Brevet FR3137120A1 — publié le 20231229

L'invention propose un ensemble aubagé (10) comprenant deux aubes (12) adjacentes, chaque aube (12) une plateforme (16) située à une extrémité radiale libre, dans lequel la plateforme (16) de la première aube (12) comporte une face latérale (18) qui est située circonférentiellement en vis-à-vis d'une face latérale (18) associée de la plateforme (16) de la deuxième aube (12), caractérisé en ce que la plateforme (16) de la première aube (12) vient en contact avec la plateforme (16) de la deuxième aube (12) par l'intermédiaire uniquement d'une excroissance (20) qui s’étend en saillie circonférentiellement par rapport à la face latérale (18) de la plateforme (16) de la première aube (12) en direction de la plateforme (16) de la deuxième aube (12), et en ce que l’excroissance (20) est reçue dans une gorge (22) formée dans la plateforme (16) de la deuxième aube. Figure pour l’abrégé : figure 4 Ensemble aubagé de turbomachine comportant des moyens de limitations de vibrations entre plateformes L'invention concerne un ensemble de turbomachine conçu pour réaliser un amortissement des vibrations qui ont lieu au niveau des extrémités radiales externes d'aubes mobiles par coopération l'une avec l'autre. L'invention a pour but d’améliorer les solutions existantes. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Lors du fonctionnement d'une turbomachine, les aubes, et plus particulièrement les aubes mobiles, sont soumises à diverses vibrations. Ces vibrations sont généralement les plus importantes au niveau de l'extrémité radiale libre de chaque aube, communément appelée "plateforme". Pour limiter l'amplitude des vibrations au niveau des plateformes, il a été proposé d'assembler les aubes avec une précontrainte en torsion des aubes. Lors du fonctionnement de la turbomachine, la précontrainte mentionnée ci-dessus, associée à un montage particulier produit des efforts de friction permettant de réduire l'amplitude des vibrations. Ce montage implique des formes particulières des plateformes des aubes, pour s'imbriquer de manière prédéfinie. Cependant, du fait de la rotation de l'aube dans un sens ou dans l'autre, ou bien d'une modification de la position relative des plateformes des aubes, l'effort de contact entre les plateformes peut varier, ce qui peut nuire à l'amortissement des vibrations. De plus, dans le cas d'aubes réalisées en matériau CMC (composite à matrice céramique), ce matériau ne permet pas d'avoir de précontraintes en torsion aussi importantes que d'autres matériaux. De telles précontraintes induisent des contraintes statiques fortes pouvant aller au-delà de celles admissibles par le matériau. Le document FR-A-2.612.249 décrit un ensemble d'aubes dont leurs plateformes coopèrent les unes avec les autres pour venir en appui l'une contre l'autre pour produire des efforts de frottements au niveau de points de contact spécifiques. Ce document décrit en outre que les plateformes comportent des contacts additionnels réalisés par des prolongements d'un talon qui s'appuie contre une face associée de l'autre plateforme. Un tel mode de réalisation rend la conception de la plateforme particulièrement complexe puisqu'il y a plusieurs zones de contact à prévoir pour réaliser l'amortissement des vibrations. L'invention a pour but de proposer un ensemble de turbomachine qui est conçu pour permettre un amortissement des vibrations par frottements sans avoir à précontraindre les aubes au montage. L'invention propose un aubage de turbomachine s’étendant autour d’un axe principal A et comportant au moins une première aube et une deuxième aube circonférentiellement adjacentes, chacune de la première aube et de la deuxième aube comportant une pale s'étendant selon une direction d’extension radiale par rapport audit axe principal A et une plateforme situé à une extrémité radiale libre de la pale, dans lequel la plateforme de la première aube comporte une face latérale qui est située circonférentiellement en vis-à-vis d'une face latérale associée de la plateforme de la deuxième aube, caractérisé en ce que la plateforme de la première aube est destinée à venir en contact avec la plateforme de la deuxième aube, lors d'un fonctionnement de la turbomachine, par l'intermédiaire uniquement d'une excroissance qui s’étend en saillie circonférentiellement par rapport à la face latérale de la plateforme de la première aube en direction de la plateforme de la deuxième aube, et en ce que l’excroissance est reçue dans une gorge