EP4680840A1 - Ensemble d'anneau de turbine à pions axiaux améliorés - Google Patents

Ensemble d'anneau de turbine à pions axiaux améliorés

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EP4680840A1
EP4680840A1 EP24715671.4A EP24715671A EP4680840A1 EP 4680840 A1 EP4680840 A1 EP 4680840A1 EP 24715671 A EP24715671 A EP 24715671A EP 4680840 A1 EP4680840 A1 EP 4680840A1
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EP
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pin
ring
passage
downstream
upstream
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Pending
Application number
EP24715671.4A
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German (de)
English (en)
Inventor
Clément Jarrossay
Sébastien Serge Francis CONGRATEL
Erwan Daniel Botrel
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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Filing date
Publication date
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    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • a turbine ring assembly for a turbomachine wherein the assembly comprises a plurality of angular ring sectors of ceramic matrix composite material placed end to end to form a turbine ring.
  • the field of application of the invention is in particular that of gas turbine aeronautical engines.
  • the invention is however applicable to other turbomachines, for example industrial turbines.
  • CMC materials have good mechanical properties making them suitable for forming structural elements and advantageously retain these properties at high temperatures.
  • the implementation of CMC materials has advantageously made it possible to reduce the cooling flow to be imposed during operation and therefore to increase the performance of turbomachines.
  • the implementation of CMC materials advantageously makes it possible to reduce the mass of turbomachines and to reduce the hot expansion effect encountered with metal parts.
  • Documents FR 2 540 939, GB 2 480 766, EP 1 350 927, US 2014/0271145, US 2012/082540 and FR 2 955 898 are also known, which disclose turbine ring assemblies.
  • the ring sectors comprise an annular base whose inner face defines the inner face of the turbine ring and an outer face from which two legs extend radially, the ends of which are held between the two flanges of a metal ring support structure.
  • the integration of a CMC ring includes a radial support of the part partly ensured by one or more axial pins.
  • a CMC ring includes a radial support of the part partly ensured by one or more axial pins.
  • CMC ring sectors thus makes it possible to significantly reduce the ventilation required to cool the turbine ring, and therefore to increase efficiency. They also allow a weight saving because they are lighter than the metal alloys traditionally used.
  • CMC has a different mechanical behavior from a metallic material, its integration and the way of positioning it within the turbine had to be rethought. Indeed, CMC does not support shrink-fit assemblies (usually used for metal rings) and its thermal expansion is lower than that of a metallic material.
  • the radial support area between the pins and the top of the ring ears crossed by the pins is one of the sensitive areas of the technology, with high mechanical constraints. Significant partial damage is observed on a test bench. This phenomenon could be amplified during engine operation due to an inevitable tilting of the part. The most marked wear areas being close to the edges of the ring holes, such a tilting would lead to even more significant effects.
  • the main aim of the present invention is therefore to propose a turbine ring assembly which does not have the aforementioned drawbacks while having a reduced mass and further reducing the intensity of the mechanical constraints. to which the CMC ring sectors are subjected during turbine operation.
  • the solution of the present invention aims to reduce the risk of wear of the ears receiving the pins, in particular at the edges of the ear piercings.
  • a turbine ring assembly comprising a plurality of ring sectors made of ceramic matrix composite material forming a turbine ring, defining an axial direction and a radial direction, and a ring support structure held by a turbine casing, each ring sector comprising a base from which an upstream attachment lug and a downstream attachment lug extend radially outwards, axially spaced from one another, the ring support structure comprising an upstream radial flange and a downstream radial flange between which the upstream attachment lug and the downstream attachment lug of each ring sector are held, and the ring assembly comprising, for each ring sector, at least one pin and at least one passage axially passing through a downstream or upstream attachment lug over an axial length of the passage, said at least one pin cooperating with said at least one passage and one of the upstream or downstream radial flanges of the support structure. of ring.
  • the turbine ring assembly according to the invention is remarkable in particular in that the passage extends axially between an upstream end and a downstream end and is delimited by an internal surface extending over the axial length of the passage, and, according to a section plane comprising the axial direction, said at least one pin comprises an external, or peripheral, surface which has a flat support portion facing the internal surface of said passage crossed by the pin, said support portion of the peripheral surface of the pin facing the internal surface of the passage crossed by the pin extending axially over a length less than said axial length of the passage.
