WO2013034857A2 - Procede de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en materiau composite pour turbomachine et turbine ou compresseur incorporant un distributeur ou un redresseur forme de tels secteurs - Google Patents

Procede de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en materiau composite pour turbomachine et turbine ou compresseur incorporant un distributeur ou un redresseur forme de tels secteurs Download PDF

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WO2013034857A2
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Antoine Jean-Philippe Beaujard
Elric Georges André FREMONT
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Snecma
Herakles
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Definitions

  • the invention relates to turbines or compressors for turbomachines, in particular for aeronautical turboshaft engines or industrial turbines.
  • CMC ceramic matrix composite materials
  • a conventional metal compressor turbine or rectifier is formed of several assembled sectors, each sector comprising an inner platform, an outer platform and a plurality of blades extending between the inner and outer platforms and integral with each other. them.
  • the inner and outer platforms delimit the flow of gas or air flow in the distributor or rectifier.
  • the platforms external sectors are secured to legs for mounting the turbine distributor or compressor rectifier in a housing.
  • the aim of the invention is to propose a method making it possible to manufacture a sector of a turbine distributor or a compressor rectifier made of composite material taking up the various functions of a metallic sector, in particular the functions of delimiting the flow of gas flow or air through inner and outer platforms and hooking into a crankcase.
  • a method comprising: - producing single unit valve or compressor blades each having an inner platform, an outer platform and a blade extending between the inner platforms and outer and integral therewith, making each dispenser blade comprising;
  • the assembly and the connection of several blades together to form a multi-blade sector of a turbine distributor or a compressor rectifier made of composite material the connection being made by a process comprising at least one step chosen from: a step of brazing bond and a bonding step by co-densification by an array of blades assembled at an intermediate stage of densification.
  • the embodiment of each blade comprises a step of partially densifying the fiber preform by a matrix and a subsequent machining step and the connection of several blades between them comprises the assembly of machined blades. and co-densification by a matrix of assembled blades.
  • the assembly of machined blades may comprise a pre-ceramic bonding step.
  • each blade comprises a first and a second step of densification by a separate ceramic matrix by a machining step and the connection of several blades together comprises a soldering step of the assembled blades after the second densification step.
  • the outer or inner platform of a first blade comprises an outer or inner platform of vein constitution and is connected to an outer or inner platform of a second neighboring blade at least in part along the at least one bonding zone extending over a portion of the outer surface of the outer vein-forming platform of the first blade and / or a portion of the inner surface of the inner vein-forming platform. the first dawn.
  • Each blade may be made with an outer platform having an outer forming part forming part of the vein and a part forming attachment tabs, the outer platform constituting the vein and the attachment tabs. extending one side and the other of the blade and the latching lugs being located outside the outer platform of vein constitution.
  • each blade can be made with an outer platform having an outer forming platform portion of the vein, on one side of the blade, and a portion forming hook tabs on the other side of the blade. blade, and the assembly between two adjacent blades is achieved by engaging the attachment tabs of one of the two blades on the outer side of the outer platform of vein constitution of the other of the two blades.
  • first vanes are produced, each having an inner platform, an outer platform forming an external platform for constituting a vein and a blade extending between the inner and outer platforms and secured thereto,
  • two second vanes are produced, each having an inner platform, an outer platform forming hooking lugs and a blade extending between the inner and outer platforms and secured thereto, and
  • a sector is formed by assembling first blades alternating with second blades, the gripping lugs of a second blade being engaged on the outer side of the outer platform of vein formation of a first blade.
  • each blade may be made with an inner platform having an internal vein-forming platform portion and a spoiler or hook-forming portion, the inner vein-forming platform, and spoilers or hooks. extending from one side and the other of the blade and the spoilers or hooks being located on the inner side of the inner platform of vein constitution.
  • each vane may be made with an inner platform having an inner vein-forming platform portion on one side of the blade, and a hook-or-spoiler portion on the other side of the blade. , and the assembly between two neighboring blades is achieved by engaging the hooks or spoilers of one of the two blades on the inner side of the inner platform of vein constitution of the other of the two blades.
  • first vanes are produced, each having an inner platform forming an internal platform for constituting a vein, an outer platform and a blade extending between the inner and outer platforms and secured thereto; ,
  • Second vanes are made each having an inner platform forming spoilers or hooks, an outer platform and a blade extending between the inner and outer platforms and secured thereto, and - A sector is formed by assembling first blades alternating with second blades, the hooks or spoilers of a second blade being engaged on the inner side of the inner platform of vein constitution of a first blade.
  • the fiber blank is woven with:
  • the first set of wire layers being traversed by the second set of wire layers at first and second through locations corresponding to the locations of the inner platform and outer platform preforms, respectively.
  • the fiber blank can then be woven with a second continuous set of wire layers and the shaping of the fiber blank comprises:
  • the method comprises producing blades having an outer platform with an outer forming platform portion of a vein and a portion forming attachment tabs on the outer side of the platform.
  • outer form of vein constitution, and the fibrous blank is woven in said longitudinal direction with further:
  • the first set of layers of threads is traversed by the third set of layers of threads at a third crossing location corresponding to a preform location of fastening tabs.
  • the fibrous blank can then be woven with a third continuous set of wire layers and the shaping of the blank comprises:
  • the method comprises making blades having an inner platform with an inner vein-forming platform portion and a portion forming hooks or spoilers located on the inner side of the plate.
  • vein constitution and:
  • the layers of threads of the third set of thread layers are at least partially bonded together to form a fifth part of the fibrous blank corresponding to a preform of hooks or spoilers, and
  • the first set of layers of son is further traversed by the third set of son layers at a fourth crossing location corresponding to a preform location hooks or spoilers.
  • the fibrous blank can then be woven with a third continuous set of wire layers and the shaping of the blank comprises: - the elimination by cutting portions of the third set of outer son layers to the fourth and fifth part of the blank, and
  • the method comprises the production of blades having an outer platform with an outer forming platform portion of the vein and a portion forming attachment tabs on the outer side of the outer platform. of vein constitution, and
  • the fibrous blank is woven while leaving a debonding zone within the first set of layers of threads, in the extension of the first part of the blank, outwardly with respect to the second crossing location, and
  • the shaping of the blank comprises the deployment of portions of the first set of son layers located on either side of the debonding zone to form a preform of hooking tabs.
  • the method comprises producing blades having an inner platform with an inner vein-forming platform portion and a portion forming hooks or spoilers located on the inner side of the plate. vein constitution, and
  • the fibrous blank is woven by leaving a second debonding zone within the first set of layers of threads, in the extension of the first portion of the blank, inwardly with respect to the first crossing position, and
  • the shaping of the blank comprises the deployment of portions of the first set of son layers located on either side of the second debonding zone to form a preform of hooks or spoilers.
  • the method comprises making blades having an outer platform with an outer forming platform portion of vein and a portion thereof. forming attachment tabs on the outer side of the outer vein-forming platform, and
  • the outputs of the crossing on two opposite faces of the first set of wire layers are shifted relative to one another in the longitudinal direction of the blank
  • the shaping of the blank comprises deploying portions of the second set of wire layers extending from each through-exit on said opposite faces of the first set of wire layers to respectively form a platform preform; outer shape and a preform of brackets offset relative to each other in the longitudinal direction.
  • the method comprises producing vanes having an inner platform with an inner vein-forming platform portion and a portion forming hooks or spoilers located on the inner side of the plate. vein constitution, and
  • the outputs of the crossing on two opposite faces of the first set of wire layers are shifted relative to one another in the longitudinal direction of the blank
  • the shaping of the blank comprises deploying portions of the second set of wire layers extending from each through-hole of the first through-hole on said opposite faces of the first set of wire layers to respectively form an inner platform preform of vein constitution and a preform of hooks or spoilers offset relative to each other in the longitudinal direction.
  • the invention also relates to a turbomachine turbine having a turbine casing and a turbine distributor of CMC material, the turbine distributor comprising distributor sectors obtained by a method as defined above.
  • the distributor is advantageously mounted in the turbine casing by means of attachment tabs that have the outer platforms of blades.
  • the invention also relates to a turbomachine compressor having a compressor housing and at least one compressor rectifier composite material, the compressor rectifier comprising rectifier sectors obtained by a method as defined above.
  • the rectifier is advantageously mounted in the compressor housing by means of attachment tabs that have the outer platforms of blades.
  • the distributor or the rectifier advantageously supports a support ring of abradable material via the hooks that the inner platforms of blades present.
  • the invention is remarkable in that the manufacture of distributor or compressor sectors made of composite material from single-blade unit blades makes it possible to simplify the production of the fiber preforms and their molding in comparison with a complex preform of a sector.
  • distributor or multi-blade stator made of composite material from single-blade unit blades
  • the invention is also remarkable in that the attachment of the distributor or rectifier in the turbine or compressor casing can be achieved by means of attachment tabs associated with unit blades, and the forces exerted on the blades can be taken up by the latching lugs without inducing excessive forces at the links between the blades.
  • the invention also relates to a turbomachine having a turbine and / or a compressor as defined above.
  • FIG. 1 is a very partial schematic view in axial half-section of a turbomachine low-pressure turbine comprising a turbine distributor of CMC material;
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a sector of the dispenser of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a sector of the abradable material support ring of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a perspective view of a single-blade distributor blade constituting a distributor sector made of CMC material, such as that of FIG. 2, according to one embodiment of the invention
  • FIGS. 5 to 8 very schematically illustrate successive steps of a process for producing a fibrous preform for a distributor vane such as that of FIG. 4;
  • FIG. 9 shows successive steps of a method of manufacturing a distributor sector such as that of FIG. 2;
  • FIG. 10 shows successive steps of another manufacturing method of a distributor sector such as that of FIG. 2;
  • FIG. 11 is a perspective view of a single-blade distributor blade constituting a distributor sector made of CMC material, according to one embodiment of the invention.
  • FIGS. 12 to 15 very schematically illustrate successive steps of a process for producing a fibrous preform for a distributor blade such as that of FIG. 11;
  • FIG. 16 is a schematic perspective view of a distributor sector obtained by assembling blades such as that of FIG. 11;
  • FIG. 17 is a perspective view of a single-blade distributor blade constituting a distributor sector made of CMC material, according to one embodiment of the invention.
  • FIGS. 18 to 21 very schematically illustrate successive steps of a process for producing a fibrous preform for a distributor blade such as that of FIG. 17;
  • FIG. 22 is a diagrammatic perspective view of a distributor sector obtained by assembling blades such as that of FIG. 19;
  • FIG. 24 is a perspective view of two single-blade distributor blades constituting a distributor sector made of CMC material, according to one embodiment of the invention
  • FIGS. 25 to 28 very schematically illustrate successive steps of a process for producing a fibrous preform for a distributor blade such as one of the blades of FIG. 24;
  • FIG. 29 is a schematic perspective view of a distributor sector obtained by assembling blades such as those of FIG. 24;
  • FIG. 30 shows very schematically the principle of assembly of two blades such as those of Figure 24 during the manufacture of a distributor sector
  • FIG. 31 is a very partial schematic sectional view showing a variant of the attachment of a distributor in a turbine casing.
  • FIG. 32 is a very partial schematic view in axial half-section of a turbomachine compressor comprising a compressor rectifier made of composite material.
  • outer platform or “inner platform” means both a bi-functional platform having a part constituting a platform of vein constitution and a part forming hooking tabs. or hooks or spoilers, a single-functional platform limited to one of these parts.
  • turbomachine turbine an element forming part of an outer or inner wall defining the flow passage of gas in a turbine at a turbine distributor or the air circulation duct in a turbine. a compressor at a compressor rectifier.
  • a multi-stage low pressure turbine (LP) of a turbomachine for example an aeronautical turbine engine, as partially shown in FIG. 1, comprises a plurality of fixed distributors 10 which alternate with mobile wheels 30 in the direction of flow. gas flow in the turbine (arrow F) and which are mounted in a turbine casing 40.
  • Each movable wheel 30 includes a plurality of blades 32 having an inner platform 34, an outer platform or heel 36, and a blade 38 extending between the platforms 34 and 36 and bonded thereto.
  • the blade On the inside of the platform 34, the blade is extended by a foot engaged in a housing of a disc 33.
  • the heel 36 On the outside, the heel 36 supports wipers 37 facing an abradable material 41 carried by a sectorized ring 42, to ensure sealing at the tips of the blades 32.
  • the blades 32 may be traditional metal blades or blades made of CMC material obtained for example as described in the aforementioned documents WO 2010/061140, WO 2010/116 066 or WO 2011/080443.
  • At least one of the dispensers is formed by joining a plurality of annular distributor sectors of CMC material.
  • Each manifold sector 12 ( Figures 1 and 2) comprises an inner platform 14, an outer deck 16 and a plurality of blades 18 extending between the platforms 14, 16 and integral therewith.
  • Platforms 14 and 16 include portions 14a, 16a forming inner and outer vein building platforms.
  • the outer faces of the platforms 14a, 34 and the inner faces of the platforms 16a, 36 delimit the flow vein 45 of the gas flow in the turbine.
  • an upstream hooking tab 17a and a downstream hooking tab 17b in the form of sectional annular sectors substantially S-shaped.
  • the hooking tabs 17a, 17b extend at the same angle as the platform 16a.
  • the end portions of the tabs 17a, 17b are respectively directed upstream and downstream and are engaged in hooks carried by the housing 40 in order to mount the distributor 10 in the housing 40 similarly to a metal turbine distributor .
  • upstream and downstream are used with reference to the flow direction of gas flow in the turbomachine.
