Brevet FR3159411A1 — publié le 20250822

Pièce pour une turbomachine d’aéronef, cette pièce comportant une bride annulaire (20, 22, 40) comportant : - des orifices (50) débouchant axialement et aptes à recevoir des éléments de fixation, - une rangée annulaire de parties pleines (P1) qui comportent les orifices (50) précités, - une rangée annulaire de parties creuses (P2) en alternance avec les parties pleines (P1), chacune des parties creuses (P1) comportant un fond (F) qui est relié aux sommets (S) des deux parties pleines (P2) entre lesquelles s’étend la partie creuse (P1) respectivement par deux bords de jonction (B1, B2) incurvés concaves, chacun ces bords de jonction (B1, B2) ayant une forme en portion d’ellipse (E). Figure pour l'abrégé : Figure 3 PIECE ANNULAIRE POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention concerne une pièce annulaire pour une turbomachine d’aéronef, ainsi qu’une turbomachine d’aéronef comportant une telle pièce. Arrière-plan technique Une turbomachine d’aéronef comprend typiquement d’amont en aval, par référence à l’écoulement des gaz dans la turbomachine en fonctionnement, une soufflante ou hélice de propulsion, au moins un compresseur, une chambre annulaire de combustion, au moins une turbine, et une tuyère d’échappement des gaz de combustion. Le rotor de la turbine est relié par un arbre à un rotor du compresseur pour former un corps tournant. Dans le cas d’un turboréacteur à double corps, respectivement haute pression et basse pression, le turboréacteur comprend d’amont en aval un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, la chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression. Le corps haute pression comprend les rotors du compresseur haute pression et de la turbine haute pression, et l’arbre haute pression de liaison de ces rotors. Le corps basse pression comprend les rotors du compresseur basse pression et de la turbine basse pression, et l’arbre basse pression de liaison de ces rotors. L’arbre basse pression entraîne en rotation l’arbre de la soufflante ou de l’hélice, soit directement soit par l’intermédiaire d’un réducteur mécanique. Les corps et les rotors tournent autour d’une même axe qui est en général l’axe longitudinal de la turbomachine. Un rotor comprend en général plusieurs pièces annulaires qui s’étendent autour d’un même axe et qui sont fixées les unes aux autre par bridage. Un rotor de turbine 10 tel qu’illustré à la FIG. 1 comprend par exemple plusieurs disques de rotor 12 fixés les uns aux autres par des brides annulaires 20, 22 qui s’étendent autour d’un axe X. Un disque de rotor 12 a une forme annulaire autour de l’axe X et comprend à sa périphérie externe des alvéoles 14 de montage de pieds 16 d’aubes de rotor 18. En variante, les aubes 18 pourraient être formées d’une seule pièce avec le disque 12. Le disque 12 comprend à l’amont une première bride annulaire 20 qui est reliée par un premier voile 24 au disque 12, et à l’aval une seconde bride annulaire 22 qui est reliée par un second voile 26 au disque 12. Le disque 12, les voiles 24, 26 et les brides 20, 22 sont en général formés d’une seule pièce en alliage métallique. Les aubes 18 portées par le disque 12 forment un aubage de rotor E1 qui est disposé entre deux aubages de stator E2 situés respectivement en amont et en aval de l’aubage de rotor E1. Un aubage de stator E2 comprend une rangée annulaire d’aubes de stator 30 dont la périphérie interne est reliée à un anneau d’étanchéité 32. Cet anneau 32 s’étend autour de l’axe X, et en général autour des brides 20, 22, et porte un revêtement annulaire abradable 34. Comme cela est visible dans le dessin, un flasque annulaire 36 est situé entre deux disques 12 adjacents, et à radialement l’intérieur de l’aubage de stator E2. Le flasque 36 comprend des léchettes annulaires 38 qui s’étendent radialement vers l’extérieur et sont destinées à coopérer par frottement avec le revêtement abradable 34 pour former une étanchéité du type à labyrinthe par effet de chicane. Le flasque 36 comprend une bride annulaire interne 40 qui est intercalée entre la bride aval 22 d’un disque amont 12 et la bride amont d’un disque aval 12, et qui est fixée à ces brides 20, 22 par des éléments de fixation du type vis ou boulons 42. Le flasque 36 peut en outre comprendre des pattes annulaires 44 qui prennent appui axialement sur des faces