Brevet FR3084399A1 — publié le 20200131

AUBE MOBILE POUR UNE ROUE D'UNE TURBOMACHINE DOMAINE TECHNIQUE [0001 ] La présente invention se rapporte au domaine général des aubes mobiles pour une roue d'une turbomachine d'aéronef. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0002]Classiquement, une turbine axiale de turbomachine se compose d'une succession d'étages axiaux (selon l'axe de circulation des flux de gaz) disposés les uns derrière les autres. Chaque étage comporte une roue mobile à aubes formant rotor et un distributeur aubagé formant stator. La roue mobile est mise en rotation en vis-à-vis du distributeur correspondant. [0003] Dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine. On appelle "axe de la turbomachine", l'axe de rotation du rotor principal de la turbomachine. On entend par « axial » ou « axialement » toute direction parallèle à l'axe de la turbomachine, et par « radial » ou « radialement » toute direction perpendiculaire à l'axe de la turbomachine. Les termes « interne », « externe », « intérieur » ou « extérieur » sont définis radialement par rapport à l'axe de la turbomachine. L'axe d'empilement d'une aube est sensiblement l'axe perpendiculaire à l'axe de la turbomachine, qui passe par le centre de gravité de la section la plus intérieure de la pale de l'aube (i.e., la section la plus proche de l'axe de la turbomachine). Typiquement, une aube de turbomachine comprend une pale s'étendant suivant l'axe d'empilement de l'aube, entre les extrémités interne et externe de l'aube. [0004] La roue mobile est classiquement constituée d'un disque annulaire centré sur l'axe de rotation X de la roue, sur lequel sont fixées une pluralité d'aubes. [0005]De manière traditionnelle, une aube mobile comprend une pale aérodynamique s'étendant suivant l'axe d'empilement E de l'aube. L'aube mobile comprend en outre un talon externe et un pied interne délimitant la pale suivant l'axe d'empilement E. Lorsque plusieurs aubes sont fixées sur le disque, leurs 2 talons sont disposés circonférentiellement bord à bord de manière à former une couronne circonférentielle délimitant une surface de révolution autour de l'axe de rotation X de la roue. Cette couronne a notamment pour fonction de délimiter la surface extérieure d'une veine dans laquelle circule un flux de gaz. 5 [0006] Plus précisément, le talon comprend une plateforme comportant un plateau central délimité par une léchette amont et une léchette aval en saillie radialement vers l'extérieur depuis la plateforme. Les léchettes amont et aval sont destinées à coopérer par complémentarité de forme avec un bloc annulaire de matière abradable (par exemple une structure en nid d'abeille) fixé sur un carter externe 10 entourant la roue mobile, pour former un joint d'étanchéité de type labyrinthe. Le plateau comprend des bords latéraux opposés configurés pour coopérer par emboîtement avec des bords latéraux complémentaires d'aubes adjacentes de la roue. La plateforme comprend en outre un becquet amont s'étendant en amont depuis la léchette amont et un becquet aval s'étendant en aval depuis la léchette 15 aval. [0007]Chacun des bords latéraux du plateau présente par exemple un profil sensiblement en « V » et est ainsi défini par une première paroi munie d'un revêtement anti-usure et une seconde paroi. Le revêtement anti-usure est destiné à prendre appui sur un revêtement anti-usure d'une aube adjacente de la roue. 20 Une fois les aubes montées en couronne sur le disque, les revêtements anti- usure permettent en fonctionnement de dissiper l'énergie vibratoire d'un mode propre de l'aube en réalisant un amortissement par contact entre les aubes. Un tel amortissement sert notamment à prévenir une rupture en fatigue vibratoire. [0008] Le revêtement anti-usure est traditionnellement réalisé dans un alliage de 25 base cobalt, ce type de matériau étant par exemple commercialisé sous la marque Stellite®. Un tel revêtement anti-usure peut être déposé par soudure ou par projection thermique au moyen d'un outil plus communément appelé « une torche ». [0009] Un tel amortissement des aubes entraîne une dégradation progressive par frottement des revêtements anti-usure et nécessite un remplacement périodique 3 des aubes au bout d'un nombre d'heures de fonctionnement déterminé. La dégradation peut être d'autant plus importante si le revêtement anti-usure se retrouve en regard d'une paroi brute, et autrement dit une paroi ne comprenant pas de revêtement anti-usure. 5 [0010] Les motoristes cherchent donc continuellement à accroître la durée de vie des revêtements anti-usure afin notamment de réduire les coûts de maintenance. Il est constaté que la durée de vie d'un revêtement anti-usure est liée aux caractéristiques dimensionnelles de sa surface d'appui avec un revêtement antiusure d'une aube adjacente. Plus précisément, à épaisseur égale du revêtement 10 anti-usure, l'augmentation de sa surface d'appui permet d'accroître sa durée de vie. [0011] L'augmentation de la longueur de la surface d'appui a pour conséquence directe la diminution de l'angle aigu formé par les première et seconde parois. Cependant, le dépôt du revêtement anti-usure au moyen d'une torche impose 15 d'avoir un angle minimum, par exemple de l'ordre de 60°. En outre, l'augmentation de la largeur de la surface d'appui (et donc de l'épaisseur de la plateforme) a pour conséquence directe une augmentation de la masse du talon au détriment des performances de l'aube mobile. [0012]L'objectif de la présente invention est donc de proposer une aube mobile 20 présentant une surface d'appui accrue sans augmenter la masse de l'aube et tout en permettant le dépôt du revêtement anti-usure. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0013]La présente invention propose une aube mobile pour une roue d'une turbomachine d'aéronef, ladite aube comportant une pale aérodynamique 25 s'étendant suivant un axe d'empilement E et un talon externe délimitant ladite pale suivant ledit axe d'empilement E, ledit talon comportant une plateforme comprenant un plateau délimité par un becquet amont et un becquet aval en saillie depuis ledit plateau, ledit plateau comprenant des bords latéraux configurés pour coopérer par emboîtement avec des bords latéraux complémentaires 30 d'aubes adjacentes de ladite roue, chacun desdits bords latéraux comportant une 4 première portion convergente définie par une première paroi munie d'un premier revêtement anti-usure et une seconde paroi, caractérisée en ce que chacun desdits bords latéraux comporte une seconde portion convergente de sorte que chacun desdits bords latéraux présente un profil en « M » dans un premier plan 5 P1 perpendiculaire audit axe d'empilement E, ladite seconde portion étant définie par une troisième paroi munie d'un second revêtement anti-usure et une quatrième paroi, lesdites première et troisième parois étant parallèles, chacun desdits premier et second revêtements anti-usure d'un bord latéral étant destiné à prendre appui sur un revêtement anti-usure d'une aube adjacente de ladite roue. 10 [0014] Le fait d'avoir deux revêtements anti-usure par bord latéral destinés chacun à prendre appui sur un revêtement anti-usure d'une aube adjacente permet d'augmenter significativement la surface d'appui de chaque bord latéral, et autrement dit d'accroître la durée de vie des revêtements anti-usure. Un tel profil en « M » des bords latéraux permet d'avoir pour chaque portion convergente un 15 angle suffisant pour le dépôt des revêtements anti-usure, sans toutefois augmenter la masse de l'aube. [0015]L'aube selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : 20 - lesdites première et seconde parois forment un premier angle aigu a, lesdites troisième et quatrième parois forment un second angle aigu p, chacun desdits premier et second angles étant supérieur ou égal à 60°, lesdits premier et second angles étant mesurés dans ledit premier plan P1 ; - ladite première paroi s'étend à partir dudit becquet aval ; 25 - lesdits premier et second revêtements anti-usure présentent chacun une surface d'appui supérieure à 6 mm2 ; - la distance D1 entre lesdites première et troisième parois est comprise entre 15 et 19 mm, ladite distance étant mesurée perpendiculairement auxdites première et troisième parois ; 5 - lesdites seconde et quatrième parois sont parallèles, la distance D2 entre lesdites seconde et quatrième parois est comprise entre 7.5 et 11.5 mm, ladite distance étant mesurée perpendiculairement auxdites seconde et quatrième parois ; 5 - lesdites première et seconde parois sont connectées via un premier tronçon plan sensiblement parallèle à un second plan P2, ledit second plan P2 étant à la fois coïncident avec ledit axe d'empilement E et un axe de rotation X de ladite roue ; - lesdites troisième et quatrième parois sont connectées via un second tronçon plan sensiblement parallèle audit second plan P2. 10 [0016]La présente invention concerne encore une roue mobile pour une turbomachine d'aéronef, comportant un disque portant à sa périphérie une rangée annulaire d'aubes telles que décrites précédemment. [0017] La présente invention concerne également une turbomachine d'aéronef, comportant au moins une aube telle que décrite précédemment ou une roue telle 15 que décrite précédemment. [0018] BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0019] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description 20 suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une d'aube mobile pour une roue mobile d'une turbomachine d'aéronef ; - la figure 2 est une vue de dessus de l'aube représentée sur la figure 1 dans un 25 plan P1 perpendiculaire à un axe d'empilement E de l'aube ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 illustrant des paramètres dimensionnels de l'aube ; - la figure 4 est une vue de détail en perspective illustrant un talon de l'aube du côté intrados ; 6 - la figure 5 est une vue de détail en perspective illustrant le talon de l'aube du coté extrados. DESCRIPTION DETAILLÉE D'UN MODE DE RÉALISATION 5 [0020]Sur les figures 1 à 5 est représentée une aube 1 mobile pour une roue mobile d'une turbomachine d'aéronef, et plus précisément pour une roue mobile d'une turbine basse pression de