  • upstream hooks 15a and downstream 15b which are in the form of annular sectors of substantially C-shaped section, and are folded respectively downstream and upstream.
  • the hooks 15a and 15b support and maintain in axial position a sectorized metal ring 50 which supports an abradable material 51 opposite the wipers 35 carried by the disk 33 to ensure the sealing of the vein 50 on the inner side.
  • the metal ring 50 is formed of juxtaposed sectors 52 each constituting an abradable cartridge ( Figures 1 and 3).
  • each ring sector 52 comprises a base 53 from which protrudes outwardly a portion 55 forming upstream hooking tabs 55a and downstream 55b.
  • the hooking tabs 55a, 55b are in the form of annular sectors which here extend on the same angle as the ring sectors 52.
  • the mutual engagement between the hooks 15a and the legs 55a hooking, on the one hand, and between the hooks 15b and the hooking tabs 55b, on the other hand, is achieved by engagement of the end portions 151a, 151b of the hooks 15a, 15b in respective slides 551a, 551b formed in ends of the attachment tabs 55a, 55b.
  • the engagement is effected by sliding in the circumferential direction until stops are brought into contact in order to radially align a distributor sector 12 with a ring sector 52.
  • the stops are for example made by forming notches 152a, 152b at a circumferential end of the end portions 151a, 151b of the hooks 15a, 15b (Fig. 2) and closing the runners 551a, 551b by solid portions 552a, 552b at a circumferential end of the hook tabs 55a, 55b.
  • the ring sectors 52 and the distributor sectors 12 have the same angular dimension.
  • the angular dimension of the ring sectors may be a multiple or a fraction of that of the distributor sectors.
  • the distributor sectors 12 are formed by the assembly of single-blade unit blades 112 of CMC material such as that of FIG. 4 comprising an inner platform 114, an outer platform 116 and a single blade 18 extending between the platforms 114 and 116 and integral therewith.
  • the platform 114 includes a portion 114a forming the vein forming platform 45 and a hook portion 115a, 115b having the same profiles as the hooks 15a, 15b, respectively, and located on the inner side of the portion 114a.
  • the platform 116 comprises a portion 116a forming platform of the vein 45 and a portion forming tabs 117a, 117b having the same profiles as the tabs 17a, 17b, respectively and located on the side outside part 116a.
  • the platforms 114a, 116a of vein constitution form, in the illustrated example, recesses 114b, 116b intended to allow mutual overlaps between adjacent edges vein constitution platforms when assembling the blades 112 to form a dispenser sector.
  • the recesses 114b, 116b are made in a manner similar to a trimming, that is to say with a shift equivalent to the thickness of the platforms 114a, 116a to allow an overlap assembly so as not to affect the surface continuity of the vein 45.
  • the platforms 114a, 116a of vein constitution protrude beyond the hooks 115a, 115b and latches 117a, 117b to a width corresponding to that of recesses 114b, 116b.
  • FIG. 112 An embodiment of a blade 112 such as that of Figure 4 will now be described. This embodiment is similar to that disclosed in WO 2011/080443 for a turbomachine mobile wheel blade, the contents of WO 2011/080443 being incorporated herein by reference.
  • FIG. 5 very diagrammatically shows a fiber blank 100 from which a fibrous blade preform can be shaped in order, after densification by a die and possible machining, to obtain a blade of CMC material such as dawn 112.
  • the blank 100 comprises three parts 102, 104, 106 obtained by three-dimensional weaving or multi-layer weaving, only the envelopes of these three parts being shown in FIG. 5.
  • the portion 102 is intended, after shaping, to constitute a Blade Preform Part 18.
  • the portion 104 is intended, after shaping, to form the preform portions of internal platform 114a and outer vein constitution 116a.
  • the portion 106 is intended, after shaping, to form the hook preform parts 115a, 115b and tabs 117a, 117b.
  • the three parts 102, 104, 106 are in the form of woven strips extending generally in a direction X corresponding to the general direction of the blade to be produced.
  • the weaving is carried out for example with warp yarns extending in the X direction, being noted that weaving with weft yarns extending in this direction is also possible.
  • the warp son are arranged on several layers bonded together at least partially by weft son of several layers of weft son.
  • Different weave armor can be used, for example armor type interlock type multi-satin or multi-type.
  • the fibrous web 102 may have a variable thickness determined according to the profile of the blade of the blade to be made and has a width chosen according to the profile length developed (flat) of the blade.
  • the variation in thickness of the fibrous web 102 along its length is obtained for example by using warp yarns having variable titles.
  • the fibrous webs 104 and 106 have a substantially constant thickness determined as a function of the thicknesses of the platforms 114, 116 of the blade to be produced.
  • the band 104 has a width corresponding to the longest of the developed flat profiles of the vein constitution platforms 114a, 116a while the band 106 has a width corresponding to the longest of the developed profiles flat of the set of hooks 115a. 115b and all the latches 117a, 117b.
  • the strips 104 and 106 each comprise a first portion 104a, 106a which extends along and in the vicinity of a first face 102a of the strip 102, a second portion 104b, 106b which extends along and in the vicinity of the second face 102b of the band 102, and a third portion 105a, 107a which extends along and near the first face 102a of the band 102.
  • the bands 102 and 104 follow parallel paths without mutual crossing.
  • the portions 104a and 104b of the web 104 are connected by a connecting portion 140c which extends transversely with respect to the web 102 passing therethrough at a location corresponding to that of the inner web forming platform. the dawn 112 to achieve.
  • the portions 106a and 106b of the strip 106 are connected by a connecting portion 150c which extends transversely to the strip 102 therethrough and which is adjacent or in close proximity to the connecting portion 140c. , on the inside.
  • the portions 104b and 105a of the web 140 are connected by a connecting portion 160c extending transversely of the web 102 passing therethrough at a location corresponding to that of the outer web forming platform. the dawn 112 to achieve.
  • the portions 106b and 107a of the band 106 are connected by a connecting portion 170c extending transversely of the band 102 therethrough and adjacent or in close proximity to the connecting portion 160c. , on the outside.
  • the connecting portions 140c, 150c, 160c and 170c pass through the strip 102 by making non-zero angles with respect to a plane normal to the direction X, in order, in the example in question, to respect the geometry of the blade to be produced at level of indoor and outdoor platforms.
  • the strips 102, 104, 106 are woven simultaneously, without connection between the band 102 and the portions 104a, 104b and 105a of the band 104, without connection between the band 102 and the portions 106a, 106b and 107a of the band 106 and without connection between the strips 104 and 106.
  • a plurality of successive blanks 100 may be woven continuously in the X direction. It is also possible to weave simultaneously several parallel rows of blanks 100.
  • FIGS. 6 to 8 show very schematically how a fibrous preform 200 having a shape close to that of the blade 112 to be produced can be obtained from a blank 100.
  • the fibrous web 102 is cut at one end upstream of the connecting portions 140c, 150c to form an over-length 124 and is cut at another end back from the connecting portions 160c, 170c to form an over-length 126, the excess lengths 124 and 126 helping to maintain in position the connecting portions 160c, 170c at the crossings of the fibrous web 102.
  • the fibrous strips 104 and 106 are cut to leave sections 140a and 140b on either side of the connecting portion 140c, sections 150a, 150b on either side of the connecting portion 150c, sections 160a and , 160b on either side of the connecting portion 160c, and sections 170a, 170b on either side of the connecting portion 170c, as shown in FIG. 6.
  • the lengths of the sections 140a, 140b, 160a , 160b are chosen according to the widths developed flat of inner and outer platforms of vein constitution of the blade 112 to achieve.
  • the lengths of the sections 150a, 150b, 170a, 170b are chosen according to the widths of the hooks and hooking tabs of the inner and outer platforms of the blade 112 to be produced.
  • the sections 140a, 140b and 160a, 160b of the band 104 can be unfolded to form trays 140, 160 while the sections 150a, 150b and 170a, 170b of the band 106 can be unfolded to form trays 150, 170, as shown in FIG. 7.
  • the fibrous preform 200 of the blade 112 to be produced is then obtained by molding using a conformation tooling with deformation of the band 102 to obtain the profile of the blade 18 of the blade, deformation of the plates 140, 160 for reproduce similar shapes to those of the inner and outer platforms 114a, 116a of vein constitution, and deformation of the trays 150, 170 to reproduce shapes similar to those of the hooks 115a, 115b and tabs 117a, 117b.
  • steps of making the blade preform 200 from the blank 100 can be advantageously performed after treatment of the fibers of the blank 100 and impregnation thereof with a consolidation composition as described now with reference in Figure 9 which shows successive steps of an embodiment of a method for manufacturing a multi-blade distributor sector of CMC material.
  • a set of fibrous webs is woven by three-dimensional weaving, comprising a plurality of fibrous blanks 100 oriented for example in a warp direction, as shown in FIG. 5.
  • Ceramic threads can be used for weaving, especially silicon carbide (SiC) -based wires, for example those supplied under the name "Nicalon" by the Japanese company Nippon Carbon.
  • Other ceramic son can be used, including refractory oxide son, such as aluminum oxide-based son or Al 2 O 3 alumina, especially for oxide / oxide type CMC materials (fiber reinforcement fibrous and refractory oxide matrix).
  • Carbon threads could also be used for a CMC material with carbon reinforcement.
  • step 302 the set of fibrous webs is treated to remove the size on the fibers and the presence of oxide on the surface of the fibers.
  • the size can be removed by heat treatment and the oxide can be removed by acid treatment.
  • a thin layer of defrosting interphase coating is formed on the fibers of the fibrous web assembly by Chemical Vapor Infiltration (CVI).
  • the interphase material is, for example, pyrolytic carbon PyC, boron nitride BN or boron doped carbon BC.
  • the thickness of the layer formed is, for example, between nanometers and 100 nanometers to maintain a deformation capacity of fibrous blanks.
  • step 304 the set of fibrous webs is then impregnated with a consolidation composition, typically a carbon precursor resin or a ceramic precursor resin optionally diluted in a solvent.
  • a consolidation composition typically a carbon precursor resin or a ceramic precursor resin optionally diluted in a solvent.
  • step 305 After drying (step 305), the individual fibrous blanks are cut (step 306) as shown in FIG. 6.
  • a blank thus cut is shaped (as illustrated by FIGS. 7 and 8) and placed in a tool, for example made of graphite, for shaping the preform parts of the blade, the preforms of the forming platforms. of vein, and preforms of hooking tabs and hooks.
  • a tool for example made of graphite, for shaping the preform parts of the blade, the preforms of the forming platforms. of vein, and preforms of hooking tabs and hooks.
  • the resin is crosslinked (step 308) and then pyrolyzed (step 309), the crosslinking and the pyrolysis being able to be chained by progressive elevation of the temperature in the tooling.
  • a blade preform consolidated by the pyrolysis residue is obtained.
  • the amount of consolidation resin is chosen to be sufficient but not excessively so that the pyrolysis residue binds the fibers of the preform so that it can be manipulated while retaining its shape without the assistance of a tool.
  • a second debrittment interphase coating layer is formed by CVI, for example PyC, BN or BC with a thickness preferably of at least 100 nanometers (step 310).
  • CVI for example PyC, BN or BC with a thickness preferably of at least 100 nanometers
  • a ceramic matrix densification of the consolidated preform is then carried out for example by CVI.
  • the matrix may be SiC or be a self-healing matrix comprising pyrolytic carbon matrix PyC, boron carbide B 4 C or ternary Si-BC matrix as described in particular in documents US 5 246 756 and US 5 965 266.
  • other types of ceramic matrix may be envisaged, in particular matrices in refractory oxide, for example alumina, in particular for CMC materials of oxide / oxide type.
  • Densification can then be carried out by liquid means, that is to say by impregnation with a liquid precursor of the ceramic matrix with transformation of the precursor by heat treatment, or impregnation with a composition containing ceramic powder, the matrix then being obtained by sintering.
  • the densification is preferably carried out in two steps 311, 313 separated by a step 312 machining the blade to its desired dimensions. A blade such as that of FIG. 4 is then obtained.
  • the next step 314 consists in joining and linking together several blades to form a sector of multi-blade distributor CMC material such as sector 12 of Figure 2.
  • the blades are bonded in them by brazing at the overlap between edges adjacent internal vein forming platforms 114a and outer 116a.
  • Inter-blade connections are then obtained in bonding areas that extend over a portion of the inner surface of the inner vein-forming platforms and on a portion of the outer surface of the outer vein-forming platforms.
  • the brazing of parts made of CMC material, in particular with SiC matrix is known. Reference may be made, for example, to documents FR 2 664 518 and FR 2 745 808, the content of which is hereby incorporated by reference and which describes various nickel-based brazing compositions and also containing titanium, silicon and others. potential metals such as copper or chromium.
  • the notches 152a, 152b can be made during the machining step 312 on one of the vanes constituting a distributor sector. They may alternatively be made after assembly of the sector.
  • the number of blades of the distributor is 6 in the example of Figure 2. It could of course be higher or lower.
  • a complete turbine distributor of CMC material carrying an abradable support ring is then constituted by mounting the distributor sectors 12 in the turbine casing by means of the legs latching 17a, 17b.
  • the number of sectors forming a complete distributor is for example between 16 and 40.
  • inter-sectoral sealing is favored by the overlap between adjacent edges of vein-forming platforms at the ends of the sectors and may possibly be improved by means of tabs disposed at the interface between adjacent distributor sectors, as is well known in the case of metal dispenser sectors.
