Brevet FR2675537A1 — publié le 19921023

AUBE EN COMPOSITE AVEC PLATES-FORMES SURMOULEES EN POLYURETHANE, POUR REDRESSEUR DE TURBOMACHINE La présente invention concerne les aubages fixes dirigeant les flux de gaz dans les compresseurs ou turbines des réacteurs, tels que les réacteurs pour avions. Elle s'applique, en particulier, aux aubes de redresseurs de sortie de la soufflante d'un turboréacteur à double-flux servant à la propulsion d'un avion. Dans les turboréacteurs multiflux, les aubes de redresseur de soufflante étaient le plus souvent fabriquées en alliage léger comportant une partie principale ou corps constituant la pale de guidage des gaz avec, à chaque extrémité, une plate-forme transversale en saillie, intégrée à la pale et généralement venue de forge, la plate-forme extérieure constituant l'élément de fixation (au moyen de boulons) de chaque aube fixe à l'intérieur du carter extérieur cylindrique du réacteur. La recherche d'un abaissement des masses et des coûts a conduit à une utilisation de plus en plus large des matériaux composites dans la conception des turbomachines et en premier lieu pour la réalisation des pièces fixes. Corrélativement de nouvelles techniques de mise en oeuvre ont été mises au point pour tenir compte des caractéristiques particulières de ces matériaux. C'est ainsi que les aubes de redresseurs sont actuellement faites en trois parties distinctes, assemblées par collage. La première partie constitue le corps de l'aube et est faite en matériau composite renforcé à base de fibres de carbone ou de kevlar. Les deux autres parties constituent les plates-formes d'extrémité et sont faites en matière plastique moulée. Chaque plate-forme présente une fente dans laquelle est enfoncée et collée chacune des extrémités de l'aube. La demande de brevet européen EP O 171 329 décrit un mode de réalisation d'une aube en matière composite équipée de plates-formes rapportées collées aux extrémités du corps principal de l'aube. Pour éviter la désolidarisation du corps principal d'avec la plate-forme extérieure en cas de décollage de ladite plate-forme, l'extrémité extérieure de l'aube présente en section transversale, une forme de coin. Une autre technique de réalisation est décrite dans le brevet GB 2 115 883. Dans ce cas, un manchon en élastomère est intercalé entre le profil et les plates-formes. De telles aubes toutefois sont vulnérables aux impacts de corps étrangers et l'on a observé plusieurs cas d'arrachement des pales de leur logement ou de cisaillement du profil au niveau du raccordement avec les plates-formes. Ceci est dû au fait que l'on a recherché essentiellement dans la technique actuelle à rigidifier les aubes. L'invention a pour but de remédier à ces défauts tout en conservant les avantages, notamment la légèreté, des aubes composites en plusieurs parties. L'invention a pour objet une aube radiale fixe pour redresseur de turboréacteur, destinée à être disposée entre une virole intérieure et un carter extérieur, et comportant un corps principal en matériau composite une plate-forme extérieure, en matière moulée, munie de moyens de fixation sur ledit carter, ladite plate-forme présentant une fente dans laquelle est encastrée l'extrémité extérieure du corps principal, et une plate-forme intérieure, en matière moulée présentant une fente dans laquelle est encastrée l'extrémité intérieure du corps principal, ladite aube étant caractérisée en ce que la plate-forme extérieure et la plate-forme intérieure sont réalisées en un matériau relativement souple et auto-adhésif, du type polyuréthane, par surmoulage des extrémités du corps principal et des moyens de fixation avec ledit matériau, de manière à obtenir une parfaite adhésion. De préférence, les plates-formes sont réalisées en polyuréthane A99R. L'emploi de polyuréthane A99R est déjà connu comme moyen de collage car il comporte de très grandes caractéristiques d'auto-adhésivité. De plus c'est un élastomère. Le fait de réaliser entièrement les plates-formes dans un matériau relativement souple, permet de donner à l'aube un meilleur comportement sous l'aspect des vibrations et tenue à l'ingestion de corps étrangers. L'auto-adhésivité du matériau utilisé permet de réaliser les plates-formes par surmoulage des extrémités de la pale et des inserts de fixation de la plate-forme extérieure et de diminuer ainsi les coûts de fabrication de 11 aube, et les risques d'extraction de la pale par décollage. Par rapport à l'état de la technique antérieure, la solution proposée par l'invention présente l'avantage d'assurer la fixation directe de l'aube au carter au moyen d'inserts noyés dans la plate-forme. La plate-forme est liée directement à la pale par adhésion du matériau polyuréthane surmoulé sans apport de colle. Le matériau de la plate-forme assure à la fois des fonctions structurales de résistance mécanique et d'assemblage tout en procurant des propriétés d'amortissement antivibratoire et de résistance aux impacts. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une aube de redresseur de l'art antérieur réalisée en trois pièces et, la figure 2 montre une aube de redresseur selon l'invention. On a représenté pour mémoire sur la figure 1 une aube radiale connue 1, réalisée en trois pièces, qui comprend un corps principal 2 ou pale en matériaux composites dont les extrémités 3 et 4 sont enfoncées et collées dans les fentes 5 prévues dans les plates-formes rapportées 6 et 7. Les plates-formes 6 et 7 sont réalisées par moulage d'un matériau plastique. La plate-forme supérieure 6 comporte de plus des moyens de fixation 8 de l'aube 1 sur le carter extérieur du réacteur, ces moyens de fixation 8 se présentant, par exemple, sous la forme d'alésages pour le passage de boulons de fixation. L'aube composite 1 selon l'invention, représentée sur la figure 2, est de configuration identique à l'aube de la figure 1. Cette aube 1 comporte un corps principal 2 en matériau composite stratifié hybride, par exemple, du type carbone/kevlar, et des plates-formes 6 et 7 en polyuréthane A99R obtenues par surmoulage des extrémités 3 et 4 du corps principal 2. Des inserts métalliques 9 servant à la fixation de l'aube 1 au carter extérieur du réacteur sont noyés dans la plate-forme extérieure 6 au moment du surmoulage de l'extrémité extérieure 5 de l'aube 1. Le surmoulage des extrémités 5 du corps principal 2 est réalisé, de manière connue, en positionnant le corps principal 2 et les inserts métalliques 9 dans un moule approprié, et en coulant le polyuréthane à une température avoisinant les 1000C. Du fait de l'adhésivité du polyuréthane, l'aube 1 est ainsi réalisée en une seule pièce. Cette méthode de fabrication de l'aube permet de réduire les coûts. De plus, le polyuréthane utilisé étant un matériau relativement souple, il n'y a plus de problème de rupture par cisaillement ou défaut de collage du corps principal 2 lors des impacts des corps étrangers, et on assure une réduction notable des phénomènes vibratoires dans l'aube 1. Il faut noter que les extrémités (3, 4) du corps principal 2 peuvent présenter sur leurs surfaces externes des irrégularités ou aspérités diverses qui, après l'opération de surmoulage, sont enrobées par le polyuréthane, ce qui améliore encore la liaison du corps principal 2 avec les plates-formes 6 et 7. L'aube 1 ainsi obtenue est destinée à être interposée entre un carter extérieur et une virole intérieure d'un étage de redresseur d'une turbomachine. REVENDICATIONS 1. Aube fixe pour redresseur de turboréacteur, destinée à être disposée entre une virole intérieure et un carter extérieur, et comportant : un corps principal (2) en matériaux composites une plate-forme extérieure (6) en matière moulée, muni de moyens de fixation (9) sur ledit carter, ladite plate-forme (6) présentant une fente (5) dans laquelle est encastrée l'extrémité extérieure (4) du corps principal (2) ; et une plate-forme intérieure (7), en matière moulée, présentant une fente (5) dans laquelle est encastrée l'extrémité intérieure (3) du corps principal (2), ladite aube étant caractérisée en ce que la plate-forme extérieure (6) et la plate-forme intérieure (7) sont réalisées en un matériau relativement souple et auto-adhésif du type polyuréthane par surmoulage des extrémités (3 et 4) du corps principal (2) et des moyens de fixation (9) avec ledit matériau de manière à obtenir une liaison parfaite par adhésion. 2. Aube fixe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les plates-formes (6, 7) sont réalisées en polyuréthane A99R. 3. Aube fixe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les extrémités (3 et 4) du corps principal (2) présentent sur leurs surfaces externes des irrégularités ou aspérités diverses.