Brevet FR3116298A1 — publié le 20220520

L'invention concerne un disque (22) pour roue mobile de module de turbomachine d’aéronef, le disque comportant une partie périphérique (24) pourvue de dents (26) s’étendant radialement en rapport à un axe central (2) du disque, les dents (26) délimitant entre elles des alvéoles (32) ouvertes radialement vers l’extérieur et destinées à recevoir des pieds d’aubes. Selon l’invention, au moins l’une des alvéoles (32) est pourvue d’une butée de rétention axiale d’aube (50) destinée à retenir axialement le pied d’une aube associée, la butée de rétention axiale (50) étant réalisée d’un seul tenant avec la partie périphérique (24) du disque. Figure pour l’abrégé : Figure 4. DISQUE POUR ROUE MOBILE DE MODULE DE TURBOMACHINE D’AERONEF, COMPRENANT UNE BUTEE DE RETENTION AXIALE D’AUBE INTEGREE AU DISQUE L’invention concerne le domaine des disques de roues mobiles de turbomachine d’aéronef, et traite en particulier des solutions pour retenir axialement les aubes logées dans des alvéoles du disque. L’invention s’applique à tout type de turbomachine d’aéronef, tel qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE L’arrêt en translation des aubes dans les alvéoles du disque est généralement assuré par des systèmes de butée rapportés de part et d’autre de ce disque. Ces systèmes de butée peuvent prendre différentes formes, comme un segment d’arrêt logé dans une gorge du disque, un flasque assemblé par crabotage sur le disque, etc. Un exemple de solution mettant en œuvre un anneau d’arrêt axial est connu du document FR 3 075 869 A1. Ces solutions historiques donnent satisfaction, mais elles restent néanmoins optimisables en matière de masse, puisqu’elles correspondent toutes à des pièces supplémentaires rapportées aux extrémités axiales débouchantes des alvéoles, généralement réalisées par brochage. Pour répondre à l’inconvénient mentionné ci-dessus, l’invention a pour tout d’abord pour objet un disque pour roue mobile de module de turbomachine d’aéronef, le disque comportant une partie périphérique pourvue de dents s’étendant radialement en rapport à un axe central du disque, les dents délimitant entre elles des alvéoles ouvertes radialement vers l’extérieur et destinées à recevoir des pieds d’aubes. Selon l’invention, au moins l’une des alvéoles est pourvue d’une butée de rétention axiale d’aube destinée à retenir axialement le pied d’une aube associée, la butée de rétention axiale étant réalisée d’un seul tenant avec la partie périphérique du disque. Ainsi, l’invention rompt drastiquement avec les solutions conventionnelles visant à rapporter des pièces pour la rétention axiale des aubes. En effet, l’invention prévoit à présent d’intégrer directement, dans la géométrie du disque, une ou plusieurs butées de rétention axiale d’aube. Il en découle avantageusement un gain de masse. L’invention comporte de préférence au moins l’une quelconque des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. Préférentiellement, chaque alvéole d’une pluralité d’alvéoles, et de préférence de la totalité d’entre elles, est pourvue d’une butée de rétention axiale d’aube destinée à retenir axialement le pied d’une aube associée, toutes les butées de rétention axiale étant réalisées d’un seul tenant avec la partie périphérique du disque. De préférence, chaque butée de rétention axiale se raccorde sur chacune des deux dents qui délimitent son alvéole associée, et se raccorde également de préférence sur le fond de cette alvéole. De préférence, chaque butée de rétention axiale s’étend radialement sur une hauteur inférieure à celle des deux dents qui délimitent son alvéole associée, la hauteur de chaque butée de rétention axiale étant préférentiellement supérieure ou égale à 3 mm. De préférence, chaque butée de rétention axiale présente une épaisseur supérieure ou égale à 2 mm. De préférence, chaque butée de rétention axiale présente au moins un orifice de passage d’air de refroidissement. L’invention a également pour objet une roue mobile pour module de turbomachine d’aéronef, comprenant un disque tel que décrit ci-dessus, ainsi qu’une pluralité d’aubes