Brevet FR2008228A1 — publié le 19700116

La présente invention a pour objet un procédé pour la fabrication d'une aube à profil d'aile telle que, par exemple, une aube pour rotor de compresseur de moteur à turbine à gaz. Selon l'invention, il est prévu un procédé de fabrication d'une aube à 5 profil d'aile, comportant le positionnement d'une paire d'éléments laminaires, de telle sorte qu'un espace soit ménagé entre eux, les côtés opposés du profil de l'aube étant respectivement constitués par lesdits éléments laminaires; l'introduction d'un matériau fibreux dans ledit espace ; et la mise en forme de l'ensemble constitué par les éléments laminaires et le matériau fibreux, de manière à obte-10 nir une aube â profil d'aile. Chacun desdits éléments laminaires est, de préférence, renforcé par un matériau fibreux. Ce renforcement de chacun des éléments laminaires peut être réalisé au moyen de fibres, disposées de manière à présenter la texture d'un tissu croisé. Par ailleurs, chacun des éléments laminaires peut être initialement mou-15 lé sur un gabarit, et recevoir ensuite un enroulement de matériau fibreux. Un élément de remplissage peut être disposé, en permanence ou temporairement, dans l'espace ménagé entre les éléments laminaires. L'élément de remplissage peut être choisi de telle sorte qu'il puisse être initialement disposé dans ledit espace, et éliminé ultérieurement par fusion. 20 En variante, l'élément de remplissage peut être conservé dans ledit es pace, auquel cas il peut être constitué par un matériau à structure mousseuse ou alvéolaire. Lesdits éléments laminaires peuvent être disposés entre les parties d'un moule, le matériau fibreux étant introduit ensuite dans l'espace ménagé entre ces 25 éléments laminaires, et l'aube étant finalement formée par moulage dans ledit " moule de l'ensemble constitué par lesdits éléments annulaires et ledit matériau fibreux. En variante, ou en outre, le matériau fibreux peut être imprégné d'une résine, assujettissant les éléments laminaires l'un à l'autre. 30 Un certain nombre de paires d'éléments laminaires peuvent être montées sur un élément rotatif commun, de telle sorte que les espaces ménagés entre ces paires soient alignés, et un matériau fibreux peut être enroulé dans ces espaces alignés. De préférence, les parties correspondant & la plateforme et/ou à la ra-35 cine de l'aube, sont reliées au reste de l'aube, au cours de la formation de cette 69 14832 2008228 dernière. Le matériau fibreux peut être constitué par un matériau carbonifère, ou par une fibre recouverte de métal, tandis que les éléments laminaires peuvent être réalisés soit en métal, soit avec une matière plastique telle qu'une résine 5 époxy. L'invention comprend également une aube à profil d'aile, réalisée par la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. L'invention est illustrée, à titre de simple exemple, par les dessins annexés, qui représentent : 10 - figure 1, une vue schématique, en perspective, d'une aube à profil d'aile formée par le procédé de la présente invention ; - figure 2, une vue schématique d'un moule ou porte-pièce, dans lequel l'aube de la figure 1 peut être réalisée ; - figure 3, une vue schématique en coupe, prise suivant la ligne 3-3 15 de la figure 2, et montrant les parties constitutives de l'aube assemblées dans le moule ou le porte-pièce ; - figure 4, le schéma du mode de formation d'une pluralité d'aubes, cha^ cune étant constituée par un ensemble tel que représenté figure 3 ; et - figure 5, une vue similaire à cell'e de la figure 3, mais relative à une 20 modification. La figure 1 représente une aube 10, à profil d'aile, pour rotor de compresseur de moteur à turbine à gaz, cette aube comportant une plateforme 11, une racine 12, et un profil d'aube 13, s'étendant circonférentiellement. L'aube représentée figure 1, est formée dans un moule 14, (figures 2 et 3) 25 constitué par des éléments 15, 16. L'aube est formée à partir d'une paire d'éléments laminaires 20, 21, (figure 3) qui sont montés dans le moulé 14, de telle sorte qu'un espace 22 soit ménagé entre eux. Dans l'espace 22, est disposé un élément de remplissage 23, pouvant se dissoudre, constitué, par exemple, par de la cire, qui est séparé des éléments laminaires 20, 21, par des espaces respectifs 24, 30 25. Les éléments 15, 16, du moule, présentent des cavités 26, 27, de section pratiquement triangulaire, dans lesquelles viennent se loger les parties de forme correspondante, 30, 31, respectivement, qui seront finalement - moulées avec le reste de l'aube, de manière à former la plateforme 11. 35 Les éléments laminaires 20, 21, peuvent être réalisés en métal, mais ils 69 14832 2008228 seront faits, de préférence, avec une résine synthétique, époxy ou autre, renforcée par des fibres. Les fibres de renforcement peuvent être des fibres recouvertes de métal, mais on préférera une fibre carbonifère, formée à partir de po-lyacrylonitrile. 5 Chacun des éléments laminaires 20, 21, peut, par exemple, être initia lement moulé sur un gabarit (non représenté), et recevoir ensuite un enroulement de fibres carbonifères ou autres, par exemple, de telle sorte que l'on obtienne une texture semblable à celle d'un tissu croisé, ainsi que le montre la figure 1 . Cette opération peut être effectuée en enroulant une couche 32 de fibres sur 10 l'un des cotés de l'élément laminaire, puis en retournant cet élément laminaire, et en enroulant une autre couche de fibres, de telle sorte que celles-ci forment un angle d'environ 90°, par rapport aux fibres de la première couche. Un certain nombre d'assemblages, tels que celui représenté sur la figure 3, sont montés, ainsi que le montre la figure 4, sur un élément rotatif commun 34 15 de forme hexagonale, de manière telle que les espaces 22 entre ces assemblages, soient alignés, Une certaine longueur de fibre de polyacrylonitrile 35, traverse un four 36, dans lequel elle est soumise à un traitement thermique, qui graphitise cette fibre, de manière à la rendre très résistante. Cette fibre passe ensuite sur un galet 37, puis traverse un distributeur compte-gouttes, qui l'imprègne avec 20 uns résine synthétique. La fibre imprégnée est ensuite introduite successivement dans les différents espaces alignés 22, jusqu'à ce que ceux-ci soient remplis, la résine d'imprégnation reliant entre eux les éléments laminaires, et les autres parties de chacun desdits assemblages. Les fibres situées entre les différents moules 14, placés sur l'élément ro-25 , tatif 34, sorit ensuite retranchées, et les éléments composants, contenus dans chacun de ces moules 14, sont soumis au moulage. 