  • the assembly of the single-blade blades can be achieved with the adjoining vein-forming platforms without covering, the platforms for constituting the outer and inner veins having the same width as the set of attachment tabs 117a. , 117b and hooks 115a, 115b, respectively.
  • the brazing is then performed along the longitudinal edges of the vein formation platforms, hooking tabs and hooks.
  • Figure 10 shows successive steps of another method of manufacturing a CMC turbine nozzle sector. Steps 301 to 312 are identical to those of the method of FIG. 9.
  • a plurality of vanes are held together to form a dispenser sector (step 315).
  • the blades can be assembled by means of a tool holding the blades side by side, and / or by pre-ceramic bonding, that is to say by bonding with a ceramic precursor resin, for example a polysilane, polysiloxane, polysilazane, polycarbosilane or silicone resin, as known per se.
  • a second densification or co-densification step of the assembled blades is performed (step 316), similar to step 313 of the process of FIG. 9 but performed on a complete dispenser sector.
  • the crosslinking and pyrolysis of the resin for ceramic transformation can be carried out during the temperature rise for the second densification step.
  • the platform 414 includes a vein-forming inner platform portion 414a and an inner pair-forming pair of upstream hooks 415a, 415a. having the same profile and a pair of downstream hooks 415bi, 415b 2 having the same profile.
  • the platform 416 comprises a portion 416a forming an outer platform of vein constitution and a portion forming, on the outer side, a pair of upstream hooking tabs 417a, 417a 2 having the same profile and a pair of hook tabs downstream 417bi, 417b 2 having the same profile.
  • the vein forming platforms 414a and 416a have the same width as all of the hooks 415a, 415a 2 , 415bi, 415b 2 and all the attachment tabs 417a, 417a 2 , 417bi , 417b 2 , respectively.
  • the vein-forming platforms could have, along a longitudinal edge, respective recesses allowing an overlap of adjacent edges during the assembly of the vanes. form a distributor sector.
  • FIG. 12 shows very schematically a fibrous blank 400 comprising two parts 402, 404 obtained by three-dimensional weaving or multi-layer weaving, only the envelopes of the parts 402, 404 being shown.
  • the portion 402 is intended, after shaping, to constitute a blade preform part 18 as well as parts of preforms for the hooks 415a, 415a 2 , 415bi, 415b 2 and for the hooking parts 417a, 417a 2 , 417bi, 417b 2 .
  • the portion 404 is intended, after shaping, to constitute the inner and outer platform forming platform preform parts 414a, 416a.
  • the two parts 402, 404 are in the form of woven strips extending generally in the X direction corresponding to the general direction of the blade to be produced.
  • the weaving of the strips 402, 404 is performed as described above for the strips 102, 104, 106 of the embodiment of FIG. 5.
  • the strip 402 has a width selected based on the length of the longest profiles developed flat of all 415ai hooks, 415a 2, 415bi, 415b 2 and the set of latching lugs 417ai, 417a 2, 417bi, 417b 2 .
  • the band 402 may have a variable thickness depending on the blade profile 18 of the blade to be produced as described for the band 102 of the embodiment of FIG. 5.
  • the strip 404 has a substantially constant thickness determined as a function of the thicknesses of the vein forming platforms 414a, 416a of the blade to be produced.
  • the band 404 has a width corresponding to the longer of the developed flat profiles of the vein forming platforms 414a, 416a.
  • the band 404 comprises a first part 404a which extends along and in the vicinity of a first face 402a of the band 402, a second part 404b which extends along and in the vicinity of the second face 402b of the band 402 and a third portion 405a extending along and near the first face 402a of the web 402.
  • the portions 404a, 404b of the web 404 are connected by a connecting portion 440c which extends transversely with respect to the web 402 as it passes therethrough at a first location corresponding to that of the inner vein-forming platform. 414a of the dawn to realize.
  • the portions 404b, 405a of the web 404 are connected by a connecting portion 460c which extends transversely with respect to the web 402 as it passes therethrough at a second location corresponding to that of the outer web-forming platform. 416a of the dawn to realize.
  • connection portions 440c, 460c pass through the strip 402 by making non-zero angles with respect to a plane normal to the direction X in order, in the example in question, to respect the geometry of the blade to be made at the level of the platforms indoor and outdoor.
  • the strips 402, 404 are woven simultaneously without bond between the band 402 and the portions 404a, 404b and 405a of the band 404.
  • a plurality of successive blanks 400 can be woven continuously in the X direction. It is also possible to weave simultaneously several parallel rows of blanks 400.
  • debonding 405, 407 are formed substantially mid-thickness and over the entire width of the band 402 in the extensions of the portion of the band 402 located between the first and second through locations.
  • the band 402 is divided into two parts 405a, 405b in which the warp son layers are bonded together by weft threads, but without weft thread binding between the two parts 405a. , 405b.
  • band 402 is split into two portions 407a, 407b.
  • FIGS. 13 to 15 show very schematically how a fiber preform 500 having a shape close to that of the blade 412 to be produced can be obtained from a blank 400.
  • the width of the strip 402 is reduced by eliminating portions adjacent to its longitudinal edges to leave a central portion 418 of width corresponding to the length of the profile developed flat the blade 18 of the dawn to realize ( Figure 13). It will be noted that in this portion of the strip 402 extending between the first and second crossing locations, the weaving with the weft threads may be limited to the remaining central portion 418.
  • the strip 402 is cut at two ends (FIG. 13) in order to leave delimited portions 405a, 405b in the extension of the central portion 418 on the side of the first through-hole and to leave the dislocated portions 407a, 407b in the extension of the central portion 418 on the side of the second crossing location.
  • the strip 404 is cut to leave sections 440a, 440b on either side of the connecting portion 440c and sections 460a, 460b on either side of the connecting portion 460c ( Figure 13).
  • the lengths of the sections 440a, 440b and 460a, 460b are chosen as a function of the lengths developed flat of the inner and outer platforms of the blade to be made delimiting the gas flow vein.
  • the sections 440a, 440b, 460a, 460b of the web 404 can be unfolded to form webs 440, 460 and, because of the webs 405, 407, 405a, 405b and 407a, 407b may also be unfolded to form half-trays 450i, 450b. and 470i, 470 2 , as shown in FIG. 14,
  • the fibrous preform 500 of the blade to be produced is then obtained by molding in a shaping tool with deformation of the portion 418 to obtain the blade profile 18 of the blade, deformation of the panels 440, 460 to obtain the profiles of the blades.
  • internal platforms 414a and outer 416a of vein constitution deformation of the half-plate 450i to obtain the profiles of the hooks 415ai, 415bi, deformation of the half-plate 450 to obtain the profiles of the hooks 415a 2 , 415b 2 , deformation of the half -plateau 470i to obtain the profiles of the shackles 417ai, 417bi and deformation of the half-plate 470 2 to obtain the profiles of the shackles 417bi, 417b 2 .
  • FIG. 15 This produces (FIG. 15) a blade preform 500 with portions 514a, 516a of inner and outer platform preforms of vein constitution, parts 515a, 515b, 515a 2 , 515b 2 of hook preforms, parts 517ai, 517bi, 517a 2 , 517b 2 hook preforms and a portion 518 blade preform.
  • the dimensions of the parts slender 405a, 405b, 407a, 407b remaining after cutting the blank (13) are chosen according to the dimensions of the profiles developed flat preforms hooks 515ai, 515bi, 515a 2, 515b 2 and hooking lugs preforms 517ai, 517bi, 517a 2, 517b 2.
  • a distributor sector 12 made of CMC material as shown in FIG. 16 is obtained from unit blades similar to that of FIG. 12 by a method similar to that described with reference to FIG. 9 or similar to that described by reference. in Figure 10, the steps of making a blade preform 500 from a blank 400 being made after treatment of the fibers of the blank and impregnation with a consolidation resin.
  • the distributor sectors 12 are formed by the assembly of single-blade unit blades 612 such as that of FIG. 17 having an inner platform 614, an external platform 616 and a blade 18 extending between the inner and outer platforms and secured thereto.
  • the inner platform 614 and the outer deck 616 comprise portions respectively forming the inner vein constitution platform 614a and the outer vein building platform 616a which extend to the ends of the blade 18 on a single and even the side of the blade 18, on the side of the face intrados or extrados (in the example illustrated, on the side of the extrados face).
  • the blade On the inner side of the inner vein forming platform 614a, the blade is extended by an extension 615 to which is connected the base portion 615c of an upstream hook 615a and a downstream hook 615b located on the side of the blade 18 opposed to that where is the inner platform vein constitution 614a.
  • the hooks 615a, 615b are connected to the extension 615 in a location offset in longitudinal direction inward with respect to the location where the inner vein forming platform 614a is connected to the blade 18.
  • the blade On the outer side of the outer platform vein constitution 616a, the blade is extended by an extension 617 which is connected to the base portion 617c of an upstream hooking tab 617a and a downstream hooking tab 617b located on the side of the blade 18 opposite the one where the outer platform of vein constitution 616a is located.
  • the hooking tabs 617a, 617b are connected to the extension 617 at a location offset in a longitudinal outward direction relative to the location where the outer vein forming platform 616a connects to the blade 18.
  • FIG. 18 very schematically shows a fibrous blank 600 comprising two parts 602, 604 obtained by three-dimensional weaving or multi-layer weaving, only the profiles of the portions 602, 604 being represented.
  • Part 602 is intended, after shaping, to to constitute a part of preform of blade 18 of the dawn to realize.
  • the portion 604 is intended, after shaping, to constitute parts of internal platform 615a vein forming platform, hooks 615a, 615b, outer platform of vein constitution 616a and hanging tabs 617a, 617b.
  • the two parts 602, 604 are in the form of woven strips extending generally in the X direction corresponding to the longitudinal direction of the blade to be produced.
  • the weaving of the strips 602, 604 is performed as described above for the strips 102, 104, 106 of the embodiment of FIG. 5.
  • the band 602 may have a variable thickness determined according to the blade profile 18 of the blade to be made and has a width chosen according to the length of the profile developed flat blade.
  • the band 604 has a substantially constant thickness determined as a function of the thicknesses of the inner and outer platforms of the vein constitution of the blade to be produced as well as the thicknesses of the hooks and hooking tabs.
  • the band 604 has a width corresponding to the longest of the developed flat profiles of the inner and outer platforms of vein constitution and hooks and latches of the dawn to achieve.
  • the band 604 has a first part 604a which extends along and in the vicinity of a first face 602a of the band 602, a second part 604b which extends along and in the vicinity of the second face 602b of the band 602 and a third portion 605a extending along and near the first face 602a of the web 602.
  • the portions 604a, 604b of the web 604 are connected by a connecting portion 640c which passes through the web 602 at a first through location, the through-passes of which are on the faces 602a, 602b are offset relative to one another. other in the longitudinal direction and are located at levels corresponding respectively to those of the hooks and the inner platform of vein constitution of the dawn to achieve.
  • the portions 604b, 605a of the web 604 are connected by a connecting portion 660c which passes through the web 602 at a second through location, the through-passes of which are located on the faces 602a, 602b are offset relative to one another.
  • the connecting portions 640c, 660c pass through the band 602 at non-zero angles with respect to a plane normal to the direction X in order, in the example in question, to respect the geometry of the blade to be realized at the level of the indoor and outdoor platforms.
  • the strips 602 and 604 are woven simultaneously without bond between the band 602 and the portions 604a, 604b and 605a of the band 604.
  • a plurality of successive blanks 600 can be woven continuously in the X direction. It is also possible to weave simultaneously several parallel rows of blanks 600.
  • FIGS. 19 to 21 show very schematically how a fibrous preform 700 having a shape close to that of the blade 612 to be produced can be obtained from a blank 600.
  • the band 602 is cut at two ends to leave a portion 608 for forming a blade preform of the blade to be produced extended at its ends by an inner extension 605 and an outer extension 607 ( Figure 19) .
  • the band 604 is cut to leave a section 650a on the outlet side of the first through location on the face 602a of the band 602, a section 640a on the outlet side of the first through location on the face 602b of the web 602, a section 660a on the output side of the second through location located on the face 602b of the web 602 and a section 670a on the output side of the second through location on the face 602a of the web 602.
  • the lengths of the sections 640a and 660a are chosen according to the width of the inner and outer platforms of vein constitution of the blade to be produced.
  • the lengths of the sections 650a and 670a are chosen according to the widths of the hooks and latches of the blade to be produced.
  • the lengths of the sections 640a and 650a are substantially equal to each other as well as the lengths of the sections 660a and 670a.
  • the sections 640a and 650a can be unfolded on either side of the part 608, as can the sections 660a and 670a, forming trays 640, 650, 660 and 670 ( Figure 20).
  • the lengths of the plates 640, 660 respectively correspond to the lengths of the developed flat profiles of the inner and outer platforms of the vein constitution of the blade to be made, while the lengths of the plates 650 , 670 respectively correspond to the lengths of the profiles developed in flat hooks and latches of the dawn to achieve.
  • the width of the strip 104 is thus chosen as a function of the greatest length to be given to the trays 640, 650, 660 and 670, the trays having a shorter length being obtained after cutting off the excess parts as indicated above.
  • the fibrous preform 700 of the blade to be produced is then obtained by molding using a shaping tool with deformation of the portion 608 to obtain the profile of the blade 18 of the blade, deformation of the trays 640, 660 to reproduce shapes similar to those of the internal platforms 614a and 616a outer platform of the vein constitution of the blade to be produced, deformation of the plate 650 to reproduce a shape similar to that of the hooks 615a, 615b and deformation of the plate 670 to reproduce a similar shape to that of the shackles 617a, 617b.
