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Title:
MULTI-BLADE VANE FOR A TURBOMACHINE ROTOR AND ROTOR COMPRISING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/115578
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vane (1) for a turbomachine rotor comprising a first blade (2) and a second blade (3) arranged to form two successive blades for a bladed rotor, a platform (4) substantially forming an angular wall sector in an axial direction (X), the two blades (2, 3) being connected to the platform (4) by one of the ends thereof extending substantially in a direction referred to as radial (R) which is substantially perpendicular to the axial direction (X), and attachment means connected to the platform (4) which are designed to cooperate with fastening means on a disk (6) of the rotor, characterised in that the attachment means comprise two individual supports (12, 13), each support extending from the platform (4), in the radial direction (R), in the extension of one of the two blades (2, 3), and bearing an attachment member (16, 17) at an end opposite the platform (4), the attachment member extending substantially parallel to the axial direction (X) and having at least one surface (S1, S2) facing the platform (4) with a constant cross-sectional profile perpendicular to the axial direction (X), so as to form a bearing surface for retaining the vane (1) in the radial direction (R) oriented from the platform to the blades (2, 3). The invention further relates to the rotor comprising the vane.

Inventors:
NEGRI, Arnaud, Nicolas (SAFRAN AIRCRAFT ENGINES PI, Rond-Point René Ravaud-Réau, MOISSY-CRAMAYEL, 77550, FR)
Application Number:
EP2018/084462
Publication Date:
June 20, 2019
Filing Date:
December 12, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SAFRAN AIRCRAFT ENGINES (2 boulevard du Général Martial Valin, Paris, 75015, FR)
International Classes:
F01D5/14; F01D5/30
Domestic Patent References:
WO2014076407A12014-05-22
Foreign References:
EP1447525A12004-08-18
EP1881163A12008-01-23
US20150017002A12015-01-15
EP1447525B12007-05-09
Attorney, Agent or Firm:
BARBE, Laurent (GEVERS & ORES 41, avenue de Friedland, PARIS, 75008, FR)
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Claims:
Revendications

1. Aube (1 ) de rotor de turbomachine comprenant une première pale (2) et une deuxième pale (3) agencées pour former deux pales successives d’un rotor à aubes, une plateforme (4) formant sensiblement un secteur angulaire de paroi suivant une direction axiale (X), lesdites deux pales (2, 3) étant reliées à la plateforme (4) par une de leurs extrémités en s’étendant sensiblement suivant une direction dite radiale (R) sensiblement perpendiculaire à ladite direction axiale (X), et des moyens d’attache reliés à la plateforme (4) qui sont destinés à coopérer avec des moyens (7) de fixation sur un disque (6) du rotor, caractérisée en ce que lesdits moyens d’attache comprennent deux échasses (12, 13) séparées, chaque échasse s’étendant de la plateforme (4), suivant la direction radiale (R), dans le prolongement d’une desdites deux pales (2, 3), et portant un élément d’attache (16, 17) à une extrémité opposée à la plateforme (4), ledit élément d’attache s’étendant de manière sensiblement parallèle à ladite direction axiale (X) et comportant au moins une surface (S1 , S2) tournée vers la plateforme (4) avec un profil constant en coupe perpendiculaire à ladite direction axiale (X), de manière à former une surface d’appui destinée à retenir l’aube (1 ) suivant ladite direction radiale (R) orientée de la plateforme (4) vers les pales (2, 3).

2. Aube (1 ) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la surface d’appui (S1 , S2) de l’élément d’attache (16, 17) porté par chaque échasse se trouve sur un côté de l’élément d’attache extérieur par rapport aux deux échasses (12, 13) suivant une direction circonférentielle (T) perpendiculaire auxdites directions axiale (X) et radiale (R).

3. Aube (1 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque échasse (12, 13) comporte un voile (14, 15) sensiblement plan et parallèle à la direction axiale (X) formant ladite extrémité portant l’élément d’attache (16, 17), ledit voile (14, 15) et l’élément d’attache (16, 17) étant agencés pour avoir une face latérale tournée dans la direction opposée à l’autre échasse qui est parallèle à la direction axiale (X) avec un profil constant.

