FR3082871A1 - BLOWER COMPRISING A PLATFORM AND A LOCKING LATCH - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une soufflante comprenant : - un disque (10) de soufflante (1), - une plateforme (20) inter-aubes (2) comprenant une base (22) et une patte (26) radiale, un deuxième orifice (28) étant formé dans la patte (26) de la plateforme (20), et - un verrou (30) présentant un bord amont (32) configuré pour venir en appui contre la face amont (12) du disque (10) et un bord aval (36) configuré pour prendre appui contre la patte (26) de la plateforme (20), l'un parmi le bord aval (36) et la chape (14) du disque (10) de soufflante (1) comprenant un pion (37), l'autre comprenant un premier orifice (16), le pion (37) étant configuré pour pénétrer dans le premier orifice (16) et dans le deuxième orifice (28) de sorte à bloquer la plateforme (20) par rapport au disque (10) de soufflante (1).The invention relates to a blower comprising: - a blower disc (10) (1), - an inter-blade platform (20) (2) comprising a base (22) and a radial tab (26), a second orifice ( 28) being formed in the tab (26) of the platform (20), and - a latch (30) having an upstream edge (32) configured to bear against the upstream face (12) of the disc (10) and a downstream edge (36) configured to bear against the tab (26) of the platform (20), one of the downstream edge (36) and the yoke (14) of the fan disc (10) (1) comprising a pin (37), the other comprising a first hole (16), the pin (37) being configured to enter the first hole (16) and the second hole (28) so as to block the platform (20) by relative to the fan disc (10) (1).
Description
DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION
L’invention concerne le domaine général des plateformes inter-aubes dans les soufflantes des turbomachines aéronautiques, notamment lorsque ces plateformes sont réalisées dans un matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice.The invention relates to the general field of inter-blade platforms in the blowers of aeronautical turbomachines, in particular when these platforms are made of a composite material comprising a fibrous reinforcement densified by a matrix.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUETECHNOLOGICAL BACKGROUND
Une soufflante de turbomachine comprend un disque de rotor portant une pluralité d’aubes dont les pieds sont engagés et retenus dans des rainures sensiblement axiales formées à la périphérie du disque. Ces aubes sont associées à leur extrémité radialement interne à des plateformes interaubes, qui sont disposées dans le prolongement du cône d'entrée.A turbomachine fan includes a rotor disc carrying a plurality of vanes, the feet of which are engaged and retained in substantially axial grooves formed at the periphery of the disc. These blades are associated at their radially inner end with inter-blade platforms, which are arranged in the extension of the inlet cone.
Les plateformes permettent notamment de délimiter, du côté intérieur, la veine annulaire d'entrée d'air dans la soufflante, cette veine étant délimitée du côté extérieur par un carter. Ces plateformes comprennent généralement une base configurée pour délimiter la veine et un caisson s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la base afin de permettre un appui de la plateforme sur le disque de soufflante. Le caisson est en outre configuré pour rigidifier la plateforme afin d’assurer la continuité du flux aérodynamique dans la soufflante.The platforms make it possible in particular to delimit, on the interior side, the annular air intake passage in the blower, this vein being delimited on the exterior side by a casing. These platforms generally include a base configured to delimit the vein and a box extending radially inward from the base to allow support of the platform on the blower disc. The box is also configured to stiffen the platform to ensure the continuity of the aerodynamic flow in the fan.
II est connu de réaliser les plateformes inter-aubes des soufflantes par exemple en matériau composite. Le matériau composite comprend généralement un renfort fibreux densifié par une matrice. Selon l'application envisagée, la préforme peut être en fibres de verre, carbone ou céramique et la matrice peut être en un matériau organique (polymère), en carbone ou en céramique. Pour des pièces de forme géométrique relativement complexe, il est également connu de réaliser une structure ou ébauche fibreuse en une seule pièce par tissage tridimensionnel ou multicouches et de mettre en forme la structure fibreuse pour obtenir une préforme fibreuse ayant une forme voisine de celle de la pièce à fabriquer.It is known to produce the inter-blade platforms of the blowers, for example from composite material. The composite material generally comprises a fibrous reinforcement densified by a matrix. Depending on the application envisaged, the preform can be made of glass fibers, carbon or ceramic and the matrix can be made of an organic material (polymer), carbon or ceramic. For parts of relatively complex geometric shape, it is also known to produce a fibrous structure or blank in one piece by three-dimensional or multilayer weaving and to shape the fibrous structure to obtain a fibrous preform having a shape close to that of the part to be manufactured.
Les exigences de performances et d’intégration se traduisent par une bonne maîtrise de l’étanchéité du pied de l’aube de soufflante. Cette étanchéité est directement pilotée par la capacité à encercler le pied d’aube par les plateformes en tout point de fonctionnement. Jusqu’à un certain jeu, il est possible de combler ce jeu avec l’utilisation d’un joint. Au-delà, il n’est plus possible d’assurer une étanchéité.The performance and integration requirements translate into a good control of the sealing of the foot of the fan blade. This tightness is directly controlled by the ability to surround the foot of the dawn by the platforms at all operating points. Up to a certain clearance, it is possible to fill this clearance with the use of a joint. Beyond that, it is no longer possible to provide a seal.
