Brevet FR3127986A1 — publié le 20230414

AUBE DE TURBINE AVEC UN PIED COMPRENANT UN BLOQUAGE DU CLINQUANT Un aspect de l’invention concerne une aube (2) comprenant : - une première et une deuxième face radiale (23a, 23b), - une première et une deuxième face longitudinale latérale (24c, 24d) rejoignant chacune chaque face radiale (23a, 23b), - une surface inférieure (27) rejoignant chaque face radiale (23a, 23b) et rejoignant chaque face longitudinale latérale (24c, 24d) l’aube (2) comprend : - une première patte (5a) située sur une première extrémité de la surface inférieure (27) et sur une extrémité de la première face radiale (23a) ; - une deuxième patte (5b) située sur une deuxième extrémité de la surface inférieure (27) et sur une extrémité de la deuxième face radiale (23b), les pattes (5a, 5b) sont symétriques suivant un plan A passant au milieu du pied (21) d’aube (2) et coupant la première face longitudinale latérale (24c) et la deuxième face longitudinale latérale (24d). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2 AUBE DE TURBINE AVEC UN PIED COMPRENANT UN BLOQUAGE DU CLINQUANT DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des aubes de turbine. La présente invention concerne une aube mobile de turbomachine, ainsi qu’un ensemble comprenant une aube mobile dont le pied est muni d’un clinquant. L’invention concerne aussi un procédé de fabrication de l’aube. 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 alvéoles et une pluralité d’aubes mobiles comprenant chacune un membre d’attache appelé dans la suite un pied d’aube dans un logement en forme d’alvéole. Dans les zones de contact entre le pied de chaque aube mobile et l'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 paroi de l'alvéole, 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 de l'alvéole, 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. 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. Sur les aubes de turbine, des clinquants sont donc placés entre les pieds d’aubes et les alvéoles des disques pour empêcher l’usure de ces pièces. Ceux-ci garantissent l’intégrité mécanique des pièces avec lesquels ils sont en contact. 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. Pendant le fonctionnement de la turbine, il a été constaté dans certaines situation de possibles déplacements axiaux des clinquants (longitudinalement par rapport à l’aube), ce qui peut endommager les languettes sensibles à la suite du pliage/dépliage de celles-ci pendant la phase de montage du clinquant. Cet endommagement peut dans certains cas entraîner une découpe et entraîner de possible désengagements longitudinaux (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 longitudinal (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 ». 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 chacune 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. Il est connu aussi des clinquants notamment dans le document EP 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 d’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'alvéole 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 longitudinal (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. L’invention offre une solution à au moins un des problèmes évoqués précédemment, en permettant aux clinquants de ne pas se désengager des pieds d’aubes et d’assurer l’intégrité mécanique du pied d’aube et du disque de turbine. Un premier aspect de l’invention concerne une aube d'un rotor mobile autour d'un axe de rotation, comprenant une plateforme interne, une pale s'étendant radialement de la plateforme interne et un pied d'aube s'étendant radialement de cette plateforme interne à l'opposé de la pale, le pied d'aube comprenant : une première face radiale, une deuxième face radiale opposée longitudinalement à la première face radiale une première face longitudinale latérale et une deuxième face longitudinale latérale rejoignant chacune chaque face radiale et comprenant chacune une portée destinée à être en appui contre une surface d'un logement du pied d'aube, une surface inférieure rejoignant chaque face radiale et rejoignant chaque face longitudinale latérale l'aube comprend : une première patte située sur une première extrémité de la surface inférieure et sur une extrémité de la première face radiale ; une deuxième patte située sur une deuxième extrémité de la