Brevet FR3145186A1 — publié le 20240726

L’invention concerne une cale (2) pour une aube mobile (3), l’aube mobile (3) étant destinée à présenter un pied d’aube (30) monté dans une alvéole (90) qui débouche à la périphérie externe d’un disque de rotor de turbomachine (1) d’axe longitudinale (X), la cale (2) comprenant une base (20) configurée pour être montée dans l’alvéole (90) et qui est configurée pour être montée au contact du pied d’aube (30). Selon l’invention, ladite base (20) présente au moins une portion dite élastique qui est ondulée de sorte à appliquer un effort radial vers l’extérieur sur ledit pied d’aube (30) lorsque le pied d’aube (30) repose sur la base (20) montée dans l’alvéole (90). En outre, la base (20) présente une extrémité longitudinale amont et une extrémité longitudinal aval configurées pour venir en appui axial contre l’un du disque ou du pied d’aube (30). Figure 5. CALE POUR ROTOR DE TURBOMACHINE, ENSEMBLE DE ROTOR ET TURBOMACHINE ASSOCIES Domaine de l’invention La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines tels que les turbopropulseurs ou les turboréacteurs. Plus particulièrement, l’invention concerne une cale pour rotor de turbomachine, ainsi qu’un ensemble de rotor équipant une telle turbomachine. Etat de la technique antérieure Un rotor de turbomachine, par exemple un rotor mis en œuvre dans une turbine basse pression s’étendant autour d’un axe longitudinal et comprend classiquement un ou plusieurs disques de rotor portant en périphérie externe une pluralité d’aubes mobiles. Les aubes mobiles présentent une partie radialement interne, ou pied d’aube, prolongé par une pale. Ces aubes mobiles sont logées au niveau de leur pied dans des alvéoles qui débouchent sur la surface périphérique extérieure du disque de rotor. Le positionnement des pieds d’aubes dans les alvéoles des disques de rotor se fait par translation selon un axe sensiblement longitudinal à l’axe de la turbomachine. Afin de faciliter le montage des aubes mobiles sur les disques de rotor, il est nécessaire de prévoir un jeu suffisant afin de permettre un coulissement aisé des pieds d’aubes dans les alvéoles. Il subsiste donc un jeu relativement important une fois le montage du pied d’aube dans l’alvéole effectué, ce qui peut être nuisible pour le bon fonctionnement de la turbomachine. En effet, et notamment à l’arrêt, les aubes mobiles peuvent se déplacer en translation radiale et peuvent donc se décaler vers l’axe moteur de la turbomachine. Il en est de même lorsque la turbomachine est en fonctionnement mais à régime réduit. Il est ainsi connu de mettre en œuvre des moyens de rétention radiale des aubes mobiles par rapport au disque de rotor afin d’assurer ce maintien en position radiale de chacune des aubes mobiles dans les alvéoles du disque de rotor et de les empêcher de tomber vers l’axe de la turbomachine lorsque celle-ci n’est pas en fonctionnement, ou est en fonctionnement à régime réduit. Les documents FR 2 994 211 et FR 3 072 122 présentent de telles aubes mobiles munies d’échasses de sorte à limiter leurs déplacements radiaux vers l’axe de révolution du moteur ou vers l’extérieur lorsqu’elles sont logées dans les alvéoles du disque de rotor. De telles échasses peuvent notamment comporter des murets venant en butée contre les dents formées entre deux alvéoles successives, permettant ainsi un maintien radial de la position des aubes mobiles. Toutefois, un inconvénient de telles échasses est qu’elles présentent des formes qui s’avèrent relativement complexes à réaliser, et représentent donc un impact important en terme de coût et temps de réalisation des aubes mobiles. En outre, la mise en œuvre de telles échasses s’avère encore plus complexe lorsque les aubes mobiles sont au moins partiellement composées de matériau composite à matrice céramique. Il existe donc un besoin de fournir une autre solution permettant de sécuriser le positionnement des aubes mobiles sur les disques de rotor, et notamment pour assurer la rétention radiale des aubes mobiles par rapport au disque de rotor. L’invention a pour but de remédier au moins en partie aux inconvénients mentionnés ci-dessus relatifs à l’art antérieur. Pour ce faire, l’invention concerne une cale pour une aube mobile étant destinée à présenter un pied d’aube monté dans une alvéole qui débouche à la périphérie externe d’un disque de rotor de turbomachine d’axe longitudinale X, la cale comprenant une base configurée pour être montée dans l’alvéole et qui est configurée pour être montée au contact du pied d’aube. Selon l’invention, ladite base présente au moins une portion dite élastique qui est ondulée