du disque 12 en vue de la rétention des pieds 16 des aubes 18 vis-à-vis du disque 12. Dans la présente demande et dans la description qui suit, une « pièce annulaire » désigne indifféremment un disque de rotor 12 ou un flasque 36 tel qu’illustré à la FIG. 1 par exemple. La bride 20, 22, 40 portée par la « pièce annulaire » a une orientation générale perpendiculaire par rapport à l’axe X. Elle comporte des orifices 50 débouchant axialement et aptes à recevoir les éléments de fixation (figures 1 et 2). Comme cela est visible à la FIG. 2 , la bride 20, 22, 40 est festonnée et comporte une rangée annulaire de parties pleines P1 qui comportent les orifices 50 précités, et une rangée annulaire de parties creuses P2 en alternance avec les parties pleines P1. La bride 20, 22, 40 comporte un contour périphérique interne 52 qui est ondulé et qui comprend des creux 52a au niveau des parties creuses P2 et des bosses 52b au niveau des parties pleines P1. Chacune des parties creuses P2 comporte un fond F qui est relié aux sommets S des deux parties pleines P1 entre lesquelles s’étend la partie creuse P2 respectivement par deux bords de jonction B1, B2 incurvés concaves. Dans la technique actuelle, chacun de ces bords de jonction B1, B2 a une forme en portion de cercle ( FIG. 2 ). En fonctionnement, les pièces annulaires d’un rotor sont soumises à des efforts extrêmement importants, ce qui limite le nombre de cycles de vol de ces pièces. La durée de vie des pièces est limitée par la durée de vie des zones les plus contraintes, qui sont en général les rayons de raccordement dans la plupart des cas, et plus spécifiquement ceux des bords de jonction des brides. La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à ce problème. L’invention concerne une pièce pour une turbomachine d’aéronef, cette pièce ayant une forme générale annulaire autour d’un axe et comportant une bride annulaire qui s’étend autour de cet axe et qui a une orientation générale perpendiculaire par rapport à cet axe, la bride comportant des orifices débouchant axialement et aptes à recevoir des éléments de fixation, la bride étant festonnée et comportant une rangée annulaire de parties pleines qui comportent les orifices précités, et une rangée annulaire de parties creuses en alternance avec les parties pleines, chacune des parties creuses comportant un fond qui est relié aux sommets des deux parties pleines entre lesquelles s’étend la partie creuse respectivement par deux bords de jonction incurvés concaves, caractérisée en ce que chacun de ces bords de jonction a une forme en portion d’ellipse. L’invention propose ainsi de remplacer la forme des bords de jonction des brides. Les inventeurs ont constaté qu’une forme en portion d’ellipse, plutôt qu’en portion de cercle, permet de réduire de manière significative les efforts dans cette zone et d’augmenter la durée de vie de la pièce. La pièce selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres : lesdits bords de jonction ont chacun une forme en quart d’ellipse ; cette forme spécifique est particulièrement avantageuse pour la répartition des efforts dans cette zone ; l’ellipse a une plus grande dimension qui s’étend de manière tangentielle par rapport à une circonférence centrée sur l’axe, et une plus petite dimension qui s’étend de manière radiale par rapport à l’axe ; cette forme spécifique est particulièrement avantageuse pour la répartition des efforts dans cette zone ; un premier desdits bords de jonction a une forme en portion d’une première ellipse, et un second desdits bords de jonction a une forme en portion d’une seconde ellipse, les première et seconde ellipses ayant des dimensions identiques et ayant des centres qui sont à une distance l’un de l’autre inférieure ou égale à 20% d’une plus grande dimension de ces première et seconde ellipses ; cette distance spécifique est particulièrement avantageuse pour la répartition des efforts dans cette zone ; la bride festonnée a un contour périphérique interne qui est ondulé, l’ellipse ayant une plus petite dimension qui est supérieure à une amplitude de ce contour périphérique interne ; cette configuration spécifique est particulièrement avantageuse pour la répartition des efforts dans cette zone ; la pièce étant un disque de rotor portant à sa périphérie externe des aubes de rotor ou des alvéoles de montage d’aubes de rotor, ou