formée dans la plateforme de la deuxième aube. Le contact des plateformes l'une avec l'autre uniquement par l'intermédiaire de la coopération de l'excroissance avec la gorge permet de simplifier l'assemblage et de ne pas mettre l'ensemble en précontrainte avant utilisation. De préférence, la gorge formée dans la deuxième aube et qui est associée à l'excroissance de la première aube est ouverte circonférentiellement dans une face latérale de la plateforme de la deuxième aube en direction de la plateforme de la première aube. De préférence, l'excroissance de la première aube comporte au moins une face, qui est en appui contre une face en vis-à-vis, de la gorge de la deuxième aube. De préférence, chacune de l'excroissance et de la gorge s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à une direction radiale par rapport à l'axe principal A, et en ce que l'excroissance comporte une face radialement externe qui est orientée radialement vers l'extérieur et qui est en appui radialement contre une face de fond de la gorge qui est orientée radialement vers l'intérieur. De préférence, la gorge de la deuxième aube est délimitée axialement par deux faces latérales contre lesquelles l'excroissance de la première aube est apte à s'appuyer axialement. De préférence, l'excroissance et la gorge sont situées axialement sensiblement au milieu de la plateforme qui leur est associée. De préférence, chacune de la plateforme de la première aube et de la plateforme de la deuxième aube comporte une excroissance à une extrémité circonférentielle et une gorge à son autre extrémité circonférentielle. De préférence, l'excroissance est disposée à une extrémité circonférentielle de la plateforme de la première aube ou de la deuxième aube qui est située du côté intrados de la pale de ladite première ou deuxième aube. De préférence, l'excroissance de la première aube est reçue avec un jeu axial dans la gorge de la deuxième aube qui lui est associée. De préférence, la longueur circonférentielle de la gorge est comprise entre 2,5 et 6 millimètres et la largeur de l'excroissance, mesurée selon une direction axiale, est comprise entre 2.5 et 8 millimètres. De préférence, l'excroissance fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport au reste de la plateforme et la gorge est formée dans une excroissance radiale faisant saillie radialement vers l'extérieur par rapport au reste de la plateforme de la deuxième aube. L'invention concerne aussi une turbomachine d'aéronef comportant un ensemble aubagé selon l'invention. est une représentation schématique en perspective d'un ensemble aubagé comportant deux aubes reliées l'une à l'autre par une excroissance et une gorge selon l'invention. est une section de l'ensemble aubagé représenté à la , selon un plan perpendiculaire à l'axe principal de l'ensemble aubagé. est une vue selon une direction radiale vers l'intérieur d'une aube représentée à la . est une vue selon une direction radiale vers l'extérieur de l'aube représentée à la . est une vue selon une direction radiale vers l'intérieur de l'ensemble aubagé représenté à la . est une section selon un plan radial passant par l'axe principal A de l'ensemble aubagé représenté à la . et sont des vues similaires à celles des figures 1 et 2, illustrant un autre mode de réalisation de l'invention. est une vue partielle d’un élément de rotor de turbomachine équipé d’un ensemble aubagé selon l’invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE L’INVENTION On a représenté aux figures une partie d'un ensemble aubagé 10 de turbomachine constitué d'une pluralité d'aubes 12. De préférence, la turbomachine comportant l'ensemble aubagé 10 est une turbomachine d'aéronef. Cet ensemble aubagé 10 est de préférence un composant appartenant à un disque de rotor de la turbomachine tel que le disque de rotor DR dont une partie est représentée sur la . Les aubes 12 peuvent alors être montées par leurs pieds dans des alvéoles correspondantes de ce disque DR en constituant une couronne d’aubes 21a, 21b qui entourent le disque DR tout en étant portées par celui-ci. Ici, et selon un mode de réalisation non limitatif, les aubes 12 sont des aubes mobiles d'une turbine basse pression de turbomachine. Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et qu'il peut aussi concerner des aubes mobiles d'autres modules de la turbomachine ou des aubes fixes. L'ensemble aubagé 10 présente un axe principal A qui est destiné à être confondu, ou coaxial à l'axe principal de la turbomachine lorsque l'ensemble aubagé 10 est monté dans celle-ci. Chaque aube 12 comporte une pale 14 s'étendant selon une direction radiale par rapport à l'axe principal, une première partie d'extrémité radiale 15 dite de pied qui est reliée à une première extrémité radiale de la pale 14 et une deuxième partie d'extrémité radiale 16 appelée plateforme, qui est reliée à une deuxième extrémité radiale de la pale 14. De préférence, la plateforme 16 est reliée à l'extrémité radiale libre de la pale 14, c’est-à-dire l'extrémité radiale de la pale 14 qui n'est pas fixée à un élément rotatif de support des aubes 12. Ainsi, selon le mode de réalisation représenté aux figures, la plateforme 16 est située à l'extrémité radiale externe de la pale 14. L'extrémité radiale interne de la pale 14 portant le pied 15 de l'aube 12, par lequel l'aube est montée sur l'élément de support. Comme visible à la et à titre d'exemple préféré mais non limitatif, le pied 15 de l'aube 12 est monté dans une alvéole 17 du disque du rotor DR de la turbomachine. L'extrémité radiale externe de l'aube 12, qui est opposée au pied 15 de fixation de l'aube 12 au rotor, comporte en outre des léchettes d'étanchéité (non représentées). Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et que la plateforme peut être située à l'extrémité radiale interne de la pale 14 lorsque l'aube 12 est fixée à l'élément de support par son extrémité radiale externe. L'ensemble aubagé 10 représenté aux figures est constitué de deux aubes 12 qui sont adjacentes circonférentiellement dans la turbomachine, à savoir une première aube située à gauche des figures, et une deuxième aube 12 située à droite des figures. En particulier, les plateformes 16 des aubes 12 sont situées à proximité l'une de l'autre selon une direction circonférentielle. La plateforme 16 de la première aube 12 comporte une face latérale 18 qui est située circonférentiellement en vis-à-vis et à distance d'une face latérale 18 de la plateforme 16 de la deuxième aube 12, qui lui est associée. Ici, les deux faces latérales 18 en vis-à-vis sont parallèles l'une à l'autre et sont inclinées par rapport à un plan passant par l'axe principal A de l'ensemble aubagé 10. Lors d'une rotation de l'ensemble aubagé 10 autour de son axe principal A, notamment lors du fonctionnement de la turbomachine, l'action centrifuge créée à cette occasion entraine la plateforme 16 de la première aube 12 à venir en contact avec la plateforme 16 de la deuxième aube 12. Pour cela, la plateforme 16 de la première aube 12 comporte une excroissance 20 qui est reçue et coopère avec une gorge 22 associe formée dans la plateforme 16 de la deuxième aube 12. La coopération de l'excroissance 20 avec la gorge 22 qui lui est associée permet, lors du fonctionnement de la turbomachine, de générer des efforts de frottement limitant les vibrations des plateformes 16. Selon un mode de réalisation, les deux plateformes 16 sont en contact l'une avec l'autre uniquement par l'intermédiaire de l'excroissance 20 et de la gorge 22. L'excroissance 20 s'étend en saillie par rapport à la face latérale 18 de la plateforme 16 de la première aube 12, selon la direction circonférentielle et en direction de la plateforme 16 de la deuxième aube 12. L'excroissance 20 s'étend en outre dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction radiale, c’est-à-dire dans un plan parallèle à l'axe principal A et parallèle à la direction circonférentielle. L'excroissance 20 comporte une face radialement externe 24 orientée radialement vers l'extérieur, deux faces latérales 26, prises selon la direction axiale, et une face d'extrémité 28 située à l'extrémité circonférentielle libre de l'excroissance 20. La gorge 22 s'étend elle aussi dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction radiale, c’est-à-dire dans un plan parallèle à l'axe principal A et parallèle à la direction circonférentielle. Elle est débouchante circonférentiellement dans la face latérale 18 de la plateforme 16 de la deuxième aube 12 qui fait face à la plateforme 16 de la première aube 12 afin de recevoir l'excroissance 20 portée par la première aube 12. La gorge 22 est en outre débouchante radialement vers l'intérieur. La gorge 22 comporte ainsi une face de fond 30 orientée radialement vers l'intérieur, deux faces latérales 32 prises selon la direction axiale et une face d'extrémité circonférentielle 34. Selon un mode de réalisation préféré, l'excroissance 20 et la gorge 22 sont situées axialement sensiblement au milieu de la plateforme 16 qui leur