FR3087484A1 - DAWN OF TURBOMACHINE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une aube (1) de turbomachine comportant une pale (2) s'étendant selon une direction dite radiale, l'extrémité radialement externe (2a) de la pale (2) étant prolongée par une plate-forme radialement externe (3), l'extrémité radialement interne (2b) de la pale (2) étant prolongée par une plate-forme radialement interne (4) et par un pied (5) destiné à être monté dans un alvéole d'un disque, caractérisée en ce que le pied (5) présente une partie radialement externe adjacente à la plate-forme interne (4) et à la pale (2) et une partie radialement interne opposée, la partie radialement externe présentant une forme de portion de cylindre dont la surface est convexe. The invention relates to a turbine engine blade (1) comprising a blade (2) extending in a so-called radial direction, the radially outer end (2a) of the blade (2) being extended by a radially outer platform ( 3), the radially internal end (2b) of the blade (2) being extended by a radially internal platform (4) and by a foot (5) intended to be mounted in a cell of a disc, characterized in that the foot (5) has a radially outer part adjacent to the inner platform (4) and to the blade (2) and an opposite radially inner part, the radially outer part having the shape of a cylinder portion whose surface is convex.
Description
AUBE DE TURBOMACHINE DOMAINE DOMAIN TURBOMACHINE DAWN
[1] La présente invention concerne une aube de turbomachine, en particulier une aube de turbine d'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion.[1] The present invention relates to a turbine engine blade, in particular a turbine blade of a turbojet or an aircraft turboprop.
CONTEXTE CONTEXT
[2] Une aube de turbomachine comporte classiquement une pale s'étendant selon une direction radiale par rapport à l'axe de la turbomachine, l'extrémité radialement externe de la pale étant prolongée par une plate- forme radialement externe, également appelée talon, l'extrémité radialement interne de la pale étant prolongée par une plate-forme radialement interne et par un pied destiné à être monté dans un alvéole d'un disque. [2] A turbomachine blade conventionally comprises a blade extending in a radial direction relative to the axis of the turbomachine, the radially outer end of the blade being extended by a radially outer platform, also called a heel, the radially internal end of the blade being extended by a radially internal platform and by a foot intended to be mounted in a cell of a disc.
[3] Le pied présente classiquement une forme générale de bulbe comportant des surfaces planes en contact avec des surfaces complémentaires, appelées portées, de l'alvéole correspondant du disque. [3] The foot conventionally has the general shape of a bulb comprising flat surfaces in contact with complementary surfaces, called bearing surfaces, of the corresponding cell of the disc.
[4] Une telle aube est notamment connue du document FR 2 961 845, au nom de la Demanderesse. [4] Such a blade is known in particular from document FR 2 961 845, in the name of the Applicant.
[5] En variante, il est également connu d'utiliser un pied en forme générale de sapin, assurant des contacts surfaciques avec la surface interne de l'alvéole. [5] As a variant, it is also known to use a base in the general shape of a fir tree, ensuring surface contact with the internal surface of the cell.
[6] Des zones de contact sont également assurées au niveau des bords latéraux des plates-formes externes de l'aube. [6] Contact zones are also provided at the level of the lateral edges of the outer platforms of the vane.
[7] Le montage d'une telle aube est hyperstatique puisqu'il est réalisé avec plus de contraintes que ce qui est strictement nécessaire pour la maintenir.[7] The assembly of such a blade is hyperstatic since it is carried out with more constraints than what is strictly necessary to maintain it.
En d'autres termes, au moins un degré de mobilité (translation, rotation) de chaque aube est supprimé plusieurs fois. In other words, at least one degree of mobility (translation, rotation) of each vane is removed several times.
[8] Un tel hyperstatisme peut entraîner des déformations de l'aube, en particulier de la pale. 2 [8] Such hyperstatism can lead to deformation of the blade, in particular of the blade. 2
[009] L'invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant une aube pouvant être montée de façon isostatique dans l'alvéole correspondant du disque.The invention aims to remedy this drawback by providing a blade that can be mounted isostatically in the corresponding slot of the disc.
