Brevet FR3003599A1 — publié le 20140926

DOMAINE DE L'INVENTION Le domaine de l'invention est celui des turbomachines, et plus précisément celui des aubages fixes de distribution de flux dans une turbomachine. ETAT DE LA TECHNIQUE Une turbomachine comprend généralement, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseurs, par exemple un compresseur basse pression et un compresseur haute pression, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbines, par exemple une turbine haute pression et une turbine basse pression, et une tuyère d'échappement des gaz. Ces turbines comprennent un aubage 10 fixe de distribution du flux de gaz, composé, comme illustré en figure 1a, d'une pluralité d'aubes 11 s'étendant par exemple généralement radialement par rapport à un axe, disposées entre une plate- forme annulaire interne 12 et une plate-forme annulaire externe (non représentée) par lesquelles lesdites aubes sont fixées à la turbomachine. Dans un effort général de minimisation de la masse globale du moteur, il a été conçu que tout ou partie des aubes soient creuses. Il peut donc coexister des aubes creuses et des aubes pleines sur un même aubage. Pour réaliser les cavités d'aubes creuses, qui ont des formes complexes et dont la géométrie doit être respectée avec une grande précision, les aubes sont classiquement produites par une technique connue sous le nom de fonderie à la cire perdue. Des noyaux sont donc insérés dans le moule avant injection de la cire, ces noyaux étant maintenus en position par des douilles, au niveau d'excroissances appelées « portées » aux extrémités des noyaux, l'association entre les portées des noyaux et les douilles étant réalisée manuellement. Cependant, la géométrie actuelle des aubages ne présente pas un espace suffisant pour permettre le positionnement des douilles, et par conséquent de réaliser des aubages creux avec un tolérancement et des dimensions donnés. En effet, les douilles permettant le maintien des noyaux sont positionnées à proximité de la plate-forme annulaire interne. Une telle plate-forme 12 présente classiquement une couronne de support 121 des aubes et une couronne annulaire interne 122, entre lesquelles s'étend une cloison annulaire radiale 120 par rapport à l'axe de l'aubage. Or, comme visible sur la figure la, la plate-forme annulaire interne comprend plusieurs platines annulaires 2, 3 superposées radialement par rapport à l'axe de l'aubage et s'étendant vers l'amont par rapport à ladite plate-forme, une première platine 2 étant rapportée sur la cloison radiale 120 ou sur une surface inférieure de la couronne de support des aubes 121, et l'autre platine 3. étant rapportée sur la couronne interne 122. Ces deux platines coopèrent avec un becquet aval d'un rotor situé en amont de l'aubage, pour former un joint d'étanchéité de type à labyrinthe, permettant d'empêcher une recirculation d'air dans une direction radiale entre la veine de l'aubage, et l'interstice entre la plate-forme de l'aubage fixe et le rotor situé en amont. Sur la figure 1 b, on a représenté une vue en coupe d'une succession d'aubages fixes de stator et d'aubages de rotor. Comme visible sur cette figure, le faible écart (dans les zones entourées), mesuré radialement par rapport à l'axe de l'aubage, entre les deux platines interdit le passage des douilles, ainsi que le retrait des noyaux après l'étape de moulage. Il existe donc un besoin pour une alternative de réalisation d'un aubage fixe de distribution de flux, pouvant présenter des aubes pleines ou creuses. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention a pour but de remédier au problème évoqué ci-avant. A cet égard, l'invention a pour objet un aubage fixe de distribution de flux dans une turbomachine, comprenant une pluralité d'aubes s'étendant radialement autour d'un axe de l'aubage, et une plate-forme annulaire formant base desdites aubes, ladite plate-forme comprenant une couronne de support des aubes et une couronne interne présentant une surface interne sur laquelle est rapportée une couche de matériau abradable, la couronne de support des aubes et la couronne interne étant reliées entre elles par une cloison annulaire radiale, l'aubage étant caractérisé en ce que la couronne interne comprend une première platine annulaire rapportée sur la cloison radiale, ladite platine comprenant une bande annulaire d'extrémité repliée pour venir en appui sur la cloison annulaire radiale, et une deuxième platine annulaire, rapportée sur la première, et présentant une surface interne sur laquelle est rapportée la couche de matériau abradable. Avantageusement, mais facultativement, l'aubage selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes : la deuxième platine annulaire présente une épaisseur, dans la direction radiale par rapport à l'axe de l'aubage comprise entre 1.5 et 2 mm, et de préférence égale à 1,6mm. - la première platine annulaire présente une épaisseur, dans la direction radiale par rapport à l'axe de l'aubage, égale à 0,8 mm. - la deuxième platine annulaire comprend une cavité interne circonférentielle. - la cavité présente une hauteur, dans la direction radiale par rapport à l'axe de l'aubage comprise entre 0.4 et 0.8 mm, et de préférence égale à 0.6mm. - la bande d'extrémité de la première platine annulaire venant en appui sur la cloison radiale comprend une pluralité d'orifices traversants répartis régulièrement sur la circonférence de ladite bande. - la dimension axiale de la couronne inférieure, mesurée parallèlement à l'axe de l'aubage, est inférieure à la largeur de la couronne de support des aubes. - la cloison radiale présente une face radialement interne, et des faces amont et aval par rapport au flux d'air dans l'aubage, et la bande d'extrémité de la première platine est rapportée sur la face radialement interne et sur la face aval de la cloison radiale. - les aubes sont creuses. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un aubage comprenant les étapes consistant à : - mouler en une pièce une pluralité d'aubes, une couronne de support des aubes, et une cloison annulaire radiale d'un aubage de distribution de flux, - découper une première platine annulaire et replier une bande d'extrémité de ladite platine à angle droit par rapport au reste de la platine, et - braser la première platine annulaire sur la cloison annulaire radiale de la plate-forme, de sorte que la bande d'extrémité soit en appui contre la cloison radiale, une deuxième platine annulaire sur une surface interne de la première platine annulaire, et une couche de matériau abradable sur une surface interne de la deuxième platine annulaire. L'invention a également pour objet une turbomachine, comprenant au moins un aubage de distribution de flux selon l'invention. L'aubage proposé présente un espace suffisant pour permettre à des douilles d'accéder aux noyaux de fonderie utilisés los du moulage, tout en garantissant que la couche de matériau abradable soit solidement fixée à la plate-forme annulaire interne de l'aubage. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - La figure la, déjà décrite, représente une vue en coupe axiale d'une plate- forme inférieure d'un aubage de distribution de l'état de la technique. - La figure lb, déjà décrite également, représente une vue en coupe axial d'un ensemble de distributeur de l'état de la technique présentant une succession d'aubages fixes de stator et d'aubages mobiles de rotor. - La figure 2 représente une vue en perspective partielle d'un aubage fixe de distribution de flux selon un mode de réalisation de l'invention. - La figure 3 représente une autre vue en perspective partielle d'un aubage fixe de distribution de flux. - La figure 4 représente une vue en perspective partielle d'un aubage fixe de distribution de flux selon un autre mode de réalisation de l'invention. - La figure 5a représente les principales étapes du procédé de fabrication d'un aubage selon l'invention - La figure 5b représente une variante de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un aubage. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION En référence à la figure 2, on a représenté une vue partielle d'un aubage 10 de distribution du flux d'air s'écoulant dans une turbomachine, formant un étage d'un distributeur d'une turbine de turbomachine, par exemple de turbine basse- pression. Cet aubage fixe est donc configuré pour être positionné en aval d'un étage d'aubage mobile de rotor. L'aubage 10 comporte une pluralité d'aubes 11 fixes disposées radialement par rapport à un axe de la turbomachine (non représenté, qui est également l'axe de l'aubage, lesdites aubes s'étendant entre une plate-forme annulaire externe (non représentée sur la figure 2) et une plate-forme annulaire interne 12 coaxiales autour de l'axe de l'aubage. Les aubes 11 sont avantageusement creuses pour alléger l'aubage. La plate-forme 12 comporte une cloison annulaire 20 s'étendant radialement par rapport à l'axe de la turbomachine, une couronne 21 de support des aubes 11, et une couronne radialement interne 22, lesdites couronnes s'étendant de part et d'autre de la cloison annulaire, au niveau respectivement d'une extrémité radialement externe et interne de ladite cloison. Sur la couronne interne 22, au niveau d'une surface radialement interne 220 de celle-ci, est rapportée une couche de matériau abradable 23. Cette couche est avantageusement