Les exigences de performances et d’intégration se traduisent également par une capacité à diminuer le rapport de moyeu, qui correspond au rapport entre le rayon interne et le rayon externe de la veine aérodynamique, où le rayon interne correspond à la distance entre l’axe de révolution de la soufflante et la surface de la plateforme qui délimite la veine d’écoulement, au niveau du bord d’attaque de l’aube de soufflante, et le rayon externe correspond à la distance entre l’axe de révolution de la soufflante et le carter de soufflante, au même niveau de l’aube (soit au niveau du bord d’attaque de l’aube, à l’intersection avec la plateforme). Plus le rapport de moyeu est faible, plus la soufflante sera performante.The performance and integration requirements also translate into an ability to decrease the hub ratio, which corresponds to the ratio between the internal radius and the external radius of the aerodynamic stream, where the internal radius corresponds to the distance between the axis. of revolution of the fan and the surface of the platform which delimits the flow path, at the leading edge of the fan blade, and the external radius corresponds to the distance between the axis of revolution of the fan and the fan casing, at the same level of the blade (ie at the leading edge of the blade, at the intersection with the platform). The lower the hub ratio, the more efficient the blower will be.
La réduction de ce rapport de moyeu nécessite bien souvent de devoir réduire l’effort passant à l’amont de la plateforme et à reprendre une partie de cet effort ailleurs sur le disque. A plan de disque, axe de révolution et veine aérodynamique figés, le rapport de moyeu sera fonction de la distance (hauteur) entre la surface de la plateforme qui délimite la veine d’écoulement et la surface radiale du disque de soufflante. En particulier, si cette hauteur augmente, le rapport de moyeu augmente.The reduction of this hub ratio very often requires having to reduce the effort passing upstream of the platform and to resume some of this effort elsewhere on the disc. With the disk plane, axis of revolution and aerodynamic stream fixed, the hub ratio will be a function of the distance (height) between the surface of the platform which delimits the flow stream and the radial surface of the fan disc. In particular, if this height increases, the hub ratio increases.
Par exemple, le document US 2012/0275921 illustre un disque de soufflante dans lequel la plateforme est reprise à l’amont et à l’aval. Cependant, la fixation à l’amont est volumineuse afin de permettre la reprise des efforts centrifuges ce qui implique un rapport de moyeu qu’il peut être intéressant de viser à diminuer.For example, document US 2012/0275921 illustrates a blower disk in which the platform is taken upstream and downstream. However, the upstream attachment is bulky to allow the recovery of centrifugal forces which implies a hub ratio which it may be worthwhile to aim to reduce.
Le document US 2014/0186187 quant à lui propose de reprendre une partie des efforts centrifuges sur une extension faisant saillie d’une partie aval du disque. Une telle configuration permet de réduire l’encombrement de la fixation en partie amont, et donc de réduire le rapport de moyeu. Toutefois, cette configuration risque de dégrader l’écoulement de l’air par la présence de cavités au niveau du trou de vis ou d’une mauvaise maîtrise de l’aspect de surface.Document US 2014/0186187 suggests resuming part of the centrifugal forces on an extension projecting from a downstream part of the disc. Such a configuration makes it possible to reduce the size of the fixing in the upstream part, and therefore to reduce the hub ratio. However, this configuration risks degrading the flow of air by the presence of cavities at the level of the screw hole or poor control of the surface appearance.
Il a également été proposé dans le document FR 3 029 563 au nom de la Demanderesse de monter la plateforme sur un pion usiné dans la masse du disque. Toutefois, plus la corde de l’aube de soufflante sera grande, plus la courbure de l’aube sera prononcée et plus le jeu nécessaire au montage axial de l’aube de soufflante sera important. Cette configuration nécessite donc un jeu suffisant, qui peut s’avérer trop important à combler selon les configurations pour permettre un montage axial de la plateforme, qui se traduit par une ouverture des jeux au niveau des bords de fuite extrados des aubes de soufflante.It has also been proposed in document FR 3 029 563 in the name of the Applicant to mount the platform on a pin machined from the mass of the disc. However, the larger the fan blade chord, the more pronounced the curvature of the blade and the greater the clearance required for the axial mounting of the fan blade. This configuration therefore requires sufficient clearance, which may prove to be too great to fill depending on the configurations to allow axial mounting of the platform, which results in an opening of the clearances at the extrados trailing edges of the fan blades.
RESUME DE L’INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
Un objectif de l’invention est donc de proposer une soufflante présentant un rapport de moyeu le plus faible possible, dans laquelle les plateformes inter-aubes peuvent être fixées facilement au disque de soufflante sans dégrader la veine d’écoulement tout en limitant les jeux nécessaires pour le montage des aubes de soufflante.An object of the invention is therefore to propose a blower having the lowest possible hub ratio, in which the inter-blade platforms can be easily fixed to the blower disc without degrading the flow stream while limiting the necessary clearances for mounting the fan blades.
Pour cela, l’invention propose une soufflante de turbomachine présentant un axe de révolution et comprenant :For this, the invention proposes a turbomachine fan having an axis of revolution and comprising:
- un disque de soufflante présentant une face amont, une face radiale configurée pour recevoir une série d’aubes de soufflante et une chape s’étendant radialement par rapport à l’axe de révolution depuis la face radiale,- a fan disc having an upstream face, a radial face configured to receive a series of fan blades and a yoke extending radially with respect to the axis of revolution from the radial face,
- une plateforme inter-aubes, ladite plateforme comprenant- an inter-blade platform, said platform comprising
- une base présentant une première surface configurée pour délimiter une veine d’écoulement dans la soufflante et une deuxième surface opposée à la première surface,- a base having a first surface configured to delimit a flow vein in the blower and a second surface opposite to the first surface,
- une patte, s’étendant radialement par rapport à l’axe de révolution du côté de la deuxième surface, et- a lug, extending radially with respect to the axis of revolution on the side of the second surface, and
- un verrou présentant un bord amont configuré pour venir en appui contre la face amont du disque et un bord aval configuré pour prendre appui contre la patte de la plateforme.- A lock having an upstream edge configured to bear against the upstream face of the disc and a downstream edge configured to bear against the tab of the platform.
