et les pièces sont souvent intégrées sous contraintes. En fonctionnement, du fait de ces contraintes et de l’alternance de cycles de dilatation et de compression de l’anneau de retenue 140, ce dernier a tendance à criquer. Or, en cas de crique de l’anneau de retenue, il existe des risques de libération, dans la veine d’air, de morceaux de l’anneau de retenue qui peuvent endommager les aubages situés à l’aval de la turbine BP, notamment les aubes mobiles de l’étage 7 qui sont particulièrement sensibles aux chocs. En cas de crique très importante de l’anneau de retenue, il existe aussi un risque de libération des aubes dans la veine, puisque l’anneau de retenue ne garantit plus l’arrêt axial des aubes mobiles. Une crique dans un anneau de retenue entraine donc le changement dudit anneau de retenue, ce qui nécessite une dépose du moteur, ce qui est couteux en temps de main d’œuvre et en temps d’immobilisation de l’aéronef sur lequel est monté la turbomachine.

Cette architecture présente également un inconvénient relatif à l’anneau mobile 150. En effet, l’anneau mobile 150 a pour fonction de serrer l’anneau de retenue 140 le long des aubes mobiles 110 pour assurer l’arrêt axial desdites aubes. Pour mettre l’anneau mobile en place, un opérateur applique un serrage sur l’anneau mobile 150 qui, sous l’effet du serrage, se déforme. Or, cette déformation sous contrainte n’est pas contrôlée de façon certaine, ce qui peut conduire à des pertes de tensions dans les liaisons boulonnées associées.

Cette architecture présente encore un autre inconvénient lors du montage des aubes mobiles sur les disques. En effet, l’installation des aubes mobiles sur les disques (appelée ailetage des disques) est une opération complexe, longue à mettre en œuvre puisqu’une fois les aubes positionnées dans les alvéoles, il faut assurer leur blocage par la pose à la fois de l’anneau de retenue et de l’anneau mobile et la fixation des liaisons boulonnées à travers les deux brides de viroles et la bride de l’anneau mobile.

Il existe donc un réel besoin d’une architecture de roue mobile permettant un montage plus simple et plus rapide des roues mobiles et permettant d’éviter les risques liés aux criques.

Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus de criques dans l’anneau de retenue et de complexité du montage des roues mobiles, le demandeur propose une architecture de roue mobile dans laquelle la roue mobile est dépourvue à la fois d’anneaux de retenue et d’anneaux mobiles. La roue mobile proposée par le demandeur comporte un crochet de retenue axiale en périphérie d’un disque et une fourche de retenue axiale en périphérie d’un autre disque, le crochet de retenue axiale coopérant avec la fourche de retenue axiale pour maintenir à la fois radialement et axialement les pieds des aubes mobiles.

Dans la description, le terme « extérieur » désigne les surfaces ou parties de pièces situées les plus loin de l’axe de rotation AA de la turbomachine, par opposition au terme « intérieur » qui désigne les surfaces et parties de pièces les plus proches dudit axe AA.

Par ailleurs, les termes « amont » et « aval » s’entendent suivant le sens d’écoulement de l’air, depuis la soufflante de la turbomachine vers la tuyère.

Selon un premier aspect, l’invention concerne une roue mobile pour turbine de turbomachine, comportant :

des aubes mobiles comprenant chacune une pale reliée à un pied par une échasse,
une partie aval d’un premier disque de turbine comportant, à une périphérie externe, un crochet de retenue axiale,
une partie amont d’un deuxième disque de turbine, positionnée partiellement le long de la partie aval du premier disque et comportant, à une périphérie externe, une fourche de retenue axiale, le pied de chaque aube mobile étant agencé dans un logement délimité par la fourche du disque amont et le crochet du disque aval de sorte à bloquer axialement ledit pied d’aube, et
des liaisons boulonnées traversant la partie aval du premier disque et la partie amont du deuxième disque pour serrer lesdites parties aval et amont l’une contre l’autre.