  • the solution of the present invention thus makes it possible to reduce the risk of wear of the passages crossed by a pin thanks to a specific geometry of the axial pins used.
  • the geometry of the pin according to the invention thus makes it possible to ensure that the support between the pin and the passage made in the CMC ring is not made on at least at least one edge of the passage but in the middle of the material of the CMC ring.
  • the invention makes it possible to ensure that the pin is not in contact with the edge of the hole forming the passage in the ring tab, but as much as possible with the middle of the hole in the axial direction.
  • the bearing portion of the peripheral surface of the pin preferably comprises an axial length of between 50% and 90% of the axial length of the passage.
  • the internal surface of the passage is flat.
  • a chamfer may extend between an axial end of the pin and said bearing portion of the peripheral surface of the pin, a portion of the chamfer being disposed facing the internal surface of the passage crossed by the pin.
  • said at least one pin may comprise at least one groove extending over the perimeter of the peripheral surface of the pin in a plane orthogonal to the axial direction, the groove(s) comprising a thickness in the axial direction and being positioned opposite one end of said passage through which the pin passes.
  • the pin comprises axial symmetry along an axis parallel to the axial direction, a first radius in a cutting plane perpendicular to the axial direction and intersecting the bearing surface of the pin, a second radius in a cutting plane perpendicular to the axial direction and intersecting the groove, and a third radius in a cutting plane perpendicular to the axial direction and intersecting the axial end of the pin located opposite the ring, the first radius being larger than the second radius, which is itself larger than the third radius.
  • the groove may comprise a semi-circular shape in a section plane comprising the axial direction and the radial direction.
  • the groove may comprise a trapezoidal shape in a section plane comprising the axial direction and the radial direction.
  • the pin may comprise axial symmetry along an axis parallel to the axial direction, a first radius in a cutting plane perpendicular to the axial direction and intersecting the support portion of the peripheral surface of the pin, a second radius in a cutting plane perpendicular to the axial direction and intersecting the groove, and a third radius in a cutting plane perpendicular to the axial direction and intersecting the axial end of the pin arranged opposite the ring, the first radius being larger than the second radius, which is itself larger than the third radius.
  • the ring assembly may comprise, for each ring sector, at least one downstream pin cooperating with the downstream attachment lug and the downstream radial flange of the support structure, and at least one upstream pin cooperating with the upstream attachment lug and the upstream radial flange.
  • the turbine ring assembly may comprise, for each ring sector, at least two pins, each pin passing transversely through the upstream attachment lug and the downstream attachment lug of the ring sector and the ring support to hold the ring sector and the ring support secured to each other.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising an assembly as defined above.
  • Figure 1 is a schematic sectional view along a plane including the axial direction and the radial direction of a turbine ring assembly according to the invention.
  • Figure 3 represents a schematic view of a pawn according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 6 represents a schematic view of a pawn according to a fifth embodiment of the invention.
  • Figure 7 represents a schematic view of a pawn according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 6 a downstream pin 50 according to a fifth embodiment.
  • the downstream pin 50 of the fifth embodiment differs from the fourth embodiment illustrated in FIG. 5 in that the grooves 508 and 509 comprise a semicircular profile in a cutting plane comprising the axial direction D A and the radial direction DR whereas in FIG. 5 the grooves 508 and 509 comprise a rectangular profile in the same cutting plane.
  • Figure 7 is illustrated a downstream pin 50 according to a sixth embodiment.
  • the downstream pin 50 of the sixth embodiment differs from the second embodiment of FIG. 3 in that the inner end 502 is smaller in the radial direction DR than the outer end 504, and in that the inner end 502 does not include a chamfer, but instead, a ramp 502c between the inner end 502 and the bearing surface 506 of the pin.
  • the upstream pins 40 may have the same conformation as the downstream pins 50.