de sorte à appliquer un effort radial vers l’extérieur sur ledit pied d’aube lorsque le pied d’aube repose sur la base montée dans l’alvéole. En outre, la base présente une extrémité longitudinale amont et une extrémité longitudinale aval configurées pour venir en appui axial contre l’un du disque ou du pied d’aube. Ainsi, l’invention propose une solution permettant de résoudre au moins en partie certains des inconvénients de l’art antérieur. Notamment, par la mise en œuvre d’un élément extérieur à l’aube mobile ayant pour fonction d’assurer la retenue de l’aube mobile par rapport à l’alvéole du disque de rotor, on simplifie la géométrie de l’aube mobile ce qui permet un gain de temps pour la réalisation d’une telle aube mobile, ainsi que des économies de matière. En outre, l’invention permet une rétention radiale des aubes mobiles qui soit adaptable à tous types d’aubes mobiles, quel que soit le matériau dans lequel sont réalisées les aubes mobiles. Enfin, l’invention permet d’avoir une solution qui soit mécaniquement simple et peu coûteuse à mettre en œuvre, tout en étant techniquement fiable. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, la cale comprend une languette amont s’étendant depuis ladite extrémité longitudinale amont de ladite base et/ou une languette aval s’étendant depuis ladite extrémité longitudinale aval de ladite base, lesdites languettes amont et aval formant des moyens d’arrêt axial d’une aube par rapport au disque. Cela permet de mettre en œuvre des moyens d’arrêt axial vers l’amont ou vers l’aval qui soient simples et peu couteux. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ladite languette amont s’étend selon une direction radiale de ladite turbomachine et/ou ladite languette aval s’étend selon une direction radiale de ladite turbomachine. En d’autres termes, selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ladite languette amont s’étend selon une direction orthogonale à la direction axiale de ladite turbomachine et/ou ladite languette aval s’étend selon une direction orthogonale à la direction axiale de ladite turbomachine. De cette manière, les moyens d’arrêt axial peuvent être maintenus en appui contre le disque de rotor. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ladite portion élastique s’étend longitudinalement au centre de ladite base. Ainsi, cela permet d’avoir un effort radial exercé par la cale sur le pied d’aube qui soit relativement équilibré de sorte à ne pas avoir un basculement de l’aube mobile vers l’amont ou l’aval. L’invention concerne également un ensemble de rotor pour turbomachine comprenant un disque de rotor portant une pluralité d’aubes mobiles logées au niveau de leur pied d’aube dans des alvéoles qui débouchent à la périphérie externe dudit disque, l’ensemble comprenant en outre une pluralité de cales selon l’un des modes de réalisation précités, chacune des cales étant disposée entre le pied d’aube et le fond d’une desdites alvéoles. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ladite base présente une longueur prise selon l’axe longitudinal sensiblement égale à la longueur prise selon l’axe longitudinal de chacune desdites alvéoles Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ladite base présente une unique ondulation qui s’étend de l’extrémité longitudinale amont à l’extrémité longitudinale aval et est au contact dudit pied d’aube au niveau des extrémités longitudinales amont et aval de la base. En outre, la base est au contact du fond de ladite alvéole au niveau d’une portion longitudinalement centrale. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble de rotor comprend en outre une pluralité de clinquants, chacun disposé entre un desdits pieds d’aube et une desdites cales. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, au moins une desdites aubes est au moins partiellement composée de matériau composite à matrice céramique. L’invention concerne également une turbomachine pour aéronef comprenant un ensemble de rotor selon l’un des modes de réalisation précités. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation, la turbine est un turboréacteur. Présentation des figures L’invention, ainsi que les différents avantages qu’elle présente, seront plus facilement compris à la lumière de la description qui va suivre d’un mode de réalisation illustratif et non limitatif de celle-ci, et des dessins annexés parmi lesquels : est une vue schématique en coupe d’une turbomachine ; est une vue en coupe d’une partie d’un ensemble de rotor de turbomachine ; est une vue détaillée de zone A de la ; est une vue en perspective d’une partie d’un ensemble de rotor de turbomachine, et est une autre vue en coupe d’une cale pour rotor de turbomachine selon un mode de réalisation de l’invention. Description détaillée d’un mode de réalisation de l’invention Il est à noter que l’invention s’applique à tout type de turbomachine, et notamment aux turbomachines d’aéronef. Cette turbomachine 1, qui s’étend selon un axe X, est par exemple destinée à être montée sur un aéronef (non représenté), tel qu’un avion ou un hélicoptère, par exemple sous l’aile de l’aéronef, sur l’aile ou encore à l’arrière du fuselage de l’aéronef. La turbomachine 1 illustrée sur la est un turboréacteur à double corps, double flux et entraînement direct. Ceci n’est toutefois pas limitatif puisque la turbomachine 1 peut ne pas être destinée à être montée sur un aéronef, être un autre type de turboréacteur, tel qu’un turboréacteur à réducteur, un turbopropulseur ou une unité de puissance auxiliaire (également appelée « APU », pour « Auxiliary Power Unit »). Dans l’ensemble de la description, une direction axiale correspond à la direction de l’axe longitudinal X et une direction radiale est une direction perpendiculaire à l’axe longitudinal X et coupant l’axe longitudinal X. De même, un plan axial est un plan contenant l’axe longitudinal X et un plan radial est un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal X. De même, les adjectifs « intérieur » (ou « interne ») et extérieur (« ou externe ») sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d’un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l’axe longitudinal X que la partie extérieure du même élément. De plus, sauf précision contraire, les termes « amont » et « aval » sont utilisés en référence à la direction globale d’écoulement de gaz à travers la turbomachine en fonctionnement. Comme visible sur la , la turbomachine 1 comprend, de l’amont vers l’aval, une soufflante 10, une section de compresseur 12, une chambre de combustion 14 et une section de turbine 16. L’axe longitudinal X forme l’axe de rotation d’au moins une partie de la section de compresseur 12 et de la section de turbine 16, lesquelles sont susceptibles d’être entraînées en rotation autour de l’axe longitudinal X par rapport à un carter 18 de la turbomachine 1. En fonctionnement, la soufflante 10 aspire un flux d’air dont une portion, circulant au sein d’une veine primaire 100 est, successivement, comprimée au sein de la section de compresseur 12, enflammée au sein de la chambre de combustion 14, et détendue au sein de la section de turbine 16 avant d’être éjectée hors de la turbomachine 1. De cette manière, la turbomachine 1 génère une poussée. Cette poussée peut d’ailleurs, par exemple, être mise au profit de l’aéronef sur lequel la turbomachine 1 est rapportée et fixée. Les compresseurs et les turbines comprennent une alternance de disques mobiles montés mobile en rotation autour de l’axe longitudinal X de la turbomachine, dits disques de rotor, et de disques fixes, dits disques de stator. Chaque ensemble de disque de rotor comprend une pluralité d’alvéoles 90 creusées sur leur surface périphérique et qui débouchent à la périphérie externe du disque. Ces alvéoles sont destinées à accueillir chacune une aube mobile, et plus particulièrement un pied d’aube 30, de sorte que chaque disque de rotor porte une pluralité d’aubes mobiles, chaque aube mobile étant destinée à présenter un pied d’aube monté dans une des alvéoles qui débouche à la périphérie externe du disque de rotor. Dans le mode de réalisation présenté ci-dessous les aubes mobiles sont préférentiellement au moins partiellement composées de matériau composite à matrice céramique. Du fait de la différence de dimensions entre chaque alvéole et chaque pied d’aube, notamment pour faciliter le montage et rendre possible la translation du pied d’aube dans l’alvéole, le pied d’aube n’est pas totalement maintenu radialement dans l’alvéole, et il subsiste au moins un espace 8 entre le fond de l’alvéole 90 et le pied d’aube 30. De ce fait, l’ensemble comprend en outre une pluralité de cales montées dans les alvéoles 90, et disposées entre le pied d’aube 30 et le fond d’une des alvéoles 90. Ces cales peuvent par exemple être réalisées au moins partiellement à partir d’un métal ou d’un alliage métallique. On présente maintenant, en relation avec les figures 2 à 5, un mode de réalisation de l’invention. Comme illustré, la cale 2 pour rotor de turbomachine 1 comprend une base 20. Cette base est destinée à venir se loger dans un espace 8 formé entre une alvéole 90 creusée sur la surface périphérique extérieure d’un disque 9 de rotor et un pied 30 d’aube 3 logé dans l’alvéole 90, et