rapportée à la couronne 22 par brasage. Sur la figure 2 on a représenté par une flèche F le sens d'écoulement de l'air au travers de l'aubage 10, permettant de définir de manière relative des emplacements situés en « amont » par rapport au flux d'air, d'où provient l'écoulement d'air, et des emplacements situés en « aval » par rapport au flux d'air, par où s'écoule l'écoulement d'air. La cloison radiale 20 présente ainsi, outre une face radialement interne 201, une face amont 202 et une face aval 203. En outre, l'aubage 10 comprend une platine annulaire d'étanchéité 30 rapportée sur la face amont 202 de la cloison radiale, et s'étendant vers l'amont par rapport à la couronne 21 de support des aubes. Cette platine annulaire d'étanchéité est configurée pour coopérer avec un becquet aval d'un aubage de rotor situé en amont de l'aubage dans la turbine, pour former un joint d'étanchéité de type labyrinthe comme décrit précédemment. En référence à la figure 3, on va maintenant décrire la structure de la couronne interne 22. Cette couronne comprend une première platine annulaire 221, rapportée sur la cloison annulaire radiale 20. La platine 221 présente une bande annulaire d'extrémité 2210 repliée, de préférence à angle droit, par rapport au reste de la platine. De la sorte la platine 221 présente une bande 2211, de préférence du côté amont, s'étendant parallèlement à l'axe de l'aubage, et une bande aval 2210 s'étendant radialement autour de l'axe de l'aubage. La bande 2210 repliée est positionnée pour venir en appui contre l'une des faces, de préférence la face aval, de la cloison annulaire radiale 20 lorsque la platine annulaire 221 est rapportée sur la surface inférieure 201 de ladite cloison. Ainsi, la platine annulaire 221 est rapportée sur la surface inférieure 201 de la cloison au niveau d'une bande annulaire 2211 adjacente à la bande repliée, et au niveau de la face aval 203 de la cloison au niveau de ladite bande repliée. La surface de contact pour le brasage entre la cloison radiale et la couronne 22 est donc importante, ce qui rend la solidarisation de ces deux pièces plus robuste. Alternativement, la bande 2210 repliée vient en appui contre la face amont de la cloison, de sorte que la platine 221 n'est fixée à la cloison que par cette bande. Avantageusement, mais facultativement, la première platine annulaire 221 comporte une pluralité d'orifices 2212 traversants, répartis de préférence régulièrement sur la circonférence de la platine. Ces orifices permettent de vérifier la présence de brasure à différents endroits pour garantir la qualité de l'assemblage. La couronne interne 22 comprend en outre une deuxième platine annulaire 222, rapportée sur la première platine 221 sur une surface 2213 radialement interne de celle-ci. Comme visible sur la figure 3, cette platine annulaire 222 comprend également une bande 2220 repliée par rapport au reste de la platine, selon un angle a compris entre 90° et 180°, définissant ainsi une portion amont 2221 rectiligne dans un plan de coupe axial, c'est-à-dire dénuée de pliure ou de courbure, s'étendant parallèlement à l'axe de l'aubage et une portion aval 2220 également rectiligne, inclinée par rapport à la portion amont 2221 et par rapport à l'axe de la turbine. L'angle [3 d'inclinaison de la portion 2220 est l'angle supplémentaire de l'angle a. Les extrémités amont des deux platines 221 et 222 sont avantageusement alignées, et la portion 2221 amont de la deuxième platine annulaire présente avantageusement une largeur supérieure, dans la direction de l'axe de l'aube, à la largeur de la portion 2211 amont de la première platine. De la sorte la portion rectiligne amont 2221 de la deuxième platine annulaire présente une largeur suffisante pour que la couche de matériau abradable y soit rapportée. Avantageusement, la couronne interne 22 présente une dimension axiale, mesurée parallèlement à l'axe de l'aubage, et correspondant à la dimension axiale de la deuxième platine, inférieure à la dimension axiale de la couronne 21 de support des aubes. La couronne annulaire 122 (figure 1) qui était auparavant venue de matière avec la couronne 21 de support des aubes, et qui empêchait de placer et de libérer les douilles de maintien des noyaux lors du moulage des aubes, a été supprimée. Le fait que la couronne inférieure 22 soit rapportée sur la cloison radiale 20 après cette étape de moulage, comme décrit ci-après, permet de libérer un espace pour la mise en place et le retrait des douilles de maintien des noyaux. On peut améliorer l'étanchéité de la solution proposée, en référence à la figure 4, en augmentant l'épaisseur de la platine 222, mesurée radialement par rapport à l'axe de l'aubage, et