Cette roue mobile présente l’avantage de ne comporter ni anneau de retenue ni anneau mobile, ce qui permet d’éviter les risques de cirque dans ces pièces. L’absence d’anneau de retenue et d’anneau mobile permet également de diminuer la masse de la roue mobile et de faciliter son assemblage.

Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, la roue mobile selon le premier aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

d’une part, la fourche de retenue axiale de la partie amont comporte des dents disposées les unes à la suite des autres circulairement, deux dents consécutives formant entre elles une rainure dans laquelle est agencée l’échasse d’une des aubes mobiles, et d’autre part, le crochet de retenue axiale de la partie aval comporte une section en forme de C enchâssant une extrémité libre des dents de la fourche du disque amont.
le logement dans lequel est agencé le pied d’aube s’étend radialement entre une surface de la section en C du crochet de retenue axiale et une sous-face des dents de la fourche de retenue axiale et circulairement entre deux rainures de ladite fourche de retenue axiale.
chaque liaison boulonnée est alignée avec une aube mobile selon une direction sensiblement radiale

Un deuxième aspect de l’invention concerne un ensemble de roues mobiles pour turbine de turbomachine, caractérisé en ce qu’il comporte plusieurs roues mobiles selon le premier aspect, positionnées axialement les unes à la suite des autres.

Cet ensemble de roues mobiles présente l’avantage d’une montabilité améliorée des liaisons boulonnées et d’une plus grande robustesse de la turbine BP et donc du moteur.

L’ensemble de roues mobiles selon le deuxième aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

il comporte au moins un premier et un deuxième disques, chacun des premier et deuxième disques comprenant une partie aval et une partie amont reliées l’une à l’autre par l’intermédiaire d’une virole, la partie aval du premier disque et la partie amont du deuxième disque étant solidarisées l’une à l’autre par une première série de liaisons boulonnées et supportant ensemble une première série d’aubes mobiles.
la partie aval du deuxième disque et la partie amont d’un troisième disque sont solidarisées l’une à l’autre par une deuxième série de liaisons boulonnées et supportent ensemble une deuxième série d’aubes mobiles.
la partie aval du premier disque comporte une face amont munie d’un alésage et une face aval sensiblement plane et la partie amont du deuxième disque comporte une face amont sensiblement plane et une face aval munie d’un alésage.
les liaisons boulonnées de la première série de liaisons boulonnées traversent la partie amont et la partie aval au droit des alésages desdites parties amont et aval, la face sensiblement plane de la partie aval étant en contact avec la face sensiblement plane de la partie amont.
la virole solidarisant la partie aval du premier disque et la partie amont du deuxième disque comporte des léchettes d’étanchéité adaptées pour être en contact avec des aubes fixes de la turbine.

Un troisième aspect de l’invention concerne une turbomachine pour aéronef, caractérisée en ce qu’elle comporte une turbine basse pression équipée d’un ensemble de roues mobiles selon le deuxième aspect.

Un quatrième aspect de l’invention concerne un procédé de montage d’un ensemble de roues mobiles selon le deuxième aspect, comportant les opérations suivantes :

installation, sur un support de montage, d’une partie amont du deuxième disque,
installation d’aubes mobiles dans la fourche de retenue axiale de la partie amont du deuxième disque,
installation, sur le support de montage, de la partie aval du premier disque, le crochet de retenue axiale de ladite partie aval enchâssant une extrémité de la fourche de retenue axiale de la partie amont de sorte à bloquer les aubes mobiles entre la fourche de la partie amont et le crochet de la partie aval,
solidarisation de la partie aval du premier disque et de la partie amont du deuxième disque par des liaisons boulonnées, et
réitération des opérations a) à d) pour chaque roue mobile de l’ensemble de roues mobiles.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles :

La , déjà décrite, représente une vue en coupe radiale d’une roue mobile selon l’art antérieur ;

La , déjà décrite, représente une vue en coupe radiale d’un ensemble de roues mobiles selon l’art antérieur ;

La et la représentent chacune une vue en coupe radiale schématique d’une portion d’un ensemble de roues mobiles selon l’invention ;

La , la et la représentent différentes vues schématiques, en perspective, des extrémités des parties amont et aval des premier et deuxième disques, entre lesquelles est logée une aube d’une roue mobile selon l’invention ; et

La représente, sous la forme d’un diagramme fonctionnel, le procédé de montage d’un ensemble de roues mobiles du type de celui des figures 3A et 3B.