Par ailleurs, l’un parmi le bord aval du verrou et une face amont de la chape du disque de soufflante comprend un pion. Un premier orifice est formé dans l’autre parmi le bord aval du verrou et la face amont de la chape du disque de soufflante et un deuxième orifice est formé dans la patte de la plateforme. Enfin, le pion est configuré pour pénétrer dans le premier orifice et dans le deuxième orifice de sorte à bloquer la plateforme par rapport au disque de soufflante.In addition, one of the downstream edge of the lock and an upstream face of the yoke of the fan disc includes a pin. A first orifice is formed in the other among the downstream edge of the lock and the upstream face of the yoke of the fan disc and a second orifice is formed in the tab of the platform. Finally, the pin is configured to penetrate into the first orifice and into the second orifice so as to block the platform relative to the fan disc.
Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives de la soufflante décrite ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison :Some preferred but non-limiting characteristics of the blower described above are the following, taken individually or in combination:
- le pion s’étend depuis le bord aval du verrou, le premier orifice étant formé dans la face amont de la chape.- the pin extends from the downstream edge of the bolt, the first orifice being formed in the upstream face of the yoke.
- la patte s’étend entre le bord aval du verrou et la face amont de la chape.- the tab extends between the downstream edge of the bolt and the upstream face of the yoke.
la base et la patte sont formés intégralement et en une seule pièce.the base and the leg are formed integrally and in one piece.
- la base et la patte sont réalisées dans un matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice polymère.- The base and the tab are made of a composite material comprising a fibrous reinforcement densified by a polymer matrix.
- le verrou est métallique, de préférence en titane, en acier ou en Inconel.- the lock is metallic, preferably titanium, steel or Inconel.
- le premier orifice et le deuxième orifice sont traversants.- The first orifice and the second orifice are through.
- la base de la plateforme présente une extrémité amont configurée pour venir en appui contre le bord amont du verrou.- The base of the platform has an upstream end configured to bear against the upstream edge of the lock.
- le bord amont du verrou est coudé et comporte une première partie en contact avec la face amont du disque de soufflante et une deuxième partie qui s’étend axialement depuis ladite face amont et qui est configurée pour recevoir l’extrémité amont de la plateforme.- the upstream edge of the lock is bent and has a first part in contact with the upstream face of the blower disc and a second part which extends axially from said upstream face and which is configured to receive the upstream end of the platform.
- l’extrémité amont de la plateforme est coudée est comporte une première portion qui s’étend radialement depuis la deuxième surface en direction de la première partie du bord amont du verrou, et une deuxième portion qui s’étend axialement depuis la première portion est qui est configurée pour venir en contact avec la deuxième partie du bord amont du verrou.- the upstream end of the platform is bent and has a first portion which extends radially from the second surface towards the first part of the upstream edge of the latch, and a second portion which extends axially from the first portion is which is configured to come into contact with the second part of the upstream edge of the lock.
- la soufflante comprend en outre une virole de blocage rapportée et fixée d’une part sur l’extrémité amont de la base de la plateforme et d’autre part sur la face amont du disque de soufflante.- The blower further comprises an attached locking ferrule and fixed on the one hand on the upstream end of the base of the platform and on the other hand on the upstream face of the blower disc.
- la soufflante comprend en outre un cône d’entrée rapporté et fixé sur la virole de blocage.- the blower further comprises an attached inlet cone and fixed on the locking ferrule.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear better on reading the detailed description which follows, and with regard to the appended drawings given by way of nonlimiting examples and in which:
La figure 1 est une vue en coupe d’une soufflante conforme à un mode de réalisation, avant engagement du verrou dans la chape.Figure 1 is a sectional view of a blower according to one embodiment, before engagement of the lock in the yoke.
La figure 2 correspond à la vue en coupe de la figure 1 lorsque le verrou est plaqué contre la face radiale du disque de soufflante.Figure 2 corresponds to the sectional view of Figure 1 when the latch is pressed against the radial face of the fan disc.
La figure 3 correspond à la vue en coupe de la figure 1 lorsque le pion du verrou est engagé dans la chape.Figure 3 corresponds to the sectional view of Figure 1 when the latch pin is engaged in the yoke.
La figure 4 correspond à la vue en coupe de la figure 1 après fixation d’une virole et d’un cône d’entrée sur le disque de soufflante.Figure 4 corresponds to the sectional view of Figure 1 after fixing a ferrule and an inlet cone on the blower disc.
La Figure 5 est une vue schématique d'un exemple d’ébauche fibreuse tissée tridimensionnelle selon un mode de réalisation de l'invention.Figure 5 is a schematic view of an example of a three-dimensional woven fibrous blank according to an embodiment of the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D’UN MODE DE REALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT
Dans la présente demande, l'amont et l'aval sont définis par rapport au sens d'écoulement normal du gaz dans la soufflante 1 à travers la turbomachine. Par ailleurs, on appelle axe de révolution de la soufflante 1 turbomachine, l'axe X de symétrie radiale de la soufflante 1. La direction axiale correspond à la direction de l'axe X de la soufflante 1, et une direction radiale est une direction perpendiculaire à cet axe et passant par lui. De même, un plan axial est un plan contenant l'axe X de la soufflante 1 et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe X et passant par lui. Sauf précision contraire, on utilisera interne et externe, respectivement, sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie ou la face interne (i.e. radialement interne) d'un élément est plus proche de l'axe X que la partie ou la face externe (i.e. radialement externe) du même élément.In the present application, the upstream and downstream are defined with respect to the normal direction of flow of the gas in the fan 1 through the turbomachine. Furthermore, the axis of revolution of the fan 1 turbomachine is called the axis X of radial symmetry of the fan 1. The axial direction corresponds to the direction of the axis X of the fan 1, and a radial direction is a direction perpendicular to and passing through this axis. Likewise, an axial plane is a plane containing the axis X of the fan 1 and a radial plane is a plane perpendicular to this axis X and passing through it. Unless otherwise specified, internal and external will be used, respectively, are used with reference to a radial direction so that the part or the internal face (ie radially internal) of an element is closer to the X axis than the part or the external face (ie radially external) of the same element.