étant un flasque de rotor portant à sa périphérie externe des léchettes annulaires d’étanchéité ; la bride comporte deux faces radiales entre lesquelles s’étendent lesdits orifices, l’une de ces faces étant reliée à une surface cylindrique qui s’étend autour de l’axe par un congé de raccordement, ce congé de raccordement s’étendant autour de l’axe et ayant en section axiale une forme arrondie concave en portion d’ellipse ; cette configuration spécifique est particulièrement avantageuse pour la répartition des efforts dans cette zone ; ledit congé de raccordement a en section axiale une forme en quart d’ellipse ; cette forme spécifique est particulièrement avantageuse pour la répartition des efforts dans cette zone ; l’ellipse du congé de raccordement a une plus grande dimension qui s’étend parallèlement à l’axe, et une plus petite dimension qui s’étend de manière radiale à l’axe ; cette forme spécifique est particulièrement avantageuse pour la répartition des efforts dans cette zone. La présente invention concerne également une turbomachine d’aéronef comportant au moins une pièce telle que décrite ci-dessus. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 est une demi vue schématique partielle en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef, et en particulier d’une turbine de turbomachine, FIG. 2 la FIG. 2 est une vue schématique partielle d’une bride d’une pièce annulaire de turbomachine d’aéronef, telle que celle de la FIG. 1 , FIG. 3 la FIG. 3 est une vue similaire à celle de la FIG. 2 et illustrant une bride d’une pièce annulaire selon l’invention, et FIG. 4 la FIG. 4 est une vue schématique partielle en coupe axiale d’une bride d’une pièce annulaire selon l’invention. Description détaillée de l'invention Les figures 1 et 2 ont déjà été décrites dans ce qui précède. La FIG. 1 peut illustrer un environnement de la présente invention et notamment plusieurs types de pièces annulaires conformément à l’invention. Comme évoqué dans ce qui précède, la « pièce annulaire » peut être un disque de rotor 12 ou un flasque 36 même si l’invention n’est pas limitée à ces deux pièces. De manière générale, la pièce a une forme générale annulaire autour d’un axe X et comporte une bride annulaire 20, 22, 40 qui s’étend autour de cet axe X et qui a une orientation générale perpendiculaire par rapport à cet axe. La bride 20, 22, 40 comporte des orifices 50 qui débouchent axialement et sont aptes à recevoir des éléments de fixation tels que des vis ou boulons 42. La bride 20, 22, 40 est festonnée et comporte une rangée annulaire de parties pleines P1 qui comportent les orifices 50 précités, et une rangée annulaire de parties creuses P2 en alternance avec les parties pleines P1. La bride 20, 22, 40 comporte un contour périphérique interne 52 qui est ondulé et qui comprend des creux 52a au niveau des parties creuses P2 et des bosses 52b au niveau des parties pleines P1. Chacune des parties creuses P2 comportant un fond F qui est relié aux sommets S des deux parties pleines P1 entre lesquelles s’étend la partie creuse P1 respectivement par deux bords de jonction B1, B2 incurvés concaves. Selon l’invention, ces bords de jonction B1, B2 ont une forme en portion d’ellipse E comme illustré à la FIG. 3 . Les bords de jonction B1, B2 ont de préférence une forme en quart d’ellipse E comme visible dans le dessin. Avantageusement, l’ellipse E a une plus grande dimension Ea qui s’étend de manière tangentielle par rapport à une circonférence centrée sur l’axe X, et une plus petite dimension Eb qui s’étend de manière radiale par rapport à l’axe X. Dans l’exemple représenté, un premier des bords de jonction B1 a une forme en portion d’une première ellipse E1, et un second des bords de jonction B2 a une forme en portion d’une seconde ellipse E2. Les première et seconde ellipses E1, E2 ont des dimensions Ea, Eb identiques et ont des centres C1, C2 qui sont à une distance D l’une de l’autre inférieure ou égale à 20% d’une plus grande dimension Ea de ces première et seconde ellipses E1, E2. De préférence, l’ellipse E a une plus petite dimension Eb qui est supérieure à une amplitude A du contour périphérique interne 52. La FIG. 4 montre une vue en coupe axiale d’une bride 20, 22, 40 telle que celle de la FIG. 3 . La bride 20, 22, 40 comporte deux faces radiales 60, 62 entre lesquelles s’étendent les orifices 50, l’une de ces