  • a distributor sector 12 made of CMC material as shown in FIG. 22 is obtained from unit blades similar to that of FIG. 17 by a method similar to that described with reference to FIG. 9 or similar to that described by reference. in Figure 10, the steps of making a blade preform 700 from a blank 600 being performed after treatment of the fibers of the blank and impregnation with a consolidation resin.
  • the unit blades are assembled by engaging the inner vein forming platform 614ai of a first blade 612i on the outer side of the base portion 615c 2 of the hooks of a second neighboring blade 612 2 , and engaging the 616ai vein constitution outer platform of the first 612i dawn on the inner side of the base portion 617c ? fastening tabs of the second blade 612 2 (Figure 23).
  • the longitudinal offset between the blade-dovetailing regions of the vein-forming inner platform and the hooks is chosen to be substantially equal to or slightly greater than the thickness of the inner constitution platform. vein.
  • the offset in the longitudinal direction between the zones of connection to the blade of a blade of the outer platform of vein constitution and the hooking tabs is chosen substantially equal to or slightly greater than the thickness of the plate. outer form of vein constitution.
  • a brazing and / or co-densification connection can thus be made between the inner surface of the inner vein forming platform 614ai of a first blade and the base portion 615c 2 of the first blade. hooks of a second neighboring blade, as well as between the outer surface of the outer vein forming platform 616ai of the first blade 612i and the base portion 617c 2 of the attachment tabs of the second blade 612 2 , as shown very schematically in FIG. 23.
  • the end edges of the inner and outer platforms for constituting the vein of a blade may be machined to adjust substantially to the profile of the blade of the neighboring dawn to which they are adjacent.
  • the distributor sectors are formed by the assembly of first single-blade vanes 812i alternating with second single-blade vanes 812 2 such as those of FIG. 24.
  • the first blades 812i have an inner platform 814a limited to an inner platform of vein constitution, an outer platform 816a limited to an outer platform of vein constitution and a pale 18 extending between the platforms
  • the second blades 812 2 have an inner platform limited to a set of two hooks 815a, 815b, connected by a base portion 815c, an outer platform limited to a set of two attachment tabs 817a, 817b connected by a base portion 817c and a blade 18 extending between the platforms and integral therewith.
  • Figure 25 shows very schematically a fibrous blank 800 comprising two portions 802 and 804 obtained by three-dimensional weaving or multi-layer weaving, only the profiles of the portions 802, 804 being shown.
  • the portion 802 is intended, after shaping, to form a part of blade preform 18 of the blade to be produced.
  • the portion 804 is intended, after shaping, to form parts of preforms of the inner and outer platforms of vein constitution 814a and 816a.
  • the two parts 802, 804 are in the form of woven strips extending generally in the direction X corresponding to the longitudinal direction of the blade to be produced.
  • the weaving of the strips 802, 804 is performed as described above for the strips 102, 104, 106 of the embodiment of FIG. 5.
  • the band 802 may have a variable thickness determined as a function of the blade profile 18 of the blade to be produced and has a width chosen as a function of the length of the profile developed flat blade.
  • the band 804 has a substantially constant thickness determined according to the thicknesses of the inner and outer platforms of vein constitution of the blade to be produced.
  • the band 804 has a width corresponding to the longer of the developed flat profiles of the inner and outer vein constitution platforms.
  • the tape 804 has a first part 804a which extends along and in the vicinity of a first face 802a of the tape 802, a second part 804b which extends along and in the vicinity of the second face 802b of the tape 802 and a third portion 805a extending along and near the first face 802a of the web 802.
  • the portions 804a, 804b of the web 804 are connected by a connecting portion 840c which passes through the web 802 at a first crossing location at a level corresponding to that of the inner vein forming platform of the dawn blade. achieve.
  • the portions 804b, 805a of the web 804 are connected by a connecting portion 860c which passes through the web 802 at a second crossing location at a level corresponding to that of the outer vein forming platform of the dawn blade.
  • the connecting portions 840c, 860c pass through the strip 802 at non-zero angles with respect to a plane normal to the direction X in order, in the example in question, to respect the geometry of the blade to be produced at the indoor and outdoor platforms.
  • the strips 802 and 804 are woven simultaneously without bond between the web 802 and the portions 804a, 804b and 805a of the web 804.
  • a plurality of successive blanks 800 can be woven continuously in the X direction. It is also possible to weave simultaneously several parallel rows of blanks 800.
  • FIGS. 26 to 28 show very schematically how a fibrous preform 900 having a shape close to that of the blade 812i to be produced can be obtained from a blank 800.
  • the strip 802 is cut at two ends to leave a portion 808 to form a blade preform of the blade to be produced extended at its ends by an inner over-length 824 and an outer over-length 826 (Figure 26).
  • the web 804 is cut to leave portions 840a and 840b on either side of the first through location and sections 860a and 860b on either side of the second through location.
  • sections 840a and 840b and sections 860a and 860b are chosen as a function of the width of the inner and outer platforms of vein constitution of the blade to be produced.
  • the sections 840a and 840b can be unfolded on either side of the portion 808, as can the sections 860a and 860b, forming trays 840 and 860 (FIG. ).
  • the The lengths of the trays 840 and 860 respectively correspond to the lengths of the developed flat profiles of the inner and outer platforms of the vein constitution of the dawn to be produced.
  • the width of the band 804 is therefore chosen as a function of the greatest length to be given to the plates 840 and 860.
  • the fiber preform 900 of the blade to be produced is then obtained by molding by means of a conformation tooling with deformation of the part 808 to obtain the profile of the blade 18 of the blade, and deformation of the plates 840, 860 for reproducing shapes similar respectively to those of the inner platforms 814a and outer 816a vein constitution of the blade to achieve.
  • a second blade preform 812 2 is obtained similarly to a first blade 812i.
  • a distributor sector 12 made of CMC material as shown in FIG. 29 is obtained by assembling first blades 812i alternately with second blades 812 2 of FIG. 24 by a method similar to that described with reference to FIG. 9 or the like to that described with reference to Figure 10, the steps of making a blade preform from a blank being performed after treatment of the fibers of the blank and impregnation with a consolidation resin.
  • the blades 812i and 812 2 are assembled (FIG. 30) by inserting:
  • a connection by brazing and / or co-densification can thus be formed between the inner surface of the vein forming platform 814a of a first blade 812i and the outer surface of the portion of base 815c of the hooks of a second next blade 812 2 , and between the outer surface of the outer vein forming platform 816a of the first blade 812i and the outer surface of the base portion 817c of the attachment tabs of the second blade 812 2 , as shown very schematically in Figure 30.
  • the end edges of the inner and outer platforms of vein constitution of a first blade 812i can be machined to adjust substantially to the profile of the blade of the second neighboring blade 812 2 to which they are adjacent.
  • various embodiments may be combined, by producing a sector by assembling blades made according to one of the embodiments described at the level of the inner platforms and made according to another of the embodiments at the platform level. exterior.
  • Figure 31 is a partial view further showing an alternative mounting of a CMC valve sector in a turbine casing.
  • downstream fastening tab 17 ' has a C-shaped profile with its end curved upstream and engaged in a hook of the casing 40 in the same direction as the upstream hooking tab 17a.
  • Blockage in the axial direction is achieved for example by means of an elastically deformable ring 43 whose outer peripheral portion is housed in a groove formed in the housing and which is supported on the downstream side of the latching lug 17'b.
  • the application of the invention to a low pressure turbine distributor is contemplated.
  • the invention is however applicable to CMC turbine distributors for turbine bodies other than a low-pressure body, as well as compressor rectifiers made of CMC material, in particular in the compressor stages exposed in service at temperatures high.
  • a multi-stage turbomachine compressor for example an aeronautical turbine engine, is partially and very schematically shown in FIG. 32.
  • the compressor for example a high-pressure compressor, comprises a plurality of stationary rectifiers 1010 which alternate with mobile wheels 1030. and are mounted in a compressor housing 1040.
  • Each movable wheel 1030 comprises a plurality of blades 1032 having an inner platform 1034 integral with a blade 1038. On the inner side of the inner platform, each blade 1032 is extended by a foot 1031 engaged in a housing. a rotor 1033. At their outer end, the blade blades 1038 may have wipers (not shown) facing an abradable coating 1041 carried by a sectorized ring 1042 supported by the compressor housing.
  • At least one of the rectifiers is produced by assembling rectifier sectors 1012 made of CMC material.
  • Each rectifier sector is formed by unitary single-blade blade assembly and comprises an inner platform 1014, an outer platform 1016 and blades 1018 extending between the platforms 1014 and 1016 and integral with those this.
  • the platforms 1014 and 1016 comprise portions 1014a, 1016a forming internal and external platforms of vein constitution.
  • the outer faces of the inner vein-forming platforms 1014a and the inner faces of the outer vein-forming platforms 1016a delimit the air flow vein 1045 in the compressor at the rectifier 1010.
  • each platform 1014 has hooks 1015a, 1015b while on the outer side each platform 1016 has hook tabs 1017a, 1017b.
  • the end portions of the hooking lugs 1017a, 1017b are engaged in hooks carried by the housing 1040 in order to mount the crankcase rectifier sectors 1040.
  • the hooks 1015a and 1015b support and hold in position a sectorized metal ring 1050 which supports on the inner side an abradable material 1051 opposite the wipers 1035 carried by the disk 1033.
  • the metal ring 1050 is formed of juxtaposed sectors extending for example on the same angle as the rectifier sectors and each constituting an abradable cartridge.
  • the ring 1050 has, on the outside, fastening tabs 1055a, 1055b which, at their ends, form slides in which the end portions of the hooks 1015a are engaged without securing. , 1015b, circumferential stopping abutments being provided to radially align each sector of the ring 1050 with a rectifier sector.
  • the single-blade blades constituting each rectifier sector are made and assembled together as described above for the unit blades forming turbine distributor sectors.
  • CMC compressor rectifier material
  • a rectifier sector made of CMO material is obtained by assembling single blade vanes. After weaving a set of fibrous webs, cutting individual blanks and shaping by means of conformation tooling, as in the process steps 301, 306 and 307 of FIG. 9, each blade preform obtained maintained in its tooling is impregnated with a resin by injection or infusion. A resin crosslinking heat treatment is performed to obtain a partially densified consolidated blade preform. After machining, several consolidated blade preforms are assembled while being held by a tool. The consolidated consolidated preforms are co-densified, the co-densification being carried out by at least one impregnation cycle with a resin and crosslinking thereof. Final machining may possibly be performed.
  • the resin used for consolidation and co-densification is a polymer matrix precursor resin, such as an epoxy, bismaleimide or polyimide resin, for example.

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Abstract

Des aubes mono-pales ayant chacune une plate-forme intérieure (114), une plate-forme extérieure (116) et une pale (118) sont obtenues par réalisation par tissage tridimensionnel d'une ébauche fibreuse en une seule pièce, mise en forme de l'ébauche fibreuse pour obtenir une préforme fibreuse en une seule pièce, densification de la préforme par une matrice pour obtenir une aube en matériau composite formant une seule pièce avec plates-formes intérieure et extérieure intégrées. Plusieurs aubes sont assemblées et liées entre elles pour former un secteur multi- pales de distributeur de turbine ou de redresseur de compresseur en matériau composite, la liaison étant réalisée par un processus comprenant au moins une étape choisie parmi : une étape de liaison par brasage et une étape de liaison par co-densification par une matrice d'aubes assemblées à un stade intermédiaire de densification.

Description

Procédé de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en matériau composite pour turbomachine et turbine ou compresseur incorporant un distributeur ou un redresseur formé de tels secteurs.
Arrière-plan de l'invention
L'invention se rapporte aux turbines ou compresseurs pour turbomachines, notamment pour turbomoteurs aéronautiques ou turbines industrielles.
L'amélioration des performances des turbomachines et la réduction de leurs émissions polluantes conduisent à envisager des températures de fonctionnement de plus en plus élevées.
Pour des éléments de parties chaudes de turbomachines, il a donc été proposé d'utiliser des matériaux composites à matrice céramique (CMC). En effet, ces matériaux possèdent des propriétés thermostructurales remarquables, c'est-à-dire des propriétés mécaniques qui les rendent aptes à constituer des éléments de structure et la capacité à conserver ces propriétés à des températures élevées. De surcroît, les matériaux CMC ont une masse volumîque bien inférieure à celle des matériaux métalliques utilisés traditionnellement pour des éléments de parties chaudes de turbomachines.
Ainsi, les documents WO 2010/061140, WO 2010/116066 et WO 2011/080443 décrivent la réalisation d'aubes de roues mobiles de turbomachines en CMC à plate-forme et talon intégrés. L'utilisation de matériaux CMC pour des distributeurs de turbine a aussi été proposée, notamment dans le document WO 2010/146288.
Un distributeur de turbine ou redresseur de compresseur métallique traditionnel est formé de plusieurs secteurs assemblés, chaque secteur comprenant une plate-forme intérieure, une plate-forme extérieure et une pluralité de pales s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaires de celles-ci. Les plates-formes intérieure et extérieure délimitent la veine d'écoulement de gaz ou d'air dans le distributeur ou redresseur. Du côté extérieur, les plates-formes extérieures des secteurs sont solidaires de pattes permettant le montage du distributeur de turbine ou redresseur de compresseur dans un carter.