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.

DESCRIPTION DETAILLEE

Un exemple de réalisation d’un ensemble de roues mobiles selon une nouvelle architecture 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.

Un exemple d’un ensemble 10 de roues mobiles selon l’invention est représenté sur la en coupe radiale, c'est-à-dire dans le plan xy du repère xyz où l’axe x est l’axe de rotation de la turbomachine, l’axe y est l’axe radial et l’axe z est l’axe tangentiel. Dans l’exemple de la , l’ensemble de roues mobiles 10 comporte deux roues mobiles 10a, 10b ; il est entendu que l’ensemble de roues mobiles 10 peut comporter trois, quatre ou plus de roues mobiles, le nombre de roues mobiles dépendant notamment de la puissance souhaitée pour la turbine BP. Chaque roue mobile 10a, 10b comporte des aubes mobiles 110 agencées aux extrémités externes d’une partie aval 200b d’un premier disque 200 et d’une partie amont 300a d’un deuxième disque 300. Chaque aube mobile 110 comporte une pale 111, un pied 114 et une échasse 113 reliant la pale 111 au pied 114. Les aubes mobiles 110 de la roue mobile 10a, 10b sont sensiblement identiques aux aubes mobiles des turbines BP de l’état de la technique décrit précédemment, excepté qu’elles sont dépourvues des crochets de blocage de l’anneau de retenue et/ou de l’anneau mobile.

Chaque aube mobile 110 d’une roue mobile 10a, 10b est montée à l’extrémité externe de la partie amont 300a du deuxième disque 300, lui-même assemblé avec la partie aval 200b du premier disque 200. Comme montré sur les figures 4A, 4B et 4C, la partie amont 300a du deuxième disque 300, appelée plus simplement partie amont 300a, comporte un voile 320 prolongé à sa périphérie 320a (appelée aussi extrémité externe) par une fourche de retenue axiale 310 assurant le positionnement et le maintien partiel des aubes mobiles au sein de la roue mobile 10a, 10b. Selon certains modes de réalisation, la fourche de retenue axiale 310 de la partie amont 300a (appelée plus simplement fourche) comporte plusieurs dents 311 disposées circulairement les unes à la suite des autres et séparées les unes des autres par des rainures 312. Une dent 311 est une saillie réalisée d’une seule pièce avec le voile 320 de la partie amont 300a et qui s’étend axialement à l’extrémité externe dudit voile 320, dans une direction amont (c'est-à-dire suivant la direction -x). Chaque dent 311 délimite deux rainures 312 de la fourche 310. Ainsi, dans chaque ensemble de deux dents successives, les deux dents 311 sont séparées par une rainure 312. Chaque rainure 312 est adaptée pour recevoir l’échasse 113 d’une aube mobile 110.

La partie aval 200b du premier disque 200, appelée plus simplement partie aval 200b, comporte un voile 210 prolongé à sa périphérie 210a (appelée aussi extrémité externe) d’un crochet de retenue axiale 210 assurant le maintien de l’aube mobile 110 dans la fourche 310. Selon certains modes de réalisation, le crochet de retenue axiale 210 (appelé plus simplement crochet) est une pièce fabriquée d’un seul tenant à l’extrémité externe du voile 220 et présentant une section sensiblement en forme de C, adaptée pour enchâsser l’extrémité de la fourche 310 et bloquer axialement le pied 114 et l’échasse 113 de chaque aube mobile 110 à l’intérieur de la fourche 310. Le crochet 210 peut comporter, par exemple :

une première paroi axiale 211 s’étendant depuis le voile 220 dans une direction axiale, parallèlement à la fourche 310 de la partie amont 300a,
une paroi radiale 212 s’étendant radialement à l’extrémité de la première paroi axiale 211, et
une seconde paroi axiale 213 s’étendant axialement à l’extrémité de la paroi radiale 212, c'est-à-dire parallèlement à la première paroi axiale 211.