est associée. Selon le mode de réalisation représenté aux figures 2 à 5, l'excroissance 20 est située radialement dans le plan du reste de la plateforme 16 de la première aube 12 et la gorge 22 consiste en une cavité formée dans la plateforme 16 de la deuxième aube 12. Comme on peut le voir plus en détails à la , la plateforme de la deuxième aube 12 comporte un bossage 36 s'étendant radialement vers l'extérieur et qui est situé au niveau de la gorge 22 de la plateforme 16. Ce bossage a pour fonction d'augmenter localement la quantité de matière de la plateforme 16, améliorant ainsi sa tenue mécanique. Selon un autre mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, l'excroissance 20 fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport au reste de la plateforme 16. Il en est de même pour la gorge 22 qui est formée dans une excroissance radiale 38 faisant saillie radialement vers l'extérieur par rapport au reste de la plateforme 16 de la deuxième aube 12. Selon cet autre mode de réalisation, la gorge 22 est uniquement débouchante circonférentiellement au niveau de la face latérale 18 de la plateforme 16 de la deuxième aube 12 qui fait face à la plateforme 16 de la première aube 12. L'épaisseur radiale de la gorge 22 est sensiblement supérieure à l'épaisseur radiale de l'excroissance 20, pour permettre un assemblage des aubes 12 les unes avec les autres. L'excroissance 20 et la gorge 22 sont de préférence réalisées par usinage de la plateforme, notamment lorsque l'aube 12 est réalisée en matériau CMC Lors du fonctionnement de la turbomachine, les forces agissant sur les plateformes 16, notamment la force centrifuge, provoquent des déformations de celles-ci, provoquant notamment un déplacement radial de chaque excroissance 20 plus important que le reste de l'aube 12 dont l'excroissance 20 fait partie, c’est-à-dire de la première aube 12. Ce phénomène est d'autant plus important lorsque l'excroissance 20 est portée par une extrémité circonférentielle d'intrados de la plateforme 16 de la première aube 12, en référence au sens d'écoulement d'un flux de gaz (non représenté) dans la turbomachine. Comme on l'a dit précédemment, l'excroissance 20 qui est portée par la plateforme 16 de la première aube 12 est reçue dans la gorge 22 en vis-à-vis qui est formée dans la plateforme 16 de la deuxième aube 12. Le déplacement radial de l'excroissance 20 conduit à un appui radial de la face radialement externe 24 de l'excroissance 20 contre la face de fond 30 de la gorge 22, radialement vers l'extérieur. Aussi, lors du fonctionnement de la turbomachine, les plateformes 16 sont sollicitées en vibrations, notamment dans un plan perpendiculaire à la direction radiale. L'appui radial de la face radialement externe 24 de l'excroissance 20 contre la face de fond 30 de la gorge 22 produit des efforts de frottement selon des directions perpendiculaires à la direction radiale, contrecarrant ainsi les vibrations des plateformes 16. En outre, lorsque l'excroissance 20 est reçue dans la gorge 22, les deux faces latérales 26 sont situées en vis-à-vis axialement des faces latérales 32 de la gorge 22. Selon un mode de réalisation préféré, un jeu axial est présent entre les faces latérales 26, 32 en vis-à-vis et, lors du fonctionnement de la turbomachine, l'excroissance 20 est apte à venir en contact contre l'une ou l'autre des deux faces latérales 32 de la gorge 22, pour limiter l'amplitude des vibrations relatives des deux plateformes 16. Selon un mode de réalisation préféré, chaque plateforme 16 de l'ensemble des aubes 12 de l'ensemble aubagé 10 comporte une excroissance 20 sur un premier côté circonférentiel, de préférence le côté intrados, et comporte une gorge 22 sur l'autre côté circonférentiel. Ainsi, chaque plateforme 16 coopère avec les deux plateformes 16 qui lui sont circonférentiellement adjacentes pour limiter les vibrations. A titre d'exemple non limitatif, la profondeur circonférentielle de la gorge 22, c’est-à-dire la distance entre la face latérale 18 dans laquelle la gorge 22 débouche et la face d'extrémité circonférentielle 34 de la gorge 22 est supérieure à 2,5 mm, pour assurer un amortissement suffisant en prenant en compte les tolérances et les jeux de fonctionnement et est inférieure à 6 mm pour garantir une bonne tenue mécanique de la plateforme 16. Selon un autre exemple, la longueur circonférentielle de l'excroissance 20 et de la gorge 22 est comprise entre 1 mm et 50% de la longueur circonférentielle de la plateforme 16. La largeur