4. Aube (1 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’élément d’attache (16, 17) comporte une patte formant un ergot par rapport au voile (14, 15) en bout de l’échasse.

5. Aube (1 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, les pales (2, 3) étant décalées d’une distance donnée (D) au niveau de leur jonction avec la plateforme (4) suivant une direction circonférentielle (T), perpendiculaire auxdites directions axiale (X) et radiale (R), lesdites extrémités des deux échasses (12, 13) portant l’élément d’attache (16, 17) sont décalées d’une distance (D’) sensiblement égale à ladite distance donnée (D).

6. Aube (1 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’élément d’attache (16, 17) de chaque échasse (12, 13) est positionné suivant une direction circonférentielle (T), perpendiculaire auxdites directions axiale (X) et radiale (R), sur une position moyenne de l’extrémité liée à la plateforme (4) de la pale (2, 3) correspondante.

7. Aube (1 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque échasse (12, 13) est conformée de manière à ce que la jonction de l’échasse avec la plateforme (4) suive la jonction avec la plateforme (4) de la pale (2, 3) correspondante dans son évolution suivant la direction axiale (X).

8. Aube (21 , 31 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins une paroi (18, 19) reliant les deux échasses (12, 13) de manière transversale à ladite direction axiale (X).

9. Aube (31 ) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que, ladite paroi (18, 19) s’étend radialement entre les échasses (12, 13) depuis la plateforme (4) jusqu’à une ligne joignant des extrémités radiales des éléments d’attache (16, 17) opposées à la plateforme.

10. Rotor de turbomachine comportant des aubes selon l’une des revendications précédentes.

Description:
AUBE MULTIPALE DE ROTOR DE TURBOMACHINE ET ROTOR LA

COMPRENANT

Domaine technique :

La présente invention concerne le domaine des rotors à aubes dans les turbomachines, plus particulièrement le cas où les aubes sont réalisées individuellement et fixées sur un disque pour former le rotor à aubes.

Etat de l’art :

Notamment, un rotor de turbine basse pression est généralement composé de plusieurs dizaines voir centaines d’aubes montées sur un disque. Chaque aube est composée au minimum d’une pale, d’une attache pour se mettre en place dans le disque du rotor et d’une plateforme, placée entre les deux, de manière à former la face interne de la veine dans laquelle passe le flux de gaz traversé par les pales.

Un tel rotor peut être fortement chargé par un régime de rotation très élevé. Le maintien des aubes sur les rotors et l’étanchéité vis-à-vis du flux de gaz au niveau des plateformes font partie des problèmes à résoudre lors de la conception de ces rotors et de leurs aubes.

Il existe plusieurs avantages à prévoir plusieurs pales sur une même aube. En premier lieu, produire plusieurs pales sur une même pièce permet de réduire les coûts de production du rotor complet. De plus, entre chaque aube, des jeux sont nécessaires pour le montage et pour éviter les contacts lors des dilatations thermiques. Ces jeux provoquent des fuites entre la veine et le hors veine, néfastes pour la performance de la turbomachine.

Il est ainsi connu d’utiliser des aubes bipales, comme cela est présenté dans le document EP-B1 -1447525 où le concept est adapté pour ajuster les fréquences de résonance des pales.

En référence à la figure 1 , une aube bipale 100 selon l’état de l’art comprend deux pales 101 ,102, s’étendant en envergure suivant une direction radiale R entre une plateforme interne 103 et une plateforme externe 104 délimitant la veine de passage du flux de gaz. La plateforme interne 103 fait également la liaison entre les pales 101 , 102, et un pied d’attache monobloc 105 qui s’insère entre les dents 106 du disque d’un rotor 107 (représenté uniquement au voisinage de l’aube). L’attache en forme de queue d’aronde comprend un bulbe 107 placé au bout d’une échasse 108 en deux parties, chacune des deux parties rejoignant la base d’une pale. La fabrication de l’aube étant faite par fonderie, pour ne pas avoir une zone pleine entre les deux parties de l’échasse 108, une cavité 109 est réalisée entre les deux parties de l’échasse 108 à l’aide d’un noyau utilisé lors du procédé de fonderie.