RESUME DE L'INVENTION 5 SUMMARY OF THE INVENTION 5
[010] A cet effet, l'invention concerne une aube de turbomachine comportant une pale s'étendant selon une direction dite radiale, l'extrémité radialement externe de la pale étant prolongée par une plate-forme radialement externe, l'extrémité radialement interne de la pale étant prolongée par une plate-forme radialement interne et par un pied destiné à 10 être monté dans un alvéole d'un disque, caractérisée en ce que le pied présente une partie radialement externe adjacente à la plate-forme interne et à la pale et une partie radialement interne opposée, la partie radialement externe présentant une forme de portion de cylindre dont la surface est convexe. 15 [010] To this end, the invention relates to a turbomachine blade comprising a blade extending in a so-called radial direction, the radially outer end of the blade being extended by a radially outer platform, the radially inner end of the blade being extended by a radially internal platform and by a foot intended to be mounted in a socket of a disc, characterized in that the foot has a radially outer part adjacent to the internal platform and to the blade and a radially inner opposed part, the radially outer part having the shape of a cylinder portion whose surface is convex. 15
[011] La plate-forme radialement interne est également appelée talon. [011] The radially internal platform is also called a heel.
[12] La forme en portion de cylindre permet d'autoriser, dans une certaine mesure, le pivotement du pied dans l'alvéole du disque, de façon à rendre le montage de l'aube isostatique et éviter ainsi la déformation de la pale. [12] The shape of a cylinder portion allows, to a certain extent, the pivoting of the root in the socket of the disc, so as to make the mounting of the blade isostatic and thus avoid the deformation of the blade.
[13] La forme en portion de cylindre assure, avec l'alvéole du disque, deux 20 contacts linéiques situés de part et d'autre d'un plan radial médian, autorisant la rotation précitée. [13] The shape of a cylinder portion provides, with the cavity of the disc, two 20 line contacts located on either side of a radial median plane, allowing the aforementioned rotation.
[14] La partie radialement externe du pied peut comporter une zone centrale reliée à la plate-forme radialement interne et deux zones latérales en forme de portion de cylindre, s'étendant selon un axe perpendiculaire à 25 l'axe d'extension de la pale, et situées de part et d'autre de la zone centrale. [14] The radially outer part of the foot may include a central area connected to the radially inner platform and two lateral areas in the form of a cylinder portion, extending along an axis perpendicular to the axis of extension of the leg. pale, and located on either side of the central area.
[15] La partie radialement externe et la partie radialement interne du pied peuvent présenter une forme de portion de cylindre. [15] The radially outer part and the radially inner part of the foot may have the shape of a cylinder portion.
[16] En variante, la partie radialement interne du pied peut présenter une forme quelconque.[16] As a variant, the radially internal part of the foot can have any shape.
La partie radialement interne du pied peut ainsi présenter 3 une forme carrée, rectangulaire, triangulaire, trapézoïdale ou une forme plane. The radially internal part of the foot can thus have a square, rectangular, triangular, trapezoidal shape or a planar shape.
[17] La partie radialement interne peut présenter une surface plane radialement interne.[17] The radially internal part may have a radially internal flat surface.
La forme du pied peut ainsi être définie de façon à 5 assurer un gain de masse. The shape of the foot can thus be defined so as to ensure a gain in mass.
[18] Le pied peut être rattaché à la plate-forme radialement interne et à l'extrémité radialement interne de la pale par une échasse. [18] The foot can be attached to the radially internal platform and to the radially internal end of the blade by a stilt.
[19] L'invention concerne également un ensemble comportant un disque de rotor s'étendant selon un axe et comprenant des alvéoles radialement 10 externes, caractérisé en ce qu'il comporte des aubes du type précité, dont les pieds sont montés dans les alvéoles du disque. [19] The invention also relates to an assembly comprising a rotor disc extending along an axis and comprising radially outer cells 10, characterized in that it comprises blades of the aforementioned type, the feet of which are mounted in the cells. of the disc.