Objet et résumé de l'invention
L'invention a pour but de proposer un procédé permettant de fabriquer un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en matériau composite reprenant les différentes fonctions d'un secteur métallique, notamment les fonctions de délimitation de veine d'écoulement de gaz ou d'air par des plates-formes intérieure et extérieure et d'accrochage dans un carter.
Ce but est atteint grâce à un procédé comprenant : - la réalisation d'aubes de distributeur ou de compresseur unitaires mono- pales ayant chacune une plate-forme intérieure, une plate-forme extérieure et une pale s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci, la réalisation de chaque aube de distributeur comprenant ;
. la réalisation par tissage tridimensionnel d'une ébauche fibreuse en une seule pièce,
. la mise en forme de l'ébauche fibreuse pour obtenir une préforme fibreuse en une seule pièce ayant une première partie formant préforme de pale, une deuxième partie formant préforme de plate-forme intérieure, et une troisième partie formant préforme de plate-forme extérieure, et
. la densification de la préforme par une matrice pour obtenir une aube en matériau composite ayant un renfort fibreux formé par la préforme et densifié par une matrice, et formant une seule pièce avec plates-formes intérieure et extérieure intégrées, et
- l'assemblage et la liaison de plusieurs aubes entre elles pour former un secteur multi-pales de distributeur de turbine ou de redresseur de compresseur en matériau composite, la liaison étant réalisée par un processus comprenant au moins une étape choisie parmi : une étape de liaison par brasage et une étape de liaison par co-densifï cation par une matrice d'aubes assemblées à un stade intermédiaire de densification. Selon un mode de mise en œuvre du procédé, la réalisation de chaque aube comprend une étape de densification partielle de la préforme fibreuse par une matrice et une étape subséquente d'usinage et la liaison de plusieurs aubes entre elles comprend l'assemblage des aubes usinées et une co-densification par une matrice des aubes assemblées. Dans le cas d'un distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en matériau composite à matrice céramique, l'assemblage des aubes usinées peut comprendre une étape de collage pré-céramique.
Selon un autre mode de mise en œuvre du procédé, dans le cas d'un distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en matériau composite à matrice céramique, la réalisation de chaque aube comprend une première et une deuxième étape de densification par une matrice céramique séparées par une étape d'usinage et la liaison de plusieurs aubes entre elles comprend une étape de brasage des aubes assemblées après la deuxième étape de densification.
Avantageusement, la plate-forme extérieure ou intérieure d'une première aube comprend une plate-forme extérieure ou intérieure de constitution de veine et est reliée à une plate-forme extérieure ou intérieure d'une deuxième aube voisine au moins en partie le long d'au moins une zone de liaison s'étendant sur une partie de la surface extérieure de la plate-forme extérieure de constitution de veine de la première aube et/ou sur une partie de la surface intérieure de la plateforme intérieure de constitution de veine de la première aube.
Chaque aube peut être réalisée avec une plate-forme extérieure ayant une partie formant plate-forme extérieure de constitution de veine et une partie formant des pattes d'accrochage, la plate-forme extérieure de constitution de veine ainsi que les pattes d'accrochage s'étendant d'un côté et de l'autre de la pale et les pattes d'accrochage étant situées à l'extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine.
En variante, chaque aube peut être est réalisée avec une plateforme extérieure ayant une partie formant plate-forme extérieure de constitution de veine, d'un côté de la pale, et une partie formant des pattes d'accrochages de l'autre côté de la pale, et l'assemblage entre deux aubes voisines est réalisé en engageant les pattes d'accrochage d'une des deux aubes du côté extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine de l'autre des deux aubes. En variante,
- l'on réalise des premières aubes ayant chacune une plateforme intérieure, une plate-forme extérieure formant plate-forme extérieure de constitution de veine et une pale s'étendant entre les plates- formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci,
- l'on réalise des deuxièmes aubes ayant chacune une plateforme intérieure, une plate-forme extérieure formant pattes d'accrochage et une pale s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci, et
- l'on forme un secteur en assemblant des premières aubes en alternance avec des deuxièmes aubes, les pattes d'accrochage d'une deuxième aube étant engagées du côté extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine d'une première aube.
Par ailleurs, chaque aube peut être réalisée avec une plate- forme intérieure ayant une partie formant plate-forme intérieure de constitution de veine et une partie formant des becquets ou crochets, la plate-forme intérieure de constitution de veine ainsi que les becquets ou crochets s'étendant d'un côté et de l'autre de la pale et les becquets ou crochets étant situés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine.
En variante, chaque aube peut être réalisée avec une plateforme intérieure ayant une partie formant plate-forme intérieure de constitution de veine, d'un côté de la pale, et une partie formant des crochets ou becquets, de l'autre côté de la pale, et l'assemblage entre deux aubes voisines est réalisé en engageant les crochets ou becquets de l'une des deux aubes du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine de l'autre des deux aubes.
En variante,
- l'on réalise des premières aubes ayant chacune une plate- forme intérieure formant plate-forme intérieure de constitution de veine, une plate-forme extérieure et une pale s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci,
- l'on réalise des deuxièmes aubes ayant chacune une plateforme intérieure formant becquets ou crochets, une plate-forme extérieure et une pale s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci, et - l'on forme un secteur en assemblant des premières aubes en alternance avec des deuxièmes aubes, les crochets ou becquets d'une deuxième aube étant engagés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine d'une première aube.
Avantageusement, dans la direction longitudinale de l'ébauche correspondant à la direction longitudinale d'une aube à réaliser, l'ébauche fibreuse est tissée avec :
- un premier ensemble de plusieurs couches de fils qui sont liées entre elles au moins partiellement pour former une première partie de l'ébauche destinée à former la préforme de pale, et
- un deuxième ensemble de plusieurs couches de fils qui sont liées entre elles au moins partiellement pour former une deuxième partie de l'ébauche destinée à former la préforme de plate-forme intérieure et pour former une troisième partie de l'ébauche destinée à former la préforme de plate-forme extérieure,
- les fils du premier ensemble de couches de fils n'étant pas liés aux fils du deuxième ensemble de couches de fils, et
- le premier ensemble de couches de fils étant traversé par le deuxième ensemble de couches de fils en des premier et deuxième emplacements de traversée correspondant aux emplacements des préformes de plate-forme intérieure et de plate-forme extérieure, respectivement.
L'ébauche fibreuse peut alors être tissée avec un deuxième ensemble continu de couches de fils et la mise en forme de l'ébauche fibreuse comprend :
- l'élimination par découpe de parties du deuxième ensemble de couches de fils extérieures à la deuxième et à la troisième partie de l'ébauche, et
- le déploiement de parties non éliminées du deuxième ensemble de couches de fils de part et d'autre du premier ensemble de couches de fils au niveau des premier et deuxième emplacements de traversée.
Dans un premier mode de réalisation, le procédé comprend la réalisation d'aubes ayant une plate-forme extérieure avec une partie formant plate-forme extérieure de constitution de veine et une partie formant des pattes d'accrochage situées du côté extérieur de la plate- forme extérieure de constitution de veine, et l'ébauche fibreuse est tissée dans ladite direction longitudinale avec, en outre :
- un troisième ensemble de couches de fils qui sont liées entre elles au moins partiellement pour former une quatrième partie de l'ébauche correspondant à la préforme de pattes d'accrochage,
- les fils du premier ensemble de couches de fils n'étant pas liés aux fils du troisième ensemble de couches de fils, et
- le premier ensemble de couches de fils est traversé par le troisième ensemble de couches de fils en un troisième emplacement de traversée correspondant à un emplacement de préforme de pattes d'accrochage.
L'ébauche fibreuse peut alors être tissée avec un troisième ensemble continu de couches de fils et la mise en forme de l'ébauche comprend :
- l'élimination par découpe de parties du troisième ensemble de couches de fils extérieures à la quatrième partie de l'ébauche, et
- le déploiement de parties non éliminées du troisième ensemble de couches de fils de part et d'autre du premier ensemble de couches de fils au niveau du troisième emplacement de traversée.
Selon une particularité du premier mode de réalisation, le procédé comprend la réalisation d'aubes ayant une plate-forme intérieure avec une partie formant plate-forme intérieure de constitution de veine et une partie formant des crochets ou becquets situés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine, et :
- les couches de fils du troisième ensemble de couches de fils sont au moins partiellement liées entre elles pour former une cinquième partie de l'ébauche fibreuse correspondant à une préforme de crochets ou becquets, et
- le premier ensemble de couches de fils est en outre traversé par le troisième ensemble de couches de fils en un quatrième emplacement de traversée correspondant à un emplacement de préforme de crochets ou becquets.
L'ébauche fibreuse peut alors être tissée avec un troisième ensemble continu de couches de fils et la mise en forme de l'ébauche comprend : - l'élimination par découpe de parties du troisième ensemble de couches de fils extérieures à la quatrième et à la cinquième partie de l'ébauche, et
- le déploiement de parties non éliminées du troisième ensemble de couches de fils de part et d'autre du premier ensemble de couches de fils au niveau des troisième et quatrième emplacements de traversée.
Dans un deuxième mode de réalisation, le procédé comprend la réalisation d'aubes ayant une plate-forme extérieure avec une partie formant plate-forme extérieure de constitution de veine et une partie formant des pattes d'accrochage situées du côté extérieur de la plateforme extérieure de constitution de veine, et
- l'ébauche fibreuse est tissée en ménageant une zone de déliaison au sein du premier ensemble de couches de fils, dans le prolongement de la première partie de l'ébauche, vers l'extérieur par rapport au deuxième emplacement de traversée, et
- la mise en forme de l'ébauche comprend le déploiement de parties du premier ensemble de couches de fils situées de part et d'autre de la zone de déliaison pour former une préforme de pattes d'accrochage.
Selon une particularité du deuxième mode de réalisation, le procédé comprend la réalisation d'aubes ayant une plate-forme intérieure avec une partie formant plate-forme intérieure de constitution de veine et une partie formant des crochets ou becquets situés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine, et
- l'ébauche fibreuse est tissée en ménageant une deuxième zone de déliaison au sein du premier ensemble de couches de fils, dans le prolongement de la première partie de l'ébauche, vers l'intérieur par rapport au premier emplacement de traversée, et
- la mise en forme de l'ébauche comprend le déploiement de parties du premier ensemble de couches de fils situées de part et d'autre de la deuxième zone de déliaison pour former une préforme de crochets ou becquets.
Dans un troisième mode de réalisation, le procédé comprend la réalisation d'aubes ayant une plate-forme extérieure avec une partie formant plate-forme extérieure de constitution de veine et une partie formant des pattes d'accrochage situées du côté extérieur de la plateforme extérieure de constitution de veine, et
- au deuxième emplacement de traversée du premier ensemble de couches de fils par le deuxième ensemble de couches de fils, les sorties de la traversée sur deux faces opposées du premier ensemble de couches de fils sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction longitudinale de l'ébauche, et
- la mise en forme de l'ébauche comprend le déploiement de parties du deuxième ensemble de couches de fils s'étendant à partir de chaque sortie de traversée sur lesdites faces opposées du premier ensemble de couches de fils pour former respectivement une préforme de plate-forme extérieure et une préforme de pattes d'accrochage décalées l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale.
Selon une particularité du troisième mode de réalisation, le procédé comprend la réalisation d'aubes ayant une plate-forme intérieure avec une partie formant plate-forme intérieure de constitution de veine et une partie formant des crochets ou becquets situés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine, et
- au premier emplacement de traversée du premier ensemble de couches de fils par le deuxième ensemble de couches de fils, les sorties de la traversée sur deux faces opposées du premier ensemble de couches de fils sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction longitudinale de l'ébauche, et
- la mise en forme de l'ébauche comprend le déploiement de parties du deuxième ensemble de couches de fils s'étendant à partir de chaque sortie de traversée du premier emplacement de traversée sur lesdites faces opposées du premier ensemble de couches de fils pour former respectivement une préforme de plate-forme intérieure de constitution de veine et une préforme de crochets ou becquets décalées l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale.
L'invention vise aussi une turbine de turbomachine ayant un carter de turbine et un distributeur de turbine en matériau CMC, le distributeur de turbine comprenant des secteurs de distributeur obtenus par un procédé tel que défini ci-avant. Le distributeur est avantageusement monté dans le carter de turbine au moyen de pattes d'accrochage que présentent les plates-formes extérieures d'aubes. L'invention vise encore un compresseur de turbomachine ayant un carter de compresseur et au moins un redresseur de compresseur en matériau composite, le redresseur de compresseur comprenant des secteurs de redresseur obtenus par un procédé tel que défini ci-avant. Le redresseur est avantageusement monté dans le carter de compresseur au moyen de pattes d'accrochage que présentent les plates-formes extérieures d'aubes.
Avantageusement le distributeur ou le redresseur supporte avantageusement un anneau support de matériau abradable par l'intermédiaire des crochets que présentent les plates-formes intérieures d'aubes.
L'invention est remarquable en ce que la fabrication de secteurs de distributeur ou de compresseur en matériau composite à partir d'aubes unitaires mono-pales permet de simplifier la réalisation des préformes fibreuses et leur moulage en comparaison avec une préforme complexe d'un secteur de distributeur ou de redresseur multi-pales.
L'invention est remarquable aussi en ce que l'accrochage du distributeur ou de redresseur dans le carter de turbine ou de compresseur peut être réalisé au moyen de pattes d'accrochage associées à des aubes unitaires, et les efforts exercés sur les pales peuvent être repris par les pattes d'accrochage sans induire d'efforts excessifs au niveau des liaisons entre les aubes.
