Brevet FR3123088A1 — publié le 20221125

La présente invention concerne une plateforme (6) de roue aubagée (1), comprenant une paroi de veine (8) s’entendant selon une direction axiale en présentant une extrémité amont et une extrémité aval, et comprenant deux raidisseurs (10) axiaux. La plateforme (6) comprend des moyens de rétention radiale (16, 18, 20, 22) positionnés à l’extrémité amont et à l’extrémité aval de la paroi de veine (8), les moyens de rétention radiale (16, 18, 20, 22) étant adaptés pour définir chacun une liaison glissière avec une virole correspondante de la roue aubagée (1) et en ce qu’elle comprend des moyens de rétention tangentielle adaptés pour définir une liaison pivot glissant entre la plateforme (6) et un disque (2) de la roue aubagée (1). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Plateforme de roue aubagée DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine des plateformes de roues aubagée ETAT DE LA TECHNIQUE D’une manière connue, comme schématisé sur la , un compresseur basse pression peut être composé d’une roue aubagée X de soufflante qui comprend un carter, un disque de soufflante I, plusieurs aubes et leurs systèmes de rétention, plusieurs plateformes III, et une virole amont IV. D’une manière connue, la plate-forme fait partie intégrante de la roue aubagée de la soufflante constituant le premier étage de roue mobile. Elle doit assurer les fonctions suivantes : • Principale fonction aérodynamique : - Définir une veine d’écoulement de l’air. • Satisfaire à toutes les conditions d’opération : - Assurer les performances pour toute l’enveloppe de vol - Garantir les exigences de sécurité - Garantir la disponibilité du moteur pour un usage commercial • Intégration dans l’environnement moteur : - Avoir des interfaces cohérentes aux frontières de l’étage de roue mobile, - Eviter les perturbations au niveau des autres étages du compresseur basse pression. Plus précisément, les exigences de performances et d’intégration se traduisent par une bonne maîtrise de l’étanchéité de l’aube à proximité de son pied retenu dans le disque. Cette étanchéité est directement pilotée par la capacité de la plateforme à être associée& à l’aube à proximité de son pied, et ceci, en tout point de fonctionnement. Jusqu’à un certain jeu, il est possible de combler avec l’utilisation d’un joint. A partir d’un certain jeu, il est difficile d’assurer une étanchéité. De plus, les exigences de performances et d’intégration se traduisent également par une capacité à diminuer le rapport de moyeu. Plus ce rapport est faible, plus le débit augmente et plus la soufflante sera performante. La réduction de ce rapport de moyeu empêche l’intégration d’une plateforme dite « à caisson » connue de l’art antérieur. En effet ces plateformes présentent un caisson qui apporte la raideur nécessaire à la plateforme pour supporter des niveaux de déplacements et contraintes mécaniques acceptables. La plateforme est retenue en amont et en aval par exemple en en correspondance de viroles et par exemple une extrémité amont de la plateforme peut comporter une patte sensiblement radiale qui est fixée par des boulons (sur le principe, se reporter par exemple à l’enseignement du document FR2992676) sur le disque ou une pièce intermédiaire reliée au disque. Le document FR3029563 propose une clé de verrouillage du caisson par rapport au disque. Ce mode de fixation est très stable mais rend la plateforme particulièrement volumineuse ce qui entraine un fort rapport de moyeu. Ainsi, de nombreux documents de l’art antérieur cherchent à résoudre le problème de l’antagonisme entre une fixation optimale de la plateforme et l’obtention d’un faible rapport moyeu. On peut par exemple citer le document US 20140186187 qui décrit une plateforme ayant une fixation amont affinée, de sorte à conserver un faible rapport moyeu. Cependant, actuellement, on distingue deux solutions principales pour fixer une plateforme au disque tout en conservant un faible rapport moyeu. Selon une première solution, la plateforme est vissée sur des extensions radiales du disque (comme cela est le cas pour la plateforme décrite dans le document US 20140186187). Selon une autre disposition, la plateforme est retenue par une pluralité de crochets portés par le disque. Ces solutions connues sont particulièrement contraignantes. En effet, la multiplicité des vis ou des crochets impose une cinématique de montage spécifique impliquant souvent un basculement de la plateforme autour de l’axe de rotation, puis un mouvement axial pour engager la plateforme dans les crochets. Or, ce mouvement axial peut avoir un impact sur le jeu précédemment présenté, en créant des écarts difficiles à combler avec un joint. Dans ce contexte, il est nécessaire de fournir une plateforme pouvant être fixée simplement à un disque, présentant un faible rapport