BE1025753B1

BE1025753B1 - Etancheite plateforme d’aube - carter dans un compresseur de turbomachine axiale

Info

Publication number: BE1025753B1
Application number: BE2017/5874A
Authority: BE
Inventors: Mathieu Renaud; Alain Derclaye; Sébastien Vacca
Original assignee: Safran Aero Boosters S.A.
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2019-07-04
Also published as: US11421539B2; BE1025753A1; EP3717749B1; CN111108265B; WO2019105610A1; EP3717749A1; CN111108265A; US20210062662A1

Abstract

Ensemble pour turbomachine axiale, notamment de turboréacteur d'aéronef, l'ensemble comprenant : un carter annulaire avec une surface interne (40) ; une rangée annulaire d'aube statoriques (26) avec au moins une aubte statorique (26) comprenant une pale (50) s' étandant radialement depuis une plateforme de fixation (34), ladite plateforme de fixation (34) étant fixée au carter et présentant un contour polygonal; remarquable en ce qu'il comprend en outre un joint d'étanchéité (80) comprenant un cadre dont le contour épouse le contour polygonal de la plateforme de fixation (34), ledit cadre étant en contact radial de la plateforme de fixation (34) et du carter afin d'y assurer une étanchéité.

Description

ETANCHEITE PLATEFORME D’AUBE - CARTER

DANS UN COMPRESSEUR DE TURBOMACHINE AXIALE

Domaine technique [0001] L’invention a trait à un ensemble de turbomachine axiale. Plus précisément, l’invention a trait à un carter de turbomachine et une aube munie d’une plateforme en l’une de ses extrémités radiales. L’invention a également trait à une turbomachine avec un tel ensemble.

Technique antérieure [0002] Le document EP 2 930 308 A1 décrit un compresseur de turbomachine dans lequel la paroi du carter est en matériau composite et dispose, sur sa surface interne, de facettes planes pour assurer la fixation des aubes statoriques. A cette fin, les aubes sont pourvues de plateformes agencées à l’extrémité radiale externe de chaque aube, chacune des plateformes venant au contact d’une facette. Ceci permet de réduire les concentrations de contraintes entre la paroi du carter et les aubes. Une couche de matériau abradable est prévue sur la face interne de la paroi du carter. Cette couche d’abradable est disposée en jonction des plateformes et assure la continuité de la surface de guidage du flux d’air. Cependant, il apparaît que cette disposition est insuffisante pour assurer l’étanchéité du flux, et en particulier des fuites d’air peuvent apparaître sous certaines conditions de pression et de température, entre les plateformes et la paroi du carter. Ceci impacte principalement le rendement de la turbomachine et peut affecter la durabilité de la tenue mécanique de la fixation des aubes.

Résumé de l'invention

Problème technique

BE2017/5874 [0003] L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif d’augmenter le rendement de la turbomachine et d’assurer la fiabilité de la fixation des aubes au carter.

Solution technique [0004] L’invention a trait à un ensemble pour turbomachine axiale, notamment de turboréacteur d’aéronef, l’ensemble comprenant : un carter annulaire avec une surface interne ; une rangée annulaire d’aubes statoriques avec au moins une aube statorique comprenant une pale s’étendant radialement depuis une plateforme de fixation, ladite plateforme de fixation étant fixée au carter et présentant un contour polygonal ; remarquable en ce qu’il comprend en outre un joint d’étanchéité comprenant un cadre dont le contour épouse le contour polygonal de la plateforme de fixation, ledit cadre étant en contact radial de la plateforme de fixation et du carter afin d’y assurer une étanchéité.

[0005] La pale et la plateforme de l’aube peuvent être monobloc. Le carter peut être au moins partiellement réalisé en matériau composite à matrice organique.

[0006] Selon un mode avantageux de l’invention, le cadre délimite de manière étanche une poche radialement entre la plateforme de fixation et le carter, ladite poche s’étendant notamment sur la majorité de la plateforme de fixation.

[0007] Selon un mode avantageux de l’invention, le cadre est formé de barres longeant les côtés de la plateforme.

[0008] Selon un mode avantageux de l’invention, le cadre du joint a une forme extérieure générale en parallélogramme et préférentiellement rectangulaire. Alternativement, la forme peut être trapézoïdale, ovale, ronde, etc. De manière préférée, la forme extérieure générale du joint correspond à la forme de la plateforme, vue en coupe dans un plan normal à l’orientation radiale de l’aube.

BE2017/5874 [0009] Selon un mode avantageux de l’invention, la plateforme a un axe de fixation qui traverse un orifice du carter, et en ce que l’axe de fixation traverse le joint.

[0010] Selon un mode avantageux de l’invention, une portion du joint est torique ou cylindrique, et entoure l’axe de fixation. La portion torique peut être ovale, elliptique ou circulaire.

[0011] Selon un mode avantageux de l’invention, des segments relient la portion torique ou cylindrique au cadre.

[0012] Selon un mode avantageux de l’invention, les segments comprennent deux segments circonférentiels orientés selon la direction circonférentielle de la turbomachine et au moins un segment axial orienté selon la direction axiale de la turbomachine.

[0013] Selon un mode avantageux de l’invention, les segments circonférentiels comprennent une section plus grande que le segment axial, les segments circonférentiels présentant une dimension axiale plus grande que la dimension circonférentielle du segment axial. L’épaisseur des segments dans le sens radial peut être identique. La dimension axiale des segments circonférentiels et/ou la dimension circonférentielle des segments axiaux peut être plus grandes que l’épaisseur des segments.

[0014] Selon un mode avantageux de l’invention, la portion torique ou cylindrique est renfermée dans la moitié amont du joint.