faces 60 étant reliée à une surface cylindrique 64 qui s’étend autour de l’axe X par un congé de raccordement 66. Cette surface 24 peut par exemple servir à coopérer par butée avec des méplats des boulons 42 afin de les immobiliser en rotation dans les orifices 50 des brides. Le congé de raccordement 66 s’étend autour de l’axe X et a en section axiale une forme arrondie concave en portion d’ellipse F. De préférence, le congé de raccordement 66 a en section axiale une forme en quart d’ellipse F. Avantageusement, l’ellipse F du congé de raccordement 66 a une plus grande dimension Fa qui s’étend parallèlement à l’axe X, et une plus petite dimension Fb qui s’étend de manière radiale à l’axe X. L’invention permet notamment : de réduire les contraintes mécaniques dans des zones où elles sont importantes, d’augmenter la durée de vie des pièces. Les modifications géométriques des pièces étant limitées, leur procédé d’obtention est peu impacté et peut rester identique. Pièce pour une turbomachine d’aéronef, cette pièce ayant une forme générale annulaire autour d’un axe (X) et comportant une bride annulaire (20, 22, 40) qui s’étend autour de cet axe (X) et qui a une orientation générale perpendiculaire par rapport à cet axe (X), la bride (20, 22, 40) comportant des orifices (50) débouchant axialement et aptes à recevoir des éléments de fixation, la bride (20, 22, 40) étant festonnée et comportant une rangée annulaire de parties pleines (P1) qui comportent les orifices (50) précités, et une rangée annulaire de parties creuses (P2) en alternance avec les parties pleines (P1), chacune des parties creuses (P1) comportant un fond (F) qui est relié aux sommets (S) des deux parties pleines (P2) entre lesquelles s’étend la partie creuse (P1) respectivement par deux bords de jonction (B1, B2) incurvés concaves, caractérisée en ce que chacun de ces bords de jonction (B1, B2) a une forme en portion d’ellipse (E). Pièce selon la revendication 1, dans laquelle lesdits bords de jonction (B1, B2) ont chacun une forme en quart d’ellipse (E). Pièce selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l’ellipse (E) a une plus grande dimension (Ea) qui s’étend de manière tangentielle par rapport à une circonférence centrée sur l’axe (X), et une plus petite dimension (Eb) qui s’étend de manière radiale par rapport à l’axe (X). Pièce selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle un premier desdits bords de jonction (B1) a une forme en portion d’une première ellipse (E1), et un second desdits bords de jonction (B2) a une forme en portion d’une seconde ellipse(E2), les première et seconde ellipses (E1, E2) ayant des dimensions identiques et ayant des centres (C21, C2) qui sont à une distance (D) l’un de l’autre inférieure ou égale à 20% d’une plus grande dimension (Ea) de ces première et seconde ellipses (E1, E2). Pièce selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la bride (20, 22, 40) festonnée a un contour périphérique interne (52) qui est ondulé, l’ellipse (E) ayant une plus petite dimension (Eb) qui est supérieure à une amplitude (A) de ce contour périphérique interne (52). Pièce selon l’une des revendications précédentes, la pièce étant un disque de rotor (12) portant à sa périphérie externe des aubes de rotor (18) ou des alvéoles (16) de montage d’aubes de rotor (18), ou étant un flasque de rotor (26) portant à sa périphérie externe des léchettes annulaires (38) d’étanchéité. Pièce selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la bride (20, 22, 40) comporte deux faces radiales (60, 62) entre lesquelles s’étendent lesdits orifices (50), l’une de ces faces (60) étant reliée à une surface cylindrique (64) qui s’étend autour de l’axe (X) par un congé de raccordement (66), ce congé de raccordement (66) s’étendant autour de l’axe (X) et ayant en section axiale une forme arrondie concave en portion d’ellipse (F). Pièce selon la revendication 7, dans laquelle ledit congé de raccordement (66) a en section axiale une forme en quart d’ellipse (F). Pièce selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle l’ellipse (F) du congé de raccordement (66) a une plus grande dimension (Fa) qui s’étend parallèlement à l’axe (X), et une plus petite dimension (Fb) qui s’étend de manière radiale à l’axe (X). Turbomachine d’aéronef, comportant au moins une pièce selon l’une des revendications précédentes.