  • the present invention thus proposes a turbine ring assembly making it possible to reduce the risk of wear of the ears of the attachment tabs of the ring receiving the pins, in particular at the edges of the ear holes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

L'invention concerne un ensemble (2) d'anneau de turbine doté d'un anneau de turbine (4) sectorisé en CMC et d'une structure de support d'anneau (6), chaque secteur (10) de l'anneau (4) comprenant une base (12) à partir de laquelle s'étendent radialement vers l'extérieur une patte d'accrochage amont (16) et une patte d'accrochage aval (14) espacées axialement, la structure de support (6) comportant une bride radiale amont (62) et une bride radiale aval (64) entre lesquelles sont maintenues les patte d'accrochage (14, 16) de chaque secteur (10), et l'ensemble (2) comprenant, pour chaque secteur (10), au moins un pion (50) et au moins un passage (140) traversant axialement une patte d'accrochage (14, 16) sur une longueur axiale (Ll) du passage (140). Au moins un pion (50) comprend une surface d'appui (506) plane en regard d'une surface interne (142) du passage (140) traversé par le pion (50), la surface d'appui (506) en regard de la surface interne (142) s'étendant axialement sur une longueur (L2) inférieure à la longueur axiale (Ll) du passage (140).

Description

Description
Titre de ('invention : Ensemble d'anneau de turbine à pions axiaux améliorés
Domaine Technique
L’invention concerne un ensemble d’anneau de turbine pour une turbomachine dans lequel l’ensemble comprend une pluralité de secteurs angulaires d’anneau en matériau composite à matrice céramique mis bout à bout pour former un anneau de turbine.
Le domaine d’application de l’invention est notamment celui des moteurs aéronautiques à turbine à gaz. L’invention est toutefois applicable à d’autres turbomachines, par exemple des turbines industrielles.
Technique antérieure
Dans le cas d’ensembles d’anneau de turbine entièrement métalliques, il est nécessaire de refroidir tous les éléments de l’ensemble et en particulier l’anneau de turbine qui est soumis aux flux les plus chauds. Ce refroidissement a un impact significatif sur la performance du moteur puisque le flux de refroidissement utilisé est prélevé sur le flux principal du moteur. En outre, l’utilisation de métal pour l’anneau de turbine limite les possibilités d’augmenter la température au niveau de la turbine, ce qui permettrait pourtant d’améliorer les performances des moteurs aéronautiques.
Afin de tenter de résoudre ces problèmes, il a été envisagé de réaliser des secteurs d’anneau de turbine en matériau composite à matrice céramique (CMC) afin de s’affranchir de la mise enà œuvre d’un matériau métallique.
Les matériaux CMC présentent de bonnes propriétés mécaniques les rendant aptes à constituer des éléments de structures et conservent avantageusement ces propriétés à températures élevées. La mise en œuvre de matériaux CMC a avantageusement permis de réduire le flux de refroidissement à imposer lors du fonctionnement et donc à augmenter la performance des turbomachines. En outre, la mise en œuvre de matériaux CMC permet avantageusement de diminuer la masse des turbomachines et de réduire l’effet de dilatation à chaud rencontré avec les pièces métalliques. On connaît par ailleurs les documents FR 2 540 939, GB 2 480 766, EP 1 350 927, US 2014/0271145, US 2012/082540 et FR 2 955 898 qui divulguent des ensembles d’anneau de turbine.
Les secteurs d'anneau comportent une base annulaire dont la face interne définit la face interne de l'anneau de turbine et une face externe à partir de laquelle s'étendent radialement deux pattes dont les extrémités sont maintenues entre les deux brides d'une structure métallique de support d'anneau.
L’intégration d’un anneau en CMC comprend un maintien radial de la pièce en partie assuré par un ou plusieurs pions axiaux. Dans le document connu FR 3 086 327, il y a quatre pions, deux en amont et deux en aval.
L’utilisation de secteurs d’anneau en CMC permet ainsi de réduire significativement la ventilation nécessaire au refroidissement de l’anneau de turbine, et donc d’augmenter le rendement. Ils permettent également un gain de masse car ils sont plus légers que les alliages métalliques traditionnellement utilisés.
Toutefois, le CMC ayant un comportement mécanique différent d’un matériau métallique, son intégration ainsi que la manière de le positionner au sein de la turbine ont dû être repensés. En effet, le CMC ne supporte pas les montages frettés (usuellement employés pour les anneaux métalliques) et sa dilation thermique est plus faible qu’un matériau métallique.
La zone d’appui radial entre les pions et le dessus des oreilles de l’anneau traversées par les pions est une des zones sensibles de la technologie, aux contraintes mécaniques élevées. On observe, sur un banc d’essais, des endommagements partiels significatifs. Ce phénomène pourrait être amplifié en fonctionnement moteur du fait d’une bascule inévitable de la pièce. Les zones d’usure les plus marquées étant proches des bords des trous de l’anneau, une telle bascule conduirait à des effets encore plus significatifs.