La première paroi axiale 211 s’étend sur une longueur (suivant l’axe x) au moins égale à la longueur du pied 114 d’une aube mobile 110, le pied 114 reposant sur cette première paroi axiale. La seconde paroi axiale 213 s’étend sur une longueur inférieure à celle de la première paroi axiale 211 et recouvre partiellement les dents 311 de la fourche 310 de la partie amont 300a ; autrement dit, la seconde paroi axiale 213 s’étend axialement depuis la paroi radiale jusqu’à recouvrir l’extrémité libre 311a des dents 311 de la fourche 310. La seconde paroi axiale 213 s’étend au maximum jusqu’à l’échasse 113 de l’aube mobile de sorte à bloquer axialement ladite échasse 113 dans la rainure 312 de la fourche 310. Le crochet 210 la partie aval 200b forme ainsi, avec la fourche 310 de la partie amont 300a, plusieurs logements 180 adaptés pour recevoir chacun un pied d’aube 114. Plus précisément, la sous-face 313 de chaque paire de dents 311 de la fourche 310 et la surface 214 de la première paroi axiale 211 du crochet 210 délimitent un logement 180, entre la paroi radiale 212 du crochet 210 et le voile 220 du disque aval 200. Autrement dit, le logement 180 s’étend circulairement entre deux rainures 312 de la fourche 310 et radialement entre la surface 214 de la section en C du crochet 210 et la sous-face de deux dents consécutives 311 de ladite fourche 310. Ce logement 180 est de dimensions adaptées pour recevoir le pied 114 d’une aube mobile 110, l’échasse 113 de cette aube mobile traversant la rainure 312 située entre deux dents 311 de la fourche 310. Ainsi, le pied 114 de chaque aube mobile 110 est agencé dans un des logements 180 et l’échasse 113 de cette aube mobile s’étend à travers la rainure 312 de la fourche 310, les dents 311 de part et d’autre de la rainure 312 bloquant le pied 114 radialement. Ainsi, l’ensemble fourche 310 et crochet 210 permet à la fois le blocage axial des aubes mobiles et le blocage radial (ou non-basculement) desdites aubes mobiles, ce qui permet d’éviter la présence des anneaux de retenue de l’état de la technique et offre, par conséquent un gain de masse à la turbine BP.

L’exemple de la représente deux roues mobiles 10a, 10b d’un ensemble de roues mobiles 10. Les roues mobiles 10a, 10b de l’ensemble de roues mobiles 10 sont montées les unes à la suite des autres et fixées chacune à la roue mobile précédente. Tous les disques 200, 300 d’un ensemble de roues mobiles 10 sont identiques et comportent chacun une partie aval 200b, appelée aussi poireau aval, et une partie amont 200a, 300a, appelée aussi poireau amont. La partie amont 200a d’un premier disque 200 est reliée à la partie aval 200b de ce même disque 200 par une virole 225. La virole 225 peut, par exemple, être fixée, d’une part, sur le voile 221 de la partie amont 200a d’un disque, radialement entre la fourche et l’alésage de cette partie amont, et, d’autre part, sur la première paroi axiale 211 de la partie aval 200b du même disque. La virole 225 de chaque disque peut être équipée de léchettes d’étanchéité 228 assurant l’interface avec les abradables 162 des aubes fixes 160 des distributeurs de la turbine BP, en vis-à-vis des aubes mobiles 110 de ladite turbine.

La partie aval 200b du premier disque 200 est solidarisée avec la partie amont 300a du deuxième disque 300, consécutif au premier disque 200, ladite partie aval 200b et la partie amont 300a solidarisées formant ensemble le support des aubes mobiles 110 de la roue mobile 10b. En effet, comme expliqué précédemment, le crochet 210 de la partie aval 200b et la fourche 310 de la partie amont 300a assurent ensemble le maintien axial et radial des aubes mobiles 110 d’une roue mobile. Pour cela, la partie aval 200b et la partie amont 300a sont solidarisées l’une avec l’autre au moyen d’une liaison boulonnée 130 comportant, par exemple, une vis 131 et un écrou 132. Le serrage des aubes mobiles 110 est donc réalisé directement par les disques de la turbine BP, ce qui évite la présence des anneaux mobiles de l’état de la technique (et par conséquent des crochets de maintien des anneaux mobiles) et permet une diminution de la masse générale de la turbine BP.