moyeu tout en garantissant un jeu suffisant à l’aube et permettant de maitriser l’étanchéité de la liaison avec le pied d’aube. Selon un premier aspect, l’invention propose une plateforme de roue aubagée, comprenant une paroi de veine s’entendant selon une direction axiale en présentant une extrémité amont et une extrémité aval, et comprenant deux raidisseurs axiaux. La plateforme comprend des moyens de rétention radiale positionnés à l’extrémité amont et à l’extrémité aval de la paroi de veine, les moyens de rétention radiale étant adaptés pour définir chacun une liaison glissière avec une virole correspondante de la roue aubagée et en ce qu’elle comprend des moyens de rétention tangentielle adaptés pour définir une liaison pivot glissant entre la plateforme et un disque de la roue aubagée. Les moyens de rétention tangentielle peuvent comprendre un pion et une patte présentant un perçage adapté pour recevoir le pion, de sorte que l’assemblage de la patte et du pion forme une liaison pivot glissant. La patte peut être fixée à la veine et le pion peut être adapté à être fixé au disque de la roue aubagée. Les moyens de rétention radiale peuvent comprendre une portée circonférentielle amont et une portée circonférentielle aval, qui sont adaptées pour être engagées respectivement dans une virole amont et une virole aval correspondantes de la roue aubagée. La veine et les raidisseurs peuvent être en matériaux composite. Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un ensemble d’un disque de roue aubagée et d’une plateforme, dans lequel le disque reçoit la plateforme et présente une ferrure dans laquelle est fixée le pion adapté pour être engagé en liaison pivot glissant dans la patte de la plateforme. Le disque peut recevoir la plateforme et peut comprendre au moins une virole aval adaptée pour recevoir la portée circonférentielle aval et au moins une virole amont adaptée pour recevoir la portée circonférentielle amont. Selon un autre aspect, l’invention concerne une turbomachine comprenant au moins un ensemble selon l’invention. Selon un autre aspect, l’invention concerne un aéronef comprenant au moins une turbomachine selon l’invention. 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 est une représentation schématique d’une roue aubagée de l’art antérieur. La est une représentation en perspective de l’assemblage d’une plateforme et d’un disque selon l’invention. La est une représentation en perspective détaillée de l’assemblage d’une portée circonférentielle amont et d’une virole amont selon l’invention. La est une représentation en perspective détaillée de l’assemblage d’une portée circonférentielle aval et d’une virole aval selon l’invention. La est une représentation en perspective détaillée de l’assemblage d’un pion et d’une patte de la plateforme selon l’invention. La est une représentation en perspective et en coupe partielle de l’assemblage du pion et de la patte de la . La est une représentation en perspective schématique de l’extraction d’une plateforme selon l’invention. La est une représentation de la liaison en un pion et une patte selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Contexte de la roue aubagée L’invention se positionne dans une roue aubagée 1 d’une soufflante. Typiquement, il peut s’agir d’une soufflante de compresseur basse pression. La roue aubagée 1 comprend un disque 2 sur lequel sont fixées des aubes 4. Des plateformes 6 sont à l’interface entre les aubes 4 et le disque 2 afin en particulier de créer par une face supérieure de la plateforme, un écoulement côté intérieur de veine entre les aubes à proximité de leur pied qui est maintenu dans le disque dans une alvéole classique du disque. Tel que cela va être décrit l’invention porte sur les plateformes 6 et le disque 2, et plus particulièrement sur la liaison entre les plateformes 6 et le disque 2. Plateforme Selon un premier aspect, l’invention propose une plateforme 6 de roue aubagée 1. En référence notamment à la , la plateforme 6 selon l’invention comprend une paroi de veine 8 qui s’étend selon une direction axiale. La paroi de veine 8 a sa face dite supérieure, à l’opposé du disque, déterminant une forme surfacique qui favorise un écoulement fluidique selon une direction globalement longitudinale entre les aubes côté intérieur de veine. En l’espèce la paroi de veine 8 s’étend selon une direction axiale entre une région amont et une paroi de veine 8 permet de favoriser l’écoulement de l’air dans la soufflante entre l’amont et l’aval de la roue aubagée 1. D’une manière particulièrement avantageuse, la paroi de veine 8 est réalisée en matériau composite. Ce choix de matériau permet d’avoir une paroi de veine 8 présentant une courbure optimale. En effet, le choix d’une paroi de veine 8 en matériau composite permet de conformer la veine 8 selon une géométrie surfacique souhaitée (par opposition à une tôle qui est plus délicate à mettre en forme). Par ailleurs, en cas d’aube en matériau composite, la paroi de veine en matériau composite est favorable à la moindre agressivité de cette paroi au regard des aubes en cas de choc important sur ces dernières. En outre, la plateforme 6 comprend deux raidisseurs 10 axiaux. Les raidisseurs 10 sont positionnés en sous-la paroi de la veine 8 pour la rigidifier. Par sous-face, il est entendu que lorsque la plateforme 6 est fixée à un disque 2, les raidisseurs 10 sont situés entre le disque 2 et la paroi de veine 8. Ainsi le flux d’air peut s’écouler sur la paroi de veine 8 sans être perturbé par les raidisseurs 10. En d’autres termes l’architecture de la plateforme 6 avec une veine 8 rigidifiée par des raidisseurs 10 axiaux permet très avantageusement d’avoir une structure mécaniquement résistante qui offre une surface optimale pour l’écoulement du flux d’air. D’une manière préférentielle les raidisseurs 10 peuvent être réalisés en matériau composite. D’une manière particulièrement avantageuse, la plateforme 6 comprend d’une part des moyens de rétention radiale et d’autre part des moyens de rétention tangentielle. Moyens de rétention radiale Comme cela est notamment représenté sur la , les moyens de rétention radiale sont disposés à l’amont 12 et l’aval 14 de la plateforme 6. Typiquement la plateforme 6 comprend d’une part des moyens de rétention radiale disposés en amont 12 et d’autre part des moyens de rétention radiale disposés en aval 14. Comme cela est représenté sur la , d’une manière préférentielle, les moyens de rétention radiale comprennent une portée circonférentielle amont 16, positionnée à une extrémité amont 12 de la plateforme 6. Il est précisé que par portée circonférentielle, il est entendu une nervure circonférentielle c’est-à-dire en forme d’arc de cercle. Tel que cela est représenté sur la et tel que cela décrit ci-après, la portée circonférentielle amont 16 est adaptée pour être engagée dans une rainure circonférentielle d’une virole amont 18. La liaison entre la portée circonférentielle amont 16 et la virole amont 18 est préférentiellement une liaison de type glissière. Ainsi, en se positionnant dans un référentiel de la roue aubagée 1, utilisant les directions axiale, radiale et tangentielle, la liaison entre la portée circonférentielle amont 16 et la virole amont 18 limite des degrés de libertés en rotation et interdit les translations dans la direction radiale. En revanche, les mouvements de translation selon la direction axiale sont permis. Ils permettent l’introduction et l’extraction de la portée circonférentielle amont 16 dans la virole amont 18 quand le montage ou le démontage doit être effectué, via la virole amont qui est enlevée dans ces cas. La virole amont retient axialement l’amont de la plateforme pour bloquer dans cette direction la plateforme. De plus, les déplacements de translation dans la direction tangentielle sont permis. Comme cela est représenté sur la , d’une manière préférentielle, les moyens de rétention radiale comprennent une portée circonférentielle aval 20, positionnée à une extrémité aval 14 de la plateforme. Il est précisé que par portée circonférentielle, il est entendu une nervure circonférentielle c’est-à-dire en forme d’arc de cercle. Tel que cela est représenté sur la et tel que cela décrit ci-après, la portée circonférentielle aval 20 est adaptée pour être engagée dans une rainure circonférentielle d’une virole aval 22. La liaison entre la portée circonférentielle aval 20 et la virole aval 22 est préférentiellement une liaison de type glissière. Ainsi, en se positionnant dans un référentiel de la roue aubagée 1, utilisant les directions axiale, radiale et tangentielle, la liaison entre la portée circonférentielle aval 20 et la virole aval 22 limite tous des degrés de libertés en rotation et interdit les translations dans la direction radiale. La virole aval retient axialement l’aval de la plateforme pour bloquer dans cette direction la plateforme. En revanche, les mouvements de translation selon la direction axiale sont permis côté aval quand la virole amont est enlevée, pour des opérations de montage et de démontage. Ils permettent dans ce cas l’introduction et l’extraction de la portée circonférentielle aval 20 dans la virole aval 22. De plus, les déplacements de translation dans la direction tangentielle sont permis. L’assemblage par des portées circonférentielle, combiné à la réalisation d’une paroi de veine en matériau composite permet d’avoir un très faible rapport moyeux tout en minimisant la masse de la roue aubagée. Moyens de rétention tangentielle La plateforme 6 comprend aussi des moyens de rétention tangentielle. D’une manière préférentielle, les moyens de rétention tangentielle sont adaptés pour définir une liaison pivot glissant entre