surface inférieure et sur une extrémité de la deuxième face radiale, les pattes (5a, 5b) sont symétriques suivant un plan A passant au milieu du pied d'aube et coupant la première face longitudinale latérale et la deuxième face longitudinale latérale. Ainsi, l’invention permet de bloquer longitudinalement (axialement) un clinquant dans le pied d’aube et empêche le clinquant de sortir du pied d’aube. Grâce aux pattes, le clinquant ne peut pas se déloger du pied d’aube suivant l’axe du disque de rotor, les pattes jouent le rôle de butée. En outre les pattes sont plus solide qu’une languette formée par un seul pli du fait de l’épaisseur du pli. D’autre part, ces caractéristiques de pattes permettent une diminution du poids de l’aube par rapport à l’art antérieur et donc une réduction de la consommation de carburant. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’aube selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : Selon un mode de réalisation, la première et la deuxième patte s’étendent chacune depuis la première face longitudinale latérale jusqu’à la deuxième face longitudinale latérale. Ainsi le clinquant viendra en butée sur des pattes utilisant le prolongement des faces longitudinales permettant ainsi d’assurer un meilleur blocage du clinquant. Selon un mode de réalisation, la première patte ou/et la deuxième patte comprend chacune une surface externe parallèle à la surface inférieure. Selon un exemple de ce mode de réalisation, la première patte ou la deuxième patte comprend une longueur mesurée radialement entre la surface inférieure et la surface externe respectivement de la première patte ou de la deuxième patte supérieure à 0.15 millimètre. Cette distance minimum est nécessaire afin d’y loger un clinquant ayant une épaisseur inférieure à 0.15 millimètre par exemple une épaisseur de 0.08 millimètre. Selon un mode de réalisation, la première patte ou la deuxième patte comprend une longueur mesurée radialement entre la surface inférieure et la surface externe respectivement de la première patte ou de la deuxième patte inférieure à 0.30 millimètre. Cette distance maximum de 0.30 millimètre est nécessaire afin de limiter les fuites d’air. Selon un mode de réalisation, les pattes sont obtenues en usinant la surface inférieure de l’aube. Ainsi, les pattes seront obtenues lors de la même passe d’usinage que lors de la réalisation du dessous du pied d’aube permettant ainsi un gain de temps lors de la fabrication des pattes. Selon un mode de réalisation, la première patte et la deuxième patte comprennent chacune une surface de butée en vis-à-vis de la surface de butée de l’autre patte et en ce que cette surface de butée comprend des traces d’usinages. Par exemple la surface de butée est arrondie. Un deuxième aspect de l’invention concerne un ensemble pour rotor de turbomachine comportant : une aube selon le premier aspect de l’invention décrit précédemment avec ou sans les différentes caractéristiques décrites précédemment ; un clinquant comprenant : une première et une deuxième branches latérales distantes l'une de l'autre, une base rejoignant la première et la deuxième branches latérales , la première et la deuxième branches latérales étant distantes l'une de l'autre par la base , un premier bord latéral et un deuxième bord latéral opposés s'étendant chacun sur la base et les branches, la base du clinquant est en contact avec la surface inférieure de l’aube, le clinquant est retenu axialement sur le pied d’aube par les pattes. Selon un mode de réalisation, la longueur de la base du clinquant suivant une direction longitudinale est inférieure à une distance de la surface inférieure mesurée longitudinalement entre les deux pattes. Ainsi, le clinquant pourra s’inséré dans le pied d’aube. Selon un mode de réalisation, le clinquant possède une épaisseur (mesurée dans un plan perpendiculaire à la mesure longitudinale) de la base comprise entre 0.06 et 0.10 millimètre. Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication de l’aube selon le premier aspect de l’invention (avec ou sans les différentes caractéristiques décrites dans les modes de réalisation précédents) comprenant une étape d’usinage de la surface inférieure de l’aube pour former les pattes. Ainsi, les pattes seront obtenues lors de la même passe d’usinage que lors de la réalisation du dessous du pied d’aube permettant ainsi un gain de temps lors de la fabrication des pattes. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. est une vue partielle d’une aube de turbine selon l’invention. est une vue en perspective partielle de l’aube de turbine selon l’invention. est une vue en perspective d’un clinquant pour aube de turbine. est une vue d’un ensemble comprenant le clinquant inséré dans l’aube de turbine. Aube (2) d’un rotor mobile autour d’un axe de rotation, comprenant une plateforme interne (29), une pale s’étendant radialement de la plateforme interne (29) et un pied (21) d’aube (2) s’étendant radialement de cette plateforme interne (29) à l’opposé de la pale, le pied (21) d’aube (2) comprenant : une première face radiale (23a), une deuxième face radiale (23b) opposée longitudinalement à la première face radiale (23a) une première face longitudinale latérale (24c) et une deuxième face longitudinale latérale (24d) rejoignant chacune chaque face radiale (23a, 23b) et comprenant chacune une portée destinée à être en appui contre une surface d’un logement du pied (21) d’aube (2), une surface inférieure (27) rejoignant chaque face radiale (23a, 23b) et rejoignant chaque face longitudinale latérale (24c, 24d) caractérisée en ce que l’aube (2) comprend : une première patte (5a) située sur une première extrémité de la surface inférieure (27) et sur une extrémité de la première face radiale (23a) ; une deuxième patte (5b) située sur une deuxième extrémité de la surface inférieure (27) et sur une extrémité de la deuxième face radiale (23b), les pattes (5a, 5b) sont symétriques suivant un plan A passant au milieu du pied (21) d’aube (2) et coupant la première face longitudinale latérale (24c) et la deuxième face longitudinale latérale (24d). Aube (2) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la première (5a) et la deuxième patte (5b) s’étendent chacune depuis la première face longitudinale latérale (24c) jusqu’à la deuxième face longitudinale latérale (24d). Aube (2) selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que la première patte (5a) ou/et la deuxième patte (5b) comprend chacune une surface externe (6a, 6b) parallèle à la surface inférieure (27). Aube (2) selon la revendication précédente, dans laquelle la première patte (5a) ou la deuxième patte (5b) comprend une longueur mesurée radialement entre la surface inférieure (27) et la surface externe (6a, 6b) respectivement de la première patte (5a) ou de la deuxième patte (5b) supérieure ou égale à 0.15 millimètre. Aube (2) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la première patte (5a) ou la deuxième patte (5b) comprend une longueur mesurée radialement entre la surface inférieure (27) et la surface externe (6a, 6b) respectivement de la première patte (5a) ou de la deuxième patte (5b), inférieure ou égale à 0.30 millimètre. Aube (2) selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que les pattes (5a, 5b) sont obtenues en usinant la surface inférieure (27) de l’aube (2). Ensemble pour rotor de turbomachine caractérisé en ce qu’il comporte : une aube (2) selon l’une des revendications 1 à 6 ; un clinquant (1) comprenant : une première et une deuxième branches latérales (12c, 12d) une base (11) rejoignant la première et la deuxième branches latérales (12c, 12d), la première et la deuxième branches latérales (12c, 12d) étant distantes l'une de l'autre par la base (11) un premier bord latéral (15a) et un deuxième bord latéral (15b) opposés s’étendant chacun sur la base (11) et les branches (12c, 12d), la base (11) du clinquant (1) est en contact avec la surface inférieure (27) de l’aube (2), le clinquant (1) est retenu longitudinalement sur le pied d’aube (2) par les pattes (5a, 5b). Ensemble selon la revendication précédente caractérisée en ce que la longueur de la base (11) du clinquant (1) suivant une direction longitudinale est inférieure à une distance de la surface inférieure mesurée longitudinalement entre les deux pattes (5a, 5b) suivant une direction longitudinale. Ensemble selon l’une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que le clinquant (1) possède une épaisseur de la base (11) comprise entre 0.06 et 0.10 millimètre. Procédé de fabrication d’une aube selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant une étape d’usinage de la surface inférieure (27) de l’aube (2) pour former les pattes (5a, 5b).