dont les pieds sont respectivement logés dans les alvéoles du disque. L’invention a aussi pour objet un module de turbomachine d’aéronef, comprenant au moins une telle roue mobile, le module étant un compresseur ou une turbine. L’invention a également pour objet une turbomachine d’aéronef comprenant au moins un tel module, la turbomachine étant préférentiellement un turboréacteur. Enfin, l’invention a également pour objet un procédé de fabrication du disque de roue mobile décrit ci-dessus, les alvéoles du disque étant réalisées par fraisage de la partie périphérique du disque, de manière à laisser apparaître la/les butées de rétention axiale. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; est une vue schématique en coupe axiale d’un turboréacteur à double flux et à double corps selon l’invention ; représente une vue en demi-coupe axiale partielle d’une roue mobile de compresseur ou de turbine du turboréacteur montré sur la figure précédente, selon un mode de réalisation préféré de l’invention ; représente une vue en coupe prise selon la ligne III-III de la ; représente une vue en perspective d’une partie périphérique du disque équipant la roue montrée sur les figures 2 et 3 ; est une vue axiale de la partie périphérique du disque montrée sur la ; et est une vue en perspective similaire à celle de la , avec le disque se présentant sous la forme d’un autre mode de réalisation préféré de l’invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS En référence tout d’abord à la , il est représenté une turbomachine 1 d’aéronef, selon un mode de réalisation préféré de l’invention. Il s’agit ici d’un turboréacteur à double flux et à double corps. Néanmoins, il pourrait s’agir d’une turbomachine d’un autre type, par exemple d’un turbopropulseur, sans sortir du cadre de l’invention. Le turboréacteur 1 présente un axe central longitudinal 2 autour duquel s’étendent ses différents composants. Elle comprend, d’amont en aval selon une direction principale 5 d’écoulement des gaz à travers ce turboréacteur, une soufflante 3, un compresseur basse pression 4, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 11, une turbine haute pression 7 et une turbine basse pression 8. De manière conventionnelle, après avoir traversé la soufflante, l’air se divise en un flux primaire central 12a et un flux secondaire 12b qui entoure le flux primaire. Le flux primaire 12a s’écoule dans une veine principale 14a de circulation des gaz traversant les compresseurs 4, 6, la chambre de combustion 11 et les turbines 7, 8. Le flux secondaire 12b s’écoule quant à lui dans une veine secondaire 14b délimitée radialement vers l’extérieur par un carter moteur, entouré d’une nacelle 9. Les compresseurs 4, 6 et les turbines 7, 8 sont réalisés par l’alternance de roues mobiles, dites roues de rotor, et de roues fixes, dites roues de stator. L’invention porte sur la conception des roues mobiles, dont un mode de réalisation préféré a été représenté sur la . Cette conception peut être adoptée pour l’une ou pour plusieurs roues mobiles d’au moins l’un quelconque des quatre modules 4, 6, 7, 8. La roue mobile 20 de la comporte un disque 22, présentant un axe central 2 correspondant à l’axe central longitudinal du turboréacteur. Cet axe 2 correspond également à l’axe sur lequel est centrée la roue mobile 20. La partie périphérique 24 du disque 22 est pourvue de dents 26 s’étendant vers l’extérieur selon une direction radiale 30a de la roue 20. Les dents 26, dont une seule est visible sur la , sont ainsi espacées les unes des autres selon une direction circonférentielle 30b de la roue 20. Les dents 26 délimitent entre elles des alvéoles 32 ouvertes radialement vers l’extérieur, et recevant des aubes 34 complétant la roue mobile 20. Chaque alvéole 32 s’étend de préférence parallèlement ou sensiblement parallèlement à une direction axiale 30c de la roue 20, cette direction axiale étant parallèle à l’axe 2. Sur la , une aube 34 est partiellement visible derrière la dent 26, tandis que seule une partie d’un pied 36 d’une autre aube 34, logée dans l’alvéole 32, a été représentée. De manière conventionnelle, chaque