la plateforme 6 et le disque 2 de la roue aubagée 1. En référence aux figures 2, 5, 6 et 8, les moyens de rétention tangentielle comprennent une patte 26 et un pion 28. La patte 26 présente un perçage adapté pour recevoir le pion 28 et ainsi former un liaison pivot glissant avec le pion 28. Préférentiellement, la patte 26 est fixée à la paroi de veine 8 et le pion 28 est fixé au disque 2. La patte 26 peut être réalisée en métal et être vissée en sous face de la paroi de veine 8. La patte 26 présente une portion de fixation 26a à la paroi de veine 8 de la plateforme 6 et une portion de liaison au disque 26b présentant le perçage 30, cette portion étant destinée à être en liaison avec une ferrure 36. La portion de fixation et la portion présentant le perçage 30 sont sécantes. Plus précisément, en référence à la , la portion de fixation 26a comprend une plaque d’accroche 27a destinée à être plaquée et vissée contre la paroi de veine 8. Typiquement la plaque d’accroche 27a peut être vissée à la paroi de veine 8 par deux vis 81. En sus, la portion de fixation 26a comprend deux flancs 27b à demi-arche. Les flancs à demi-arche permettent de renforcer mécaniquement la liaison entre la portion de fixation 26a et la portion de liaison 26b. Par demi-arche, il est entendu que chaque flanc 27b présente une arête courbe formant une liaison continue et progressive avec la portion de liaison 26b. Cette disposition permet d’optimiser la résistance mécanique de la patte 26, notamment en maximisant la résistance aux efforts de flexion entre la portion de fixation 26a et la portion de liaison 26b. Tel que cela sera détaillé ci-après, la liaison de type pivot-glissant est une disposition particulièrement avantageuse de l’invention qui permet d’assurer un blocage selon la direction tangentielle tout en autorisant de déplacements selon la direction axiale. Tel que cela sera développé ci-après, cette disposition est particulièrement intéressante en cas, par exemple de choc (tel qu’un oiseau) sur la roue aubagée 1). Disque Selon un autre aspect, l’invention propose un disque 2 de roue aubagée 1, adapté pour coopérer avec une plateforme 6 selon l’invention. Le disque 2 selon l’invention présente une pluralité de ferrures 36 adaptées pour chacune recevoir un pion 28, les ferrures 36 étant des excroissances radiales. Par ferrure 36, il est entendu une patte ou une languette métallique s’étendant selon une direction radiale et présentant un perçage 30 adapté pour recevoir un pion 28. La ferrure 36 présente une face d’appui reliée avec la portion de liaison 26b de la patte 26. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, la face d’appui de la ferrure 36 est en regard d’une face d’appui de la portion de liaison 26b, les deux faces d’appuis étant positionnées dans un plan radial. En d’autres termes, selon ce premier mode de réalisation, les faces d’appui de la ferrure 36 et de la portion de liaison 26b sont dans un dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction axiale de rotation du disque 2 et de la roue aubagée 1. Selon ce mode de réalisation la portion de fixation 26a de la patte 26 et la portion de liaison 26b présentant le perçage 30 sont sécantes selon un angle sensiblement différent de 90 degrés et défini en fonction de l’inclinaison souhaitée pour la veine 8. Selon un deuxième mode de réalisation, représenté sur la , les deux faces d’appui de la ferrure 36 et de la portion de liaison 26b sont positionnées dans un plan incliné par rapport à un plan radial. En d’autres termes, selon ce deuxième mode de réalisation, les faces d’appui ne sont pas dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction axiale de rotation du disque 2 et de la roue aubagée 1. Selon ce mode de réalisation la portion de fixation 26a de la patte 26 et la portion de liaison 26b présentant le perçage 30 sont sécantes selon un angle sensiblement égal à 90 degrés (orthogonal). Ce deuxième mode de réalisation présente l’avantage d’être plus simple à assembler. En effet, la patte 26 orthogonale facilite l’introduction d’outils permettant de visser la patte 26 à la paroi de veine 8. En outre, quel que soit le mode de réalisation, le pion 28 est fixé à la ferrure 36. Préférentiellement, il est lié à la ferrure par une liaison de type encastrement, c’est-à-dire que tous les degrés de liberté du pion 28 sont bloqués. Préférentiellement le pion 28 est vissé à la ferrure 36, comme cela est représenté sur les figures 5 et 6. Comportement L’utilisation d’un seul pion 28 en liaison pivot glissant, en combinaison avec des portées circonférentielle a l’avantage de faciliter le montage par rapport à un système multi-pions, tout en conservant un système robuste de reprise des efforts mécaniques et de mise en position de la plateforme. De plus, en cas de choc type ingestion d’oiseau, le système couplé par un seul pion 