[0015] Selon un mode avantageux de l’invention, le joint comprend une languette de renfort aval, préférentiellement s’étendant principalement selon la direction circonférentielle de la turbomachine.

[0016] Selon un mode avantageux de l’invention, le joint est au moins partiellement réalisé en mousse, en polymère et/ou en élastomère.

[0017] Selon un mode avantageux de l’invention, la plateforme de fixation est une plateforme d’une première aube, le joint étant au contact d’un joint identique associé à une plateforme d’une deuxième aube, adjacente à la première plateforme. En particulier, lorsque les joints sont des parallélogrammes, ils peuvent avoir chacun deux côtés orientés selon

BE2017/5874 l’axe de la turbomachine, chacun des côtés étant au contact d’un côté du joint de la plateforme adjacente.

[0018] Selon un mode avantageux de l’invention, le joint est interposé entre le carter et plusieurs plateformes d’aubes adjacentes, ledit joint épousant les contours polygonaux de chacune desdites plusieurs plateformes d’aubes adjacentes. Par exemple, plusieurs couples adjacents de plateformes et de facettes peuvent partager le même joint.

[0019] Selon un mode avantageux de l’invention, le carter comprend une surface interne avec une rangée annulaire de facettes recevant les aubes statoriques, la surface radiale externe de la plateforme étant inclinée par rapport à la facette associée et/ou l’épaisseur radiale du joint est plus importante en aval qu’en amont. Du fait du non contact direct entre les deux surfaces respectives de la plateforme et de la facette, elles peuvent ne pas être parallèles car elles ne sont pas en appui l’une sur l’autre. Ainsi, il est possible mais pas indispensable, que le joint ait une épaisseur plus importante en aval qu’en amont, c’est-àdire à l’endroit où la pression du flux d’air est la plus importante.

[0020] Selon un mode avantageux de l’invention, une couche de matériau abradable est prévue sur la face interne du carter, notamment en amont et/ou en aval des facettes, et à distance axialement des plateformes et/ou du joint.

[0021] L’invention a également pour objet une turbomachine axiale avec un compresseur basse-pression, remarquable en ce que le compresseur comprend un ensemble selon l’un des modes de réalisation exposés cidessus et en ce que le carter est au moins partiellement réalisé en matériau composite à matrice organique en contact du joint d’étanchéité.

[0022] L’invention a également pour objet un procédé d’assemblage d’un ensemble pour turbomachine, remarquable en ce que l’ensemble est l’un des modes de réalisation exposés ci-dessus et en ce que le procédé comprend une étape (a) de mise en place du joint entre le carter et la plateforme d’aube, et une étape (b) de fixation de l’aube au

BE2017/5874 carter pendant laquelle joint est comprimé radialement entre la plateforme de l’aube et le carter.

[0023] Selon un mode avantageux de l’invention, le joint est plus comprimé en aval qu’en amont.

[0024] Selon un mode avantageux de l’invention, l’étape (b) de fixation comprend le serrage d’un écrou sur l’axe de fixation de manière à générer la compression du joint.

[0025] Afin de mieux maintenir le joint lors de l’assemblage, il peut être utile que celui-ci soit pourvu de moyens lui permettant d’adhérer à la plateforme avant que celle-ci ne soit assemblée au carter.

[0026] Ainsi, l’invention a également trait à un joint d’étanchéité pour une plateforme de fixation d’aube statorique de turbomachine axiale, notamment de turboréacteur d’aéronef, ladite plateforme de fixation présentant un contour polygonal, le joint comprenant : un cadre dont le contour est apte à épouser le contour polygonal de la plateforme de fixation, et des plots thermoformés.

[0027] Selon un mode avantageux de l’invention, les plots sont des inserts de moulage du joint.

[0028] Selon un mode avantageux de l’invention, les plots comprennent des trous, préférentiellement débouchants, apte à coopérer avec des pions prévus sur la plateforme.

[0029] L’invention a également trait à un joint d’étanchéité pour une plateforme de fixation d’aube statorique de turbomachine axiale, notamment de turboréacteur d’aéronef, ladite plateforme de fixation présentant un contour polygonal, le joint comprenant : un cadre dont le contour est apte à épouser le contour polygonal de la plateforme de fixation, et un élément adhésif au moins sur une partie du cadre.

[0030] Selon un mode avantageux de l’invention, l’élément adhésif est une couche adhésive prévue sur la partie du cadre apte à venir au contact de la plateforme.

[0031] Selon un mode avantageux de l’invention, l’élément adhésif est recouvert d’un opercule.

BE2017/5874 [0032] Selon un mode avantageux de l’invention, le procédé d’assemblage est remarquable en ce que le joint d’étanchéité est selon l’un des modes de réalisations exposés ci-dessus, l’étape (a) de mise en place du joint entre le carter et la plateforme d’aube comprenant une sous-étape de pré-assemblage du joint à la plateforme.

[0033] Selon un mode avantageux de l’invention, la sous-étape de préassemblage comprend la fixation des plots à des pions prévus sur la plateforme.

[0034] Selon un mode avantageux de l’invention, la sous-étape de préassemblage comprend l’enlèvement de l’opercule et la fixation par adhérence du joint à la plateforme via l’élément adhésif.

[0035] Selon un mode avantageux de l’invention, les plateformes des aubes comprennent des côtés de polygones en contact les uns des autres.

[0036] Selon un mode avantageux de l’invention, le contour polygonal de la plateforme encercle le contour du cadre.

[0037] Selon un mode avantageux de l’invention, le cadre forme une boucle continue , et/ou le contour est fermé.

[0038] Selon un mode avantageux de l’invention, le joint d’étanchéité, notamment le cadre, forme une boucle fermée et étanche qui est inscrite dans le contour polygonal de la plateforme de fixation.