à venir au contact du pied d’aube 30 et du disque Dans le mode de réalisation illustré, la base 20 présente une longueur prise selon l’axe longitudinal, ou longueur axiale, sensiblement égale à la longueur axiale de chacune des alvéoles 90. De cette manière, la mise en œuvre des cales ne perturbe pas le bon fonctionnement de l’ensemble de rotor. Selon l’invention, la base 20 présente au moins une portion élastique qui est ondulée de sorte à appliquer un effort radial vers l’extérieur sur le pied d’aube 30. Cet effort radial exercé par la base sur le pied d’aube permet ainsi d’assurer un maintien radial de l’aube mobile dans l’alvéole et d’empêcher que l’aube mobile se décale radialement voire s’enfonce dans l’alvéole. Cela permet ainsi d’éviter des chevauchements ou des déboitements d’aubes mobiles lorsqu’elles sont positionnées dans les alvéoles. En outre, et de sorte à amplifier le maintien radial de l’aube mobile dans l’alvéole et à stabiliser ce maintien, la base 20 présente une extrémité longitudinale amont et une extrémité longitudinale aval configurées pour venir en appui axial contre l’un du disque ou du pied d’aube 30. Ici, les extrémités longitudinales amont et aval viennent en appui contre le pied d’aube 30. Toutefois, on pourrait prévoir un mode de réalisation dans lequel les extrémités longitudinales amont et aval viennent en appui contre le disque, par exemple au niveau d’une face axiale du disque ou au niveau du fond de l’alvéole. On pourrait également prévoir un mode de réalisation dans lequel l’extrémité longitudinale amont vient en appui axial contre l’un du fond de l’alvéole ou du pied d’aube, et l’extrémité longitudinale aval vient en appui axial contre l’autre du fond de l’alvéole ou du pied d’aube. La base 20 présente donc ici une élasticité qui permet à la cale de se déformer lors du montage pour ensuite appliquer un effort poussant, c’est-à-dire un effort vers l’extérieur de la turbomachine. Plus particulièrement dans ce mode de réalisation, et comme visible notamment en , la portion élastique s’étend au centre de la base 20, de sorte à ce que la cale fournisse un effort radial qui soit relativement équilibré et éviter un basculement de l’aube mobile vers l’amont ou l’aval. Toutefois, on pourrait prévoir des modes de réalisation dans lesquelles la portion élastique serait décalée vers l’extrémité longitudinale amont ou l’extrémité longitudinale aval de sorte à compenser une répartition de masse ou d’effort de l’aube mobile. Cette portion élastique correspond donc ici à une portion centrale qui est ici, comme visible par exemple en , au contact du fond de l’alvéole 90, tandis que la base 20 est au contact du pied d’aube 30. Comme illustré dans ce mode de réalisation, la cale 2 comprend en outre des moyens d’arrêt axial sous la forme d’une languette amont 21 et d’une languette aval 22. La languette amont 21 s’étend ici depuis une extrémité amont de la base 20 et s’étend selon une direction radiale de la turbomachine, plus particulièrement radialement vers l’intérieur de la turbomachine. Par ailleurs, la cale 2 comprend également une languette aval 22 s’étendant depuis une extrémité aval de la base 20. Cette languette aval 22 s’étend ici selon une direction radiale de la turbomachine, et plus particulièrement radialement vers l’extérieur de la turbomachine. Toutefois, l’orientation des languettes dépendant notamment de la mise en œuvre d’un flasque amont ou aval au niveau du disque de rotor, on pourrait prévoir un autre mode de réalisation dans lequel la languette amont s’étendrait radialement vers l’extérieur de la turbomachine et la languette aval s’étendrait radialement vers l’intérieur de la turbomachine. Du fait que la base 20 présente une longueur axiale sensiblement égale à la longueur axiale de chacune des alvéoles 90, les languettes amont 21 et aval 22 dans ce mode de réalisation sont en contact avec le disque de rotor 9. Ces languettes forment ici des moyens d’arrêt axial de l’aube mobile, respectivement vers l’amont et vers l’aval, et permettent que l’aube mobile ne se décale pas axialement par rapport à l’alvéole du disque de rotor. Comme illustré notamment en figures 3 et 4, l’ensemble de rotor pour turbomachine comprend en outre une pluralité de clinquants 4. Chacun de ces clinquants 4 est ici disposé entre un des pieds d’aube 30 et une des cales 2. Plus particulièrement, chaque clinquant 4 est ici monté de sorte à être au contact du pied d’aube et à former une couche permettant de protéger le pied d’aube contre l’usure et les déformations. De ce fait, la base exerce un effort radial sur le pied d’aube par l’intermédiaire du