Le pied d’attache 105 est sensiblement centré suivant la direction circonférentielle T entre les deux pales 101 , 102, de manière à équilibrer les contraintes pour retenir les pales sous les efforts centrifuges. On voit sur la figure 1 , que cela impose aux deux parties de l’échasse 108 d’avoir une partie non radiale pour rejoindre la base des pales. Les flèches sur la figure 1 montrent schématiquement le chemin des contraintes dues aux forces centrifuges, le long de l’échasse 108 et des pales 101 , 102. Dans la partie où les flèches ne sont pas alignées avec la direction radiale R cela crée un moment dans l’échasse et donc des suppléments de contraintes.

D’un point de vue du dimensionnement, le pied d’attache 105 doit tenir deux pales au lieu d’une, en résistant à des contraintes supplémentaires du fait du décalage du pied 105 par rapport aux pales. De plus le pied 105 étant traversé par le noyau 109, il doit être encore plus large que le double d’un pied simple pour tenir une seule pale.

Une autre solution connue serait d’avoir deux pieds d’attache distincts sous chaque pale, mais le montage serait fortement hyperstatique. En effet, dans l’état de l’art, l’aube et le disque sont déjà hyperstatiques en fonctionnement, car il y a deux plans de contact. Si l’on met deux attaches normales, il y aura quatre plans de contacts donc beaucoup plus de problèmes d’hyperstatisme.

Par ailleurs, il existe un besoin de minimiser la masse des aubes, pour diminuer les contraintes sur les liaisons avec le disque ainsi que pour le bilan de masse global.

L’invention a pour but de proposer une solution pour minimiser la masse de l’attache d’une aube bipale, notamment en diminuant le niveau des contraintes auxquelles l’attache des aubes doit résister lors du fonctionnement du rotor.

L’invention a aussi pour but d’éviter trop d’hyperstatisme entre le disque et l’aube, ce qui nécessiterait des ajustages coûteux en précision entre les attaches des aubes et les dents de fixation sur le disque. L’invention a également pour but de minimiser la masse de l’ensemble du rotor au niveau de la liaison avec les aubes.

Présentation de l’invention:

L’invention concerne une aube de rotor de turbomachine comprenant une première pale et une deuxième pale agencées pour former deux pales successives d’un rotor à aubes, une plateforme formant sensiblement un secteur angulaire de paroi suivant une direction axiale, lesdites deux pales étant reliées à la plateforme par une de leurs extrémités en s’étendant sensiblement suivant une direction dite radiale sensiblement perpendiculaire à ladite direction axiale, et des moyens d’attache reliés à la plateforme qui sont destinés à coopérer avec des moyens de fixation sur un disque du rotor.

Ladite aube est caractérisée en ce que lesdits moyens d’attache comprennent deux échasses séparées, chaque échasse s’étendant de la plateforme, suivant la direction radiale, dans le prolongement d’une desdites deux pales, et portant un élément d’attache à une extrémité opposée à la plateforme, ledit élément d’attache s’étendant de manière sensiblement parallèle à ladite direction axiale et comportant au moins une surface tournée vers la plateforme avec un profil constant en coupe perpendiculaire à ladite direction axiale, de manière à former une surface d’appui destinée à retenir l’aube suivant ladite direction radiale orientée de la plateforme vers les pales.

Le fait que l’élément d’attache de chaque échasse s’étende de manière parallèle à la direction axiale avec un profil constant de la surface d’appui permet de monter l’aube selon l’invention en glissant l’élément d’attache contre des dents du disque du rotor suivant la direction axiale.

Le fait de mettre chaque échasse dans le prolongement de chaque aube permet de mieux aligner le passage des contraintes pour tenir l’aube entre les pales et les échasses lors de la rotation du rotor. Il n’y a donc pas de surépaisseur à prévoir dans le dimensionnement des échasses pour résister à des moments de torsion importants et cela permet un gain de masse sur l’aube par rapport à l’état de l’art d’une aube bipale avec un pied central.