La représente la roue mobile 10b de l’ensemble de roues mobiles 10 de la . Dans les exemples des figures 3 et 4, la liaison boulonnée 130 est positionnée dans la partie interne de la partie aval 200b et de la partie amont 300a. En particulier, chaque partie aval et amont d’un disque 200 ou 300 comporte un voile 220, 320 et un alésage 230, 330. Le voile 220, l’alésage 230 et le crochet 210 de la partie aval 200b peuvent être fabriqués d’un seul tenant. De même, le voile 320, l’alésage 330 et la fourche 310 de la partie amont 300a peuvent être fabriqués d’un seul tenant. Le voile 220 de la partie aval 200 comporte une face amont 220a munie d’un alésage 230 et une face aval 220b sensiblement plane. Le voile 320 de la partie amont 300a comporte, au contraire, une face amont 320a sensiblement plane et une face aval 320b munie d’un alésage 330. La face aval 220b du voile de la partie aval 200b est accolée à la face amont 320a du voile de la partie amont 300a, les alésages 230 et 330 étant agencés dos à dos. La liaison boulonnée 130 traverse les voiles 220 et 320, de préférence à l’endroit des alésages 230, 330. Ainsi, les liaisons boulonnées 130 de chaque roue mobile 10a, 10b sont alignées suivant une direction sensiblement radiale (axe y du repère xyz) avec une aube mobile 110 (contrairement aux roues mobiles de l’état de la technique où les liaisons boulonnées sont alignées radialement avec les aubes fixes des distributeurs). La solidarisation des voiles 220 et 230 des parties aval 200b et amont 300a permet d’éloigner les liaisons boulonnées 130 de l’axe central AA du moteur et de les rapprocher des pieds d’aubes 114, ce qui améliore le serrage et le placage des parties aval 200b et amont 300a et, par conséquent, des premier et deuxième disques 200, 300.

Un ensemble de roues 10 tel que représenté sur la est monté roue mobile par roue mobile, de la roue mobile la plus aval (10b) de l’ensemble vers la roue mobile la plus amont (10a). Un exemple d’un procédé 500 de montage d’un tel ensemble de roues mobiles 10 est représenté sur la . Dans cet exemple, le procédé 500 comporte une première étape 510 d’installation d’une partie amont 300a du deuxième disque 300 sur un support de montage. En effet, si les roues mobiles 10a, 10b sont positionnées radialement autour de l’axe central AA (c'est-à-dire dans un plan yz) lorsqu’elles sont en fonctionnement, leur assemblage est réalisé horizontalement (dans un plan xz), en dehors de la turbomachine, dans un atelier d’assemblage. Ainsi, la partie amont 300a du deuxième disque 300 est agencée sur un support de montage adapté pour maintenir le deuxième disque ainsi que tous les autres disques de l’ensemble de roues mobiles. Les aubes mobiles 110 sont ensuite montées les unes à la suite des autres dans la fourche 310 de la partie amont 300a (étape 520). Pour cela, l’échasse 113 chaque aube mobile 110 est glissée dans une des rainures 312 de la fourche 310, le pied 114 de l’aube mobile étant alors positionné d’un côté des dents 311 de la fourche tandis que la pale 111 de ladite aube est positionnée de l’autre côté desdites dents.

Le procédé 500 comprend ensuite une étape 530 d’installation de la partie aval 200b du premier disque 200 sur le support de montage, au-dessus de la partie amont 300a du deuxième disque. Le positionnement de la partie aval 200b du premier disque est ensuite ajusté (étape 540) par rapport à la partie amont 300a du deuxième disque de sorte que son crochet 210 emboîte l’extrémité des dents 311 de la fourche 310. Le pied 114 de chacune des aubes mobiles 110 est alors positionné dans un logement 180 délimité, d’une part, par le voile 320 et deux dents consécutives 311 de la partie amont 300a et, d’autre part, par la première paroi axiale 211 et la paroi radiale 212 de la partie aval 200b, tandis que l’échasse 113 de chacune des aubes mobiles 110 s’étend à travers la rainure 312 séparant les deux dents consécutives 311 de la fourche 310.