[20] L'invention concerne en outre une turbine de turbomachine, telle par exemple qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble du type précité. 15 [20] The invention further relates to a turbine engine turbine, such as for example a turbojet or an aircraft turboprop, characterized in that it comprises an assembly of the aforementioned type. 15
[021] La turbine est par exemple une turbine basse-pression. [021] The turbine is for example a low-pressure turbine.
[022] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés.[022] The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 20 la figure 1 est une vue en perspective illustrant une aube de turbomachine selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective illustrant la partie radialement interne de l'aube, - Les figures 3, 4 et 5 sont des vues de détail illustrant en particulier la 25 forme du pied, selon différentes variantes de réalisation.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Figure 1 is a perspective view illustrating a turbine engine blade according to the invention, - Figure 2 is a perspective view illustrating the radially internal part of the blade, - Figures 3, 4 and 5 are detail views illustrating in particular the shape of the foot, according to different variant embodiments.
DESCRIPTION DETAILLEE DETAILED DESCRIPTION
[023] Les figures 1 et 2 représentent une aube 1 de turbine basse-pression d'une turbomachine d'avion, selon une forme de réalisation de l'invention. 4 [023] Figures 1 and 2 show a low-pressure turbine blade 1 of an aircraft turbomachine, according to one embodiment of the invention. 4
[24] L'aube 1 comporte une pale 2 s'étendant selon une direction dite radiale, l'extrémité radialement externe 2a de la pale 2 étant prolongée par une plate-forme radialement externe 3, l'extrémité radialement interne 2b de la pale 2 étant prolongée par une plate-forme radialement interne 4 et par un 5 pied 5 destiné à être monté dans un alvéole d'un disque. [24] The blade 1 comprises a blade 2 extending in a so-called radial direction, the radially outer end 2a of the blade 2 being extended by a radially outer platform 3, the radially inner end 2b of the blade 2 being extended by a radially internal platform 4 and by a foot 5 intended to be mounted in a cell of a disc.
[25] Les termes interne et externe sont définis par rapport à l'axe de la turbomachine ou du disque sur lequel l'aube est destinée à être montée. [25] The terms internal and external are defined with respect to the axis of the turbomachine or of the disc on which the blade is intended to be mounted.
[26] Chaque plate-forme 3, 4 présente des becquets 6 s'étendant radialement vers l'amont et vers l'aval.[26] Each platform 3, 4 has spoilers 6 extending radially upstream and downstream.
Les plates-formes 3, 4 sont destinées 10 à délimiter les surfaces radialement interne et externe d'une veine d'écoulement d'un flux de gaz, comme cela est connu en soi. The platforms 3, 4 are intended to delimit the radially inner and outer surfaces of a flow stream of a gas stream, as is known per se.
[27] Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine. [27] The terms upstream and downstream are defined with respect to the direction of gas flow within the turbomachine.
[28] La plate-forme radialement externe 3 comporte une léchette 7 15 s'étendant radialement vers l'extérieur, destinée à coopérer avec un matériau abradable de manière à former un joint d'étanchéité dynamique. [28] The radially outer platform 3 comprises a wiper 7 extending radially outwards, intended to cooperate with an abradable material so as to form a dynamic seal.
[29] Les bords latéraux 8 de la plate-forme radialement externe 3 peuvent être recouverts d'un matériau de friction. [29] The side edges 8 of the radially outer platform 3 may be covered with a friction material.
[30] Le pied 5 est rattaché à l'extrémité radialement interne 2b de la pale 20 2 et à la plate-forme radialement interne 4 par une échasse 9 (figure 2). [30] The foot 5 is attached to the radially internal end 2b of the blade 20 2 and to the radially internal platform 4 by a stilt 9 (FIG. 2).
[31] Le pied 5 comporte une partie centrale radialement externe rattachée à l'échasse 9, le reste du pied 5 présentant une section cylindrique ou en portion de cylindre. [31] The foot 5 has a radially outer central part attached to the stilt 9, the rest of the foot 5 having a cylindrical section or a cylinder portion.