Exposé de l’invention
La présente invention a donc pour but principal de proposer un ensemble d’anneau de turbine qui ne présente pas les inconvénients précités tout en possédant une masse réduite et en réduisant d’autant plus l’intensité des contraintes mécaniques auxquelles les secteurs d’anneau en CMC sont soumis lors du fonctionnement de la turbine.
Plus particulièrement, la solution de la présente invention a pour but de réduire le risque d’usure des oreilles recevant les pions, notamment au niveau des bords des perçages des oreilles.
Ce but est atteint grâce à un ensemble d’anneau de turbine comprenant une pluralité de secteurs d’anneau en matériau composite à matrice céramique formant un anneau de turbine, définissant une direction axiale et une direction radiale, et une structure de support d’anneau maintenue par un carter de turbine, chaque secteur d’anneau comprenant une base à partir de laquelle s’étendent radialement vers l’extérieur une patte d’accrochage amont et une patte d’accrochage aval espacées axialement l’une de l’autre, la structure de support d’anneau comportant une bride radiale amont et une bride radiale aval entre lesquelles sont maintenues la patte d’accrochage amont et la patte d’accrochage aval de chaque secteur d’anneau, et l’ensemble d’anneau comprenant, pour chaque secteur d’anneau, au moins un pion et au moins un passage traversant axialement une patte d’accrochage aval ou amont sur une longueur axiale du passage, ledit au moins un pion coopérant avec ledit au moins un passage et l’une des brides radiales amont ou aval de la structure de support d’anneau.
L’ensemble d’anneau de turbine selon l’invention est remarquable notamment en ce que, le passage s’étend axialement entre une extrémité amont et une extrémité aval et est délimité par une surface interne s’étendant sur la longueur axiale du passage, et, selon un plan de coupe comportant la direction axiale, ledit au moins un pion comprend une surface externe, ou périphérique, qui présente une portion d’appui plane en regard de la surface interne dudit passage traversé par le pion, ladite portion d’appui de la surface périphérique du pion en regard de la surface interne du passage traversé par le pion s’étendant axialement sur une longueur inférieure à ladite longueur axiale du passage.
La solution de la présente invention permet ainsi de réduire le risque d’usure des passages traversés par un pion grâce à une géométrie spécifique des pions axiaux utilisés. La géométrie du pion selon l’invention permet ainsi de s’assurer que l’appui entre le pion et le passage réalisé dans l’anneau en CMC ne se fasse pas sur au moins un bord du passage mais bien au milieu de la matière de l’anneau en CMC. Autrement dit, l’invention permet de faire en sorte que le pion ne soit pas en appui avec l’arrête du trou formant le passage dans la patte de l’anneau, mais autant que possible avec le milieu de trou selon la direction axiale.
La portion d’appui de la surface périphérique du pion comprend de préférence une longueur axiale comprise entre 50% et 90% de la longueur axiale du passage.
De préférence, la surface interne du passage est plane.
De préférence également, la surface périphérique du pion est en appui contre la surface interne.
Selon un premier aspect de l’ensemble d’anneau de turbine, ledit au moins un pion peut comprendre deux extrémités axiales opposées, le pion comprenant un chanfrein sur au moins une extrémité axiale du pion.
De préférence, le chanfrein est tronconique.
Le chanfrein réalisé à une extrémité axiale, ou sur les deux, permet de faciliter l’insertion du pion dans les passages ou orifices correspondants.
Selon un deuxième aspect de l’ensemble d’anneau de turbine, un chanfrein peut s’étendre entre une extrémité axiale du pion et ladite portion d’appui de la surface périphérique du pion, une portion du chanfrein étant disposée en regard de la surface interne du passage traversé par le pion.
L’utilisation d’un chanfrein s’étendant de l’extrémité axiale du pion jusqu’à la surface d’appui du pion permet de simplifier la réalisation du pion tout en combinant un effet de simplification d’insertion du pion dans un passage et la prévention d’endommagement des bords du passage.
Selon un troisième aspect de l’ensemble d’anneau de turbine, ledit au moins un pion peut comprendre au moins une rainure s’étendant sur le périmètre de la surface périphérique du pion dans un plan orthogonal à la direction axiale, la (ou les) rainure(s) comprenant une épaisseur selon la direction axiale et étant positionnée(s) en regard d’une extrémité dudit passage que le pion traverse.
