Brevet FR3129976A1 — publié le 20230609

CLINQUANT D’UNE ROUE MOBILE Un aspect de l’invention concerne un ensemble comprenant un clinquant (1) monté dans une encoche (23) d’un disque (2), dans lequel le clinquant (1) comprend une base (10) en contact avec la surface de fond (23c) de l’encoche 23. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2 ENSEMBLE COMPRENANT UN CLINQUANT MONTE SUR UN DISQUE D’UNE ROUE MOBILE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des clinquants d’une roue mobile pour protéger les aubes de turbine. La présente invention concerne un clinquant monté sur un disque de turbine pour la protection d’une aube mobile et d’un disque de turbomachine d’une roue mobile. La présente invention concerne en outre la roue mobile. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION 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 le rotor et un distributeur aubagé formant le stator. La roue mobile est mise en rotation en vis-à-vis du distributeur correspondant. La roue mobile est classiquement constituée d’un disque annulaire centré sur l’axe de rotation de la roue, comprenant des encoches ayant une forme d’alvéole et une pluralité d’aubes mobiles comprenant chacune un membre d’attache appelé dans la suite un pied d’aube dans l’encoche formant un logement. Dans les zones de contact entre le pied de chaque aube mobile et la surface des dents voisine délimitant l’encoche en forme d’alvéole du disque logeant ce pied, ils s'exercent plusieurs types de contraintes. On rencontre notamment le « fretting », c'est-à-dire l'usure de contact, qui est la conséquence du frottement répétitif d'une pièce sur une autre, les forces de friction résultantes pouvant engendrer un endommagement de la matière par différents processus de fatigue. Ce phénomène est particulièrement sensible dans le cas du contact entre deux pièces par exemple métalliques ou en CMC. Ces zones sont donc soumises à une importante tendance à l'endommagement du matériau, ainsi qu'à une usure des portées du pied d'aube qui sont les zones en contact avec la surface en forme d’alvéole délimitant l'encoche formée entre les dents du disque, voire une déformation de ces zones de contact. De plus, le niveau des contraintes locales est très élevé du fait du coefficient de frottement à l'interface entre les parois en contact du pied de l'aube et la surface en alvéole formée par les deux dents, formée d'un contact métal/métal. Dans la suite, cette interface est appelée la portée du pied de l'aube et la portée de l'alvéole. Pour résoudre ces problèmes, on recherche notamment à renforcer la résistance à l'usure des surfaces en contact et à diminuer le coefficient de frottement. Pour ce faire, généralement on utilise une pièce de protection qui peut être un consommable, formée d'un ou de plusieurs clinquants métalliques chaussant le pied de l'aube sur toute la longueur longitudinale du bulbe du pied d’aube. Avec ce type de solution, on parvient à diminuer le coefficient de frottement et l’on peut changer le clinquant à la place d’une aube entière. Par exemple, le document EP2042689A1 propose de recourir à un montage avec un clinquant métallique entre un pied d’aube et un disque. Dans les clinquants de l’art antérieur, ceux-ci sont maintenus en position sur les pieds d’aubes par deux languettes pliées faisant saillie par rapport à la base du clinquant située en bas du pied d’aube contre une face du pied d’aube. Pendant le fonctionnement de la turbine, il a été constaté dans certaines situation de possibles déplacements axiaux des clinquants, ce qui peut endommager les languettes sensibles à la suite du pliage/dépliage de celles-ci pendant la phase de montage du clinquant. La tenue mécanique du clinquant notamment au niveau des languettes est trop faible et ne supporte pas les contraintes générées par l’aube en fonctionnement. La tenue mécanique du clinquant est liée notamment à des sollicitations thermiques générées par l’enchainement des dilatations/rétreints thermiques que subit l’aube au fil des cycles de fonctionnement et donc de son pied d’aubes qui transmet au clinquant des montées et descentes en température, lequel se dilate et se rétreint de façon répétée, ce qui conduit à sa dégradation. Cet endommagement peut dans certains cas entraîner une découpe et entraîner de possible désengagements axiaux des clinquants. En effet, dans ces situations une fois les languettes découpées, les clinquants peuvent alors se désengager des pieds d’aube partiellement ou totalement. Le désengagement des clinquants ne permet plus d’assurer l’intégrité mécanique du pied d’aube et du disque de turbine. Ce désengagement axial du clinquant entraîne donc au moins une portion du pied d’aube sans protection et donc une usure prématurée du pied d’aube à la place du clinquant produite par du « fretting ». Une usure prématurée ou un clinquant détecté comme désengagé peut entraîner une dépose de moteurs pour remplacement des clinquants d’aube, une dégradation de l’interface aube/disque due à une usure plus importante