Une soufflante 1 de turbomachine comprend un disque 10 de soufflante 1 portant une pluralité d’aubes 2 de soufflantes, associées à des plateformes 20 inter-aubes 2.A turbomachine fan 1 comprises a fan disk 1 carrying a plurality of fan blades 2, associated with inter-blade platforms 2.
Les aubes 2 sont engagées dans des rainures axiales formées dans une face radiale 11 du disque 10 de soufflante 1. Le disque 10 de soufflante 1 comprend en outre une chape 14 s’étendant radialement depuis la face radiale 11. La chape 14 est formée intégralement et en une seule pièce avec le disque 10 de soufflante 1, par exemple par usinage.The blades 2 are engaged in axial grooves formed in a radial face 11 of the blower disc 10. The blower disc 10 further comprises a yoke 14 extending radially from the radial face 11. The yoke 14 is formed integrally and in one piece with the blower disk 10, for example by machining.
Dans une première forme de réalisation, un premier orifice 16 est formé dans la chape 14. Le premier orifice 16 est axial et présente un axe de révolution X sensiblement parallèle à l’axe de révolution X de la soufflante 1. Le premier orifice 16 débouche au moins dans la face amont 15 de la chape 14. Optionnellement, le premier orifice 16 est traversant.In a first embodiment, a first orifice 16 is formed in the yoke 14. The first orifice 16 is axial and has an axis of revolution X substantially parallel to the axis of revolution X of the fan 1. The first orifice 16 opens out at least in the upstream face 15 of the yoke 14. Optionally, the first orifice 16 is through.
Chaque aube 2 présente un pied, engagé dans l’une des rainures, une tête (ou sommet), un bord d’attaque 3 et un bord de fuite. Le bord d’attaque 3 est configuré pour s’étendre en regard de l'écoulement des gaz entrant dans la turbomachine. Il correspond à la partie antérieure d'un profil aérodynamique qui fait face au flux d'air et qui divise l'écoulement d'air en un écoulement d'intrados et en un écoulement extrados. Le bord de fuite quant à lui correspond à la partie postérieure du profil aérodynamique, où se rejoignent les écoulements intrados et extrados.Each blade 2 has a foot, engaged in one of the grooves, a head (or top), a leading edge 3 and a trailing edge. The leading edge 3 is configured to extend opposite the flow of gases entering the turbomachine. It corresponds to the front part of an aerodynamic profile which faces the air flow and which divides the air flow into a lower surface flow and an upper surface flow. The trailing edge corresponds to the rear part of the aerodynamic profile, where the intrados and extrados flows meet.
Les aubes 2 sont associées à leur extrémité radialement interne à des plateformes 20 inter-aubes 2, qui sont disposées dans le prolongement d’un cône d'entrée 50.The blades 2 are associated at their radially inner end with inter-blade platforms 2, which are arranged in the extension of an inlet cone 50.
Chaque plateforme 20 comporte une base 22 et une patte 26.Each platform 20 has a base 22 and a tab 26.
La base 22 présente une première surface 22a configurée pour délimiter radialement à l’intérieur la veine d’écoulement dans la soufflante 1 et une deuxième surface 22b opposée à la première surface 22a.The base 22 has a first surface 22a configured to delimit radially inside the flow stream in the blower 1 and a second surface 22b opposite the first surface 22a.
La patte 26 s’étend radialement par rapport à l’axe de révolution X du côté de la deuxième surface 22b de la base 22. Un deuxième orifice 28, dont un axe de révolution X est sensiblement parallèle à l’axe de révolution X de la soufflante 1, est formé dans la patte 26.The tab 26 extends radially with respect to the axis of revolution X on the side of the second surface 22b of the base 22. A second orifice 28, one axis of revolution X of which is substantially parallel to the axis of revolution X of the fan 1 is formed in the tab 26.
La patte 26 est configurée pour venir en contact avec la chappe lorsque la plateforme 20 est fixée sur le disque 10 de soufflante 1, de sorte que le deuxième orifice 28 de la patte 26 se trouve en regard du premier orifice 16 de la chape 14. Le deuxième orifice 28 est traversant.The tab 26 is configured to come into contact with the cap when the platform 20 is fixed to the fan disc 10 of the fan 1, so that the second opening 28 of the tab 26 is located opposite the first opening 16 of the yoke 14. The second orifice 28 is through.
La soufflante 1 comporte en outre, pour chaque plateforme 20, un verrou 30 présentant un bord amont 32 configuré pour venir en appui contre la face amont 22 du disque 10 et un bord aval 36 configuré pour prendre appui contre la patte 26 de la plateforme 20. Dans la première forme de réalisation, le bord aval 36 du verrou 30 est pourvu d’un pion 37 configuré pour pénétrer dans le premier orifice 16 et dans le deuxième orifice 28 de sorte à bloquer la plateforme 20 par rapport au disque 10 de soufflante 1. Pour cela, le bord aval 36 du verrou 30 est formé d’une paroi s’étendant radialement présentant une face radiale aval de laquelle le pion 37 fait saillie. Le pion 37 est, dans le mode de réalisation illustré sur les figures, formé intégralement et en une seule pièce avec le bord aval 36 du verrou 30. En variante, le pion 37 peut être rapporté sur le bord aval 36.The fan 1 further comprises, for each platform 20, a lock 30 having an upstream edge 32 configured to bear against the upstream face 22 of the disc 10 and a downstream edge 36 configured to bear against the tab 26 of the platform 20 In the first embodiment, the downstream edge 36 of the lock 30 is provided with a pin 37 configured to penetrate into the first orifice 16 and into the second orifice 28 so as to block the platform 20 relative to the fan disc 10 1. For this, the downstream edge 36 of the latch 30 is formed of a radially extending wall having a downstream radial face from which the pin 37 projects. The pin 37 is, in the embodiment illustrated in the figures, formed integrally and in one piece with the downstream edge 36 of the latch 30. As a variant, the pin 37 can be attached to the downstream edge 36.