Lorsque le crochet 210 est correctement positionné par rapport à la fourche 310, les voiles 320 et 220 respectivement des parties amont 300a et aval 200b peuvent être solidarisés au moyen de liaisons boulonnées 130, au cours d’une étape 550 de montage des liaisons boulonnées 130. Les voiles 320 et 220 sont ainsi serrés l’un contre l’autre par l’intermédiaire de plusieurs liaisons boulonnées 130, par exemple une liaison boulonnée pour un couple d’aubes mobiles 110.

Lorsque toutes les liaisons boulonnées 130 sont montées, les parties aval 200b et amont 300a sont serrées l’une contre l’autre de sorte que les aubes mobiles 110 positionnées entre le crochet 210 et la fourche 310 sont bloquées dans l’alignement desdites parties amont et aval solidarisées. Une roue mobile, par exemple la roue 10b de la , est alors obtenue (étape 560). Une roue fixe 160 est ensuite montée (étape 570), après chaque étage de roues mobiles. Le procédé 500 se poursuit en réitérant les étapes 510 à 570 jusqu’à ce que toutes les roues mobiles 10a, 10b et fixes 160 soient assemblées ; en effet les étapes 510 à 570 sont réitérées tant que la réponse au test 580 « toutes les roues mobiles sont-elles montées ? » est négative. Lorsque la réponse au test 580 est positive, alors l’assemblage de l’ensemble de roues est terminé (étape 590).

Le procédé de montage d’un ensemble de roues mobiles 10 selon l’architecture décrite précédemment présente de nombreux avantages. Il permet notamment d’améliorer la montabilité des liaisons boulonnées 130 en facilitant l’accès aux zones où sont positionnées les liaisons boulonnées ; en effet, comme évoqué précédemment, les liaisons boulonnées 130 d’une roue mobile 10a ou 10b sont éloignées de l’axe central AA, par rapport aux architectures de roues mobiles de l’état de la technique, ce qui facilite leur accès et donc leur montage. Le procédé de montage 500 est, en outre, plus rapide que celui de l’état de la technique car il nécessite le montage d’un nombre de pièces réduit par rapport à l’état de la technique (plus d’anneau de retenue ni d’anneau mobile) avec un accès simplifié à certaines pièces (comme les liaisons boulonnées). Outre les avantages au montage, l’ensemble de roues mobiles décrit ci-dessus permet d’éviter l’utilisation de pièces sujettes aux criques, comme l’anneau de retenue, pouvant conduire à des démontages et remontages de la turbine BP ; il permet ainsi d’améliorer la robustesse de la turbine BP et, par conséquent, de minimiser le temps de maintenance d’un moteur.

Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, l’ensemble de roues mobiles selon l’invention, et son procédé de montage, 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

Roue mobile (10a, 10b) pour turbine de turbomachine, comportant :
des aubes mobiles (110) comprenant chacune une pale (111) reliée à un pied (114) par une échasse (113),

une partie aval (200b) d’un premier disque (200) de turbine comportant, à une périphérie externe, un crochet de retenue axiale (210),

une partie amont (300a) d’un deuxième disque (300) de turbine, positionnée partiellement le long de la partie aval (200b) du premier disque et comportant, à une périphérie externe, une fourche de retenue axiale (310), le pied (114) de chaque aube mobile (110) étant agencé dans un logement (180) délimité par la fourche de la partie amont (300a) et le crochet de la partie aval (200b) de sorte à bloquer axialement ledit pied d’aube, et

