Brevet FR3127255A1 — publié le 20230324

Ensemble rotatif (10) pour turbomachine, comprenant : - un disque (12) ayant une périphérie externe (16) présentant une alternance d’alvéoles (18) et de dents (20), - des aubes (14), chaque aube (14) comprenant une pale (26) s’étendant radialement, un pied (22) engagé axialement et retenu radialement dans l’une des alvéoles (18) du disque (12), et une plateforme (24) disposée radialement entre le pied (22) et la pale (26) et s’étendant circonférentiellement, les plateformes (24) des aubes (14) étant agencées circonférentiellement bout à bout, les unes vis-à-vis des autres. Chaque aube (14) comprend un élément d’arrêt (30, 40) s’étendant au moins radialement depuis le pied (22), l’élément d’arrêt (30, 40) étant disposé en contact axial avec le disque (12). Figure à publier avec l’abrégé : 3 Ensemble rotatif pour turbomachine Domaine technique de l’invention L’invention concerne un ensemble rotatif pour turbomachine, telle qu’en particulier un turboréacteur d’avion, ainsi qu’à une turbomachine comprenant un tel ensemble rotatif. Etat de la technique antérieure Un tel ensemble, que l’on retrouve notamment dans une turbine, comprend un disque, et des aubes s’étendant radialement depuis le disque et dont les pieds sont engagés axialement et retenus radialement dans des alvéoles de la périphérie externe du disque, lesdites alvéoles étant disposées en alternance avec des dents du disque. Les expressions axial, radial et circonférentiel sont entendues relativement à un axe principal de la turbomachine passant par le centre du disque, qui est l’axe de rotation des ensembles rotatifs. Les aubes comprennent également des plates-formes internes agencées circonférentiellement bout à bout de manière à définir ensemble la limite interne du flux d’écoulement des gaz chauds circulant dans la turbine. La partie de l’aube située intérieurement par rapport à la veine, c'est-à-dire entre la plate-forme interne et le pied, est appelée échasse. Selon cette disposition, des espaces sont formés entre deux échasses adjacentes, et forment des cavités inter-échasses ou inter-aubes. Des cavités dites de fond d’alvéole sont également formées par des espaces radiaux situés entre les pieds d’aubes et les fonds des alvéoles. Alternativement, l’ensemble tournant peut faire partie d’une turbine contrarotative comprenant deux rotors mobiles en rotation dans des sens inverses l’un de l’autre. Dans ce cas, les aubes peuvent s’étendre radialement vers l’intérieur depuis des pieds organisés en périphérie du rotor. Les plateformes définissent alors un espace extérieur par rapport à la veine. Afin d’améliorer les performances de la turbomachine, et d’éviter l’échauffement du disque par le flux des gaz chauds issus d’une chambre de combustion amont et s’écoulant à travers la veine, il est important de limiter au maximum la circulation de ces gaz sous les plates-formes et à travers les cavités inter-aubes, à l’aide de moyens d’étanchéité. En effet, la partie des gaz de veine s’écoulant sous les plates-formes ne participe pas à l’entrainement en rotation des aubes et chauffe directement les dents du disque. Il est particulièrement avantageux d’agencer les moyens d’étanchéité à l’aval des cavités inter-aubes afin d’autoriser une pressurisation de ces cavités à une valeur sensiblement identique à celle des gaz de veine, ce qui limite l’effet d’aspiration dans les cavités. A cette fin, il est connu d’utiliser, par exemple sur l’ensemble rotatif présenté ci-avant, un flasque, également appelé jonc, visant à assurer une étanchéité axiale d’une zone annulaire s’étendant radialement entre les plates-formes et le disque, en face aval de l'échasse et du pied. Ce flasque peut être en forme de jonc annulaire métallique, formé d’une paroi annulaire radiale comprenant une seule fente radiale, ou formée approximativement de secteurs agencés bout à bout, généralement agencé en aval des cavités inter-aubes. Le flasque est typiquement engagé dans une rainure du disque d’une part, et d’autre part par des crochets montés sur les aubes ou bien une rainure définie dans les plateformes