La rainure prévue en regard du bord d’un passage permet de fabriquer facilement des pions axiaux réduisant de manière significative le risque d’endommagement des bords de passage. De préférence, le pion comprend une symétrie axiale selon un axe parallèle à la direction axiale, un premier rayon dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale et coupant la surface d’appui du pion, un deuxième rayon dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale et coupant la rainure, et un troisième rayon dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale et coupant l’extrémité axiale du pion située en regard de l’anneau, le premier rayon étant plus grand que le deuxième rayon, qui est lui-même plus grand que le troisième rayon.
Selon un quatrième aspect de l’ensemble d’anneau de turbine, la rainure peut comprendre une forme semi-circulaire dans un plan de coupe comprenant la direction axiale et la direction radiale.
Dans une variante, la rainure peut comprendre une forme trapézoïdale dans un plan de coupe comprenant la direction axiale et la direction radiale.
Dans un autre mode de réalisation, le pion peut comprendre une symétrie axiale selon un axe parallèle à la direction axiale, un premier rayon dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale et coupant la portion d’appui de la surface périphérique du pion, un deuxième rayon dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale et coupant la rainure, et un troisième rayon dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale et coupant l’extrémité axiale du pion disposée en regard de l’anneau, le premier rayon étant plus grand que le deuxième rayon, qui est lui-même plus grand que le troisième rayon.
Selon un cinquième aspect de l’ensemble d’anneau de turbine, l’ensemble d’anneau peut comprendre, pour chaque secteur d’anneau, au moins un pion aval coopérant avec la patte d’accrochage aval et la bride radiale aval de la structure de support, et au moins un pion amont coopérant avec la patte d’accrochage amont et la bride radiale amont.
Dans une variante, l’ensemble d’anneau de turbine peut comprendre, pour chaque secteur d’anneau, au moins deux pions, chaque pion traversant transversalement la patte d’accrochage amont et la patte d’accrochage aval du secteur d’anneau et le support d’anneau pour maintenir le secteur d’anneau et le support d’anneau solidaires l’un de l’autre. L’invention a également pour objet une turbomachine comprenant un ensemble tel que défini précédemment.
Brève description des dessins
[Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique en coupe selon un plan comprenant la direction axiale et la direction radiale d’un ensemble d’anneau de turbine selon l’invention.
[Fig. 2] La figure 2 est un zoom de la figure 1 sur le pion aval 50.
[Fig. 3] La figure 3 représente une vue schématique d’un pion selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 4] La figure 4 représente une vue schématique d’un pion selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 5] La figure 5 représente une vue schématique d’un pion selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 6] La figure 6 représente une vue schématique d’un pion selon un cinquième mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 7] La figure 7 représente une vue schématique d’un pion selon un sixième mode de réalisation de l’invention.
Description des modes de réalisation
La figure 1 représente schématiquement un ensemble 2 d’anneau de turbine selon l’invention. La figure 1 est une vue en coupe selon un plan comprenant la direction radiale DR et la direction axiale DA.
Cet ensemble 2 comprend notamment un anneau de turbine 4 en matériau composite à matrice céramique (CMC) centré sur un axe longitudinal X-X, une structure métallique de support d'anneau 6 fixée à un carter de turbine non représentée pour plus de lisibilité. L'anneau de turbine 4 entoure un ensemble d’aubes de turbine non représentée.
Par la suite, dans tout le texte, les termes « amont » et « aval » sont utilisés en référence au sens d’écoulement du flux gazeux F au travers des aubes indiqué par une flèche. Par ailleurs, l'anneau de turbine 4 est formé d'une pluralité de secteurs angulaires d'anneau 10 qui sont mis bout à bout selon la direction circonférentielle pour former un anneau. Sur la figure 1, la flèche DA indique la direction axiale de l’anneau de turbine tandis que la flèche DR indique la direction radiale de l’anneau de turbine.
Chaque secteur angulaire d’anneau 10 présente une section sensiblement en forme de Pi (ou ÎT) inversé avec une base 12 munie d’une face interne 12a qui définit une portion angulaire de la face interne de l’anneau de turbine 4 et qui est typiquement munie d’une couche de revêtement abradable 13 faisant également office de barrière thermique et environnementale.