axiale de l'excroissance 20, c’est-à-dire la distance axiale entre les faces latérales 26 est supérieure à 2,5 mm pour assurer un amortissement suffisant en prenant en compte les tolérances et les jeux de fonctionnement, et elle est inférieure à 8 mm pour garantir une bonne tenue mécanique de l'excroissance 20. Elle est en tout état de cause inférieure à la longueur axiale de la plateforme 16. Comme on peut le voir à la , l'excroissance 20 est globalement inclinée par rapport à la plateforme 16 et plus particulièrement par rapport à la face latérale 18. Il en est de même pour la gorge 22 qui est inclinée par rapport à la face latérale 18 de la plateforme 16 de la deuxième aube 12. Ensemble aubagé (10) de turbomachine s’étendant autour d’un axe principal (A) et comportant au moins une première aube (12) et une deuxième aube (12) circonférentiellement adjacentes, chacune de la première aube (12) et de la deuxième aube (12) comportant une pale (14) s'étendant selon une direction d’extension radiale par rapport audit axe principal (A) et comportant une plateforme (16) située à une extrémité radiale libre de la pale (14), dans lequel la plateforme (16) de la première aube (12) comporte une face latérale (18) qui est située circonférentiellement en vis-à-vis d'une face latérale (18) associée de la plateforme (16) de la deuxième aube (12), caractérisé en ce que la plateforme (16) de la première aube (12) est destinée à venir en contact avec la plateforme (16) de la deuxième aube (12), lors d'un fonctionnement de la turbomachine, par l'intermédiaire uniquement d'une excroissance (20) qui s’étend en saillie circonférentiellement par rapport à la face latérale (18) de la plateforme (16) de la première aube (12) en direction de la plateforme (16) de la deuxième aube (12), et en ce que l’excroissance (20) est reçue dans une gorge (22) formée dans la plateforme (16) de la deuxième aube. Ensemble aubagé (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge (22) formée dans la deuxième aube (12) et qui est associée à l'excroissance (20) de la première aube (12) est ouverte circonférentiellement dans une face latérale (18) de la plateforme (16) de la deuxième aube (12) en direction de la plateforme (16) de la première aube (12). Ensemble aubagé (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'excroissance (20) de la première aube (12) comporte au moins une face (24, 26) qui est en appui contre une face en vis-à-vis (30, 32) de la gorge (22) de la deuxième aube (12). Ensemble aubagé (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacune de l'excroissance (20) et de la gorge (22) s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à une direction radiale par rapport à l'axe principal (A) et en ce que l'excroissance (20) comporte une face radialement externe (24) qui est orientée radialement vers l'extérieur et qui en appui radialement contre une face de fond (30) de la gorge (22) qui est orientée radialement vers l'intérieur. Ensemble aubagé (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la gorge (22) de la deuxième aube (12) est délimitée axialement par deux faces latérales (32) contre lesquelles l'excroissance (20) de la première aube (12) est apte à s'appuyer axialement. Ensemble aubagé (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'excroissance (20) et la gorge (22) sont situées axialement sensiblement au milieu de la plateforme (16) qui leur est associée. Ensemble aubagé (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chacune de la plateforme (16) de la première aube (12) et de la plateforme (16) de la deuxième aube (12) comporte une excroissance (20) à une extrémité circonférentielle et une gorge (22) à son autre extrémité circonférentielle. Ensemble aubagé (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'excroissance (20) est disposée à une extrémité circonférentielle de la plateforme (16) de la première aube (12) ou de la deuxième aube (12), l’extrémité circonférentielle étant située du côté intrados de la pale de ladite première ou deuxième aube (12). Ensemble aubagé (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'excroissance (20) fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport au reste de la plateforme (16) et la gorge (22) est formée dans une excroissance radiale (38) faisant saillie radialement vers l'extérieur par rapport au reste de la plateforme (16) de la deuxième aube (12). Turbomachine d'aéronef comportant un ensemble aubagé (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.