des aubes. Le flasque permet de plus de mettre en œuvre un maintien des aubes selon la direction axiale, qui est la direction d’insertion des pieds des aubes dans les alvéoles du disque, puisqu’il est disposé en contact axial avec les pieds des aubes. Des exemples de tels ensembles rotatifs comprenant des joncs perfectionnés sont décrits dans les documents FR 3020407 et FR 3011031. Cependant, l’utilisation d’un tel flasque pour le maintien des aubes peut entrainer une usure importante et des dégradations du flasque et des aubes, dues aux efforts axiaux, qui peuvent entraîner une perte d’étanchéité et des dégâts mécaniques de ces pièces. Présentation de l’invention L’invention vise à remédier à ces inconvénients, en proposant de déporter la fonction de maintien axial des aubes sur d’autres éléments de l’ensemble rotatif. A cet effet, l’invention a pour objet un ensemble rotatif pour turbomachine, comprenant : - un disque ayant une périphérie externe présentant une alternance d’alvéoles et de dents, - des aubes, chaque aube comprenant une pale s’étendant radialement, un pied engagé axialement et retenu radialement dans l’une des alvéoles du disque, et une plateforme disposée radialement entre le pied et la pale et s’étendant circonférentiellement, les plateformes des aubes étant agencées circonférentiellement bout à bout, les unes vis-à-vis des autres, caractérisé en ce que chaque aube comprend un élément d’arrêt s’étendant radialement depuis le pied, l’élément d’arrêt étant disposé en contact axial avec le disque. Un tel ensemble rotatif permet de déporter la fonction de maintien axial des aubes du flasque d’étanchéité vers un élément d’arrêt directement intégré à l’aube. Un tel ensemble rotatif peut comprendre un flasque, qui ne joue pas de rôle de maintien axial des aubes, ou bien ne pas comprendre de tel flasque. Cela permet de réduire l’usure du flasque due aux efforts axiaux quand le flasque est présent, ou bien de se dispenser totalement dudit flasque, simplifiant l’architecture de l’ensemble rotatif et réduisant sa masse. L’ensemble rotatif peut faire partie d’une turbine basse pression ou d’une turbine haute pression. L’élément d’arrêt peut être un crochet faisant saillie axialement et radialement depuis le pied et/ou la plateforme de l’aube. Un tel crochet permet une fixation axiale simple et résistante des aubes, de manière indépendante d’un éventuel flasque d’étanchéité. Le crochet est par exemple positionné en amont du pied de l’aube. L’élément d’arrêt peut être une plaque s’étendant dans un plan radial et circonférentiel depuis le pied et/ou la plateforme, chaque plaque étant disposée en contact axial avec le disque. Une telle plaque solidaire du reste de l’aube est apte à remplir à la fois le rôle de maintien axial des aubes et celui d’étanchéité du disque. La plaque peut présenter une forme sensiblement rectangulaire dans ledit plan radial et circonférentiel. La plaque peut s’étendre au-delà d’un bord circonférentiel de la plateforme et s’étend en contact axial avec le pied et/ou la plateforme d’une aube voisine. Une telle caractéristique permet un maintien axial des aubes dans les deux sens, de proche en proche. La plaque peut comprendre un bord circonférentiel proximal relativement au pied, le pied présentant un premier bord circonférentiel, ledit bord circonférentiel proximal s’étendant au-delà dudit premier bord circonférentiel du pied, à une distance circonférentielle supérieure ou égale au quart d’une largeur circonférentielle minimale du pied. La plaque peut comprendre un bord circonférentiel distal relativement au pied, une distance circonférentielle séparant ledit bord distal d’un second bord circonférentiel du pied d’une aube voisine étant inférieure ou égale au quart d’une largeur circonférentielle minimale du pied. Ces caractéristiques permettent de maintenir une meilleure étanchéité de la partie située entre le disque et les plateformes. La plaque peut présenter une largeur circonférentielle supérieure ou égale à une largeur circonférentielle de la plateforme moins la moitié d’une largeur circonférentielle minimale du pied. La plaque