28 en liaison pivot glissant et des portées circonférentielles libère des degrés de liberté par rapport à un système multi-pions et simplifie les aménagements de plateforme 6 pour éviter les risques d’endommagement de la plateforme 6 lors du montage et du fonctionnement. L’installation de la plateforme 6 est donc rendue plus facile par la libération de ces degrés de libertés tout en maintenant la fonction principale du pion 28 qui est de reprendre les efforts centrifuges. En effet, d’une part, le positionnement longitudinal de la ferrure 36, sensiblement à mi-longueur du disque, et le positionnement longitudinal de la patte 26 sensiblement à mi longueur de la plateforme réduit les risques de déformation de la plateforme 6 sous l’effet des efforts centrifuges que la plateforme 6 subie lors du fonctionnement. En sus, l’installation de la plateforme 6 selon l’invention implique une cinématique de montage plus courte que pour les plateformes de l’art antérieur, ce qui diminue les jeux nécessaires, et renforce donc la structure mécanique de la liaison entre la plateforme 6 et le disque 2. Il est précisé que les jeux nécessaires sont directement corrélés au débattement nécessaire lors du montage/démontage. Dans le cas de l’invention la cinématique de montage/démontage est réduite, les jeux en sont donc réduits d’autant. Enfin, l’utilisation d’un seul pion 28 par plateforme 6 permet d’avoir un système léger (i.e. plus léger que les systèmes multi-pions de l’art antérieur), ce qui est particulièrement avantageux dans un contexte aéronautique dans lequel la gestion du poids est une problématique importante. En sus, tel que cela est schématisé sur la , la maintenance (i.e. l’extraction) de la plateforme 6 est particulièrement aisée. Il suffit de combiner un mouvement de translation pour désengager le pion puis un mouvement de rotation autour de la direction axiale pour désengager les portées circonférentielles. Ensemble Selon un autre aspect l’invention concerne un ensemble d’un disque 2 de roue aubagée 1 selon l’invention et d’une plateforme 6 selon l’invention, dans lequel le disque 2 reçoit la plateforme 6. Turbomachine Selon un autre aspect, l’invention concerne une turbomachine comprenant au moins un ensemble selon l’invention. Aéronef Selon un autre aspect, l’invention concerne un aéronef comprenant au moins une turbomachine selon l’invention. Plateforme (6) de roue aubagée (1), comprenant une paroi de veine (8) s’entendant selon une direction axiale en présentant une extrémité amont et une extrémité aval, et comprenant deux raidisseurs (10) axiaux, la plateforme (6) est caractérisée en ce qu’elle comprend des moyens de rétention radiale (16, 18, 20, 22) positionnés à l’extrémité amont et à l’extrémité aval de la paroi de veine (8), les moyens de rétention radiale (16, 18, 20, 22) étant adaptés pour définir chacun une liaison glissière avec une virole correspondante de la roue aubagée (1) et en ce qu’elle comprend des moyens de rétention tangentielle adaptés pour définir une liaison pivot glissant entre la plateforme (6) et un disque (2) de la roue aubagée (1). Plateforme (6) selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de rétention tangentielle (28, 26, 30) comprennent un pion (28) et une patte (26) présentant un perçage (30) adapté pour recevoir le pion (28), de sorte que l’assemblage de la patte (26) et du pion (28) forme une liaison pivot glissant. Plateforme (6) selon la revendication 2, dans laquelle la patte (26) est fixée à la veine (8) et le pion (28) est adapté à être fixé au disque (2) de la roue aubagée (1). Plateforme (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle les moyens de rétention radiale (16, 18, 20, 22) comprennent une portée circonférentielle amont (16) et une portée circonférentielle aval (20), qui sont adaptées pour être engagées respectivement dans une virole amont (18) et une virole aval (22) correspondantes de la roue aubagée (1). Plateforme (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la veine (8) et les raidisseurs (10) sont en matériaux composite. Ensemble d’un disque (2) de roue aubagée (1) et d’une plateforme (6) selon la revendication 3, dans lequel le disque (2) reçoit la plateforme (6) et présente une ferrure (36) dans laquelle est fixée le pion (28) adapté pour être engagé en liaison pivot glissant dans la patte (26) de la plateforme. Ensemble d’un disque (2) de roue aubagée (1) et d’une plateforme (6) selon la revendication 4, dans lequel le disque (2) reçoit la plateforme (6) et comprenant au moins une virole aval (22) adaptée pour recevoir la portée circonférentielle aval (20) et au moins une virole amont (18) adaptée pour recevoir la portée circonférentielle amont (16). Turbomachine comprenant au moins un ensemble selon la revendication 7. Aéronef comprenant au moins une turbomachine selon la revendication 8.