De plus, lorsque le disque est ainsi équipé d’une succession d’aubes telles que les pales peuvent être associées deux par deux à des échasses qui sont dans leur prolongement, il peut suffire de ne prévoir des dents de maintien que dans un intervalle circonférentiel sur deux entre les échasses. En effet, si les moyens d’attaches sont symétriques, un intervalle sur deux correspond à la présence des surfaces d’appui et l’autre est vide de moyens de maintien.

Cela permet donc de diminuer la masse des dents de maintien en périphérie du disque. En effet, par rapport à des aubes monopales, on diminue le nombre de dents équivalentes par deux, et par rapport à des aubes bipales selon l’état de l’art avec un pied central, on diminue la masse des dents en les écartant et en diminuant leur largeur circonférentielle.

Enfin, du point de vue du maintien de l’aube sur le disque en rotation, dans le cas d’une aube bipale, ne comprenant donc que la première et la deuxième pale, l’invention permet de limiter le caractère hyperstatique du maintien radial face aux efforts centrifuges. En effet, par rapport à une solution de l’état de l’art pour une aube bipale avec une attache complète sous chaque pale, l’aube selon l’invention ne présente que deux plans de contact au lieu de quatre. Avec quatre plans de contact, il faudrait imposer des tolérances de fabrication beaucoup plus serrées que ce qui se fait dans l’état de l’art pour s’assurer qu’une ou deux des surfaces d’appui ne soient pas inopérantes.

De plus l’écartement plus important des surfaces d’appui est aussi avantageux pour le positionnement des pales de l’aube par rapport au disque et donc leur positionnement dans le moteur. En effet, ces surfaces d’appui définissent avec les dents du disque des surfaces de contact qui positionnent les aubes. Plus la distance entre les deux surfaces de contact est grande, plus les défauts sur ces surfaces auront un impact faible sur le défaut de positionnement angulaire des pales.

Préférentiellement, la surface d’appui de l’élément d’attache porté par chaque échasse se trouve sur un côté de l’élément d’attache extérieur par rapport aux deux échasses suivant une direction circonférentielle perpendiculaire auxdites directions axiale et radiale.

Dans ce cas, les échasses avec leur élément d’attache peuvent être glissées au montage entre deux dents successives du disque en laissant un vide entre les deux échasses. La surface d’appui est elle-même généralement inclinée par rapport à la direction radiale.

De plus, dans le cas d’une aube bipale, le placement des surfaces d’appui circonférentiellement à l’extérieur des échasses concourre à la stabilité de la liaison au disque vis-à-vis des efforts exercés sur l’aube lors du fonctionnement du rotor.

Avantageusement, chaque échasse comporte un voile sensiblement plan et parallèle à la direction axiale formant ladite extrémité portant l’élément d’attache, ledit voile et l’élément d’attache étant agencés pour avoir une face latérale tournée dans la direction opposée à l’autre échasse qui est parallèle à la direction axiale avec un profil constant.

Dans cette configuration, une partie du voile peut aussi être engagée entre les dents du disque et coopérer ainsi avec les dents pour participer au maintien latéral de l’aube.

Dans un mode de réalisation préféré, l’élément d’attache comporte une patte formant un ergot par rapport audit voile en bout de l’échasse.

Cette réalisation minimise la masse utilisée pour réaliser l’attache de l’aube.

De préférence, les pales étant décalées d’une distance donnée au niveau de leur jonction avec la plateforme suivant une direction circonférentielle, perpendiculaire auxdites directions axiale et radiale, lesdites extrémités des deux échasses portant l’élément d’attache sont décalées d’une distance sensiblement égale à ladite distance donnée.

Ainsi, les attaches de plusieurs aubes successives sur le rotor créent un motif répétitif qui peut coopérer avec une distribution uniforme de dents semblables en périphérie du disque du rotor.

De préférence, l’élément d’attache de chaque échasse est positionné suivant une direction circonférentielle, perpendiculaire auxdites directions axiale et radiale, sur une position moyenne de l’extrémité liée à la plateforme de la pale correspondante.