L'invention vise encore une turbomachine ayant une turbine et/ou un compresseur tels que définis ci-avant.
Brève description des dessins
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faites ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue très schématique partielle en demi- coupe axiale d'une turbine basse pression de turbomachine comprenant un distributeur de turbine en matériau CMC ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un secteur du distributeur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un secteur de l'anneau support de matériau abradable de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue en perspective d'une aube de distributeur mono-pale constitutive d'un secteur de distributeur en matériau CMC tel que celui de la figure 2, selon un mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 5 à 8 illustrent très schématiquement des étapes successives d'un procédé de réalisation d'une préforme fibreuse pour une aube de distributeur telle que celle de la figure 4 ;
- la figure 9 indique des étapes successives d'un procédé de fabrication d'un secteur de distributeur tel que celui de la figure 2 ;
- la figure 10 indique des étapes successives d'un autre procédé de fabrication d'un secteur de distributeur tel que celui de la figure 2 ;
- la figure 11 est une vue en perspective d'une aube de distributeur mono-pale constitutive d'un secteur de distributeur en matériau CMC, selon un mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 12 à 15 illustrent très schématiquement des étapes successives d'un procédé de réalisation d'une préforme fibreuse pour une aube de distributeur telle que celle de la figure 11 ;
- la figure 16 est une vue schématique en perspective d'un secteur de distributeur obtenu par assemblage d'aubes telles que celle de la figure 11 ;
- la figure 17 est une vue en perspective d'une aube de distributeur mono-pale constitutive d'un secteur de distributeur en matériau CMC, selon un mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 18 à 21 illustrent très schématiquement des étapes successives d'un procédé de réalisation d'une préforme fibreuse pour une aube de distributeur telle que celle de la figure 17 ;
- la figure 22 est une vue schématique en perspective d'un secteur de distributeur obtenu par assemblage d'aubes telles que celle de la figure 19 ;
- la figure 23 montre très schématiquement le principe d'assemblage de deux aubes telles que celle de la figure 17 lors de la fabrication d'un secteur de distributeur ; - la figure 24 est une vue en perspective de deux aubes de distributeur mono-pales constitutives d'un secteur de distributeur en matériau CMC, selon un mode de réalisation de l'invention ;
- les figure 25 à 28 illustrent très schématiquement des étapes successives d'un procédé de réalisation d'une préforme fibreuse pour une aube de distributeur telle que l'une des aubes de la figure 24 ;
- la figure 29 est une vue schématique en perspective d'un secteur de distributeur obtenu par assemblage d'aubes telles que celles de la figure 24 ;
- la figure 30 montre très schématiquement le principe d'assemblage de deux aubes telles que celles de la figure 24 lors de la fabrication d'un secteur de distributeur ;
- la figure 31 est une vue très schématique partielle en coupe montrant une variante de l'accrochage d'un distributeur dans un carter de turbine ; et
- la figure 32 est une vue très schématique partielle en demi- coupe axiale d'un compresseur de turbomachine comprenant un redresseur de compresseur en matériau composite.
Description détaillée de modes de réalisation Définitions
Dans tous le texte, on désigne par « plate-forme extérieure » ou « plate-forme intérieure », aussi bien une plate-forme bi-fonctionnelle ayant une partie formant plate-forme de constitution de veine et une partie formant pattes d'accrochage ou crochets ou becquets, qu'une plateforme mono-fonctionnelle limitée à l'une de ces parties.
Par « plate-forme de constitution de veine » on désigne un élément formant partie d'une paroi extérieure ou intérieure délimitant la veine de circulation de gaz dans une turbine au niveau d'un distributeur de turbine ou la veine de circulation d'air dans un compresseur au niveau d'un redresseur de compresseur. Application à une turbine de turbomachine
Une turbine basse pression (BP) multi-étages d'une turbomachine, par exemple un turbomoteur aéronautique, telle que montrée partiellement sur la figure 1, comprend une pluralité de distributeurs fixes 10 qui alternent avec des roues mobiles 30 dans le sens d'écoulement du flux gazeux dans la turbine (flèche F) et qui sont montés dans un carter de turbine 40.
Chaque roue mobile 30 comprend une pluralité d'aubes 32 ayant une plate-forme intérieure 34, une plate-forme extérieure ou talon 36 et une pale 38 s'étendant entre les plates-formes 34 et 36 et liée à celles-ci. Du côté intérieur de la plate-forme 34, l'aube se prolonge par un pied engagé dans un logement d'un disque 33. Du côté extérieur, le talon 36 supporte des léchettes 37 en regard d'un matériau abradable 41 porté par un anneau sectorisé 42, pour assurer l'étanchéité aux sommets des aubes 32.
Dans tout le présent texte, les termes "intérieur" et "extérieur" sont utilisés en référence à la position ou orientation par rapport à l'axe de la turbine.
Les aubes 32 peuvent être des aubes métalliques traditionnelles ou des aubes en matériau CMC obtenues par exemple comme décrit dans les documents précités WO 2010/061140, WO 2010/116 066 ou WO 2011/080443.
Au moins l'un des distributeurs, tel que le distributeur 10 de la figure 1, est formé par réunion de plusieurs secteurs annulaires de distributeur en matériau CMC.
Chaque secteur de distributeur 12 (figures 1 et 2) comprend une plate-forme intérieure 14, une plate-forme extérieure 16 et une pluralité de pales 18 s'étendant entre les plates-formes 14, 16 et solidaires de celles-ci. Les plates-formes 14 et 16 comprennent des parties 14a, 16a formant plates-formes de constitution de veine intérieure et extérieure. Les faces extérieures des plates-formes 14a, 34 et les faces intérieures des plates-formes 16a, 36 délimitent la veine 45 d'écoulement de flux gazeux dans la turbine.
Du côté extérieur, font saillie à partir de la plate-forme extérieure 16a une patte d'accrochage amont 17a et une patte d'accrochage aval 17b sous forme de secteurs annulaires à section sensiblement en forme de S. Les pattes d'accrochage 17a, 17b s'étendent sur le même angle que la plate-forme 16a. Les parties terminales des pattes 17a, 17b sont orientées respectivement vers l'amont et vers l'aval et sont engagées dans des crochets portés par le carter 40 afin de monter le distributeur 10 dans le carter 40 de façon similaire à un distributeur de turbine métallique.
Dans tout le texte, les termes "amont" et "aval" sont utilisés en référence au sens d'écoulement de flux gazeux dans la turbomachine.
Du côté intérieur, font saillie sous la plate-forme intérieure 14a des crochets amont 15a et aval 15b qui sont sous forme de secteurs annulaires à section sensiblement en forme de C, et sont repliés respectivement vers l'aval et vers l'amont.
Les crochets 15a et 15b supportent et maintiennent en position axiale un anneau métallique sectorisé 50 qui supporte un matériau abradable 51 en regard de léchettes 35 portées par le disque 33 pour assurer Pétanchéité de la veine 50 du côté intérieur. L'anneau métallique 50 est formé de secteurs juxtaposés 52 constituant chacun un cartouche d'abradable (figures 1 et 3). Du côté extérieur, chaque secteur d'anneau 52 comprend une base 53 à partir de laquelle fait saillie vers l'extérieur une partie 55 formant des pattes d'accrochage amont 55a et aval 55b. Les pattes d'accrochage 55a, 55b sont sous forme de secteurs annulaires qui s'étendent ici sur un même angle que les secteurs d'anneau 52. Dans l'exemple illustré, l'engagement mutuel entre les crochets 15a et les pattes d'accrochage 55a, d'une part, et entre les crochets 15b et les pattes d'accrochage 55b, d'autre part, est réalisé par engagement des parties terminales 151a, 151b des crochets 15a, 15b dans des glissières respectives 551a, 551b formées aux extrémités des pattes d'accrochage 55a, 55b.
L'engagement est réalisé par coulissement en direction circonférentielle, jusqu'à venue en contact de butées d'arrêt afin d'aligner radialement un secteur de distributeur 12 avec un secteur d'anneau 52. Les butées sont par exemple réalisées par formation d'encoches 152a, 152b à une extrémité circonférentielle des parties terminales 151a, 151b des crochets 15a, 15b (figure 2) et fermeture des glissières 551a, 551b par des parties pleines 552a, 552b à une extrémité circonférentielle des pattes d'accrochage 55a, 55b. Dans l'exemple illustré, les secteurs d'anneau 52 et les secteurs de distributeur 12 ont même dimension angulaire. En variante, la dimension angulaire des secteurs d'anneau pourra être un multiple ou une fraction de celle des secteurs de distributeur.
Premier mode de réalisation : aubes monopales à plates-formes bifonctionnelles « symétriques » et premier mode de tissage
Selon un premier mode de réalisation, les secteurs de distributeur 12 sont formés par l'assemblage d'aubes unitaires mono-pales 112 en matériau CMC telle que celle de la figure 4 comprenant une plateforme intérieure 114, une plate-forme extérieure 116 et une pale unique 18 s'étendant entre les plates-formes 114 et 116 et solidaire de celles-ci. La plate-forme 114 comprend une partie 114a formant plate-forme de constitution de la veine 45 et une partie formant des crochets 115a, 115b ayant mêmes profils que les crochets 15a, 15b, respectivement, et situés du côté intérieur de la partie 114a. Du côté extérieur, la plate-forme 116 comprend une partie 116a formant plate-forme de constitution de la veine 45 et une partie formant des pattes d'accrochage 117a, 117b ayant mêmes profils que les pattes 17a, 17b, respectivement et situées du côté extérieur de la partie 116a.
Sur un de leurs bords longitudinaux situés dans un plan axial après montage de la turbine, les plates-formes 114a, 116a de constitution de veine forment, dans l'exemple illustré, des décrochements 114b, 116b destinés à permettre des recouvrements mutuels entre bords adjacents de plates-formes de constitution de veine lors de l'assemblage des aubes 112 pour former un secteur de distributeur. Les décrochements 114b, 116b sont réalisés de façon similaire à un soyage, c'est à dire avec un décalage équivalent à l'épaisseur des plates-formes 114a, 116a pour permettre un assemblage par chevauchement afin de ne pas affecter la continuité de surface de la veine 45. Sur les bords opposés à ceux présentant les décrochements 114b, 116b, les plates-formes 114a, 116a de constitution de veine font saillie au-delà des crochets 115a, 115b et pattes d'accrochage 117a, 117b sur une largeur correspond à celle de décrochements 114b, 116b.
Un mode de réalisation d'une aube 112 telle que celle de la figure 4 sera maintenant décrit. Ce mode de réalisation est similaire à celui décrit dans le document WO 2011/080443 pour une aube de roue mobile de turbomachine, le contenu du document WO 2011/080443 étant incorporé ici par voie de référence.
La figure 5 montre très schématiquement une ébauche fibreuse 100 à partir de laquelle une préforme fibreuse d'aube peut être mise en forme afin, après densifi cation par une matrice et usinage éventuel, d'obtenir une aube en matériau CMC telle que l'aube 112.
L'ébauche 100 comprend trois parties 102, 104, 106 obtenues par tissage tridimensionnel ou tissage multi-couches, seules les enveloppes de ces trois parties étant représentées sur la figure 5. La partie 102 est destinée, après mise en forme, à constituer une partie de préforme de pale 18. La partie 104 est destinée, après mise en forme, à constituer les parties de préformes de plate-forme intérieure 114a et extérieure 116a de constitution de veine. La partie 106 est destinée, après mise en forme, à constituer les parties de préformes de crochets 115a, 115b et de pattes 117a, 117b.
Les trois parties 102, 104, 106 sont sous forme de bandes tissées s'étendant de façon générale dans une direction X correspondant à la direction générale de l'aube à réaliser. Le tissage est réalisé par exemple avec des fils de chaîne s'étendant dans la direction X, étant noté qu'un tissage avec des fils de trame s'étendant dans cette direction est également possible. Dans chaque partie 102, 104, 106 les fils de chaîne sont disposés sur plusieurs couches liées entre elles au moins partiellement par des fils de trame de plusieurs couches de fils de trame. Différentes armures de tissage peuvent être utilisées, par exemple des armures de type interlock, de type multi-satin ou de type multi-toile. On pourra se référer par exemple au document WO 2006/136755.
La bande fibreuse 102 peut présenter une épaisseur variable déterminée en fonction du profil de la pale de l'aube à réaliser et a une largeur choisie en fonction de la longueur de profil développé (à plat) de la pale. La variation d'épaisseur de la bande fibreuse 102 sur sa longueur est obtenue par exemple en utilisant des fils de chaîne ayant des titres variables. On peut, en variante ou en complément, faire varier la contexture des fils de chaîne (nombre de fils par unité de longueur en sens trame), une contexture plus faible autorisant un amincissement plus prononcé lors de la mise en forme de la préforme d'aube. Les bandes fibreuses 104 et 106 ont une épaisseur sensiblement constante déterminée en fonction des épaisseurs des plates- formes 114, 116 de l'aube à réaliser. La bande 104 a une largeur correspondant au plus long des profils développés à plat des plates-formes de constitution de veine 114a, 116a tandis que la bande 106 a une largeur correspondant au plus long des profils développés à plat de l'ensemble des crochets 115a, 115b et de l'ensemble des pattes d'accrochage 117a, 117b. Les bandes 104 et 106 comprennent chacune une première partie 104a, 106a qui s'étend le long et au voisinage d'une première face 102a de la bande 102, une deuxième partie 104b, 106b qui s'étend le long et au voisinage de la deuxième face 102b de la bande 102, et une troisième partie 105a, 107a qui s'étend le long et à proximité de la première face 102a de la bande 102. Les bandes 102 et 104 suivent des trajets parallèles sans traversée mutuelle.