On comprendra bien entendu que, de manière équivalente, l’invention couvre également une deuxième forme de réalisation (non illustrée sur les figures) dans laquelle le pion 37 s’étend axialement vers l’amont de la chape 14 du disque 10 de soufflante 1, le premier orifice 16 étant alors formé dans le bord aval 36 du verrou 30, les autres parties de la soufflante 1 étant inchangées.It will of course be understood that, in an equivalent manner, the invention also covers a second embodiment (not illustrated in the figures) in which the pin 37 extends axially upstream of the yoke 14 of the fan 10 disc 1 , the first orifice 16 then being formed in the downstream edge 36 of the latch 30, the other parts of the fan 1 being unchanged.
La combinaison du verrou 30, de la chape 14 et de la patte 26 permet de fixer axialement et radialement de manière simple, efficace et rapide la plateforme 20 sur le disque 10 de soufflante 1, tout en définissant une chaîne de cote axiale précise. La position axiale de la face amont 15 de la chape 14 peut en effet être usinée de manière très précise. De même, la longueur axiale du verrou 30 entre la face radiale aval du bord aval 36 qui vient en contact avec la patte 26 et le bord amont 32 qui vient en contact avec la face amont 12 du disque 10 est connue et peut être réalisée avec une faible tolérance. Il en découle que la position axiale de la patte 26 peut être déterminée et fixée avec précision, indépendamment du matériau constitutif de la plateforme 20.The combination of the latch 30, the yoke 14 and the lug 26 makes it possible to axially and radially simply, efficiently and quickly fix the platform 20 on the fan 10 disc 1, while defining a chain of precise axial dimension. The axial position of the upstream face 15 of the yoke 14 can indeed be machined very precisely. Likewise, the axial length of the latch 30 between the downstream radial face of the downstream edge 36 which comes into contact with the tab 26 and the upstream edge 32 which comes into contact with the upstream face 12 of the disc 10 is known and can be produced with low tolerance. It follows that the axial position of the tab 26 can be determined and fixed with precision, independently of the material of which the platform 20 is made.
Dans une forme de réalisation, le pion 37 peut être prémonté sur la plateforme 20 puis verrouillé après mise en place de la plateforme 20 sur le disque 10.In one embodiment, the pin 37 can be pre-assembled on the platform 20 and then locked after the platform 20 has been placed on the disc 10.
La plateforme 20 présente une extrémité amont 23 configurée pour venir en appui contre le bord amont 32 du verrou 30 et une extrémité aval 29 configurée pour venir en regard d’une pièce s’étendant en aval de la soufflante 1. Généralement, la pièce en aval de la soufflante 1 comprend une virole interne d’un IGV (acronyme anglais pour Inlet Guide Vane, c’està-dire le premier étage stator du booster dans le corps primaire d’une turbomachine) ou, en variante, un espaceur tournant qui est formé d’une bride annulaire s’étendant entre la soufflante 1 et la virole interne de l’IGV et qui tourne à la même vitesse que le disque 10 de soufflante 1. L’extrémité aval 29 de la base 22 de la plateforme 20 et cette pièce (qu’il s’agisse de la virole interne de l’IGV ou de l’espaceur tournant) sont alors conformées de manière à s’étendre dans le prolongement l’une de l’autre de sorte à limiter les cavités en entrée du corps primaire de la turbomachine susceptibles de perturber l’écoulement primaire.The platform 20 has an upstream end 23 configured to come into abutment against the upstream edge 32 of the lock 30 and a downstream end 29 configured to come opposite a part extending downstream of the blower 1. Generally, the part in downstream of the fan 1 comprises an internal ferrule of an IGV (English acronym for Inlet Guide Vane, that is to say the first stator stage of the booster in the primary body of a turbomachine) or, as a variant, a rotating spacer which is formed by an annular flange extending between the fan 1 and the internal shroud of the IGV and which rotates at the same speed as the fan disc 10. The downstream end 29 of the base 22 of the platform 20 and this part (whether it is the internal ferrule of the IGV or the rotating spacer) are then shaped so as to extend in the extension of one another so as to limit the cavities at the input of the primary body of the turb omachine likely to disrupt primary flow.
Le bord amont 32 du verrou 30 est coudé et comporte une première partie 33 configurée pour venir en contact avec la face amont 12 du disque de soufflante 1 et une deuxième partie 34 qui s’étend axialement depuis ladite face amont 12 du disque 10 et qui est configurée pour recevoir l’extrémité amont 23 de la base 22 de la plateforme 20.The upstream edge 32 of the lock 30 is bent and comprises a first part 33 configured to come into contact with the upstream face 12 of the blower disc 1 and a second part 34 which extends axially from said upstream face 12 of the disc 10 and which is configured to receive the upstream end 23 of the base 22 of the platform 20.
De même, l’extrémité amont 23 de la base 22 de la plateforme 20 est coudée est comporte une première portion 24 qui s’étend radialement du côté de la deuxième surface de la base 22 en direction de la première partie du bord amont 32 du verrou 30, et une deuxième portion 25 qui s’étend axialement depuis la première portion 24 est qui est configurée pour venir en contact avec la deuxième partie du bord amont 32 du verrou 30. L’extrémité amont 23 de la base 22 de la plateforme 20 vient en butée radiale contre une surface radialement externe du bord amont 32.Similarly, the upstream end 23 of the base 22 of the platform 20 is bent and has a first portion 24 which extends radially from the side of the second surface of the base 22 in the direction of the first part of the upstream edge 32 of the latch 30, and a second portion 25 which extends axially from the first portion 24 is which is configured to come into contact with the second part of the upstream edge 32 of the latch 30. The upstream end 23 of the base 22 of the platform 20 comes into radial abutment against a radially external surface of the upstream edge 32.