aube 34 comporte, dans la direction radiale 30a en allant de l’intérieur vers l’extérieur, le pied d’aube 36, une échasse 38, une plateforme 40, et une pale 42 constituant la partie aérodynamique de l’aube. Comme cela est visible sur la , le pied d’aube 36 présente une forme extérieure dite « en sapin » ou « en bulbe », permettant son insertion dans son alvéole associée 32 du disque 22. L’échasse 38 présente habituellement une épaisseur réduite selon la direction circonférentielle 30b, tandis que la plateforme 40 s’étend de part et d’autre de l’échasse 38 selon cette même direction circonférentielle 30b, comme visible sur la . De retour à cette , il est noté qu’avec sa surface extérieure 39, la plateforme 40 des aubes 34 délimite radialement vers l’intérieur la veine principale 14a. Sous cette plateforme 40, dans la zone amont du disque 22, ce dernier est équipé d’un système 42 de rétention axiale des aubes. Ce système 42, également dénommé système d’arrêt axial, se trouve agencé en regard d’une extrémité amont débouchante 44a de l’alvéole 32. Par conséquent, le système 42 empêche, par butée, la sortie des aubes vers l’amont. Il est noté que le système de rétention 42 peut adopter toute forme connue de l’art antérieur, comme un flasque assemblé par crabotage sur les dents 26 du disque 22. Du côté de la zone aval du disque, les moyens pour assurer la rétention axiale des aubes 34, et éviter que celles-ci ne s’échappent des alvéoles 32 vers l’aval, sont spécifiques à la présente invention. Ils consistent à prévoir, pour une ou plusieurs alvéoles 32, et de préférence pour la totalité d’entre elles, une butée de rétention axiale 50 réalisée d’un seul tenant avec la partie périphérique 24 du disque. En d’autres termes, les butées 50 sont réalisées d’une seule pièce avec toute la partie périphérique 24, incluant les dents 26, et de préférence réalisées d’une seule pièce avec tout le disque 20, excepté son système d’arrêt axial rapporté 42. Cette conception à butée intégrée permet avantageusement de réduire la masse globale du disque 22. Les figures 4 et 5 représentent l’une des butées de rétention axiale 50, associée à l’une des alvéoles 32. Cette conception de la butée 50 est préférentiellement reproduite de manière identique ou similaire dans chacune des alvéoles 32 du disque 22. La butée de rétention axiale 50, également dénommée butée d’arrêt axial, se présente sous la forme d’une paroi agencée à une extrémité aval 44b de l’alvéole 32. Par sa présence, la butée 50 assure une obturation préférentiellement partielle de cette extrémité aval 44b de l’alvéole 32. En effet, la butée 50 présente un chant radialement externe libre 52a, à l’opposé duquel se trouve un chant radialement interne 52b qui se raccorde sur le fond 54 de l’alvéole 32. Les deux chants circonférentiels 52c de cette butée 50 se raccordent respectivement sur les deux dents 26 délimitant l’alvéole associée 32. En d’autres termes, dans ce mode de réalisation préféré de l’invention, tout le contour de la butée 50 se fond dans la matière de la partie périphérique 24, à l’exception du chant radialement externe libre 52a. La butée 50 s’étend radialement sur une hauteur H1 qui est préférentiellement inférieure à la hauteur radiale H2 des dents 26. Cette hauteur H1 de la butée 50 peut être au minimum de 3 mm, et correspond de préférence à environ 20 à 70% de la hauteur H2 des dents 26. L’épaisseur E de la butée 50 est quant à elle déterminée de manière à assurer une tenue mécanique suffisante pour garantir la rétention axiale de l’aube dans la direction aval, et sa valeur est de préférence supérieure ou égale à 2 mm. Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, représenté sur la , la butée de rétention axiale 50 présente au moins un orifice 56 de passage d’air de refroidissement. Sur cette figure, l’orifice 56 a été représenté au niveau du chant radialement interne 52b de la butée 50, mais son emplacement peut bien évidemment être différent. L’objectif de cet orifice 56 et de permettre à de l’air de pénétrer dans l’alvéole 32, entre son fond 54 et le pied d’aube 36, de manière à refroidir l’interface aube/disque. La superficie de cet orifice 56 est déterminée en fonction du débit d’air de refroidissement souhaité. De préférence, elle n’excède pas 50% de la surface de la butée de rétention 50 que traverse cet orifice 56. La fabrication du disque 22 intégrant les butées 50 peut être envisagée par toute technique connue de fabrication additive. Mais préférentiellement, un disque avec une partie périphérique pleine est d’abord obtenu de manière conventionnelle, par exemple par moulage / forgeage. Ce disque, dans un état intermédiaire, ne présente donc ni les dents 26, ni les alvéoles 32. Celles-ci sont réalisées dans un second temps par usinage de matière à la périphérie du disque. Les techniques d’usinage à disposition permettent effectivement d’envisager la création de géométries complexes telles que celles des dents 26 et des alvéoles 32, tout en laissant subsister la matière requise pour la formation des butées 50 aux extrémités aval de ces alvéoles 32. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite, uniquement à titre d’exemples non limitatifs et dont la portée est définie par les revendications annexées. En particulier, les butées de rétention axiale 50 spécifiques à l’invention pourraient alternativement être prévues du côté amont du disque 22, sans sortir du cadre de l’invention. Disque (22) pour roue mobile (20) de module de turbomachine d’aéronef (1), le disque comportant une partie périphérique (24) pourvue de dents (26) s’étendant radialement en rapport à un axe central (2) du disque, les dents (26) délimitant entre elles des alvéoles (32) ouvertes radialement vers l’extérieur et destinées à recevoir des pieds d’aubes (36), - caractérisé en ce qu’au moins l’une des alvéoles (32) est pourvue d’une butée de rétention axiale d’aube (50) destinée à retenir axialement le pied (36) d’une aube associée (34), la butée de rétention axiale (50) étant réalisée d’un seul tenant avec la partie périphérique (24) du disque. Disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque alvéole (32) d’une pluralité d’alvéoles, et de préférence de la totalité d’entre elles, est pourvue d’une butée de rétention axiale d’aube (50) destinée à retenir axialement le pied (36) d’une aube associée (34), toutes les butées de rétention axiale (50) étant réalisées d’un seul tenant avec la partie périphérique (24) du disque. Disque selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque butée de rétention axiale (50) se raccorde sur chacune des deux dents (26) qui délimitent son alvéole associée (32), et se raccorde également de préférence sur le fond (54) de cette alvéole (32). Disque selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque butée de rétention axiale (50) s’étend radialement sur une hauteur (H1) inférieure à celle des deux dents (26) qui délimitent son alvéole associée (32), la hauteur (H1) de chaque butée de rétention axiale (50) étant préférentiellement supérieure ou égale à 3 mm. Disque selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque butée de rétention axiale (50) présente une épaisseur (E) supérieure ou égale à 2 mm. Disque selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque butée de rétention axiale (50) présente au moins un orifice (56) de passage d’air de refroidissement. Roue mobile (20) pour module de turbomachine d’aéronef (1), comprenant un disque (22) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ainsi qu’une pluralité d’aubes (34) dont les pieds (36) sont respectivement logés dans les alvéoles (32) du disque (22). Module (4, 6, 7, 8) de turbomachine d’aéronef (1), comprenant au moins une roue mobile (20) selon la revendication 7, le module étant un compresseur (4, 6) ou une turbine (7, 8). Turbomachine d’aéronef (1) comprenant au moins un module (4, 6, 7, 8) selon la revendication 8, la turbomachine étant préférentiellement un turboréacteur. Procédé de fabrication d’un disque (22) de roue mobile (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les alvéoles (32) sont réalisées par fraisage de la partie périphérique (24) du disque (22), de manière à laisser apparaître la/les butées de rétention axiale (50).