Les parties 104a et 104b de la bande 104 se raccordent par une partie de raccordement 140c qui s'étend transversalement par rapport à la bande 102 en traversant celle-ci à un emplacement correspondant à celui de la plate-forme intérieure de constitution de veine de l'aube 112 à réaliser. De même, les parties 106a et 106b de la bande 106 se raccordent par une partie de raccordement 150c qui s'étend transversalement par rapport à la bande 102 en traversant celle-ci et qui est adjacente ou à proximité immédiate de la partie de raccordement 140c, du côté intérieur.
Les parties 104b et 105a de la bande 140 se raccordent par une partie de raccordement 160c qui s'étend transversalement par rapport à la bande 102 en traversant celle-ci à un emplacement correspondant à celui de la plate-forme extérieure de constitution de veine de l'aube 112 à réaliser. De même, les parties 106b et 107a de la bande 106 se raccordent par une partie de raccordement 170c qui s'étend transversalement par rapport à la bande 102 en traversant celle-ci et qui est adjacente ou à proximité immédiate de la partie de raccordement 160c, du côté extérieur.
Les parties de raccordement 140c, 150c, 160c et 170c traversent la bande 102 en faisant des angles non nuls par rapport à un plan normal à la direction X, pour, dans l'exemple considéré, respecter la géométrie de l'aube à réaliser au niveau des plates-formes intérieure et extérieure. Les bandes 102, 104, 106 sont tissées simultanément, sans liaison entre la bande 102 et les parties 104a, 104b et 105a de la bande 104, sans liaison entre la bande 102 et les parties 106a, 106b et 107a de la bande 106 et sans liaison entre les bandes 104 et 106. Avantageusement, une pluralité d'ébauches successives 100 peuvent être tissées de façon continue dans la direction X. On peut également tisser simultanément plusieurs rangées parallèles d'ébauches 100.
Les figures 6 à 8 montrent très schématiquement comment une préforme fibreuse 200 ayant une forme voisine de celle de l'aube 112 à réaliser peut être obtenue à partir d'une ébauche 100.
La bande fibreuse 102 est coupée à une extrémité en amont des parties de raccordement 140c, 150c pour former une sur-longueur 124 et est coupée à une autre extrémité en arrière des parties de raccordement 160c, 170c pour former une sur-longueur 126, les surlongueurs 124 et 126 contribuant à assurer un maintien en position des parties de raccordement 160c, 170c au niveau des traversées de la bande fibreuse 102.
Les bandes fibreuses 104 et 106 sont découpées pour laisser subsister des tronçons 140a et 140b de part et d'autre de la partie de raccordement 140c, des tronçons 150a, 150b de part et d'autre de la partie de raccordement 150c, des tronçons 160a, 160b de part et d'autre de la partie de raccordement 160c, et des tronçons 170a, 170b de part et d'autre de la partie de raccordement 170c, comme le montre la figue 6. Les longueurs des tronçons 140a, 140b, 160a, 160b sont choisies en fonction des largeurs développées à plat des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine de l'aube 112 à réaliser. Les longueurs des tronçons 150a, 150b, 170a, 170b sont choisies en fonction des largeurs des crochets et pattes d'accrochage des plates-formes intérieure et extérieure de l'aube 112 à réaliser.
Du fait de l'absence de liaison avec la bande 102, les tronçons 140a, 140b et 160a, 160b de la bande 104 peuvent être dépliés pour former des plateaux 140, 160 tandis que les tronçons 150a, 150b et 170a, 170b de la bande 106 peuvent être dépliés pour former des plateaux 150, 170, comme le montre la figure 7.
La préforme fibreuse 200 de l'aube 112 à réaliser est ensuite obtenue par moulage au moyen d'un outillage de conformation avec déformation de la bande 102 pour obtenir le profil de la pale 18 de l'aube, déformation des plateaux 140, 160 pour reproduire des formes semblables à celles des plates-formes intérieure et extérieure 114a, 116a de constitution de veine, et déformation des plateaux 150, 170 pour reproduire des formes semblables à celles des crochets 115a, 115b et des pattes 117a, 117b. On obtient ainsi (figure 8) une préforme d'aube 200 avec des parties 214a, 216a de préformes de plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine, des parties 215a, 215b de préformes de crochets, des parties 217a, 217b de préformes de pattes d'accrochage et, une partie 218 de préforme de pale.
On notera que les étapes de réalisation de la préforme d'aube 200 à partir de l'ébauche 100 peuvent être effectuées avantageusement après traitement des fibres de l'ébauche 100 et imprégnation de celle-ci par une composition de consolidation comme décrit maintenant en référence à la figure 9 qui montre des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé permettant de fabriquer un secteur de distributeur multi-pales en matériau CMC.
A l'étape 301, un ensemble de bandes fibreuses est tissé par tissage tridimensionnel, comprenant une pluralité d'ébauches fibreuses 100 orientées par exemple en sens chaîne, comme montré sur la figure 5. On peut utiliser pour le tissage des fils en céramique, notamment des fils à base de carbure de silicium (SiC), par exemple ceux fournis sous la dénomination "Nicalon" par la société japonaise Nippon Carbon. D'autres fils en céramique sont utilisables, notamment des fils en oxyde réfractaire, tels que des fils à base d'oxyde d'aluminium ou alumine AI2O3, en particulier pour des matériaux CMC de type oxyde/oxyde (fibre du renfort fibreux et matrice en oxyde réfractaire). On pourrait aussi utiliser des fils de carbone pour un matériau CMC à renfort en carbone.
A l'étape 302, l'ensemble de bandes fibreuses est traité pour éliminer l'ensimage présent sur les fibres et la présence d'oxyde à la surface des fibres. L'ensimage peut être éliminé par traitement thermique et l'oxyde peut être éliminé par traitement acide.
A l'étape 303, une mince couche de revêtement d'interphase de défragilisation est formée sur les fibres de l'ensemble de bandes fibreuses par infiltration chimique en phase gazeuse, ou CVI ("Chemical Vapour Infiltration"). Le matériau d'interphase est par exemple du carbone pyrolytique PyC, du nitrure de bore BN ou du carbone dopé au bore BC. L'épaisseur de la couche formée est par exemple comprise entre 10 nanomètres et 100 nanomètres pour conserver une capacité de déformation des ébauches fibreuses.
Des étapes d'élimination d'ensimage, de traitement acide et de formation de revêtement d'interphase sur un substrat en fibres SiC sont décrites dans le document US 5 071 679.
A l'étape 304, l'ensemble de bandes fibreuses est ensuite imprégné par une composition de consolidation, typiquement une résine précurseur de carbone ou une résine précurseur de céramique éventuellement diluée dans un solvant.
Après séchage (étape 305), les ébauches fibreuses individuelles sont découpées (étape 306) comme illustré par la figure 6.
A l'étape 307, une ébauche ainsi découpée est mise en forme (comme illustré par les figures 7 et 8) et placée dans un outillage par exemple en graphite pour conformation des parties de préforme de pale, de préformes de plates-formes de constitution de veine, et de préformes de pattes d'accrochage et crochets.
Ensuite, la résine est réticulée (étape 308) puis pyrolysée (étape 309), la réticulation et la pyrolyse pouvant être enchaînées par élévation progressive de la température dans l'outillage.
Après pyrolyse, on obtient une préforme d'aube consolidée par le résidu de pyrolyse. La quantité de résine de consolidation est choisie suffisante mais sans trop d'excès pour que le résidu de pyrolyse lie les fibres de la préforme afin que celle-ci soit manipulable en conservant sa forme sans l'assistance d'un outillage.
Une deuxième couche de revêtement d'interphase de défragilisation est formée par CVI, par exemple en PyC, BN ou BC avec une épaisseur de préférence au moins égale à 100 nanomètres (étape 310). La réalisation d'un revêtement d'interphase en deux couches avant et après consolidation est décrite dans le document EP 2 154 119.
Une densification par matrice céramique de la préforme consolidée est ensuite réalisée par exemple par CVI. La matrice peut être en SiC ou être une matrice auto-cicatrisante comprenant des phases de matrice en carbone pyrolytique PyC, en carbure de bore B4C ou en système ternaire Si-B-C comme décrit notamment dans les documents US 5 246 756 et US 5 965 266. Comme indiqué plus haut, d'autres types de matrice céramique peuvent être envisagés, notamment des matrices en oxyde réfracta ire, par exemple en alumine, en particulier pour des matériaux CMC de type oxyde/oxyde. La densification peut alors être réalisée par voie liquide, c'est-à-dire par imprégnation par un précurseur liquide de la matrice céramique avec transformation du précurseur par traitement thermique, ou imprégnation par composition contenant de la poudre céramique, la matrice étant alors obtenue par frittage.
La densification est de préférence réalisée en deux étapes 311, 313 séparées par une étape 312 d'usinage de l'aube à ses dimensions désirées. On obtient alors une aube telle que celle 112 de la figure 4.
L'étape suivante 314 consiste à réunir et lier entre elles plusieurs aubes pour former un secteur de distributeur multi-pales en matériau CMC tel que le secteur 12 de la figure 2. Les aubes sont liées en elles par brasage au niveau des recouvrements entre bords adjacents des plates-formes intérieures 114a et extérieures 116a de constitution de veine. On obtient alors des liaisons entre aubes dans des zones de liaison qui s'étendent sur une partie de la surface intérieure des plates-formes intérieures de constitution de veine et sur une partie de la surface extérieure des plates-formes extérieures de constitution de veine. Le brasage de pièces en matériau CMC, notamment à matrice SiC, est connu. On pourra se référer par exemple aux documents FR 2 664 518 et FR 2 745 808 dont le contenu est incorporé ici par voie de référence et qui décrivent différentes compositions de brasage à base de nickel et contenant également du titane, du silicium et d'autres métaux éventuels tels que du cuivre ou du chrome.
Les encoches 152a, 152b (figure 2) peuvent être réalisées lors de l'étape d'usinage 312 sur l'une des aubes constitutives d'un secteur de distributeur. Elles peuvent en variante être réalisées après assemblage du secteur.
Le nombre de pales du distributeur est de 6 dans l'exemple de la figure 2. Il pourrait bien entendu être plus élevé ou moins élevé.
Après obtention de secteurs de distributeur de turbine en matériau CMC, ceux-ci sont munis de secteurs de l'anneau 50 support d'abradable, comme décrit plus haut.
Un distributeur de turbine complet en matériau CMC portant un anneau support d'abradable est ensuite constitué par le montage des secteurs 12 de distributeur dans le carter de turbine au moyen des pattes d'accrochage 17a, 17b. Le nombre de secteurs formant un distributeur complet est par exemple compris entre 16 et 40.
L'étanchéité inter-secteurs est favorisée par le recouvrement entre bords adjacents de plates-formes de constitution de veine aux extrémités des secteurs et peut éventuellement être améliorée au moyen de languettes disposées à l'interface entre secteurs de distributeur adjacents, comme cela est bien connu dans le cas de secteurs de distributeur métalliques.
On notera que l'assemblage des aubes monopales pourra être réalisé avec les plates-formes de constitution de veine jointives sans recouvrement, les plates-formes de constitution de veine extérieure et intérieure ayant alors même largeur que l'ensemble des pattes d'accrochage 117a, 117b et des crochets 115a, 115b, respectivement. Le brasage est alors réalisé le long des bords longitudinaux des plates-formes de constitution de veine, pattes d'accrochage et crochets.
La figure 10 indique des étapes successives d'un autre procédé de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine en CMC. Les étapes 301 à 312 sont identiques à celles du procédé de la figure 9.
Après l'étape d'usinage 312, plusieurs aubes sont maintenues ensemble pour former un secteur de distributeur (étape 315). L'assemblage des aubes peut être réalisé au moyen d'un outillage maintenant les aubes côte-à-côte, et/ou par collage pré-céramique, c'est- à-dire par collage par une résine précurseur de céramique, par exemple une résine polysilane, polysiloxane, polysilazane, polycarbosilane ou silicone, comme connu en soi. Une deuxième étape de densifi cation ou co- densification des aubes assemblées est effectuée (étape 316), similaire à l'étape 313 du procédé de la figure 9 mais réalisée sur un secteur de distributeur complet. Lorsqu'un assemblage par collage pré-céramique a été réalisé, la réticulation et la pyrolyse de la résine pour transformation en céramique peuvent être réalisées lors de la montée en température pour la deuxième étape de densification.
Deuxième mode de réalisation : aubes monopales à plates- formes bi-fonctionnelles « symétriques » et deuxième mode de tissage
Selon un deuxième mode de réalisation (figure 11), les secteurs
12 de distributeur sont formés par l'assemblage d'aubes unitaires mono- pales 412 en matériau CMC telle que celle de la figure 11 présentant une plate-forme intérieure 414, une plate-forme extérieure 416 et une pale 18 s'étendant entre les plates-formes 414 et 416 et solidaire de celles-ci. La plate-forme 414 comprend une partie 414a formant plate-forme intérieure de constitution de veine et une partie formant, du côté intérieur, une paire de crochets amont 415ai, 415a? ayant même profil et une paire de crochets aval 415bi, 415b2 ayant même profil. La plate-forme 416 comprend une partie 416a formant plate-forme extérieure de constitution de veine et une partie formant, du côté extérieur, une paire de pattes d'accrochage amont 417ai, 417a2 ayant même profil et une paire de pattes d'accrochage aval 417bi, 417b2 ayant même profil. Dans l'exemple illustré, les plates-formes de constitution de veine 414a et 416a ont même largeur que l'ensemble des crochets 415ai, 415a2, 415bi, 415b2 et l'ensemble des pattes d'accrochage 417ai, 417a2, 417bi, 417b2, respectivement. En variante, comme dans le mode de réalisation de la figure 4, les plates-formes de constitution de veine pourraient présenter, le long d'un bord longitudinal, des décrochements respectifs permettant un recouvrement de bords adjacents lors de l'assemblage des aubes pour former un secteur de distributeur.