[0039] Selon un mode avantageux de l’invention, la boucle est en contact radial de la plateforme et du carter sur toute sa circonférence.

[0040] L’invention a également pour objet un ensemble pour turbomachine, l’ensemble comprenant un carter externe et un aube statorique notamment une rangée annulaire d’aube statoriques identiques, au moins une aube statorique comprenant une plateforme de fixation fixée contre la surface interne du carter, et une pale s’étendant radialement depuis la plateforme ; remarquable en ce qu’il comprend en outre un joint formant un rebord externe de la plateforme, et/ou un joint formant un cordon longeant le contour de la plateforme ; ledit joint étant en contact de la plateforme et du carter.

BE2017/5874 [0041] Selon un autre aspect, l’invention porte sur un ensemble de turbomachine axiale, notamment de turboréacteur d’aéronef, l’ensemble comprenant : un carter comprenant une paroi tubulaire présentant des facettes planes sur sa surface interne, chaque facette comprenant au moins un orifice ; au moins une rangée annulaire d’aubes statoriques comprenant chacune une pale s’étendant sensiblement radialement et une plateforme de fixation à l’extrémité radiale externe de la pale ; chaque plateforme de fixation d’aube comprend un axe de fixation traversant une facette associée, l’ensemble étant remarquable en ce qu’un joint d’étanchéité traversé par l’axe de fixation est pourvu sur la plateforme.

[0042] Selon un autre aspect, l’invention porte sur un ensemble de turbomachine axiale, notamment de turboréacteur d’aéronef, l’ensemble comprenant : une aube munie d’une pale et d’une plateforme de fixation à une virole ou à un carter, la pale ayant un bord d’attaque, un bord de fuite et une ligne de cambrure reliant le bord d’attaque au bord de fuite ; l’ensemble étant remarquable en ce qu’il comprend un joint d’étanchéité apte à venir au contact d’une surface de la plateforme et d’une surface de ladite virole ou dudit carter, le joint ayant une épaisseur qui varie selon la direction de la ligne de cambrure.

Avantages apportés [0043] La présence du joint permet une conception plus simple et plus flexible : la couche d’abradable qui doit être contiguë à la plateforme dans les systèmes connus peut être positionnée à distance car elle n’est plus indispensable à la fonction d’étanchéité. Aussi, la précision d’usinage et de mise en position des surfaces des facettes et des plateformes des aubes n’est plus aussi importante car les tolérances de fabrication peuvent être élargie grâce à la présence du joint.

Brève description des dessins [0044] La figure 1 représente une turbomachine axiale selon l’invention ;

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BE2017/5874 [0045] La figure 2 est un schéma d’un compresseur de turbomachine ;

[0046] La figure 3 esquisse une vue axiale du carter du compresseur de turbomachine selon l’invention ;

[0047] La figure 4 illustre une aube de stator avec une plateforme en contact d’une facette du carter ;

[0048] La figure 5 représente une vue de dessus de l’aube ;

[0049] La figure 6 représente une portion de paroi de carter sur laquelle est fixée une aube ;

[0050] La figure 7 représente une vue de dessus d’un mode de réalisation d’un joint ;

[0051] La figure 8 représente une vue isométrique d’un joint selon un second mode de réalisation ;

[0052] La figure 9 représente un troisième mode de réalisation du joint ;

[0053] La figure 10 représente une vue isométrique du joint de la figure 9 ;

[0054] La figure 11 représente un quatrième mode de réalisation du joint ;

[0055] La figure 12 représente un cinquième mode de réalisation du joint ;

[0056] La figure 13 représente un sixième mode de réalisation du joint.

Description des modes de réalisation [0057] Dans la description qui va suivre, les termes intérieur et extérieur renvoient à un positionnement par rapport à l’axe de rotation d’une turbomachine axiale. La direction axiale est selon l’axe de rotation, et la direction radiale est perpendiculaire à la direction axiale. La direction latérale est entendue selon la circonférence, et peut être perpendiculaire à l’axe.

[0058] La figure 1 représente un turboréacteur double-flux 2. Le turboréacteur 2 comprend un compresseur basse-pression 4, un compresseur hautepression 6, une chambre de combustion 8 et une turbine 10. En fonctionnement, la puissance mécanique de la turbine 10 transmise via l’arbre central jusqu’au rotor 12 met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6.

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[0059] Les compresseurs comportent plusieurs rangées d’aubes de rotor associées à des rangées d’aubes de stators. La rotation du rotor autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d’air progressivement comprimé jusqu’à la chambre de combustion 8.

[0060] Un fan 16 est couplé au rotor 12 et génère un flux d’air qui se divise en un flux primaire 18 et un flux secondaire 20. Les flux primaire 18 et secondaire 20 sont des flux annulaires, ils sont canalisés à l’aide de cloisons cylindriques, ou viroles, qui peuvent être intérieures et/ou extérieures.

[0061] La figure 2 est une vue en coupe d’un compresseur d’une turbomachine axiale telle que celle de la figure 1. Le compresseur peut être un compresseur basse-pression 4. On peut y observer une partie du fan 16 ainsi que le bec de séparation 22 du flux primaire 18 et du flux secondaire 20. Le rotor 12 peut comprendre plusieurs rangées d’aubes rotoriques 24.

[0062] Le compresseur basse-pression 4 comprend au moins un redresseur qui contient une rangée annulaire d’aubes statoriques 26. Chaque redresseur est associé au fan 16 ou à une rangée d’aubes rotoriques 24 pour en redresser le flux d’air, de sorte à convertir la vitesse du flux en pression.