De la sorte, on minimise les décalages que l’échasse doit rattraper entre les aubes au profil courbe et les surfaces d’appui ayant une extension axiale rectiligne. On minimise ainsi le dimensionnement des échasses par rapport aux contraintes induites par les efforts centrifuges. Avantageusement, chaque échasse est conformée de manière à ce que la jonction de l’échasse avec la plateforme suive la jonction avec la plateforme de la pale correspondante dans son évolution suivant la direction axiale.

L’aube peut avantageusement comprendre au moins une paroi reliant les deux échasses de manière transversale à ladite direction axiale.

Une telle paroi a une fonction de raidisseur. Elle évitera les déformations des échasses sous les efforts centrifuges et peut permettre de réduire l’épaisseur des échasses, donc leur masse.

Ladite paroi peut s’étendre radialement entre les échasses depuis la plateforme jusqu’à une ligne joignant des extrémités radiales des éléments d’attache opposées à la plateforme.

Cela permet de fermer le passage d’air sous la plateforme de l’aube, entre les dents du disque.

L’invention concerne également un rotor de turbomachine comportant des aubes telles que décrites précédemment.

Avantageusement, le disque dudit rotor porte à sa périphérie une succession de dents semblables conformées pour coopérer avec les moyens d’attache des aubes, deux dents successives étant séparées suivant la direction circonférentielle d’une distance au moins égale à la largeur d’une dent suivant cette direction.

Brève description des figures :

La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels :

La figure 1 représente une vue de l’arrière suivant l’axe de rotation d’une aube bipale selon l’état de l’art coupée selon un plan radial.

La figure 2 représente une vue de l’arrière suivant l’axe de rotation d’une aube bipale selon l’invention.

La figure 3 représente une vue de l’arrière suivant l’axe de rotation d’une aube bipale selon l’invention coupée selon un plan radial. La figure 4 représente une vue en projection radiale sur la plateforme interne des éléments d’une aube selon l’invention.

La figure 5 représente un détail de la figure 3 avec la représentation d’une dent fictive supprimée grâce à l’invention par rapport à certaines réalisations selon l’état de l’art.

La figure 6 représente une vue en perspective de l’arrière d’un perfectionnement de l’aube bipale selon l’invention coupée selon un plan radial.

La figure 7 représente une partie de la vue de l’arrière suivant l’axe de rotation d’une variante par rapport à l’aube de la figure 6.

La figure 8 représente une partie de vue de l’arrière d’une variante par rapport à l’aube de la figure 6.

Les éléments ayant les mêmes fonctions dans différentes variantes d’aubes selon l’invention sont repérés avec les mêmes références sur les figures.

Description d’un mode de réalisation de l’invention :

En référence aux figures 2, 3 et 4, dans un mode de réalisation préféré, une aube 1 de turbine selon l’invention comporte deux pales 2, 3 s’étendant en envergure suivant une direction radiale R entre une plateforme interne 4 et une plateforme externe 5. L’aube 1 est fixée sur un disque 6 de rotor mobile autour d’un axe de direction X (représenté sur la figure 4), dont seule une partie périphérique est représentée avec les dents 7 de maintien de l’aube.

Les directions axiale et radiale font référence à l’axe du rotor, les termes interne et externe s’entendent par rapport à la direction radiale. Les termes amont et aval dans la direction axiale font référence au sens de l’écoulement pour lequel les aubes ont été conçues.