[32] Le pied 5 est destiné à être monté dans un alvéole de forme 25 complémentaire du disque de manière à autoriser la rotation selon l'axe A de la portion de cylindre.[32] The foot 5 is intended to be mounted in a socket of complementary shape of the disc so as to allow rotation along the axis A of the cylinder portion.
Une telle rotation est par exemple permise dans une plage angulaire comprise par exemple entre -1° et +1°. Such a rotation is for example permitted in an angular range of, for example, between -1 ° and + 1 °.
[33] Un contact au niveau des bords latéraux 8 de la plate-forme externe 3 l'aube 1 permet de supprimer un degré de liberté, à savoir une rotation, 30 comme cela est connu en soi.[33] A contact at the lateral edges 8 of the outer platform 3 the vane 1 makes it possible to eliminate a degree of freedom, namely a rotation, as is known per se.
Les contacts au niveau du pied 5 de l'aube 1, permettent de supprimer les cinq autres degrés de liberté, à savoir deux 5 rotations et trois translations, de manière à assurer un montage isostatique de l'aube 1 et éviter ainsi une déformation de l'aube 1, en particulier de la pale 2. The contacts at the level of the root 5 of the vane 1, make it possible to eliminate the other five degrees of freedom, namely two rotations and three translations, so as to ensure an isostatic mounting of the vane 1 and thus avoid a deformation of the vane 1. blade 1, in particular blade 2.
[34] Comme cela est illustré aux figures 3 à 5, il est possible de faire varier 5 la forme de la partie radialement interne 5a du pied 5. [34] As illustrated in Figures 3 to 5, it is possible to vary the shape of the radially inner part 5a of the foot 5.
[35] Dans chacune de ces variantes, la partie radialement externe 5b du pied 5 comporte une partie centrale 10a reliée à l'échasse et deux parties latérales 10b en forme de portion de cylindre, à surface convexe, situées de part et d'autre de la partie centrale 10a. 10 [35] In each of these variants, the radially outer part 5b of the foot 5 comprises a central part 10a connected to the stilt and two lateral parts 10b in the form of a cylinder portion, with a convex surface, located on either side. of the central part 10a. 10
[036] Dans la variante de la figure 3, la partie radialement interne 5a du pied 5 présente une section générale carrée ou rectangulaire. [036] In the variant of Figure 3, the radially internal part 5a of the foot 5 has a generally square or rectangular section.
[037] Dans la variante de la figure 4, la partie radialement interne 5a du pied 5 présente une section générale triangulaire formée de deux surfaces planes 11 reliées à leur extrémité radialement interne. 15 [037] In the variant of Figure 4, the radially inner part 5a of the foot 5 has a generally triangular section formed of two flat surfaces 11 connected at their radially inner end. 15
[038] Dans la variante de la figure 5, la partie radialement interne 5a du pied 5 est absente ou présente une forme plane 12.[038] In the variant of Figure 5, the radially internal part 5a of the foot 5 is absent or has a planar shape 12.
Les dimensions et la forme du pied sont ainsi adaptées au plus juste, de façon à assurer le contact entre le pied et le disque permettant de retenir mécaniquement la pale dans le disque.The dimensions and shape of the root are thus adapted as accurately as possible, so as to ensure contact between the root and the disc, making it possible to mechanically retain the blade in the disc.
On réduit ainsi la masse de l'aube. 20 This reduces the mass of the blade. 20
[039] Bien entendu, d'autres variantes de réalisation peuvent être envisagées.[039] Of course, other variant embodiments can be envisaged.
Dans tous les cas, la forme de l'alvéole est adaptée de manière à autoriser la rotation du pied 5 dans l'alvéole, autour de l'axe A des portions de cylindre 10b, au moins dans une mesure suffisante à assurer l'isostatisme du montage de l'aubeIn all cases, the shape of the cell is adapted so as to allow the rotation of the foot 5 in the cell, around the axis A of the cylinder portions 10b, at least to a sufficient extent to ensure isostatism. of the assembly of the dawn
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