[0063] Le compresseur comprend au moins un carter 28. Le carter 28 peut présenter une forme généralement circulaire ou tubulaire. Il peut être un carter externe de compresseur et peut être en matériaux composites, ce qui permet de réduire sa masse tout en optimisant sa rigidité. Le carter 28 peut comprendre des brides de fixation 30, par exemple des brides annulaires de fixation 30 pour la fixation du bec de séparation 22 et/ou pour se fixer à un carter intermédiaire de soufflante de la turbomachine. Le carter assure alors une fonction de lien mécanique entre le bec de séparation 22 et le carter intercalaire 32. Le carter assure également une fonction de centrage du bec de séparation 22 par rapport au carter intermédiaire, par exemple à l’aide de ses brides annulaires. Les brides annulaires 30 peuvent être en composite et

BE2017/5874 comprendre des orifices de fixation (non représentés) pour permettre une fixation par boulons, ou par lockbolts. Les brides 30 peuvent comprendre des surfaces de centrage, tels des orifices de centrage.

[0064] La carter 28 peut comprendre une paroi 32 généralement circulaire ou en arc de cercle, dont les bords axiaux peuvent être délimités par les brides 30. La paroi 32 peut présenter un profil de révolution autour de l’axe de rotation 14. La paroi 32 peut être en matériau composite, avec une matrice et un renfort. La paroi 32 peut présenter une forme d’ogive, avec une variation de rayon le long de l’axe 14.

[0065] Le carter peut être formé de demi-coquilles ou de demi-carters, qui sont séparés par un plan axial. Les demi-coquilles du carter sont reliées à l’aide de brides axiales.

[0066] Les aubes statoriques 26 s’étendent essentiellement radialement depuis la paroi 32, au niveau de zones annulaires de réception d’aubes. Ces zones peuvent comprendre des moyens de fixations telles des gorges annulaires, ou des orifices de fixation. Les aubes 26 peuvent y être fixées de manière individuelle, ou former des segments d’aubes fixés à la paroi 32. La paroi forme un lien mécanique entre plusieurs aubes de différentes rangées et/ou d’une même rangée d’aubes.

[0067] Les aubes statoriques 26 comprennent chacune une plateforme 34 de fixation, éventuellement munies d’axes de fixation 36 tels des tiges filetées ou tout autre moyen équivalent. La paroi peut comprendre des couches annulaires de matériau abradable 38 entre les plateformes 34 des aubes, de sorte à former une barrière entre le flux primaire 18 et la paroi 32.

[0068] Le carter 28, ou du moins sa paroi 32, peut être réalisé en un matériau composite. Le matériau composite peut être réalisé à l’aide d’un renfort fibreux pré-imprégné et durci par autoclave, ou par injection. L’injection peut consister à imprégner un renfort fibreux d’une résine, éventuellement organique, tel de l’époxy. L’imprégnation peut être selon un procédé du type RTM (acronyme anglais pour Resin Transfer Molding).

BE2017/5874 [0069] Le renfort fibreux peut être une préforme tissée, éventuellement de manière tridimensionnelle, ou comprendre un empilement ou un enroulement de différentes feuilles fibreuses ou plis fibreux, qui peuvent s’étendre sur la paroi, et sur au moins une ou plusieurs brides. Les plis peuvent comprendre des fibres de carbone, et/ou des fibres de graphite, et/ou des fibres de verre pour éviter la corrosion galvanique, et/ou des fibres de kevlar, et/ou des fibres de carbotitanium. Grâce aux matériaux évoqués, un carter turbomachine peut mesurer entre 3 et 5 mm d’épaisseur pour un diamètre supérieur à 1 mètre.

[0070] La figure 3 représente une demi-coquille de carter de la turbine axiale, par exemple d’un carter externe de compresseur, éventuellement basse-pression. Le carter est vu axialement, depuis l’amont. Le présent enseignement peut être appliqué à tout carter de la turbomachine, tel un carter de soufflante ou un carter de turbine.

[0071] La paroi 32 présente une surface interne courbe 40. La surface interne 40 peut comprendre une courbure continue selon la circonférence de la paroi circulaire et/ou selon la direction axiale. La surface interne 40 peut être circulaire autour de l’axe de rotation 14 de la turbomachine, et éventuellement en regard dudit axe. La paroi 32, ou du moins la surface interne 40 peut être annulaire, éventuellement généralement tubulaire. Selon la circonférence, la courbure de la surface interne 40 peut être monotone, et éventuellement constante. La courbure peut varier axialement, par exemple être plus courbée vers l’aval. La surface interne 40 peut être une portion de surface conique, une portion de surface de sphéroïde, éventuellement sphérique, ou une combinaison de chacun de ces surfaces.

[0072] La paroi 32 peut comprendre des facettes 42, éventuellement disposées en au moins une rangée annulaire selon la circonférence de la paroi 32. Chaque facette 42 définit une surface plane. Les facettes 42 d’une rangée peuvent être régulièrement réparties angulairement. La paroi 32 peut comprendre plusieurs rangées annulaires de facettes 42 espacées axialement le long axialement de la paroi 32. Au moins

BE2017/5874 une ou chaque facette 42 affleure la surface interne 40 de la paroi. Par affleurer on peut entendre qu’une facette est à niveau, et/ou prolonge, et/ou touche la surface interne.

[0073] Les facettes 42 peuvent présenter différentes formes, éventuellement les facettes d’une même rangée présentent la même forme. Chaque rangée peut présenter des formes différentes de facettes. Les facettes 42 peuvent présenter des formes de disques, des formes ovales. Les diamètres moyens des facettes 42 peuvent varier progressivement, ils peuvent augmenter en direction de l’extrémité de la paroi 32 ayant un diamètre minimal, qui dans l’exemple illustré en figure 2 est la direction d’amont vers l’aval.