Les plateformes interne 4 et externe 5 délimitent un secteur angulaire de la veine de passage du flux de gaz autour dudit axe X. La plateforme externe 5 n’est pas concernée par l’invention et peut éventuellement ne pas exister, c’est d’ailleurs généralement le cas pour les aubes de compresseur. Elle n’est donc pas décrite plus avant. Plus particulièrement, la plateforme interne 4 est délimitée suivant la direction circonférentielle T entre deux plans axiaux, de manière à s’ajuster avec les plateformes des aubes adjacentes en vue d’assurer une continuité de paroi de la veine. Le corps 8 de la plateforme interne 4 délimitant la veine a un profil radial déterminé par la conception de la turbine qui peut être incliné par rapport à la direction radiale R. Sur l’exemple, ce profil s’écarte de l’axe X du rotor en allant de l’amont vers l’aval. Aux extrémités axiales dudit corps 8, la plateforme interne 4 comprend ici un voile radial amont 9 et un voile radial aval 10 qui s’étendent radialement de manière à entrer en contact avec les dents 7 de maintien sur le disque 6, à une même distance de l’axe X. Ici, le voile amont 9 et le voile aval 10 ont une fonction de maintien de l’aube 1 , d’une part pour bloquer son mouvement dans le sens radial vers l’axe X, d’autre part pour bloquer la rotation autour d’une direction parallèle à l’axe X. La plateforme interne 4 comprend en général des dispositifs fixés aux voiles amont 9 et aval 10, par exemple des becquets annulaires 1 1 , pour effectuer une étanchéité avec les éléments stator de la turbine qui entourent le rotor dans la direction axiale.

Les deux pales 2, 3, ont un profil courbe et incliné par rapport à la direction axiale X qui peut évoluer le long de leur envergure suivant la direction radiale R. La figure 4 montre la forme de ce profil à la base des pales 2, 3, au niveau de leur jonction avec la plateforme 4. Les géométries des deux pales 2, 3, sont semblables avec un décalage angulaire correspondant à la conception du rotor et au nombre d’aubes qui doivent y être installées. Les bases des pales 2, 3, sont donc décalées d’une distance D déterminée au niveau de la plateforme interne 4.

L’attache de l’aube 1 au disque 6 comporte ici deux échasses 12, 13 séparées qui sont reliées au corps 8 de la plateforme 4 et s’étendent à partir de celui-ci dans le prolongement radial d’une des pales 2, 3, en ayant sensiblement la même extension que lesdites pales 2, 3 suivant la direction axiale X. Chaque échasse 12, 13 se termine ici, du côté opposé à la plateforme, par un voile axial 14, 15, parallèle à la direction radiale R, qui est relié à une patte 16, 17, parallèle à la direction axiale X et inclinée par rapport à la direction radiale, laquelle patte forme l’extrémité libre de l’échasse. La dite patte 16, 17 s’écarte latéralement vers l’extérieur en partant du voile axial 14,15, formant, en coupe transverse, un ergot d’extrémité, de sorte que sa surface latérale extérieure S1 , S2, est tournée vers la plateforme 4. La surface d’appui S1 , S2 est généralement inclinée par rapport à la direction radiale. L’angle d’inclinaison dépend de la conception faite par l’homme du métier en fonction de la géométrie de la turbine et des contraintes de fonctionnement. Classiquement il prend des valeurs entre 40 et 50°, mais peut se trouver en dehors de cette plage. Chaque patte 16, 17 forme ainsi un élément d’attache de l’aube 1 et les surfaces S1 , S2 forment des surface d’appui permettant de retenir l’aube dans la direction radiale R orientée de la plateforme vers les pales. Les voiles axiaux 14, 15 des échasses 12, 13 et les pattes d’extrémité 16, 17 coopèrent avec les dents 7 du disque 6 pour maintenir l’aube 1 suivant un fonctionnement qui sera décrit par la suite.

Les voiles axiaux 14, 15 des extrémités de chaque échasse 12, 13 sont centrés sur une position moyenne des bases des pales 2, 3 sur la plateforme 4 dans la direction circonférentielle T et sont donc décalés suivant cette direction d’une distance D’ sensiblement égale au décalage D entre les bases desdites pales 2, 3. Ici, les ensembles formés des voiles axiaux 14, 15 et des pattes d’extrémité 16, 17, sont sensiblement symétriques par rapport à un plan axial passant au milieu des échasses 12, 13.

Chaque échasse 12, 13 a une forme tridimensionnelle entre le voile axial 14, 15, et la plateforme 4, pour suivre le profil de la base de la pale 2, 3 correspondante au niveau de sa jonction avec le corps 8 de la plateforme 4.