peut être située axialement en aval du pied et de la plateforme. Cette caractéristique permet le maintien d’une pression élevée dans la partie située entre le disque et les plateformes de manière à équilibrer les pressions de part et d’autre desdites plateformes. Un jeu mesuré circonférentiellement entre deux plaques voisines peut être compris entre 0,1 et 0,5 millimètres L’invention concerne également une turbomachine comprenant au moins un ensemble rotatif comme précédemment. La turbomachine peut être un turboréacteur d’aéronef et les ensembles rotatifs peuvent faire partie d’un rotor dudit turboréacteur. Brève description des figures la est une vue schématique axiale depuis l’amont d’un ensemble rotatif selon un premier mode de réalisation de l’invention, la est une vue schématique en coupe circonférentielle de l’ensemble rotatif de la , la est une vue schématique axiale depuis l’aval d’un ensemble rotatif selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, et la est une vue schématique en coupe radiale de l’ensemble rotatif de la . Ensemble rotatif (10) pour turbomachine, comprenant : - un disque (12) ayant une périphérie (16) présentant une alternance d’alvéoles (18) et de dents (20), - des aubes (14), chaque aube (14) comprenant une pale (26) s’étendant radialement, un pied (22) engagé axialement et retenu radialement dans l’une des alvéoles (18) du disque (12), et une plateforme (24) disposée radialement entre le pied (22) et la pale (26) et s’étendant circonférentiellement, les plateformes (24) des aubes (14) étant agencées circonférentiellement bout à bout, les unes vis-à-vis des autres, caractérisé en ce que chaque aube (14) comprend un élément d’arrêt (30, 40) s’étendant au moins radialement depuis le pied (22), l’élément d’arrêt (30, 40) étant disposé en contact axial avec le disque (12). Ensemble rotatif (10) selon la revendication précédente, dans lequel l’élément d’arrêt (30) est un crochet faisant saillie axialement et radialement depuis le pied (22) et/ou la plateforme (24) de l’aube (14). Ensemble rotatif (10) selon la revendication 1, dans lequel l’élément d’arrêt (40) est une plaque s’étendant dans un plan radial et circonférentiel depuis le pied (22) et/ou la plateforme (24), chaque plaque (40) étant disposée en contact axial avec le disque (12). Ensemble rotatif (10) selon la revendication précédente, dans lequel la plaque (40) s’étend au-delà d’un bord circonférentiel (41) de la plateforme (24) et s’étend en contact axial avec le pied (22) et/ou la plateforme (24) d’une aube (14) voisine. Ensemble rotatif (10) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la plaque (40) comprend un bord circonférentiel proximal (42) relativement au pied (22), le pied (22) présentant un premier bord circonférentiel (46), ledit bord circonférentiel proximal (42) s’étendant au-delà dudit premier bord circonférentiel (46) du pied (22), à une distance circonférentielle supérieure ou égale au quart d’une largeur (e) circonférentielle minimale du pied (22). Ensemble rotatif (10) selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel la plaque (40) comprend un bord circonférentiel distal (44) relativement au pied (22), une distance circonférentielle séparant ledit bord distal (44) d’un second bord circonférentiel (48) du pied (22) d’une aube (14) voisine étant inférieure ou égale au quart d’une largeur (e) circonférentielle minimale du pied (22). Ensemble rotatif (10) selon l’une des revendications 3 à 6, dans lequel la plaque (40) présente une largeur circonférentielle supérieure ou égale à une largeur circonférentielle de la plateforme (24) moins la moitié d’une largeur (e) circonférentielle minimale du pied (22). Ensemble rotatif (10) selon l’une des revendications 3 à 7, dans lequel la plaque (40) est située axialement en aval du pied (22) et de la plateforme (24). Ensemble rotatif (10) selon l’une des revendications 3 à 8, dans lequel un jeu mesuré circonférentiellement entre deux plaques (40) voisines est compris entre 0,1 et 0,5 millimètres. Turbomachine comprenant au moins un ensemble rotatif (10) selon l’une des revendications précédentes.