clinquant qui est positionné entre les deux composants, le pied d’aube étant donc en contact indirect avec la cale. Comme illustré notamment en , chaque clinquant 4 comporte une base de clinquant configurée pour être au contact d’une face inférieure du pied d’aube 30, et deux ailettes latérales configurées pour être au contact de surfaces latérales du pied d’aube. En d’autres termes, chaque clinquant 4 présente une forme sensiblement en U avec deux ailettes reliées par une base de clinquant. Il est à noter que, comme visible sur la , la surface de contact entre le pied d’aube 30 et le clinquant 4, les angles de liaison entre chaque ailette et la base du clinquant présentent une forme arrondie. Comme visible sur les différentes figures, la base du clinquant est en contact avec la base 20 de la cale de sorte que la base 20 de la cale 2 applique un effort radial vers l’extérieur sur ledit pied d’aube 30 et donc sur la base du clinquant 4. Plus précisément, dans ce mode de réalisation la portion élastique de la base 20, qui s’étend donc longitudinalement au centre de la base 20, applique un effort radial vers l’extérieur la portion centrale de la base du clinquant 4. Quant aux extrémités longitudinales amont et aval de la base 20, elles sont, dans ce mode de réalisation, en appui contre des extrémités longitudinales amont et aval de la base du clinquant 4. Cale (2) pour une aube mobile (3), l’aube mobile (3) étant destinée à présenter un pied d’aube (30) monté dans une alvéole (90) qui débouche à la périphérie externe d’un disque de rotor de turbomachine (1) d’axe longitudinale (X), la cale (2) comprenant une base (20) configurée pour être montée dans l’alvéole (90) et qui est configurée pour être montée au contact du pied d’aube (30) , caractérisée en ce que ladite base (20) présente au moins une portion dite élastique qui est ondulée de sorte à appliquer un effort radial vers l’extérieur sur ledit pied d’aube (30) lorsque le pied d’aube (30) repose sur la base (20) montée dans l’alvéole (90), et en ce que la base (20) présente une extrémité longitudinale amont et une extrémité longitudinal aval configurées pour venir en appui axial contre l’un du disque ou du pied d’aube (30). Cale (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comprend une languette amont (21) s’étendant depuis ladite extrémité longitudinale amont de ladite base (20) et/ou une languette aval (22) s’étendant depuis ladite extrémité longitudinale aval de ladite base (20), lesdites languettes amont (21) et aval (22) formant des moyens d’arrêt axial d’une aube par rapport au disque. Cale (2) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite languette amont (21) s’étend selon une direction radiale de ladite turbomachine et/ou ladite languette aval (22) s’étend selon une direction radiale de ladite turbomachine. Cale (2) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite portion élastique s’étend longitudinalement au centre de ladite base (20). Ensemble de rotor pour turbomachine comprenant un disque (9) de rotor portant une pluralité d’aubes mobiles (3) logées au niveau de leur pied d’aube (30) dans des alvéoles (90) qui débouchent à la périphérie externe dudit disque (9), l’ensemble comprenant en outre une pluralité de cales (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, chacune des cales (2) étant disposée entre le pied d’aube (30) et le fond d’une desdites alvéoles (90). Ensemble de rotor pour turbomachine selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite base (20) présente une longueur prise selon l’axe longitudinale sensiblement égale à la longueur prise selon l’axe longitudinal de chacune desdites alvéoles (90). Ensemble de rotor pour turbomachine selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite base (20) présente une unique ondulation qui s’étend de l’extrémité longitudinale amont à l’extrémité longitudinale aval et est au contact dudit pied d’aube (30) au niveau des extrémités longitudinales amont et aval de la base (20) et en ce que la base (20) est en outre au contact du fond de ladite alvéole (90) au niveau d’une portion longitudinalement centrale de la base (20). Ensemble de rotor pour turbomachine selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une pluralité de clinquants (4), chacun disposé entre un desdits pieds d’aube (30) et une desdites cales (2). Ensemble de rotor pour turbomachine selon l’une des revendication 5 à 8, caractérisé en ce qu’au moins une desdites aubes (3) est au moins partiellement composée de matériau composite à matrice céramique. Turbomachine comprenant un ensemble de rotor selon l’une des revendications 5 à 9.