En correspondance, le disque 6 du rotor comporte à sa périphérie une couronne de dents 7 semblables qui sont décalées suivant la direction circonférentielle T d’une distance sensiblement égale à deux fois la distance de décalage D entre les bases des pales 2, 3, de sorte qu’il y a deux fois moins de dents 7 que de pales 2, 3, sur le rotor.

Chaque dent 7 s’étend ici parallèlement à l’axe X sur une distance correspondant sensiblement à l’écart entre les voiles amont 9 et aval 10 de la plateforme, avec un profil transverse constant. De cette manière, l’aube 1 décrite précédemment peut être installée entre deux dents 7 successives en glissant, suivant la direction axiale X, les voiles axiaux 14, 15 des échasses 12, 13 et les pattes d’extrémité 16, 17, entre deux dents 7 successives. Des dispositifs connus, non décrits ici, permettent alors de maintenir l’aube 1 dans sa position axiale par rapport au rotor. Ces dispositifs ne sont pas concernés par l’invention. Le profil de chaque dent 7 a ici la forme d’un bulbe. En partant de la surface extérieure du disque 6, la dent comporte donc une partie d’épaisseur donnée constante suivie d’un élargissement. La forme de cet élargissement est définie de manière à former, d’un côté de la dent 7, une surface tournée vers le disque 6 qui est en contact avec la surface d’appui S1 liée à l’une des échasses 12 de l’aube 1 et à former de l’autre côté de la dent, une autre surface tournée vers le disque 6 qui est en contact avec la surface d’appui S2 liée à l’autre des échasses 13 d’une aube adjacente, semblable à l’aube 1 . Lorsque les éléments d’attache 16, 17, des deux échasses 12, 13 des aubes sont symétriques, comme décrit précédemment, le profil des dents 7 est symétrique par rapport à un plan radial médian de la dent.

Enfin la dent 7 comporte une surface radialement extérieure sensiblement plate ou formant une portion de cylindre circulaire centré sur l’axe X du rotor. Ainsi, les bords libres des voiles amont 9 et aval 10 de la plateforme 4 peuvent prendre appui dessus lorsque le moteur est à l’arrêt. Comme indiqué précédemment, l’appui des voiles amont 9 et aval 10 bloque les déplacements radiaux de l’aube 1 vers le disque 6, de manière à maintenir le positionnement correct de l’aube 1 sur le rotor.

La surface d’appui S1 , S2 de la patte d’extrémité 16, 17, portée par chaque échasse 12, 13 est conçue pour reprendre environ la moitié des efforts centrifuges appliqués à l’aube 1 , soit sensiblement ceux correspondant à une desdites pales 2, 3. Une échasse 12, 13 avec sa patte d’extrémité 16, 17 doivent donc être dimensionnées sensiblement pour supporter les contraintes imposées par une pale. Par ailleurs, comme cela est représenté par les flèches sur la figure 3, la partie tridimensionnelle de l’échasse 12, 13 reprend ces efforts vers la base de la pale 2, 3 correspondante avec une inclinaison radiale faible puisqu’il s’agit ici essentiellement de compenser la forme courbe du profil de la pale 2, 3 mais pas un décalage circonférentiel d’un demi intervalle avec ladite pale. Le dimensionnement de l’échasse 12, 13 et de la patte d’extrémité 16, 17, aboutit donc à leur donner une épaisseur dans la direction transverse légèrement plus forte que la moitié de l’épaisseur qui serait nécessaire pour le pied d’une aube monopale mais nettement inférieure à la moitié de celle pour un pied unique centré pour une aube bipale. On gagne ainsi en masse sur les moyens d’attache au disque 6 pour l’aube 1. On notera que, pour ce qui est de résister aux efforts centrifuges, l’aube 1 est maintenue par les contacts de seulement deux surfaces d’appui S1 et S2, chacune s’étendant de manière inclinée par rapport à la direction radiale, à l’extérieur d’une échasse 12, 13 suivant la direction circonférentielle T. Cela permet de limiter l’hyperstatisme entre l’aube et le disque. De plus les deux échasses 12, 13 étant écartées, lesdites surfaces d’appui S1 , S2 sont elles mêmes écartées et situées près des bords de l’aube 1 dans la direction circonférentielle T. Cela améliore la stabilité du montage sous la contrainte des efforts centrifuges, par rapport à une attache unique rassemblée au centre de l’aube.