des liaisons boulonnées (130) traversant la partie aval (200b) du premier disque et la partie amont (300a) du deuxième disque pour serrer lesdites parties aval et amont l’une contre l’autre.
Roue mobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que :
d’une part, la fourche de retenue axiale (310) de la partie amont (300a) comporte des dents (311) disposées les unes à la suite des autres circulairement, deux dents consécutives formant entre elles une rainure (312) dans laquelle est agencée l’échasse (113) d’une des aubes mobiles, et

d’autre part, le crochet de retenue axiale (210) de la partie aval (200b) comporte une section en forme de C enchâssant une extrémité libre des dents (311) de la fourche (310) de la partie amont (300a).
Roue mobile selon la revendication 2, caractérisée en ce que le logement (180) dans lequel est agencé le pied d’aube (114) s’étend radialement entre une surface de la section en C du crochet de retenue axiale (210) et une sous-face des dents de la fourche de retenue axiale (310) et circulairement entre deux rainures (312) de ladite fourche de retenue axiale.
Roue mobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque liaison boulonnée (130) est alignée avec une aube mobile (110) selon une direction sensiblement radiale.
Ensemble de roues mobiles (10) pour turbine de turbomachine, caractérisé en ce qu’il comporte plusieurs roues mobiles (10a, 10b) selon l’une quelconque des revendications précédentes, positionnées axialement les unes à la suite des autres.
Ensemble de roues mobiles selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un premier et un deuxième disques (200, 300), chacun des premier et deuxième disques comprenant une partie aval (200b) et une partie amont (200a, 300a) reliées l’une à l’autre par l’intermédiaire d’une virole (225), la partie aval (200b) du premier disque et la partie amont (300a) du deuxième disque étant solidarisées l’une à l’autre par une première série de liaisons boulonnées (130) et supportant ensemble une première série d’aubes mobiles (110).
Ensemble de roues mobiles selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie aval du deuxième disque et la partie amont d’un troisième disque sont solidarisées l’une à l’autre par une deuxième série de liaisons boulonnées et supportent ensemble une deuxième série d’aubes mobiles.
Ensemble de roues mobiles selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que :
la partie aval (200b) du premier disque comporte une face amont (220a) munie d’un alésage (230) et une face aval (220b) sensiblement plane, et

la partie amont (300a) du deuxième disque comporte une face amont (320a) sensiblement plane et une face aval (320b) munie d’un alésage (330).
Ensemble de roues mobiles selon la revendication 8, caractérisé en ce que les liaisons boulonnées (130) de la première série de liaisons boulonnées traversent la partie amont (300a) du deuxième disque et la partie aval (200b) du premier disque au droit des alésages (230, 330) desdites parties amont et aval, la face sensiblement plane de la partie aval (200b) étant en contact avec la face sensiblement plane de la partie amont (300a).
Ensemble de roues mobiles selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la virole (225) solidarisant la partie aval (200b) du premier disque et la partie amont (300a) du deuxième disque comporte des léchettes d’étanchéité (228) adaptées pour être en contact avec des aubes fixes (160) de la turbine.
Turbomachine pour aéronef, caractérisée en ce qu’elle comporte une turbine basse pression équipée d’un ensemble de roues mobiles selon l’une quelconque des revendications 5 à 10.
Procédé de montage d’un ensemble de roues mobiles selon l’une quelconque des revendications 5 à 10, comportant les opérations suivantes :
installation (510), sur un support de montage, d’une partie amont (300a) du deuxième disque (300),

installation (520) d’aubes mobiles (110) dans la fourche de retenue axiale (310) de la partie amont (300a) du deuxième disque,

installation (530, 540), sur le support de montage, de la partie aval (200b) du premier disque (200), le crochet de retenue axiale (210) de ladite partie aval enchâssant une extrémité de la fourche de retenue axiale (310) de la partie amont (300a) de sorte à bloquer les aubes mobiles (110) entre la fourche (310) de la partie amont et le crochet (210) de la partie aval,

solidarisation (550) de la partie aval (200b) du premier disque et de la partie amont (300a) du deuxième disque par des liaisons boulonnées (130), et

réitération (570) des opérations a) à d) pour chaque roue mobile de l’ensemble de roues mobiles.