5 H résulte de ce qui précède, que les éléments laminaires 20, 21, les fi- bres 35 et les éléments 30, 31, sont tous reliés entre eux, et constituent une aube à profil d'aile 10, tandis que les éléments laminaires 20, 21, forment les cô-30 fés opposés du profil d'aube 13. L'élément de remplissage 23 disparaft par fusion, au cours du moulage précité. En variante, les mouies 14 peuvent être remplacés par des porte-pièces de construction similaire, la résine d'imprégnation étant destinée â effectuer Fa liaison nécessaire entre les différentes parties de l'aube. 69 14832 2008228 En variante encore, l'élément de remplissage 23 peut être remplacé par un élément constitué d'un matériau à structure mousseuse ou alvéolaire (non représenté) subsistant à l'intérieur de l'aube, après la formation finale de celle-ci. Si on le désire, la racine 12 peut être entaillée après formation de l'au-5 be, de manière a pourvoir cette racine d'une série de queues, ou bien de telles queues peuvent être moulées en même temps que ladite racine. En variante, la racine 12 peut être formée en queue d'aronde. Ainsi, comme le montre la figure 5, les parties 30 représentées sur la figure 3, peuvent être remplacées par des parties 41, comportant chacune une plateforme 42, et 10 une racine cunéiforme 43. La disposition particulière des fibres 32, 33, dans l'aube 10, dépendra des charges auxquelles cette aube sera soumise. C'est ainsi, par exemple, qu'une seule des couches de fibres 32, 33 pourra être nécessaire. On remarquera que les fibres 35, disposées à l'intérieur de l'aube, s'é-15 tendent longitudinoaiement d'un bout à l'autre de celle-ci, depuis la racine, de telle sorte qu'elles sont bien appropriées pour supporter les charges auxquelles cette aube sera soumise . Si on le désire, les bords d'attaque et de fuite de l'aube peuvent être renforcés par des fibres . 20 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la descriptibru qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de métier. 69 14832 5 2008228 revendications 1 . Procédé de fabrication d'une aube à profil d'aile, caractérisé en ce que l'on effectue le positionnement d'une paire d'éléments laminaires, de telle sorte qu'un espace soit ménagé entre eux, les côtés opposés du profil d'aube étant respectivement constitués par lesdits éléments laminaires ; l'introduction 5 d'un matériau fibreux dans ledit espace ; et la mise en forme de l'ensemble constitué par les éléments laminaires et le matériau fibreux, de manière à obtenir une aube à profil d'aile. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des dits éléments laminaires est renforcé par un matériau fibreux. 10 3.Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fibres renforçant chacun des éléments laminaires, forment une contexture de tissu croisé. 4.Procédé selon les revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que chacun des éléments laminaires est initialement moulé sur un gabarit, et reçoit ensuite un enroulement de matériau fibreux. 15 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca ractérisé en ce qu'un élément de remplissage est disposé, de manière permanente ou temporaire, dans l'espace situé entre les éléments laminaires. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de remplissage peut fondre, et qu'après avoir été initialement disposé dans l'espa-20 ce situé entre les éléments laminaires, il peut ensuite disparaître par fusion. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de remplissage est conservé en permanence dans l'espace situé entre les éléments laminaires, et est constitué par un matériau à structure mousseuse ou alvéolaire. 8. Procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, ca-25 ractérisé en ce que lesdits éléments laminaires sont positionnés entre les parties constituantes d'un moule en ce que le matériau fibreux est introduit ensuite dans l'espace ménagé entre ces éléments laminaires, et en ce que l'aube est finalement formée par moulage dans ledit moule de l'ensemble constitué par les éléments laminaires et le matériau fibreux. 30 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca ractérisé en ce que le matériau fibreux est imprégné d'une résine, la résine d'imprégnation reliant l'un à l'autre les éléments laminaires. 10. Procédé selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que plu 69 14832 2008228 sieurs paires d'éléments laminaires sont montées sur un élément rotatif commun, de telle sorte que les espaces situés entre les éléments laminaires soient alignés, le matériau fibreux s'enroulant dans ces espaces alignés. 11 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca 5 ractérisé en ce que les parties correspondantes à la plateforme et/ou à la racine de l'aube, sont montées dans le moute,etsont reliées au reste de l'aube au cours de la formation de cette dernière. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca ractérisé en ce que le matériau fibreux est un matériau carbonifère.