Deux pattes d’accrochage, une patte d’accrochage aval 14 et une patte d’accrochage amont 16, s’étendent radialement à partir de la face externe 12b de la base 12 opposée à la face interne 12a. Ces pattes d’accrochage 14 et 16 s’étendent sur toute la largeur de chaque secteur d’anneau 10 (dans le sens circonférentiel).
La structure de support d’anneau 6 comprend une virole 60 s’étendant autour de l’axe X-X, ainsi qu’une bride radiale amont 62 et une bride radiale aval 64 s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la virole 60. La bride radiale aval 64 comprend une portion d’attache 640 en saillie radiale de la virole 60, et la bride radiale amont 62 comprend une portion d’attache 620 en saillie radiale de la couronne 60, ainsi qu’un premier flasque amont 20 et un second flasque amont 22 fixé à la portion d’attache 620 en saillie radiale de la bride radiale amont 62 à l’aide de boulons 300 et d’écrous 302. Le premier flasque amont 20 est disposé en amont du second flasque amont 22. Les boulons 300 traversent axialement le premier flasque amont 20, le second flasque amont 22 et la portion d’attache 520 de la bride radiale amont 62.
La bride radiale amont 62 et la bride radiale aval 64 forment ainsi deux brides d’accrochage de l’anneau 4 disposées axialement entre la patte d’accrochage aval 14 et la patte d’accrochage amont 16 des secteurs d’anneau 10.
L’ensemble 2 d’anneau de turbine comprend en outre des pions amont 40 et des pions aval 50. Les pions amont 40 traversent le second flasque amont 22 de la bride radiale amont 62 ainsi que la patte amont 16 d’un secteur d’anneau 10. Les pions aval 50 traversent au moins partiellement la bride radiale aval 64, et plus particulièrement la portion d’attache 640 en saillie radiale, ainsi que la patte aval d’accrochage 14.
Sur la figure 2 est représenté un zoom de la figure 1 sur le pion aval 50.
Comme cela apparaît sur les figures 1 et 2, le pion aval 50 passe au travers d’un passage 140 de la patte d’accrochage aval 14 du secteur d’anneau 10. Le passage 140 s’étend axialement entre une extrémité amont 144 et une extrémité aval 146 et est délimité radialement par une surface interne 142 contre laquelle le pion est en appui et qui s’étend sur une longueur axiale L1.
Chaque pion aval 50 comprend une extrémité interne 502 et une extrémité externe 504. L’extrémité interne 502 est à l’intérieur de l’anneau 4, entre la patte d’accrochage aval 14 et la patte d’accrochage amont 16, et l’extrémité externe 504 est à l’extérieur de l’anneau 4, insérée dans une bride radiale de la structure de support d’anneau 6. L’extrémité externe 504 comprend un premier chanfrein 504a permettant son insertion dans un logement 642 prévu dans la portion d’attache 640 de la bride radiale aval 64.
L’extrémité interne 502 comprend un second chanfrein 502a arrondi s’étendant de l’extrémité interne 502 jusqu’à une surface d’appui 506 s’étendant parallèlement à la direction axiale Dx. La jonction entre le second chanfrein 502a et la surface d’appui 506 du pion aval 50 est disposée dans le passage 140 de la patte d’accrochage aval 14, en regard de la surface interne 142 du passage 140.
Ainsi, la surface d’appui 506 du pion aval 50 qui se trouve en appui contre la surface interne 142 du passage 140 de la patte d’accrochage aval 14 comprend une longueur axiale L2 inférieure à la longueur axiale L1 de la surface interne 142 du passage 140.
Sur la figure 3 est illustré un pion aval 50 selon un deuxième mode de réalisation.
Le pion aval 50 du deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation des figures 1 et 2 en plusieurs points.
Tout d’abord, le second chanfrein 502a ne s’étend pas jusqu’à l’intérieur du passage 140. Le pion aval 50 comprend en revanche une rainure 508 réalisée sur toute la périphérie du pion et disposée en regard de l’extrémité aval 146 du passage 140. Cette rainure 508 permet ainsi de s’assurer que la longueur axiale L2 de la surface d’appui 506 du pion 50 est inférieure à la longueur axiale L1 de la surface interne 142 du passage 140.
Sur la figure 4 est illustré un pion aval 50 selon un troisième mode de réalisation.