Le bord amont 32 du verrou 30 et l’extrémité amont 23 de la base 22 de la plateforme 20 s’étendent donc en amont par rapport à la face amont 12 du disque 10 de soufflante 1. L’appui de la plateforme 20 sur le verrou 30 peut donc être décalé radialement vers l’intérieur par rapport à la face radiale 11 du disque 10 de soufflante 1, permettant ainsi d’obtenir un faible rapport de moyeu. La hauteur entre la première surface 22a de la base 22 de la plateforme 20, qui délimite la veine d’écoulement, et la surface radiale du disque 10 de soufflante 1 peut en effet être faible (de l’ordre de quelques millimètres). En particulier, plus la longueur radiale de la première partie du bord amont 32 du verrou 30 est grande, plus cette hauteur est réduite et donc plus le rapport de moyeu est faible.The upstream edge 32 of the lock 30 and the upstream end 23 of the base 22 of the platform 20 therefore extend upstream relative to the upstream face 12 of the fan 10 disc 1. The support of the platform 20 on the latch 30 can therefore be offset radially inwardly relative to the radial face 11 of the fan 10 disc 1, thus making it possible to obtain a low hub ratio. The height between the first surface 22a of the base 22 of the platform 20, which delimits the flow stream, and the radial surface of the fan 10 disc 1 may indeed be small (of the order of a few millimeters). In particular, the greater the radial length of the first part of the upstream edge 32 of the latch 30, the more this height is reduced and therefore the lower the hub ratio.
La soufflante 1 comprend en outre une virole de blocage 40 et le cône d’entrée 50.The fan 1 further comprises a locking ferrule 40 and the inlet cone 50.
La virole de blocage 40 est rapportée et fixée d’une part sur l’extrémité amont 23 de la base 22 de la plateforme 20 et d’autre part sur la face amont 12 du disque 10 de soufflante 1 afin de bloquer le verrou 30 contre la face amont 12 du disque 10 de soufflante. La virole de blocage 40 permet assure donc le maintien en position de la plateforme 20, en bloquant les mouvements axiaux du verrou 30. La virole de blocage 40 peut par exemple comprendre une pince 42 configurée pour venir prendre appui sur la face radialement externe de l’extrémité amont 23 de la base 22 et un ergot 44 configuré pour être inséré dans un logement correspondant formé dans la face amont 12 du disque 10 de soufflante 1 et bloqué dans cette position par des moyens de verrouillage tels qu’une vis et un boulon.The locking ferrule 40 is attached and fixed on the one hand to the upstream end 23 of the base 22 of the platform 20 and on the other hand to the upstream face 12 of the fan 10 disc 1 in order to block the latch 30 against the upstream face 12 of the fan disc 10. The locking ferrule 40 therefore allows the platform 20 to be held in position, by blocking the axial movements of the latch 30. The locking ferrule 40 may for example comprise a clamp 42 configured to come to bear on the radially external face of the upstream end 23 of the base 22 and a lug 44 configured to be inserted in a corresponding housing formed in the upstream face 12 of the fan 10 disc 1 and locked in this position by locking means such as a screw and a bolt .
Le cône d’entrée 50 quant à lui est rapporté et fixé sur la virole de blocage 40, de sorte à s’étendre dans le prolongement de la base 22 de la plateforme 20 en limitant les cavités susceptibles de perturber l’écoulement en entrée de la soufflante 1. Dans l’exemple de réalisation illustré sur les figures, le cône d’entrée 50 recouvre l’extrémité amont 23 de la base 22 et la virole de blocage 40. En variante, la virole de blocage 40 pourrait comprendre une partie recouvrant l’extrémité amont 23 de la base 22 et s’étendre dans le prolongement de la surface radialement externe de la base 22. Dans ce cas, le cône d’entrée 50 s’étend dans le prolongement de la virole de blocage 40, sans la recouvrir.As for the inlet cone 50, it is attached and fixed to the locking ferrule 40, so as to extend in the extension of the base 22 of the platform 20 by limiting the cavities liable to disturb the flow at the inlet of the fan 1. In the embodiment illustrated in the figures, the inlet cone 50 covers the upstream end 23 of the base 22 and the locking ferrule 40. As a variant, the locking ferrule 40 could comprise a part covering the upstream end 23 of the base 22 and extending in the extension of the radially external surface of the base 22. In this case, the inlet cone 50 extends in the extension of the locking ferrule 40, without covering it.
La patte 26 et la base 22 de chaque plateforme 20 sont formées intégralement et en une seule pièce.The tab 26 and the base 22 of each platform 20 are formed integrally and in one piece.
Dans une forme de réalisation, la patte 26 et la base 22 peuvent être réalisées dans un matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice polymère.In one embodiment, the tab 26 and the base 22 can be made of a composite material comprising a fibrous reinforcement densified by a polymer matrix.
Le renfort fibreux peut être formé à partir d’une préforme fibreuse obtenue par tissage tridimensionnel avec épaisseur évolutive. II peut notamment comprendre des fibres en carbone, en verre, aramide et/ou céramique. La matrice quant à elle est typiquement une matrice polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide. L’aube 1 est alors formée par moulage au moyen d’un procédé d’injection sous vide de résine du type RTM (pour « Resin Transfer Moulding), ou encore VARTM (pour Vacuum Resin Transfer Molding).The fibrous reinforcement can be formed from a fibrous preform obtained by three-dimensional weaving with progressive thickness. It can in particular comprise fibers of carbon, glass, aramid and / or ceramic. As for the matrix, it is typically a polymer matrix, for example epoxide, bismaleimide or polyimide. The blade 1 is then formed by molding by means of a resin injection process of the RTM type (for "Resin Transfer Molding"), or even VARTM (for Vacuum Resin Transfer Molding).