[0074] Les facettes 42 d’une même rangée peuvent être distantes les unes des autres. Elles peuvent être alors séparées par des portions de surface interne 40 qui présentent des courbures continues. Chaque facette 42 d’une même rangée peut être entourée par la surface interne 40. Les facettes 42 d’une même rangée peuvent être tangentes les unes aux autres, elles peuvent être en contact au niveau de points de contact. Ou encore, les facettes d’une même rangée peuvent être tronquées latéralement. Ces facettes peuvent être jointives selon des lignes de jonction 44.

[0075] Une ou chaque facette 42 peut comprendre un moyen de fixation, tel un orifice de fixation 46, qui peut coopérer avec un axe de fixation d’aube. Préférentiellement, chaque orifice de fixation 46 est disposé au centre de la facette associée. Les orifices de fixation 46 peuvent être agencés en une ou plusieurs rangée(s) annulaire(s). Celles-ci peuvent être réparties axialement le long de la paroi 32.

[0076] Au moins une ou chaque bride axiale 48 peut être venue de matière avec la paroi 32, tout comme au moins une ou chaque bride annulaire 30. Alternativement, au moins un type de bride, ou chaque bride peut être rapporté sur la paroi. Par exemple, la paroi peut être en composite et les brides peuvent être métalliques et fixées sur la paroi.

[0077] La figure 4 représente une aube de turbomachine, par exemple une

BE2017/5874 aube statorique 26 de redresseur de compresseur basse pression. L’aube peut également être une aube de turbine.

[0078] L’aube 26 comprend un corps 50, ou pale, formant une surface profilée destinée à s’étendre dans le flux primaire. Sa forme permet de modifier l’écoulement du flux. La pale s’étend axialement d’un bord d’attaque 60 à un bord de fuite 62. Les faces « intrados » et « extrados » relient le bord d’attaque 60 au bord de fuite 62 et une cambrure moyenne (noté 64 sur la figure 5) est définie à équidistance de ces deux faces.

[0079] La plateforme 34 de fixation de l’aube 26 à la paroi du carter peut présenter une forme générale de plaque. Elle peut comprendre au moins une ou deux zones de moindre épaisseur 52, et éventuellement une zone en surépaisseur 54. La zone en surépaisseur 54 peut être entourée par une zone de moindre épaisseur 52, ou être disposée entre deux zones de moindre épaisseur 52. L’axe de fixation 36 peut s’étendre à l’opposé de la pale 50 de l’aube. La ou chaque plateforme 34 comprend une surface radiale externe d’appui 56 destinée à venir en regard d’une facette.

[0080] La figure 5 représente un modèle de plateforme d’aube vue depuis l’extérieur radialement (ou vu de dessus par rapport à la vue de la figure 4). La pale 50 de l’aube qui est de l’autre côté de la plateforme 34 est représentée en trait pointillés. Les modèles de plateformes peuvent changer d’une rangée d’aubes à une autre.

[0081] La plateforme 34 peut présenter une forme générale de quadrilatère tel un parallélogramme, un trapèze ou un rectangle. Le contour de la plateforme 34 comprend des bords latéraux 58 opposés, pouvant éventuellement venir en contact des bords latéraux 58 voisins des autres aubes d’une même rangée, et des bords amont et aval 59. Les bords latéraux 58 peuvent être coudés ou arqués pour limiter leur rotation lors du serrage de leurs fixations.

[0082] La plateforme 34 est réalisée en métal, préférentiellement en titane. Elle peut également être en composite à matrice organique. Elle peut être venue de matière avec le corps de l’aube 26. Pour respecter une

BE2017/5874 forme précise, son contour est usiné, éventuellement rectifié afin de respecter des tolérances strictes.

[0083] La zone en surépaisseur 54 peut présenter une forme de disque, l’axe de fixation 36 étant éventuellement disposé au centre du disque et/ou du rectangle. Alternativement, l’axe peut être disposé de manière excentrée et non au centre de la plateforme. Par exemple, le centre de l’axe 36 peut être à une distance de 20 à 50% de la dimension axiale de la plateforme du côté amont. L’axe 36 peut être circonscrit dans la première moitié ou le premier tiers amont de la plateforme.

[0084] La figure 6 représente une aube statorique 26 fixée à la paroi 32.

[0085] La paroi 32 peut présenter une épaisseur généralement constante, par exemple au niveau d’au moins une ou de chaque facette 42. Sa surface externe 70 peut être courbe au niveau de chaque facette 42, préférentiellement avec une courbure continue et/ou monotone axialement et/ou circonférentiellement au droit de chaque facette 42. Alternativement, la surface externe 70 de la paroi 32 peut comprendre un méplat 72 au niveau d’au moins une facette 42, préférentiellement au niveau de chaque facette. Un ou chaque méplat 72 peut être parallèle à la facette 42 associée. Un méplat 72 forme une surface plane, éventuellement lisse. Il peut former une discontinuité de la courbure de la surface externe 70. Le méplat offre une surface plane pour un moyen de serrage 74 de l’axe de fixation 36, préférentiellement un écrou 74 sur un axe fileté 36.

[0086] La surface radiale externe 56 de la ou chaque plateforme 34 vient en regard de la facette 42. Cette surface 56 et cette facette 42 en regard peuvent être parallèles et de dimensions sensiblement similaires. Alternativement les surfaces 42, 56 peuvent être inclinées l’une par rapport à l’autre. La surface 56 de la plateforme peut ne pas être plane.

[0087] La zone en surépaisseur 54 vient au contact de la facette 42 et l’axe 36 pénètre dans l’orifice (noté 46 sur la figure 3) de la facette 42.

BE2017/5874 [0088] De l’abradable 38 peut s’insérer entre les surfaces 42 et 56. L’abradable 38 peut s’arrêter aux bords de la plateforme ou être à distance axiale de celle-ci.