Le pion aval 50 du troisième mode de réalisation diffère du deuxième mode de réalisation la figure 3 en ce que la rainure 508 comprend un profil en forme de trapèze dans un plan de coupe comprenant la direction axiale DA et la direction radiale DR alors que sur la figure 3 la rainure 508 comprend un profil rectangulaire dans le même plan de coupe.
Le côté radialement interne du trapèze de la rainure 508 est plus petit que le côté radialement externe de la rainure, réduisant ainsi d’autant plus la longueur de la surface d’appui 506 du pion aval 50.
Dans ce troisième mode de réalisation, le pion 50 comprend une symétrie axiale selon un axe parallèle à la direction axiale DA, un premier rayon R1 dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale DA et coupant la surface d’appui 506 du pion 50, un deuxième rayon dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale DA et coupant la rainure 508, et un troisième rayon dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale DA et coupant l’extrémité axiale interne 502 du pion 50, le premier rayon R1 étant plus grand que le deuxième rayon R2, qui est lui- même plus grand que le troisième rayon R3.
Sur la figure 5 est illustré un pion aval 50 selon un quatrième mode de réalisation.
Le pion aval 50 du quatrième mode de réalisation diffère du deuxième mode de réalisation de la figure 3 en ce que le chanfrein 502a est encore un peu plus réduit, mais surtout en ce qu’il comprend une seconde rainure 509 réalisée sur toute la périphérie du pion et disposée en regard de l’extrémité amont 144 du passage 140.
Le pion aval de la figure 5 est présenté dans une configuration où le pion traverse non seulement la portion d’accrochage 640 de la bride radiale aval 64 et la patte d’accrochage 14 de l’anneau 4 mais également une bride supplémentaire 680 qui pourrait être une bride radiale supplémentaire de la structure de support d’anneau 6.
Sur la figure 6 est illustré un pion aval 50 selon un cinquième mode de réalisation. Le pion aval 50 du cinquième mode de réalisation diffère du quatrième mode de réalisation illustré sur la figure 5 en ce que les rainures 508 et 509 comprennent un profil en forme de demi-cercle dans un plan de coupe comprenant la direction axiale DA et la direction radiale DR alors que sur la figure 5 les rainures 508 et 509 comprennent un profil rectangulaire dans le même plan de coupe.
Sur la figure 7 est illustré un pion aval 50 selon un sixième mode de réalisation
Le pion aval 50 du sixième mode de réalisation diffère du deuxième mode de réalisation la figure 3 en ce que l’extrémité interne 502 est plus petite selon la direction radiale DR que l’extrémité externe 504, et en ce que l’extrémité interne 502 ne comprend pas de chanfrein, mais à la place, une rampe 502c entre l’extrémité interne 502 et la surface d’appui 506 du pion.
Le pion aval 50 du sixième mode de réalisation illustré sur la figure 7 comprend en outre une portion évidée 510 située entre la surface d’appui 506 du pion aval 50 et l’extrémité aval 504. La portion évidée 510 forme ainsi une seconde rampe entre la surface d’appui 506 du pion 50, la surface d’appui 506 est ainsi à distance de l’extrémité amont 144 et de l’extrémité aval 146 du passage 140.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, les pions amont 40 peuvent avoir la même conformation que les pions aval 50.
La présente invention propose ainsi un ensemble d’anneau de turbine permettant de réduire le risque d’usure des oreilles des pattes d’accrochage de l’anneau recevant les pions, notamment au niveau des bords des perçages des oreilles.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Ensemble (2) d'anneau de turbine comprenant une pluralité de secteurs d'anneau (10) en matériau composite à matrice céramique formant un anneau de turbine (4), définissant une direction axiale (DA) et une direction radiale (DR), et une structure de support d'anneau (6) maintenue par un carter de turbine, chaque secteur d'anneau (10) comprenant une base (12) à partir de laquelle s'étendent radialement vers l'extérieur une patte d'accrochage amont (16) et une patte d'accrochage aval (14) espacées axialement l'une de l'autre, la structure de support d'anneau (6) comportant une bride radiale amont (62) et une bride radiale aval (64) entre lesquelles sont maintenues la patte d'accrochage amont (16) et la patte d'accrochage aval (14) de chaque secteur d'anneau (10), et l'ensemble (2) d'anneau comprenant, pour chaque secteur d'anneau (10), au moins un pion (50) et au moins un passage (140) traversant axialement une patte d'accrochage aval (14) ou amont (16) sur une longueur axiale (Ll) du passage (140), ledit au moins un pion (50) coopérant avec ledit au moins un passage (140) et l'une des brides radiales amont ou aval (62, 64) de la structure de support d'anneau (6), caractérisé en ce que le passage (140) s'étend axialement entre une extrémité amont (144) et une extrémité aval (146) et est délimité par une surface interne (142) s'étendant sur la longueur axiale (Ll) du passage (140), et, selon un plan de coupe comportant la direction axiale (DA), ledit au moins un pion (50) comprend une surface périphérique qui présente une portion d'appui (506) plane en regard de la surface interne (142) dudit passage (140) traversé par le pion (50), ladite portion d'appui (506) de la surface périphérique du pion (50) en regard de la surface interne (142) du passage (140) traversé par le pion (50) s'étendant axialement sur une longueur axiale (L2) inférieure à ladite longueur axiale (Ll) du passage (140).