en agençant une cavité interne circonférentielle 2223 dans ladite platine. Ainsi, la platine 222 doit présenter une épaisseur suffisante pour pouvoir accueillir une telle cavité, son épaisseur étant déterminée par : - l'épaisseur de la cavité 2223, - la tolérance de position de la cavité 2223, - la tolérance de l'épaisseur de la cavité 2223, - la tolérance de l'épaisseur de la platine 222, et - le critère de conception spécifiant l'épaisseur de matière minimum des parois de la platine 222 respectivement au-dessus et en-dessous de la cavité 2223 par rapport à l'axe de l'aubage. Par exemple, la platine 222 peut présenter une épaisseur comprise entre 1.5 et 2 mm, avantageusement égale à 1,6 mm, qui est supérieure à l'épaisseur de la première platine 221, avantageusement sensiblement égale à 0,8 mm. La cavité circonférentielle 2223 peut alors présenter une épaisseur comprise entre 0.4 et 0.8 mm, avantageusement égale à 0,6 mm, et permet d'assurer l'étanchéité entre la veine de l'aubage et l'espace compris entre l'axe de l'aubage et la platine 222. La portion aval inclinée 2220 de la deuxième platine permet quant à elle de former un joint d'étanchéité de type à labyrinthe en coopérant avec un becquet amont d'aubage de rotor situé en aval de l'aubage 10. La couche de matériau abradable 23 est rapportée sur la surface radialement interne 2222 de la platine 222, ladite surface constituant la surface radialement interne 220 de la couronne interne 22. En référence à la figure 5a, on va maintenant décrire les étapes de fabrication d'un aubage fixe de distribution de flux 10. Ce procédé comprend une première étape 100 consistant à mouler, en une seule pièce, une plate-forme annulaire interne 12, une plate-forme annulaire externe 13 et une pluralité d'aubes 11 s'étendant radialement entre les plates-formes. Cette étape est réalisée par moulage de type à cire perdue. On commence par mettre en place 110 un bloc outillage comprenant des douilles servant au maintien de noyaux de fonderie en céramique, chaque noyau correspondant à la cavité creuse des aubes. Puis on met en place 120 un noyau, autour duquel on positionne et on serre des « blocs pales », présentant la forme extérieure des aubes. On injecte 130 ensuite de la cire dans l'interstice entre les blocs pales et le noyau, puis on retire les blocs pales ainsi que les douilles pour pouvoir récupérer la pièce en cire contenant le noyau. Puis on positionne 140 plusieurs pièces en cire ainsi obtenues en grappe. On enrobe ensuite chaque grappe d'une carapace épousant la forme des pièces de cire et correspondant à la forme extérieure des aubes de l'aubage. On retire ensuite la cire en passant les grappes dans un four 150, la pièce obtenue comprend la carapace munie des noyaux disposés à l'intérieur, formant ainsi un moule creux pour les aubes. On coule ensuite du métal en fusion dans le moule 160, et on casse la carapace pour disposer d'une pièce en métal en forme d'aube, contenant un noyau en céramique. Ce noyau est ensuite retiré ou éliminé 170. On obtient donc les aubes en métal creuses. Puis au cours d'une étape 200 on découpe une première platine annulaire 221, et on plie une bande annulaire d'extrémité à angle droit par rapport au reste de la platine. Puis, la platine 221 est rapportée par brasage 300 sur la cloison radiale de la plate-forme annulaire interne 12 de l'aubage 10. Comme indiqué ci-avant, on brase de préférence la portion repliée de la platine 221 sur la face aval de la cloison radiale, et une bande de la portion amont 2211 adjacente à la portion repliée sur la face interne de la cloison. Avantageusement, les deux brasages sont réalisés simultanément. Puis, on découpe et on plie 400 une deuxième platine 222, que l'on rapporte par brasage 500 à une surface radialement interne de la première platine 221. Alternativement, dans le cas où la deuxième platine 222 comporte une fente interne circonférentielle, la fente est obtenue par électro-érosion (également connu sous le nom d'usinage EDM pour « Electrical Discharge Machining ») usuellement après assemblage. Enfin, on rapporte par brasage 600 sur une surface radialement interne 2222 de la deuxième platine 222 une couche de matériau abradable 23. Selon un mode de mise en oeuvre alternatif et préférentiel, représenté sur la figure 5b, les étapes 200 et 400 de découpe et de mise en forme des platines 221 et 222 sont réalisées en parallèle, puis une seule étape d'assemblage 300 sur l'aubage des platines et de la couche de matériau abradable est réalisée. L'étape 300 comprend alors la mise en position des platines l'une par rapport à l'autre, et de la platine 221 sur la cloison radiale, de préférence par soudage par