[0089] La ou chaque facette 42 forme une discontinuité dans la surface interne 40. Le contour d’au moins une ou de chaque facette 42 peut former une ligne de rupture de la courbure de la surface interne. Tout autour de chaque facette 42, les tangentes de la surface interne peuvent être inclinées par rapport à la facette 42. Les facettes 42 peuvent former des aplatissements dans la surface interne 40, les aplatissements étant vers l’intérieur. La paroi présente une continuité de matière entre les facettes et la surface interne, et éventuellement une discontinuité géométrique.

[0090] Entre la facette 42 et la surface 56 est prévu un joint d’étanchéité 80 en matériau élastique pour éviter les fuites d’air entre la plateforme et le carter. Ce joint renferme une poche 68 délimitée par le joint 80, la surface radiale externe 56 de la plateforme 34 et la paroi 32 du carter.

[0091] Bien que l’exemple illustré montre un carter avec des facettes, le carter peut ne pas être pourvu de facettes et la surface 56 vient donc en regard de la paroi tubulaire ou cylindrique 32.

[0092] Le joint peut être fait de barres. Son contour extérieur peut correspondre au moins partiellement au contour de la surface 56 et donc être en forme de polygone, notamment trapèze, parallélogramme ou rectangle. Trois des segments du joint 82, 84, 86 formant le polygone sont visibles sur la figure 6. Alternativement, le joint peut comprendre des portions planes.

[0093] L’une ou les deux surfaces 42 et 56 peuvent présenter des logements par exemple des gorges pour recevoir un ou plusieurs segments du joint 80.

[0094] La figure 7 détaille le joint 80 dans ce même mode de réalisation. Le joint 80 a un cadre 81 composé de segments extérieurs amont 82 et aval 84 et de segments extérieurs axiaux 86, 88 formant un rectangle.

BE2017/5874 [0095] Le joint peut en outre comprendre une portion torique 90 préférablement reliée au cadre 81 par des segments à 90°, notamment dans cet exemple deux segments axiaux 92, 94 et deux segments circonférentiels 96, 98, c’est-à-dire qui s’étendent principalement selon la circonférence. La portion torique 90 peut être reliée au cadre 81 à l’aide d’une croix, notamment formée par les segments.

[0096] Dans cet exemple, la portion torique 90 est au centre du joint 80. Celleci peut alternativement être déportée sur l’amont ou l’aval, c’est-à-dire en direction du segment 82 ou 84 respectivement. La portion torique 90 peut aussi être décalée circonférentiellement, c’est-à-dire vers le segment 86 ou le segment 88.

[0097] Préférentiellement, la section des segments circonférentiels 96, 98 est plus importante que la section des segments 92, 94. Si les segments sont tous de même épaisseur - l’épaisseur étant leur dimension dans la direction radiale qui est perpendiculaire au plan de la figure 7 -, la section des segments circonférentiels 96, 98 est plus importante par le fait de leur dimension dans la direction axiale qui est plus grande que la dimension circonférentielle des segments 92, 94.

[0098] L’épaisseur du segment aval 84 du cadre 81 peut être plus importante que l’épaisseur du segment amont 82 du cadre 81.

[0099] La figure 8 représente une vue isométrique d’un joint 180 selon un second mode de réalisation. Les segments du joint 180 sont incrémentés de 100 par rapport à celui de la figure 7.

[00100] Dans cet exemple, la portion torique 190 n’est reliée au cadre 181 formé par les segments 182, 184, 186, 188 que par trois segments 192, 196 et 198. Cet exemple montre en particulier la variation d’épaisseur le long du joint 180. Le segment aval 184 a en particulier une plus importante épaisseur que le segment amont 182. Ceci permet un taux de compression du joint 180 plus important en aval lorsque les surfaces 42 et 56 sont parallèles. Ceci permet aussi le montage d’un joint entre deux surfaces 42 et 56 qui ne sont pas parallèles, l’épaisseur variable du joint « rattrapant » l’écart variable entre les deux surfaces 42 et 56.

BE2017/5874 [00101] Les figures 9 et 10 décrivent un joint 280 selon un troisième mode de réalisation. Les segments du joint 280 sont incrémentés de 100 par rapport à celui de la figure 8. La portion torique 290 présente une forme ovale et celle-ci n’est pas disposée au milieu du joint mais dans la moitié amont. La portion torique 290 est reliée au cadre 281 par les segments circonférentiels 296, 298 et le segment axial 292. En remplacement du segment aval est prévue une bandelette de renfort 284. La figure 10 illustre cette bandelette 284 et met en avant l’importante variation de l’épaisseur entre l’amont et l’aval. La bandelette 284 peut aussi venir en complément d’un segment aval (comme le segment 184 du mode de réalisation précédent), la bandelette s’étendant en amont ou en aval d’un tel segment, éventuellement à distance de celui-ci. Le cadre 281 est formé par les segments 282, 286, 288 et la bandelette 284.

[00102] Les joints de deux plateformes adjacentes peuvent venir au contact l’un de l’autre. Les segments extérieurs axiaux 86, 88, 186, 188, 286, 288 de deux joints de plateformes adjacentes peuvent être parallèles et venir au contact l’un de l’autre.

[00103] Une plateforme peut avoir un côté du contour parallèle à un côté d’une plateforme adjacente et venir au contact de ce côté.

[00104] Alternativement, comme représenté sur la figure 11, deux ou plusieurs joints adjacents peuvent ne former qu’un seul joint 380 commun à plusieurs plateformes.