la turbomachine. [0021]L'exemple illustré sur les figures n'est pas limitatif, l'aube 1 mobile (respectivement la roue mobile) pourrait être notamment destinée à équiper une 10 turbine haute pression de la turbomachine. [0022] L'aube 1 comprend une pale 2 aérodynamique s'étendant suivant un axe d'empilement E, la pale 2 présentant une face intrados 3 et une face extrados 4. L'aube 1 comprend en outre un talon 5 externe et un pied 6 interne délimitant radialement la pale 2 suivant l'axe d'empilement E. 15 [0023] Une roue mobile comprend un disque portant à sa périphérie une rangée annulaire d'aubes 1. Plus précisément, chaque pied 6 comporte un bulbe 7 configuré pour être engagé dans une alvéole complémentaire pratiquée dans le disque. La roue est mobile autour d'un axe de rotation X coaxial avec l'axe de la turbomachine. 20 [0024] Le talon 5 de l'aube 1 comporte une plateforme 8 comprenant un plateau 9 délimité par un becquet amont 23 et un becquet aval 24 en saillie depuis la plateau 9. Le plateau 9 comprend des bords latéraux (ou flancs) 13, 14 configurés pour coopérer par emboîtement avec des bords latéraux 13, 14 complémentaires d'aubes adjacentes de la roue. Chaque bord latéral 13, 14 du plateau 9 comporte 25 une première portion 15 convergente définie par une première paroi 16 munie d'un premier revêtement anti-usure 17 et une seconde paroi 18. Chaque bord latéral 13, 14 comporte en outre une seconde portion 19 convergente de sorte que chacun des bords latéraux 13, 14 présente un profil en « M > REVENDICATIONS1. Aube (1) mobile pour une roue d'une turbomachine d'aéronef, ladite aube (1) comportant une pale (2) aérodynamique s'étendant suivant un axe d'empilement (E) et un talon (5) externe délimitant ladite pale (2) suivant ledit axe d'empilement (E), ledit talon (5) comportant une plateforme (8) comprenant un plateau (9) délimité par un becquet amont (23) et un becquet aval (24) en saillie depuis ledit plateau (9), ledit plateau (9) comprenant des bords latéraux (13, 14) configurés pour coopérer par emboîtement avec des bords latéraux (13, 14) complémentaires d'aubes adjacentes de ladite roue, chacun desdits bords latéraux (13, 14) comportant une première portion (15) convergente définie par une première paroi (16) munie d'un premier revêtement anti-usure (17) et une seconde paroi (18), caractérisée en ce que chacun desdits bords latéraux (13, 14) comporte une seconde portion (19) convergente de sorte que chacun desdits bords latéraux (13, 14) présente un profil en cc M » dans un premier plan (P1) perpendiculaire audit axe d'empilement (E), ladite seconde portion (19) étant définie par une troisième paroi (20) munie d'un second revêtement anti-usure (21) et une quatrième paroi (22), lesdites première et troisième parois (16, 20) étant parallèles, chacun desdits premier et second revêtements anti-usure (17, 21) d'un bord latéral (13, 14) étant destiné à prendre appui sur un revêtement anti-usure (17, 21) d'une aube adjacente de ladite roue. 2. Aube (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites première et seconde parois (16, 18) forment un premier angle aigu (a), lesdites troisième et quatrième parois (20, 22) forment un second angle aigu g, chacun desdits premier et second angles étant supérieur ou égal à 60°, lesdits premier et second angles étant mesurés dans ledit premier plan (P1). 3. Aube (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite première paroi (16) s'étend à partir dudit becquet aval (24). 12 4. Aube (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits premier et second revêtements anti-usure (17, 21) présentent chacun une surface d'appui (28) supérieure à 6 mm2. 5 5. Aube (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la distance (D1) entre lesdites première et troisième parois (16, 20) est comprise entre 15 et 19 mm, ladite distance étant mesurée perpendiculairement auxdites première et troisième parois (16, 20). 10 6. Aube (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites seconde et quatrième parois (18, 22) sont parallèles, la distance (D2) entre lesdites seconde et quatrième parois (18, 22) est comprise entre 7.5 et 11.5 mm, ladite distance étant mesurée perpendiculairement auxdites seconde et quatrième parois (18, 22). 15 7. Aube (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites première et seconde parois (16, 18) sont connectées via un premier tronçon (26) plan sensiblement parallèle à un second plan (P2), ledit second plan (P2) étant à la fois coïncident avec ledit axe d'empilement (E) et un axe de 20 rotation (X) de ladite roue. 8. Aube (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que lesdites troisième et quatrième parois (20, 22) sont connectées via un second tronçon (27) plan sensiblement parallèle audit second plan (P2). 25 9. Roue mobile pour une turbomachine d'aéronef, comportant un disque portant à sa périphérie une rangée annulaire d'aubes (1) selon l'une des revendications précédentes. 30 10. Turbomachine d'aéronef, comportant au moins une aube (1) selon l'une des revendications 1 à 8 ou une roue selon la revendication 9.