Afin de réaliser en une seule pièce la base 22 et la patte 26, une déliaison ouverte peut être formée de manière à permettre, à partir d’une même préforme tridimensionnelle, de réaliser ces deux parties de la plateforme 20. On pourra notamment se référer à la Figure 5, qui représente schématiquement un plan de chaîne d'une ébauche fibreuse tissée tridimensionnelle à partir de laquelle une préforme fibreuse de plateforme 20 peut être mise en forme, avant injection de résine ou densification par une matrice et usinage éventuel, afin d'obtenir une plateforme 20 de soufflante 1 en matériau composite telle que celle illustrée sur les figures 1 à 4. Par tissage tridimensionnel, on comprendra que les fils de chaîne C-i-Cs suivent des trajets sinueux afin de lier entre eux des fils de trame T appartenant à des couches de fils de trame différentes exception faite de déliaisons 106, étant noté qu'un tissage tridimensionnel, notamment à armure interlock, peut inclure des tissages 2D en surface. Différentes armures de tissage tridimensionnel peuvent être utilisées, telles que des armures interlock, multi-satin ou multi-voile, par exemple, comme décrit notamment dans le document WO 2006/136755. Sur la figure 5, l'ébauche fibreuse présente deux surfaces opposées 100a, 100b et comprend une première partie 102 et une deuxième partie 104. Ces deux parties 102, 104 forment respectivement une première et une deuxième partie de l'épaisseur de l'ébauche fibreuse entre ses surfaces opposées 100a, 100b.In order to produce in one piece the base 22 and the tab 26, an open unbinding can be formed so as to allow, from the same three-dimensional preform, to produce these two parts of the platform 20. We can in particular refer in FIG. 5, which schematically represents a chain plan of a three-dimensional woven fibrous blank from which a fibrous platform preform 20 can be shaped, before injection of resin or densification by a matrix and possible machining, in order to 'Obtain a blower platform 1 of composite material such as that illustrated in Figures 1 to 4. By three-dimensional weaving, it will be understood that the warp threads Ci-Cs follow winding paths in order to link weft threads T belonging to layers of different weft threads with the exception of unbinding 106, it being noted that three-dimensional weaving, in particular with interlock weave, can i Include 2D weaves on the surface. Different three-dimensional weaving weaves can be used, such as interlock, multi-satin or multi-veil weaves, for example, as described in particular in document WO 2006/136755. In FIG. 5, the fibrous blank has two opposite surfaces 100a, 100b and comprises a first part 102 and a second part 104. These two parts 102, 104 respectively form a first and a second part of the thickness of the blank fibrous between its opposite surfaces 100a, 100b.
Chaque partie 102, 104 de l'ébauche fibreuse comprend une pluralité de couches superposées de fils de trame T, quatre dans l'exemple illustré, le nombre de fils de trame T pouvant être tout nombre souhaité au moins égal à deux en fonction de l'épaisseur désirée. En outre, les nombres de couches de fils de trame dans les parties 102 et 104 pourront être différents les uns des autres. Les fils de trame T sont disposés en colonnes comprenant chacune des fils de trame T de la première et de la deuxième partie 102, 104 de l'ébauche fibreuse. Sur une portion de la dimension de l'ébauche fibreuse en direction chaîne C, la première partie 102 et la deuxième partie 104 de l'ébauche fibreuse sont séparées totalement l'une de l'autre par une déliaison ouverte 106 qui s'étend à partir d’une limite amont 106a jusqu’à un bord aval 100c de l’ébauche fibreuse. Par déliaison ouverte 106, on entend ici une zone fermée à une extrémité et ouverte à une extrémité opposée qui n'est pas traversée par des fils de chaîne C-i-Cs liant entre eux des fils de trame T de couches appartenant respectivement à deux des couches, dans l’exemple ici la deuxième partie 104 et la deuxième partie 104 de l'ébauche fibreuse.Each part 102, 104 of the fibrous blank comprises a plurality of superposed layers of weft threads T, four in the example illustrated, the number of weft threads T being able to be any desired number at least equal to two depending on the 'desired thickness. In addition, the numbers of weft son layers in parts 102 and 104 may be different from each other. The weft threads T are arranged in columns each comprising the weft threads T of the first and second parts 102, 104 of the fiber blank. On a portion of the dimension of the fibrous blank in chain direction C, the first part 102 and the second part 104 of the fibrous blank are completely separated from each other by an open debinding 106 which extends to from an upstream limit 106a to a downstream edge 100c of the fibrous blank. By open unbinding 106 is meant here a zone closed at one end and open at an opposite end which is not crossed by warp threads Ci-Cs connecting together weft threads T of layers belonging respectively to two of the layers , in the example here the second part 104 and the second part 104 of the fiber blank.
Hormis au niveau de la déliaison ouverte 108, les couches de fils de trame T sont liées entre elles par des fils de chaîne d'une pluralité de couches de fils de chaîne Ci à Cs. Dans l'exemple plus précisément illustré sur la figure 5, un même premier fil de chaîne C4 lie entre elles des couches de fils de trame T de la première partie 102 de l'ébauche fibreuse adjacentes à la déliaison 106 et des couches de fils de trame T de la deuxième partie 102 de l'ébauche fibreuse au-delà de la déliaison 106, c'est-à-dire devant la limite amont 106a. Bien entendu, cette liaison pourrait être réalisée par plusieurs premiers fils de chaîne.With the exception of the open unbinding 108, the layers of weft threads T are linked together by warp threads of a plurality of layers of warp threads Ci to Cs. In the example more precisely illustrated in FIG. 5, the same first warp yarn C4 links together layers of weft yarns T of the first part 102 of the fibrous blank adjacent to the unbinding 106 and layers of yarns of frame T of the second part 102 of the fibrous blank beyond the unbinding 106, that is to say in front of the upstream limit 106a. Of course, this connection could be achieved by several first warp son.