[00105] Ce joint 380 comprend un segment amont 382 et un segment aval 384 communs à plusieurs plateformes. Des portions toriques 390 sont prévues pour circoncire chacune l’axe de fixation des plateformes respective et des segments intérieurs sont prévus pour relier les portions toriques 390 aux segments amont 382 et aval 384. L’agencement des portions toriques 390 et des segments intérieurs respectifs correspond à l’agencement des plateformes. Ainsi, certaines portions toriques peuvent être positionnées à différents endroits axialement, et la dimension des portions de joint en regard d’une

BE2017/5874 plateforme peut être plus ou moins grande. Le fait que le joint 380 n’est pas symétrique peut servir de détrompeur lors du montage de la turbomachine.

[00106] Le joint peut épouser les contours polygonaux de chacune des plateformes d’aubes adjacentes. Le joint est donc formé de plusieurs cadres 381 et deux cadres adjacents peuvent partager un segment en commun.

[00107] Un tel joint 380 peut coopérer avec plusieurs aubes de la rangée annulaire d’aubes, comme par exemple deux ou quatre aubes adjacentes, ou toutes les aubes en regard d’un demi-carter. Alternativement, un joint peut coopérer avec une pluralité d’aubes adjacentes dont l’une au moins est fixée à un demi-carter et au moins une autre est fixée à l’autre demi-carter. Le joint peut également être commun à toutes les aubes d’une rangée d’aube et se présenter sous la forme d’une couronne.

[00108] Les figures 12 et 13 illustrent un joint 480, 580 selon l’invention. Celui-ci peut disposer des différents éléments déjà décrits dans les autres modes de réalisation (portion torique, languette, un joint unique commun à plusieurs plateforme, etc.).

[00109] En outre, le joint 480 dispose de plots 483 thermoformés, réalisés sous forme d’inserts de moulage. Ces plots 483 sont préférentiellement disposés au niveau du cadre 481 du joint. Alternativement, un ou des plots peuvent être disposés à d’autres endroits du joint 480. Ces plots peuvent comprendre un trou qui peut coopérer avec des pions prévus sur la plateforme. Les pions peuvent être tels qu’un assemblage serré dans les plots est obtenu. Ceci permet de pré-assembler le joint sur la plateforme. Les plots peuvent alternativement être pourvus d’un taraudage pour recevoir une tige filetée des plateformes. Les plots sont au nombre de 2, 4 ou 6. Les plots peuvent être de dimensions identiques ou différentes, en particulier lorsque le joint est plus épais en aval comme représenté sur la figure 12. Alternativement un seul plot peut aussi être prévu sur le joint.

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BE2017/5874 [00110] La figure 13 représente un plot 580 muni d’un élément adhésif 583 sur son cadre 581. Les éléments sont représentés schématiquement et l’échelle des grandeurs n’est pas respectée. L’élément adhésif peut être un point de colle ou une couche adhésive 583, qui peut être recouverte d’un opercule 585. Lors du montage, l’opercule 585 est enlevée du joint

580, puis le joint est positionné sur la plateforme. A cette fin, l’opercule dispose d’une partie 587 non adhérente au moyen adhésif afin de faciliter son enlèvement.

[00111] Ainsi, le joint adhère à la plateforme et facilite le montage de la îo plateforme et de son joint dans le carter.

[00112] Le joint des différents modes de réalisation illustrés ci-dessus peut être fait complètement d’élastomère, de polymère ou de mousse. Un ou plusieurs des segments peut comprendre un fil rigide (métallique ou autre) en son cœur enrobé d’élastomère, de polymère ou de mousse.

[00113] Les différents détails des différents modes de réalisation exposés dans la présente demande peuvent être combinés à moins qu’il ne soit explicitement décrit comme alternatives et qu’une telle combinaison soit rendue mécaniquement impossible.

Claims

Revendications

1. Ensemble pour turbomachine axiale (2), notamment de turboréacteur d’aéronef, l’ensemble comprenant :

- un carter (28) annulaire avec une surface interne (40) ;

- une rangée annulaire d’aubes statoriques (26) avec au moins une aube statorique (26) comprenant une pale (50) s’étendant radialement depuis une plateforme de fixation (34), ladite plateforme de fixation (34) étant fixée au carter (28) et présentant un contour polygonal (58, 59) ;

caractérisé en ce qu’il comprend en outre un joint d’étanchéité (80, 180, 280, 380, 480, 580) comprenant un cadre (81, 181, 281, 381, 481, 581) dont le contour épouse le contour polygonal (58, 59) de la plateforme de fixation (34), ledit cadre (81, 181, 281, 381, 481, 581) étant en contact radial de la plateforme de fixation (34) et du carter (28) afin d’y assurer une étanchéité.
2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre (81, 181, 281, 381, 481, 581) délimite de manière étanche une poche (68) radialement entre la plateforme de fixation (34) et le carter (28), ladite poche (68) s’étendant notamment sur la majorité de la plateforme de fixation (34).
3. Ensemble selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le cadre (81, 181, 281, 381, 481, 581) est formé de barres (82, 84, 86, 88, 182, 184, 186, 188, 282, 284, 286, 288, 382, 384, 386, 388) longeant les côtés de la plateforme.
4. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le cadre (81, 181,281, 381, 481, 581) du joint (80, 180, 280, 380, 480, 580) a une forme extérieure générale en parallélogramme et préférentiellement rectangulaire.
5. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plateforme (34) a un axe de fixation (36) qui traverse un orifice (46) du