[Revendication 2] Ensemble (2) d'anneau de turbine selon la revendication 1, dans lequel la portion d'appui (506) de la surface périphérique du pion (50) comprend une longueur axiale (L2) comprise entre 50% et 90% de la longueur axiale (Ll) du passage (140).
[Revendication 3] Ensemble (2) d'anneau de turbine selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit au moins un pion (50) comprend deux extrémités axiales (502, 504) opposées, le pion (50) comprenant un chanfrein (502a), de préférence tronconique, sur au moins une extrémité axiale (502) du pion (50).
[Revendication 4] Ensemble (2) d'anneau de turbine selon la revendication 3, dans lequel un chanfrein (502a) s'étend entre une extrémité axiale (502) du pion (50) et ladite portion d'appui (506) de la surface périphérique du pion (50), une portion du chanfrein (502a) étant disposée en regard de la surface interne (142) du passage (140) traversé par le pion (50).
[Revendication 5] Ensemble (2) d'anneau de turbine selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit au moins un pion (50) comprend au moins une rainure (508, 509) s'étendant sur le périmètre de la surface périphérique du pion (50) dans un plan orthogonal à la direction axiale (DA), la (ou les) rainure(s) (508, 509) comprenant une épaisseur selon la direction axiale (DA) et étant position née(s) en regard d'une extrémité (144, 146) dudit passage (140) que le pion (50) traverse.
[Revendication 6] Ensemble (2) d'anneau de turbine selon la revendication 5, dans lequel la rainure (508, 509) comprend une forme semi-circulaire dans un plan de coupe comprenant la direction axiale (DA) et la direction radiale (DR).
[Revendication 7] Ensemble (2) d'anneau de turbine selon la revendication 5, dans lequel la rainure (508, 509) comprend une forme trapézoïdale dans un plan de coupe comprenant la direction axiale (DA) et la direction radiale (DR).
[Revendication 8] Ensemble (2) d'anneau de turbine selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel le pion (50) comprend une symétrie axiale selon un axe parallèle à la direction axiale (DA), un premier rayon (RI) dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale (DA) et coupant la portion d'appui (506) de la surface périphérique du pion (50), un deuxième rayon (R2) dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale (DA) et coupant la rainure (508), et un troisième rayon (R3) dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction axiale (DA) et coupant l'extrémité axiale (502) du pion disposée en regard de l'anneau, le premier rayon (RI) étant plus grand que le deuxième rayon (R2), qui est lui-même plus grand que le troisième rayon (R3).
[Revendication 9] Ensemble d'anneau de turbine selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant, pour chaque secteur d'anneau (10), au moins un pion aval (50) coopérant avec la patte d'accrochage aval (14) et la bride radiale aval (64) de la structure de support (6), et au moins un pion amont (40) coopérant avec la patte d'accrochage amont (16) et la bride radiale amont (62).
[Revendication 10] Ensemble d'anneau de turbine selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant, pour chaque secteur d'anneau (10), au moins deux pions, chaque pion traversant transversalement la patte d'accrochage amont (16) et la patte d'accrochage aval (14) du secteur d'anneau (10) et le support d'anneau (6) pour maintenir le secteur d'anneau (10) et le support d'anneau (6) solidaires l'un de l'autre.
[Revendication 11] Ensemble d'anneau de turbine selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la surface interne (142) du passage (140) est plane.
[Revendication 12] Turbomachine comprenant un ensemble (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
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