Brevet FR3144768A1 — publié le 20240712

Procédé de fabrication d’une pièce de turbine à haute pression, comprenant les étapes suivantes : ménager au moins un trou taraudé (1) débouchant entre une cavité interne de la pièce et une face externe de la pièce, tous les trous taraudés (1) présentant le même diamètre interne, contrôler le diamètre de tous les trous taraudés (1) avec un même outil, usiner un axe fileté (4) pour chaque trou taraudé (1) de la pièce, les axes filetés (4) présentant un perçage axial (5) et un filetage externe, le filetage des trous taraudés (1) étant adapté au filetage externe des axes filetés (4), visser un axe fileté (4) dans chaque trou taraudé (1). Figure pour l’abrégé : [Fig 3] Procédé de fabrication d’une pièce de turbine à haute pression à refroidissement par film d’air L’invention a pour domaine technique le refroidissement des turbines à haute pression, et plus particulièrement le refroidissement par film d’air de telles turbines. Techniques antérieures Les turbines à haute pression sont refroidies par un circuit de ventilation interne afin d’en améliorer la durée de vie. Le refroidissement est réalisé par l’intermédiaire d’un circuit de ventilation interne, sous la forme de perçages ménagés dans une surface externe des distributeurs et aubes en communication avec une cavité interne. Ces perçages permettent de générer un effet de refroidissement par film d’air (« film cooling » en langue anglaise) en retenant de l’air plus frais que les gaz environnants et de l’interposer entre la paroi et les gaz environnants, afin de créer un film à plus basse température. Cependant le contrôle de ces perçages de petits diamètres est une opération longue à réaliser. En effet, chaque perçage doit être inspecté et contrôlé par pigeage, c’est-à-dire en insérant une tige calibrée dite pige, dans chaque perçage. Il existe un besoin pour un procédé de fabrication plus efficace en temps. Un objet de l’invention est un procédé de fabrication d’une pièce de turbine à haute pression, comprenant les étapes suivantes : ménager au moins un trou taraudé entre une cavité interne de la pièce et une face externe de la pièce, tous les trous taraudés présentant le même diamètre interne, contrôler le diamètre de tous les trous taraudés avec un même outil, usiner un axe fileté pour chaque trou taraudé de la pièce, les axe filetés présentant un perçage axial et un filetage externe, le filetage des trous taraudés étant adapté au filetage externe des axes filetés, visser un axe fileté dans chaque trou taraudé. Le trou taraudé peut être muni d’un chanfrein en entrée et/ou en sortie. L’axe fileté peut présenter une longueur inférieure à la longueur du trou taraudé, l’axe fileté étant vissé de sorte à être intégralement compris dans le trou taraudé. Le perçage axial dans chaque axe fileté peut présenter un diamètre interne prédéfini en fonction de la position dans la pièce du trou taraudé dans lequel ledit axe fileté est vissé. La pièce peut être une aube de turbine ou un distributeur de turbine. Un autre objet de l’invention est une roue à aubes de turbine comprenant au moins un trou taraudé entre une face externe d’une pale d’aube et une cavité interne, un axe fileté comprenant un perçage axial et un filetage externe, un axe fileté étant vissé dans chaque trou taraudé, le filetage des trous taraudés étant adapté au filetage externe des axes filetés. Chaque axe fileté d’une roue à aube telle que décrit ci-dessus peut être percé axialement à un diamètre prédéfini en fonction de sa position dans l’aube. L’invention a également pour objet un distributeur de turbine comprenant au moins un trou taraudé entre une cloison externe et une cloison interne du distributeur, la cloison interne étant comprise dans une cavité interne, un axe fileté comprenant un perçage axial et un filetage externe, un axe fileté étant vissé dans chaque trou taraudé, le filetage des trous taraudés étant adapté au filetage externe des axes filetés. Chaque axe fileté d’un distributeur tel que décrit ci-dessus est percé axialement à un diamètre prédéfini en fonction de sa position dans le distributeur. L’invention a aussi pour objet un aéronef muni d’une turbine à haute pression comprenant une roue à aubes telle que décrite ci-dessus et/ou un distributeur de turbine tel que décrit également ci-dessus. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure illustre un trou taraudé selon l’invention, - la figure illustre un axe fileté selon l’invention, et - la figure illustre l’assemblage d’un trou taraudé et d’un axe fileté. Description détaillée Le procédé de fabrication selon l’invention consiste à former au moins un trou taraudé mettant en relation une cavité interne et une face externe d’une pièce, roue à aubes ou distributeur de turbine à haute pression puis à visser un axe fileté dans chaque trou taraudé. Chaque axe fileté est muni d’un perçage axial, afin de former un canal au diamètre contrôlé similaire au canal obtenu avec un perçage selon l’état de l’art. Une pièce de turbine ainsi munie d’un trou taraudé et d’un axe fileté peut être refroidie par l’intermédiaire d’un film d’air généré par l’air provenant de la cavité interne et traversant l’axe fileté. Chaque axe fileté présente un filetage externe. Dans le cas d’une roue à aubes, chaque trou taraudé est ménagé entre la surface externe d’une pale d’une