BE2017/5874 carter (28), et en ce que l’axe de fixation (36) traverse le joint (80, 180, 280, 380, 480, 580).
6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’une portion (90, 190, 290, 390) du joint (80, 180, 280, 380) est torique ou cylindrique et entoure l’axe de fixation (36).
7. Ensemble selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que des segments (92, 94, 96, 98, 192, 196, 198, 292, 296, 298) relient la portion torique ou cylindrique (90, 190, 290, 390) au cadre (81, 181,281,381).
8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les segments (92, 94, 96, 98, 192, 196, 198, 292, 296, 298) comprennent deux segments circonférentiels (96, 98, 196, 198, 296, 298) orientés selon la direction circonférentielle de la turbomachine et au moins un segment axial (92, 94, 192, 292) orienté selon la direction axiale de la turbomachine.
9. Ensemble selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la portion torique ou cylindrique (290, 390) est renfermée dans la moitié amont du joint (180, 280, 380).
10. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le joint d’étanchéité (80, 180, 280, 380, 480, 580), notamment le cadre (81, 181, 281, 381, 481, 581), forme une boucle fermée et étanche qui est inscrite dans le contour polygonal (58, 59) de la plateforme de fixation (34).
11. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le joint (280) comprend une languette de renfort aval (284), préférentiellement s’étendant principalement selon la direction circonférentielle de la turbomachine.
12. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le joint (80, 180, 280, 380, 480, 580) est au moins partiellement réalisé en mousse, en polymère et/ou en élastomère.

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13. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la plateforme de fixation est une plateforme (34) d’une première aube (26), le joint (80, 180, 280, 380, 480, 580) étant au contact d’un joint (80, 180, 280, 380, 480, 580) identique associé à une plateforme (34) d’une deuxième aube, adjacente à la première plateforme.
14. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le joint (380) est interposé entre le carter (28) et plusieurs plateformes (34) d’aubes adjacentes, ledit joint (380) épousant les contours polygonaux (58, 59) de chacune desdites plusieurs plateformes (34) d’aubes adjacentes.
15. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le carter (28) comprend une surface interne (40) avec une rangée annulaire de facettes (42) recevant les aubes statoriques (26), la surface radiale externe (56) de la plateforme (34) étant inclinée par rapport à la facette (42) associée et/ou l’épaisseur radiale du joint (80, 180, 280, 380, 480, 580) est plus importante en aval qu’en amont.
16. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu’une couche de matériau abradable (38) est prévue sur la face interne (40) du carter (28), notamment en amont et/ou en aval des facettes (42), et à distance axialement des plateformes (34) et/ou du joint (80, 180, 280, 380, 480, 580).
17. Turbomachine axiale (2) avec un compresseur basse-pression (4), caractérisée en ce que le compresseur (4) comprend un ensemble selon l’une des revendications 1 à 16 et en ce que le carter (28) est au moins partiellement réalisé en matériau composite à matrice organique en contact du joint d’étanchéité (80, 180, 280, 380, 480, 580).
18. Procédé d’assemblage d’un ensemble pour turbomachine, caractérisé en ce que l’ensemble est selon l’une des revendications 1 à 16 et en ce que le procédé comprend une étape (a) de mise en place du joint (80, 180, 280, 380, 480, 580) entre le carter (28) et la plateforme (34) d’aube (26), et une

BE2017/5874 étape (b) de fixation de l’aube (26) au carter (28) pendant laquelle joint (80, 180, 280, 380, 480, 580) est comprimé radialement entre la plateforme (34) de l’aube (26) et le carter (28).
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le joint (80, 180, 280, 380, 480, 580) est plus comprimé en aval qu’en amont.
20. Procédé selon la revendication 18 ou 19 et ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’étape (b) fixation comprend le serrage d’un écrou (74) sur l’axe de fixation (36) de manière à comprimer le joint (80, 180, 280, 380, 480, 580).
21. Joint d’étanchéité (480) pour une plateforme de fixation d’aube statorique de turbomachine axiale (2), notamment de turboréacteur d’aéronef, ladite plateforme de fixation (34) présentant un contour polygonal (58, 59), le joint (480) comprenant: un cadre (481) dont le contour est apte à épouser le contour polygonal (58, 59) de la plateforme de fixation (34), et des plots thermoformés (483).
22. Joint selon la revendication 21, caractérisé en ce que les plots (483) sont des inserts de moulage du joint (480).
23. Joint selon l’une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce que les plots comprennent des trous, préférentiellement débouchants, apte à coopérer avec des pions prévus sur la plateforme (34).
24. Joint d’étanchéité (580) pour une plateforme de fixation d’aube statorique de turbomachine axiale (2), notamment de turboréacteur d’aéronef, ladite plateforme de fixation (34) présentant un contour polygonal (58, 59), le joint (580) comprenant: un cadre (581) dont le contour est apte à épouser le contour polygonal (58, 59) de la plateforme de fixation (34), et un élément adhésif (583) au moins sur une partie du cadre (581).

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25. Joint selon la revendication 24, caractérisé en ce que l’élément adhésif (583) est une couche adhésive prévue sur la partie du cadre (581) apte à venir au contact de la plateforme (34).
26. Joint selon l’une des revendications 24 ou 25, caractérisé en ce que 5 l’élément adhésif (583) est recouvert d’un opercule (585).
27. Joint selon l’une des revendications 21 à 26, caractérisé en ce qu’il est conforme au joint de l’ensemble pour turbomachine selon l’une des revendications 1 à 16.
28. Procédé selon l’une des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que le îo joint d’étanchéité (480, 580) est selon l’une des revendications 21 à 26, l’étape (a) de mise en place du joint (480, 580) entre le carter (28) et la plateforme (34) d’aube (26) comprenant une sous-étape de pré-assemblage du joint (480, 580) à la plateforme (34).
29. Procédé selon la revendication 28 en combinaison d’un joint (480) selon la 15 revendication 23, caractérisé en ce que la sous-étape de pré-assemblage comprend la fixation des plots (483) à des pions prévus sur la plateforme (34).
30. Procédé selon la revendication 28 en combinaison d’un joint (580) selon la revendication 26, caractérisé en ce que la sous-étape de pré-assemblage

20 comprend l’enlèvement de l’opercule (585) et la fixation par adhérence du joint (580) à la plateforme (34).