sans clinquant, une dégradation des aubages en veine due à un choc avec le clinquant désengagé, et donc une augmentation du temps de maintenance. Les languettes découpées peuvent en outre dans certaines situations se retrouver dans une veine d’air et endommager des aubages sensibles aux chocs situés à l’aval de la turbine. Il est connu aussi dans le document EP1764480A1 un clinquant dont la languette est formée par deux pattes s’étendant des extrémités des branches, reliées ensemble par une pièce de liaison par soudage ou rivetage ou emboitement. Une telle languette entraîne un surcoût de production et en outre même si la pièce de liaison permet d’augmenter la résistance de la languette, elle n’empêche pas la rupture d’une des pattes de la languette au niveau de l’extrémité d’une des deux branches. En outre les contraintes thermiques sur la pièce de liaison peuvent entrainer un déchirement de la languette. Il est connu aussi des clinquants notamment dans le document EP2042689A1 déposée par la demanderesse, comprenant une languette repliée vers le rotor plutôt que vers l’aube, cependant la languette est toujours susceptible de se déplier ou de se déchirer et entraîner l’usure d’au moins une portion de l’aube. En outre dans ce document, il existe une cale entre le clinquant et le fond de l'encoche du disque. Le clinquant comprend donc sa base entre la cale et une surface du pied d’aube. Un verrou est monté retenu entre un rebord amont de la cale et le pied d'aube, de sorte que la languette de maintien est retenue entre le verrou et le pied d'aube, ce qui permet d'empêcher le déplacement axial du clinquant par rapport au pied d'aube. Cependant, cette solution est difficile à mettre en place et n’est pas toujours possible pour des raisons d’encombrement et de résistance mécanique de l’aube ou du disque. Il existe donc un besoin de diminuer les frictions entre le pied d’aube et la surface en forme d’alvéole délimitant l’encoche de façon plus simple et/ou plus sûre que ceux de l’art antérieur. L’invention offre une solution à au moins un des problèmes évoqués précédemment, en permettant à un clinquant d’être positionné dans une encoche entre deux dents du disque et non sur le pied d’aube. Un premier aspect de l’invention concerne un ensemble comprenant : un disque d’une roue mobile de turbomachine comprenant : un axe de rotation, des dents comprenant chacune de part d’autre, une première surface latérale et une deuxième surface latérale, des encoches entre chaque dent, une surface de fond par encoche reliant la première surface latérale d’une dent à la deuxième surface latérale de l’autre dent voisine formant entre elles l’encoche, une première surface radiale et une deuxième surface radiale formée de part et d’autre du disque délimitant les encoches et les dents, au moins un clinquant monté dans une encoche, comprenant une surface externe recouvrant en partie les surfaces délimitant l’encoche, le clinquant comprenant : une base en contact avec la surface de fond, une première branche latérale et une deuxième branche latérale reliées entre elles par la base, chacune des branches latérales étant en contact respectivement avec une partie de la première surface latérale d’une dent délimitant l’encoche et avec une partie de la deuxième surface latérale de l’autre dent délimitant l’encoche, un premier élément de maintien axial du clinquant en butée contre la première surface radiale pour retenir le clinquant dans l’encoche dans le sens axial du disque de la roue mobile. Ainsi, l’invention permet d’avoir un clinquant agencé pour être monté dans une encoche du disque et non sur un pied d’aube comme dans l’art antérieur ce qui permet de diminuer la transmission thermique de l’aube au clinquant puisque seule la portion de protection est en contact avec le pied d’aube. Cette réduction de surface de contact avec le pied d’aube par rapport à l’art antérieur permet de diminuer les contraintes thermiques du clinquant et donc diminuer le risque de déchirement des éléments de maintien. Le fait d’avoir en outre un clinquant ayant une base s’étendant axialement tout le long de l’encoche permet d’augmenter la longueur de la portion de protection du clinquant car ce dernier comprend la longueur de l’encoche en forme d’alvéole du disque et non plus uniquement sur la longueur du pied d’aube inférieur à la longueur de l’encoche. Enfin, le premier élément de maintien axial peut avoir une surface plus importante (tant en longueur qu’en largeur) que les éléments de maintien axial de l’art antérieur, puisque ceux de l’invention ne sont pas contraint par dimensionnement de la section du pied d’aube mais par le dimensionnement du disque. En effet d’une part, l’encoche du disque a une section ayant une périphérie plus grande que celle du pied d’aube, et donc permet de former un élément de maintien axial plus long au niveau du pli augmentant sa résistance et d’autre part la surface radiale du disque (au niveau central entre deux dents ou au niveau de la dent) permet aussi d’élargir l’élément axial par rapport à ceux de l’art antérieur délimité par la section de la dent inférieure à celle du disque. Cette surface augmentée permet d’améliorer leur tenue en fonctionnement. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’ensemble selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi celles mentionnées dans les paragraphes suivants, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : Selon un mode de réalisation, le clinquant comprend un deuxième élément de maintien axial du clinquant en butée contre la deuxième surface radiale pour retenir le clinquant dans l’encoche dans le sens axial du disque de la roue mobile. Cela permet de retenir le clinquant dans les deux sens axiaux. De même, que le premier élément de maintien, le fait d’avoir le deuxième élément de maintien en contact avec le disque permet de diminuer les contraintes thermiques par rapport aux clinquants de l’art antérieur ayant le deuxième élément de maintien en contact avec le pied. Selon un exemple de ce mode de réalisation, le premier élément de maintien axial et le deuxième élément de maintien axial du clinquant s’étend de part et d’autre axialement de la base et sont chacune en butée contre respectivement une partie centrale de la première surface radiale intermédiaire du disque et une partie centrale de la deuxième surface radiale intermédiaire pour retenir le clinquant dans l’encoche dans les deux sens axiaux du disque de la roue mobile. Selon un autre exemple de ce mode de réalisation, le premier élément de maintien axial et le deuxième élément de maintien axial du clinquant s’étend chacun de part et d’autre axialement de la première branche latérale ou la deuxième branche latérale et sont chacune en butée contre respectivement une partie radiale de dent de la première surface radiale du disque et une partie radiale de dent de la deuxième surface radiale, pour retenir le clinquant dans l’encoche dans les deux sens axiaux du disque de la roue mobile. Selon un mode de réalisation, le clinquant comprend en outre deux autres éléments de maintien axial par branche latérale s’étendant chacun de part et d’autre axialement de la branche latérale correspondante, chacun des autres éléments de maintien axial étant en butée contre respectivement une partie radiale de dent de la première surface radiale du disque et une partie radiale de dent de la deuxième surface radiale, pour retenir le clinquant dans l’encoche dans les deux sens axiaux du disque de la roue mobile. Selon un mode de réalisation, le clinquant est comprimé dans l’encoche en comprenant ses branches latérales contraintes vers l’intérieur du clinquant. Cela permet d’avoir un clinquant facilement installable dans l’encoche, permettant de rabattre le ou les éléments de maintien sans avoir la contrainte de maintenir le clinquant dans l’encoche. Selon un mode de réalisation, la base du clinquant comprend de part et d’autre une portion courbée reliée chacune à la branche latérale correspondante, chaque portion courbée étant concave du côté d’une surface interne du clinquant, et en ce que chaque branche latérale comprend une portion de protection s’étendant de la portion courbée, en contact avec une portée de la dent correspondante. Un deuxième aspect de l’invention concerne une roue mobile comprenant : un ensemble selon le premier aspect de l’invention avec ou sans la combinaison des caractéristiques décrits dans les différents modes de réalisation des paragraphes précédents, et au moins une aube, l’aube comprenant : une plateforme interne, une pale aérodynamique s’étendant radialement de la plateforme interne, un pied d’aube s’étendant radialement de la plateforme à l’opposé de la pale aérodynamique, le pied d’aube étant monté dans une encoche, le pied de l’aube a une forme de bulbe comprenant une portée en vis-à-vis de la surface interne de la portion de protection du clinquant et une surface axiale s’étendant dans un plan axial, à l’opposé de la plateforme, un jeu entre la surface interne au niveau de la base du clinquant et la surface axiale du pied. Ainsi, l’invention permet de réduire les contraintes dans au moins une extrémité du col du pied d’aube. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. est une vue en perspective d’un clinquant d’un ensemble selon un premier mode de réalisation de l’invention. est une vue radiale d’une partie d’un ensemble selon le premier mode de réalisation dont une partie d’un disque de l’ensemble est représenté avec un clinquant représenté en monté dans une encoche du disque. est une vue radiale d’une partie d’une roue mobile comprenant l’ensemble de la selon une face opposée. est une vue en perspective d’un clinquant d’un ensemble selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. est une vue radiale d’une partie d’un ensemble selon le deuxième mode de réalisation dont une partie d’un disque de l’ensemble est représenté avec un clinquant représenté en monté dans une encoche du disque Ensemble comprenant : un disque (2) d’une roue mobile de turbomachine comprenant : un axe de