A l'inverse, un même deuxième fil de chaîne C5 lie entre elles des couches de fils de trame T de la deuxième partie 104 de l'ébauche fibreuse adjacentes à la déliaison ouverte 106 et des couches de fils de trame T de la première partie 102 de l'ébauche fibreuse au-delà de la déliaison fermée. Bien entendu, cette liaison pourrait être réalisée par plusieurs deuxièmes fils de chaîne. Ainsi, le trajet du fil de chaîne C5 et celui du fil de chaîne Ce se croisent au niveau de la limite amont 106a de la déliaison ouverte 106.Conversely, the same second warp yarn C5 binds together layers of weft threads T of the second part 104 of the fiber blank adjacent to the open unbinding 106 and layers of weft threads T of the first part 102 of the fibrous blank beyond the closed unbinding. Of course, this connection could be achieved by several second warp threads. Thus, the path of the warp thread C5 and that of the warp thread Ce intersect at the upstream limit 106a of the open unbinding 106.
La préforme fibreuse 10 comprend donc, dans le sens des fils de chaîne C, une première portion 24 dans laquelle la première partie 102 et la deuxième partie 104 sont fixées solidairement de manière à former, après injection de la matrice, la partie aval de la plateforme 20, et une deuxième portion 25 s’étendant entre la limite amont 106a de la déliaison 106 et le bord aval 100c de la préforme, destinée à former la partie amont de la base 22 et la patte 26. Pour cela, il suffit, après tissage, de séparer les deux parties 102 et 104 et de leur donner la forme désirée (et plus particulièrement de former un angle entre la portion isolée de la première partie 102 de la préforme destinée à former la base 22 et la portion isolée de la deuxième partie 104 de la préforme destinée à former la patte 26), puis de placer la préforme dans la configuration voulue dans un moule adapté afin d’y injecter la matrice sous vide, conformément aux procédés habituellement utilisés (par exemple par procédé du type RTM ou VARTM.The fibrous preform 10 therefore comprises, in the direction of the warp threads C, a first portion 24 in which the first part 102 and the second part 104 are fixed together so as to form, after injection of the matrix, the downstream part of the platform 20, and a second portion 25 extending between the upstream limit 106a of the unbinding 106 and the downstream edge 100c of the preform, intended to form the upstream part of the base 22 and the tab 26. For this, it suffices, after weaving, to separate the two parts 102 and 104 and to give them the desired shape (and more particularly to form an angle between the isolated portion of the first part 102 of the preform intended to form the base 22 and the isolated portion of the second part 104 of the preform intended to form the tab 26), then placing the preform in the desired configuration in a suitable mold in order to inject the matrix therein under vacuum, in accordance with the usual methods t used (for example by a process of the RTM or VARTM type.
Le deuxième orifice 28 peut ensuite être réalisé par usinage dans la patte 26. En variante non représenté cet orifice pourrait venir d’un insert co5 moulé avec la patte.The second orifice 28 can then be produced by machining in the lug 26. In a variant not shown, this orifice could come from an insert co5 molded with the lug.
L’épaisseur de la partie amont de la base 22 et de la patte 26 de la plateforme 20 peut être déterminée en choisissant le nombre de couches dans la première partie 102 et la deuxième partie 104, respectivement, ainsi que le nombre et le diamètre (tex) des torons dans les fils de chaîne et de 10 trame dans chacune de ces parties. L’épaisseur de la partie amont peut donc être différente de celle de la partie aval.The thickness of the upstream part of the base 22 and of the tab 26 of the platform 20 can be determined by choosing the number of layers in the first part 102 and the second part 104, respectively, as well as the number and the diameter ( tex) strands in the warp and weft threads in each of these parts. The thickness of the upstream part can therefore be different from that of the downstream part.
Le verrou 30 est métallique, de préférence en titane, en acier ou en Inconel (tel que de l’Inconel 425) afin de garantir un usinage précis de la 15 pièce et une faible masse.The lock 30 is metallic, preferably titanium, steel or Inconel (such as Inconel 425) in order to guarantee precise machining of the part and a low mass.
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ID=63080152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1855491A Active FR3082871B1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | BLOWER COMPRISING A PLATFORM AND A LOCKING LATCH |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3082871B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6447250B1 (en) * | 2000-11-27 | 2002-09-10 | General Electric Company | Non-integral fan platform |
| US20140003949A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-02 | Snecma | Interblade platform for a fan, rotor of a fan and associated manufacturing method |
| US20140186187A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-07-03 | General Electric Company | Non-integral fan blade platform |
| FR3021693A1 (en) * | 2014-05-28 | 2015-12-04 | Snecma | PLATFORM FOR AUBAGEE WHEEL |
| FR3038654A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-13 | Snecma | ASSEMBLY OF A REPORTED PLATFORM OF BLOWER BLADE ON A BLOWER DISK |
-
2018
- 2018-06-21 FR FR1855491A patent/FR3082871B1/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6447250B1 (en) * | 2000-11-27 | 2002-09-10 | General Electric Company | Non-integral fan platform |
| US20140003949A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-02 | Snecma | Interblade platform for a fan, rotor of a fan and associated manufacturing method |
| US20140186187A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-07-03 | General Electric Company | Non-integral fan blade platform |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3082871B1 (en) | 2020-05-29 |
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