aube et une cavité interne. Dans le cas d’un distributeur, chaque trou taraudé est ménagé de part et d’autre d’une cloison du distributeur. La cloison externe du distributeur est en contact direct avec les gaz chauds entrainant la turbine. La cloison interne du distributeur est comprise dans la cavité interne et le circuit de refroidissement ventilé interne du distributeur. Chaque trou taraudé est muni d’un même filetage comprenant un même filet (pas et diamètre interne) et un même diamètre interne. Le filetage des trous taraudés est adapté au filetage externe des axes filetés. La figure illustre un trou taraudé 1 formé dans une pièce 2, aube ou distributeur. On notera le filetage 3 formé lors du taraudage. Dans un mode de réalisation, le trou taraudé 1 présente un chanfrein d’entrée 1a permettant de faciliter l’insertion d’un axe fileté. Le procédé de fabrication comprend ensuite une étape au cours de laquelle on contrôle le diamètre de tous les trous débouchant taraudés 1 avec un même outil. Le procédé de fabrication présente ainsi l’avantage de ne nécessiter qu’une seule pièce de contrôle pour contrôler tous les trous débouchant taraudés 1, ce qui représente un gain de temps et de fiabilité en limitant les risques d’erreur lors du choix de l’outil de contrôle. Le procédé de fabrication se poursuit par une étape au cours de laquelle on visse un axe fileté dans chaque trou taraudé 1. Chaque axe est percé axialement à un diamètre prédéfini en fonction de sa position dans la pièce. La figure illustre un axe fileté 4, comprenant un perçage axial 5 et un filetage externe 6. On notera que le diamètre du perçage axial 5 de l’axe fileté 4 est nettement inférieur au diamètre des gorges du filetage externe 6 de sorte à en préserver la résistance mécanique. L’axe fileté 4 est vissé dans le trou taraudé 1 de sorte que le filetage externe 6 de l’axe fileté 4 s’engrène dans le filetage 3 du trou taraudé 1. Le perçage axial 5 permet alors de mettre en communication les deux faces de la pièce, aube ou distributeur. La figure illustre un axe fileté 4 vissé dans un trou taraudé 1 de sorte que l’axe fileté 4 soit entièrement compris dans le trou taraudé 1. Le procédé de fabrication présente l’avantage de pouvoir adapter le débit des gaz traversant chaque axe fileté 4 pour améliorer la performance de refroidissement. Pour réaliser cela, on choisit le diamètre de perçage de chaque axe fileté 4 en fonction de la position dans la pièce du trou taraudé 1 dans lequel il est vissé. Le procédé de fabrication a également pour avantage d’améliorer la réparabilité des distributeurs et roues à aubes car chaque axe fileté 4 peut être extrait et remplacé par un nouvel axe en cas de problème. Procédé de fabrication d’une pièce de turbine à haute pression, comprenant les étapes suivantes : ménager au moins un trou taraudé (1) entre une cavité interne de la pièce et une face externe de la pièce, tous les trous taraudés (1) présentant le même diamètre interne, contrôler le diamètre de tous les trous taraudés (1) avec un même outil, usiner un axe fileté (4) pour chaque trou taraudé (1) de la pièce, les axe filetés (4) présentant un perçage axial (5) et un filetage externe (6), le filetage (3) des trous taraudés (1) étant adapté au filetage externe (6) des axes filetés (4), visser un axe fileté (4) dans chaque trou taraudé (1). Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel le trou taraudé (1) est muni d’un chanfrein en entrée et/ou en sortie. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’axe fileté (4) présente une longueur inférieure à la longueur du trou taraudé (1), l’axe fileté (4) étant vissé de sorte à être intégralement compris dans le trou taraudé (1). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le perçage axial dans chaque axe fileté (4) présente un diamètre interne prédéfini en fonction de la position dans la pièce du trou taraudé (1) dans lequel ledit axe fileté (4) est vissé. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la pièce est une aube de turbine ou un distributeur de turbine. Roue à aubes de turbine comprenant au moins un trou taraudé (1) entre une face externe d’une pale d’aube et une cavité interne, un axe fileté (4) comprenant un perçage axial (5) et un filetage externe, un axe fileté (4) étant vissé dans chaque trou taraudé (1), le filetage des trous taraudés (1) étant adapté au filetage externe des axes filetés (4). Roue à aubes de turbine selon la revendication 6, dans laquelle chaque axe fileté (4) est percé axialement à un diamètre prédéfini en fonction de sa position dans l’aube. Distributeur de turbine comprenant au moins un trou taraudé (1) entre une cloison externe et une cloison interne du distributeur, la cloison interne étant comprise dans une cavité interne, un axe fileté (4) comprenant un perçage axial (5) et un filetage externe, un axe fileté étant vissé dans chaque trou taraudé (1), le filetage des trous taraudés (1) étant adapté au filetage externe des axes filetés (4). Distributeur de turbine selon la revendication 8, dans lequel chaque axe fileté (4) est percé axialement à un diamètre prédéfini en fonction de sa position dans le distributeur. Aéronef muni d’une turbine à haute pression comprenant une roue à aubes tel que revendiqué aux revendications 6 ou 7 et/ou un distributeur de turbine tel que revendiqué aux revendications 8 ou 9.