rotation, des dents (21, 21’) comprenant chacune de part d’autre, une première surface latérale (21a) et une deuxième surface latérale (21b) des encoches (23) entre chaque dent (21, 21’), une surface de fond (23c) par encoche (23) reliant la première surface latérale (21a) d’une dent (21) à la deuxième surface latérale (21b) de l’autre dent (21’) voisine formant entre elles l’encoche (23), une première surface radiale (2c) et une deuxième surface radiale (2d) formée de part et d’autre du disque (2) délimitant les encoches et les dents (21, 21’), au moins un clinquant (1, 1’) monté dans une encoche (23), comprenant une surface externe (1e) recouvrant en partie les surfaces délimitant l’encoche (23), le clinquant (1, 1’) comprenant : une base (10) en contact avec la surface de fond (23c), une première branche latérale (12a) et une deuxième branche latérale (12b) reliées entre elles par la base (10), chacune des branches latérales (12a, 12b) étant en contact respectivement avec une partie de la première surface latérale (21a) d’une dent délimitant l’encoche (23) et avec une partie de la deuxième surface latérale (21b) de l’autre dent (21’) délimitant l’encoche (23), un premier élément de maintien axial (15c, 15ac, 15bc) du clinquant (1, 1’) en butée contre la première surface radiale (2c) pour retenir le clinquant (1, 1’) dans l’encoche (23) dans le sens axial du disque (2) de la roue mobile. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le clinquant (1, 1’) comprend un deuxième élément de maintien axial (15d, 15ad, 15bd) du clinquant (1, 1’) en butée contre la deuxième surface radiale (2c) pour retenir le clinquant (1, 1’) dans l’encoche (23) dans le sens axial du disque (2) de la roue mobile. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le premier élément de maintien axial (15c) et le deuxième élément de maintien axial (15d) du clinquant (1, 1’) s’étend de part et d’autre axialement de la base (10) et sont chacune en butée contre respectivement une partie centrale (20c) de la première surface radiale intermédiaire (2c) du disque (2) et une partie centrale (20d) de la deuxième surface radiale intermédiaire (2d) pour retenir le clinquant (1, 1’) dans l’encoche (23) dans les deux sens axiaux du disque (2) de la roue mobile. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le clinquant (1’) comprend en outre deux autres éléments de maintien axial (15ac, 15ad, 15ad, 15bd) par branche latérale (12a, 12b) s’étendant chacun de part et d’autre axialement de la branche latérale (12a, 12b) correspondante, chacun des autres éléments de maintien axial (15ac, 15ad, 15ad, 15bd) étant en butée contre respectivement une partie radiale de dent (215c, 215c’) de la première surface radiale (2c) du disque (2) et une partie radiale de dent (215d, 215d’) de la deuxième surface radiale (2d), pour retenir le clinquant (1, 1’) dans l’encoche (23) dans les deux sens axiaux du disque (2) de la roue mobile. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel le premier élément de maintien axial (15ac) et le deuxième élément de maintien axial (15bd) du clinquant (1’) s’étend chacun de part et d’autre axialement de la première branche latérale (12a) ou la deuxième branche latérale (12b) et sont chacune en butée contre respectivement une partie radiale de dent (215c, 215c’) de la première surface radiale (2c) du disque (2) et une partie radiale de dent (215d, 215d’) de la deuxième surface radiale (2d), pour retenir le clinquant (1, 1’) dans l’encoche (23) dans les deux sens axiaux du disque (2) de la roue mobile. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le clinquant (1, 1’) est comprimé dans l’encoche (23) en comprenant ses branches latérales (12a, 12b) contraintes vers l’intérieur du clinquant (1, 1’). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la base (10) du clinquant (1, 1’) comprend de part et d’autre une portion courbée (10a, 10b) reliée chacune à la branche latérale (12a, 12b) correspondante, chaque portion courbée (10a, 10b) étant concave du côté d’une surface interne (1i) du clinquant, et en ce que chaque branche latérale (12a, 12b) comprend une portion de protection (124a, 124b) s’étendant de la portion courbée (10a, 10b), en contact avec une portée de la dent (21, 21’) correspondante. Roue mobile comprenant un ensemble selon l’une des revendications précédentes et au moins une aube (3), l’aube comprenant : une plateforme interne (39) une pale aérodynamique s’étendant radialement de la plateforme interne (39), un pied (32) d’aube (3) s’étendant radialement de la plateforme (39) à l’opposé de la pale aérodynamique, le pied (32) d’aube (3) étant monté dans une encoche (23), le pied (32) de l’aube (2) a une forme de bulbe comprenant une portée en vis-à-vis de la surface interne (1i) de la portion de protection (124a, 124b) du clinquant (1) et une surface axiale (32c) s’étendant dans un plan axial à l’opposé de la plateforme (39) un jeu (J1) entre la surface interne (1i) au niveau de la base (10) du clinquant (1, 1’) et la surface axiale (32c) du pied (32).