L’invention permet aussi un gain en masse sur le disque 6. On peut voir sur les figures 3 et 4 que l’espace entre les deux échasses 12, 13 d’une aube bipale 1 est vide de dent. D’autre part, par répétition d’une aube 1 à une autre, chaque dent 7 du disque 6 occupe un espace s’étendant entre deux pales suivant la direction circonférentielle T, l’une appartenant à une aube, l’autre appartenant à l’aube adjacente. Donc, par rapport à la solution connue d’une aube bipale avec un pied central, les dents 7 d’un disque adapté à des aubes selon l’invention sont nettement moins larges que pour un disque adapté à des aubes bipales avec un pied unique, comme on peut le voir en comparant la figure 3 et la figure 1 . Par ailleurs, la figure 5 illustre le gain de masse obtenu par rapport à l’utilisation d’aubes monopales ou d’aubes bipales avec 2 attaches conforme à l’état de l’art et qui auraient donc 4 surfaces de contacts entre le disque et l’aube. Les dents avec les aubes monopales auraient une épaisseur moindre suivant la direction circonférentielle T mais seraient deux fois plus nombreuses puisqu’il faudrait ajouter la dent T indiquée en pointillés pour retenir chaque aube, ce qui aboutit au fait que, globalement, l’invention permet de gagner sur la masse des dents du disque.

Selon un perfectionnement de l’invention, en référence à la figure 6, l’aube 21 comporte en plus un ou plusieurs voiles raidisseurs 18 transverses qui relient les deux échasses 13, 14. Avantageusement, un tel voile raidisseur 18 s’étend radialement à partir du corps 8 de la plateforme 4. Sur l’exemple présenté en figure 6, il ne ferme l’espace entre les échasses 12, 13 qu’au niveau de la partie tridimensionnelle, laissant libre l’espace entre les voiles axiaux 14,15. Ainsi que le montre la figure 7, une telle réalisation laisse libre une zone de passage d’air sous la plateforme 4 et les voiles amont 9 et aval 10, entre les dents 7 du disque 6 du rotor.

Dans une variante, représentée sur la figure 8, l’aube 31 comporte au moins un voile raidisseur 19 qui s’étend jusqu’à l’extrémité radiale des pattes d’attache 16, 17 portées par les échasses 12, 13, en suivant la périphérie du disque 6, de manière à fermer le passage axial de l’air entre les dents 7 sous la plateforme 4 et les voiles amont 9 et aval 10.

La description des modes de réalisation de l’invention faite dans ce document n’est pas limitative. L’aube décrite ici est bipale mais on peut envisager des aubes comportant une succession de couples de pales avec leurs échasses dans le prolongement. Dans ce cas, cependant, le montage des surfaces d’appui sur les dents devient hyperstatique pour l’aube, donc plus délicat à ajuster. D’autres réalisations des moyens de liaison avec le disque, non représentées, peuvent aussi être envisagées. Par exemple, le blocage radial de l’aube vers l’axe peut être assuré par un élément porté par les échasses qui appuie sur le disque 6 ou sur le sommet radial des dents 7. La plateforme interne 4 peut alors ne pas comporter de voile amont ou aval ayant une fonction de maintien. L’invention a été décrite dans le cas d’une aube de turbine mais elle peut également concerner des aubes adaptées à d’autres types de rotors, tels des rotors de compresseur pas exemple. Par ailleurs, un élément d’attache en extrémité des échasses 12, 13 autre qu’une patte formant un coude par rapport au voile axial 14, 15, peut être utilisé pour réaliser les surfaces d’appui S1 , S2. Il peut être réalisé, par exemple, par des becquets s’écartant de la surface du voile. La forme des dents sur le disque sera alors adaptée à la forme des éléments d’attache utilisés sur l’aube.