point, puis le brasage en une seule étape de l'ensemble des pièces comprenant la cloison radiale, les deux platines 221 et 222, et la couche de matériau abradable 23. Cette variante de réalisation est avantageuse, car le fait de réaliser le brasage des pièces en une seule opération permet de réduire le temps nécessaire à la mise en oeuvre du procédé et représente ainsi un gain en termes de coûts de 30 production. La structure d'aubage proposée permet donc de réaliser des aubes creuses, tout en assurant la fonction d'étanchéité entre la veine de l'aubage et l'interstice entre l'axe de l'aubage et la plate-forme interne de celui-ci. La description qui précède s'applique aux aubages creux. Toutefois, l'invention s'applique également aux aubages pleins et contribue à réduire la masse totale du moteur. Dans ce cas l'étape 100 de moulage est réalisée classiquement sans le besoin de fabriquer un moule creux comprenant un noyau. Les étapes 200 à 600 sont identiques. REVENDICATIONS1. Aubage (10) fixe de distribution de flux dans une turbomachine, comprenant une pluralité d'aubes (11) s'étendant radialement autour d'un axe de l'aubage, et une plate-forme annulaire (12) formant base desdites aubes, ladite plate-forme comprenant une couronne de support des aubes (21) et une couronne interne (22) présentant une surface interne (220) sur laquelle est rapportée une couche de matériau abradable (23), la couronne (21) de support des aubes et la couronne interne (22) étant reliées entre elles par une cloison annulaire radiale (20), l'aubage étant caractérisé en ce que la couronne interne (22) comprend une première platine annulaire (221) rapportée sur la cloison radiale, ladite platine comprenant une bande annulaire d'extrémité (2210) repliée pour venir en appui sur la cloison annulaire radiale (20), et une deuxième platine annulaire (222), rapportée sur la première (221), et présentant une surface interne (2222) sur laquelle est rapportée la couche de matériau abradable (23). 2. Aubage selon la revendication 1, dans lequel la deuxième platine annulaire (222) présente une épaisseur, dans la direction radiale par rapport à l'axe de l'aubage comprise entre 1.5 et 2 mm, et de préférence égale à 1,6mm. 3. Aubage selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la première platine annulaire (221) présente une épaisseur, dans la direction radiale par rapport à l'axe de l'aubage, égale à 0,8 mm. 4. Aubage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la deuxième platine (222) annulaire comprend une cavité interne circonférentielle (2223). 5. Aubage selon la revendication précédente, dans lequel la cavité (2223) présente une hauteur, dans la direction radiale par rapport à l'axe de l'aubage comprise entre 0.4 et 0.8 mm, et de préférence égale à 0.6mm. 6. Aubage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la bande d'extrémité (2210) de la première platine annulaire venant en appui sur la cloisonradiale comprend une pluralité d'orifices traversants (2212) répartis régulièrement sur la circonférence de ladite bande. 7. Aubage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la dimension axiale de la couronne inférieure (22), mesurée parallèlement à l'axe de l'aubage, est inférieure à la largeur de la couronne (21) de support des aubes. 8. Aubage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la cloison radiale (20) présente une face radialement interne (201), et des faces amont (202) et aval (203) par rapport au flux d'air dans l'aubage, et la bande d'extrémité (2210) de la première platine (221) est rapportée sur la face radialement interne (201) et sur la face aval (202) de la cloison radiale (20). 9. Aubage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les aubes (11) sont creuses. 10. Procédé de fabrication d'un aubage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - mouler (100) en une pièce une pluralité d'aubes (11), une couronne (21) de support des aubes, et une cloison annulaire radiale (20) d'un aubage de distribution de flux, - découper (200) une première platine annulaire (221) et replier une bande d'extrémité (2210) de ladite platine à angle droit par rapport au reste de la platine, et - braser (300) la première platine annulaire (221) sur la cloison annulaire radiale (20) de la plate-forme, de sorte que la bande d'extrémité (2210) soit en appui contre la cloison radiale (20), une deuxième platine annulaire (222) sur une surface interne (2213) de la première platine annulaire, et une couche de matériau abradable (23) sur une surface interne (2222) de la deuxième platine annulaire. 11. Turbomachine, comprenant au moins un aubage de distribution de flux selon l'une des revendications 1 à 9.