Un mode de réalisation d'une aube 412 telle que celle de la figure 11 sera maintenant décrit en référence aux figures 12 à 15.
La figure 12 montre très schématiquement une ébauche fibreuse 400 comprenant deux parties 402, 404 obtenues par tissage tridimensionnel ou tissage multi-couches, seules les enveloppes des parties 402, 404 étant représentées. La partie 402 est destinée, après mise en forme, à constituer une partie de préforme de pale 18 ainsi que des parties de préformes pour les crochets 415ai, 415a2, 415bi, 415b2 et pour les parties d'accrochage 417ai, 417a2, 417bi, 417b2. La partie 404 est destinée, après mise en forme, à constituer les parties de préformes de plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine 414a, 416a.
Les deux parties 402, 404 sont sous forme de bandes tissées s'étendant de façon générale dans la direction X correspondant à la direction générale de l'aube à réaliser. Le tissage des bandes 402, 404 est réalisé comme décrit plus haut pour les bandes 102, 104, 106 du mode de réalisation de la figure 5. La bande 402 a une largeur choisie en fonction de la longueur du plus long des profils développés à plat de l'ensemble des crochets 415ai, 415a2, 415bi, 415b2 et de l'ensemble des pattes d'accrochage 417ai, 417a2, 417bi, 417b2. Dans sa partie destinée à former la préforme de pale 18, la bande 402 peut présenter une épaisseur variable en fonction du profil de la pale 18 de l'aube à réaliser comme décrit pour la bande 102 du mode de réalisation de la figure 5.
La bande 404 a une épaisseur sensiblement constante déterminée en fonction des épaisseurs des plates-formes de constitution de veine 414a, 416a de l'aube à réaliser. La bande 404 a une largeur correspondant au plus long des profils développés à plat des plates- formes de constitution de veine 414a, 416a. La bande 404 comprend une première partie 404a qui s'étend le long et au voisinage d'une première face 402a de la bande 402, une deuxième partie 404b qui s'étend le long et au voisinage de la deuxième face 402b de la bande 402 et une troisième partie 405a qui s'étend le long et à proximité de la première face 402a de la bande 402.
Les parties 404a, 404b de la bande 404 se raccordent par une partie de raccordement 440c qui s'étend transversalement par rapport à la bande 402 en traversant celle-ci à un premier emplacement correspondant à celui de la plate-forme intérieure de constitution de veine 414a de l'aube à réaliser. Les parties 404b, 405a de la bande 404 se raccordent par une partie de raccordement 460c qui s'étend transversalement par rapport à la bande 402 en traversant celle-ci à un deuxième emplacement correspondant à celui de la plate-forme extérieure de constitution de veine 416a de l'aube à réaliser. Les parties de raccordement 440c, 460c traversent la bande 402 en faisant des angles non nuls par rapport à un plan normal à la direction X pour, dans l'exemple considéré, respecter la géométrie de l'aube à réaliser au niveau des plates-formes intérieure et extérieure.
Les bandes 402, 404 sont tissées simultanément sans liaison entre la bande 402 et les parties 404a, 404b et 405a de la bande 404. Une pluralité d'ébauches successives 400 peuvent être tissées de façon continue dans la direction X. On peut également tisser simultanément plusieurs rangées parallèles d'ébauches 400. Lors du tissage de la bande 402, des déliaisons 405, 407 sont ménagées sensiblement à mi-épaisseur et sur toute la largeur de la bande 402 dans les prolongements de la partie de la bande 402 située entre les premier et deuxième emplacements de traversée.
Ainsi, au niveau de la déliaison 405, la bande 402 est partagée en deux parties 405a, 405b dans lesquelles les couches de fils de chaîne sont liées entre elles par des fils de trame, mais sans liaison par fils de trame entre les deux parties 405a, 405b. De façon similaire, au niveau de la déliaison 407, la bande 402 est partagée en deux parties 407a, 407b.
Les figures 13 à 15 montrent très schématiquement comment une préforme fibreuse 500 ayant une forme voisine de celle de l'aube 412 à réaliser peut être obtenue à partir d'une ébauche 400.
Dans la partie s'étendant entre les premier et deuxième emplacements de traversée, la largeur de la bande 402 est réduite par élimination de parties adjacentes à ses bords longitudinaux pour laisser subsister une partie centrale 418 de largeur correspondant à la longueur du profil développé à plat de la pale 18 de l'aube à réaliser (figure 13). On notera que, dans cette partie de la bande 402 s'étendant entre le premier et le deuxième emplacements de traversée, le tissage avec les fils de trame pourra être limité à la partie centrale 418 qui subsiste.
Dans la direction longitudinale, la bande 402 est coupée à deux extrémités (figure 13) pour laisser subsister des parties déliées 405a, 405b dans le prolongement de la partie centrale 418 du côté du premier emplacement de traversée et pour laisser subsister des parties déliées 407a, 407b dans le prolongement de la partie centrale 418 du côté du deuxième emplacement de traversée.
La bande 404 est découpée pour laisser subsister des tronçons 440a, 440b de part et d'autre de la partie de raccordement 440c et des tronçons 460a, 460b de part et d'autre de la partie de raccordement 460c (figure 13). Les longueurs des tronçons 440a, 440b et 460a, 460b sont choisies en fonction des longueurs développées à plat des plates-formes intérieure et extérieure de l'aube à réaliser délimitant la veine d'écoulement de gaz.
Du fait de l'absence de liaison avec la bande 402, les tronçons 440a, 440b, 460a, 460b de la bande 404 peuvent être dépliés pour former des plateaux 440, 460 et, du fait des déliaisons 405, 407, les parties 405a, 405b et 407a, 407b peuvent également être dépliées pour former des demi-plateaux 450i, 450? et 470i, 4702, comme le montre la figure 14,
La préforme fibreuse 500 de l'aube à réaliser est ensuite obtenue par moulage dans un outillage de conformation avec déformation de la partie 418 pour obtenir le profil de la pale 18 de l'aube, déformation des panneaux 440, 460 pour obtenir les profils des plates-formes intérieure 414a et extérieure 416a de constitution de veine, déformation du demi-plateau 450i pour obtenir les profils des crochets 415ai, 415bi, déformation du demi-plateau 450 pour obtenir les profils des crochets 415a2, 415b2, déformation du demi-plateau 470i pour obtenir les profils des pattes d'accrochage 417ai, 417bi et déformation du demi-plateau 4702 pour obtenir les profils des pattes d'accrochage 417bi, 417b2. On obtient ainsi (figure 15) une préforme d'aube 500 avec des parties 514a, 516a de préformes de plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine, des parties 515ai, 515bi, 515a2, 515b2 de préformes de crochets, des parties 517ai, 517bi, 517a2, 517b2 de préformes de pattes d'accrochage et une partie 518 de préforme de pale.
On note que les dimensions des parties déliées 405a, 405b, 407a, 407b subsistant après découpe de l'ébauche (figure 13) sont choisies en fonction des dimensions des profils développés à plat des préformes de crochets 515ai, 515bi, 515a2, 515b2 et des préformes de pattes d'accrochage 517ai, 517bi, 517a2, 517b2.
Un secteur de distributeur 12 en matériau CMC tel que montré par la figure 16 est obtenu à partir d'aubes unitaires similaires à celle de la figure 12 par un procédé semblable à celui décrit en référence à la figure 9 ou semblable à celui décrit en référence à la figure 10, les étapes de réalisation d'une préforme d'aube 500 à partir d'une ébauche 400 étant effectuées après traitement des fibres de l'ébauche et imprégnation par une résine de consolidation.
Après fabrication des secteurs de distributeurs en matériau
CMC, ceux-ci sont munis de secteurs de l'anneau 50 support de matériau abradable par engagement de ces derniers sur les crochets des secteurs, et sont montés dans le carter de turbine au moyen des pattes d'accrochage, comme décrit plus haut. Troisième mode de réalisation : aubes monopales à plates- formes bifonctionnelles « asymétriques »
Selon un troisième mode de réalisation (figure 17), les secteurs 12 de distributeur sont formés par l'assemblage d'aubes unitaires mono- pales 612 telle que celle de la figure 17 présentant une plate-forme intérieure 614, une plate-forme extérieure 616 et une pale 18 s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci. La plate-forme intérieure 614 et la plate-forme extérieure 616 comprennent des parties formant respectivement plate-forme intérieure de constitution de veine 614a et plate-forme extérieure de constitution de veine 616a qui s'étendent aux extrémités de la pale 18 sur un seul et même côté de la pale 18, du côté de la face intrados ou extrados (dans l'exemple illustré, du côté de la face extrados).
Du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine 614a, la pale se prolonge par un prolongement 615 auquel est raccordée la partie de base 615c d'un crochet amont 615a et d'un crochet aval 615b situés sur le côté de la pale 18 opposé à celui où se situe la plate-forme intérieure de constitution de veine 614a. Les crochets 615a, 615b se raccordent au prolongement 615 en un emplacement décalé en direction longitudinale vers l'intérieur par rapport à l'emplacement où la plate-forme intérieure de constitution de veine 614a se raccorde à la pale 18. Du côté extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine 616a, la pale se prolonge par un prolongement 617 auquel est raccordée la partie de base 617c d'une patte d'accrochage amont 617a et d'une patte d'accrochage aval 617b situées sur le côté de la pale 18 opposé à celui où se situe la plate-forme extérieure de constitution de veine 616a. Les pattes d'accrochage 617a, 617b se raccordent au prolongement 617 en un emplacement décalé en direction longitudinale vers l'extérieur par rapport à l'emplacement où la plate-forme extérieure de constitution de veine 616a se raccorde à la pale 18.
Un mode de réalisation d'une aube telle que celle 612 de la figure 17 sera maintenant décrit en référence aux figures 18 à 21.
La figure 18 montre très schématiquement une ébauche fibreuse 600 comprenant deux parties 602, 604 obtenues par tissage tridimensionnel ou tissage multi-couches, seuls les profils des parties 602, 604 étant représentés. La partie 602 est destinée, après mise en forme, à constituer une partie de préforme de pale 18 de l'aube à réaliser. La partie 604 est destinée, après mise en forme, à constituer des parties de préformes de plate-forme intérieure de constitution de veine 614a, des crochets 615a, 615b, de plate-forme extérieure de constitution de veine 616a et de pattes d'accrochage 617a, 617b.
Les deux parties 602, 604 sont sous forme de bandes tissées s'étendant de façon générale dans la direction X correspondant à la direction longitudinale de l'aube à réaliser. Le tissage des bandes 602, 604 est réalisé comme décrit plus haut pour les bandes 102, 104, 106 du mode de réalisation de la figure 5.
La bande 602 peut présenter une épaisseur variable déterminée en fonction du profil de la pale 18 de l'aube à réaliser et a une largeur choisie en fonction de la longueur du profil développé à plat de la pale.
La bande 604 a une épaisseur sensiblement constante déterminée en fonction des épaisseurs des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser ainsi que des épaisseurs des crochets et pattes d'accrochage. La bande 604 a une largeur correspondant au plus long des profils développés à plat des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine et des crochets et pattes d'accrochage de l'aube à réaliser. La bande 604 a une première partie 604a qui s'étend le long et au voisinage d'une première face 602a de la bande 602, une deuxième partie 604b qui s'étend le long et au voisinage de la deuxième face 602b de la bande 602 et une troisième partie 605a qui s'étend le long et à proximité de la première face 602a de la bande 602.
Les parties 604a, 604b de la bande 604 se raccordent par une partie de raccordement 640c qui traverse la bande 602 en un premier emplacement de traversée dont les sorties de traversée situées sur les faces 602a, 602b sont décalées l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale et sont situées à des niveaux correspondant respectivement à ceux des crochets et de la plate-forme intérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser. Les parties 604b, 605a de la bande 604 se raccordent par une partie de raccordement 660c qui traverse la bande 602 en un deuxième emplacement de traversée dont les sorties de traversée situées sur les faces 602a, 602b sont décalées l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale et sont situées à des niveaux correspondant respectivement à ceux de la plate-forme extérieure de constitution de veine et des pattes d'accrochage de l'aube à réaliser. En outre, les parties de raccordement 640c, 660c traversent la bande 602 en faisant des angles non nuls par rapport à un plan normal à la direction X pour, dans l'exemple considéré, respecter la géométrie de l'aube à réaliser au niveau des plates-formes intérieure et extérieure.
Les bandes 602 et 604 sont tissées simultanément sans liaison entre la bande 602 et les parties 604a, 604b et 605a de la bande 604. Une pluralité d'ébauches successives 600 peuvent être tissées de façon continue dans la direction X. On peut aussi tisser simultanément plusieurs rangées parallèles d'ébauches 600.
Les figures 19 à 21 montrent très schématiquement comment une préforme fibreuse 700 ayant une forme voisine de celle de l'aube 612 à réaliser peut être obtenue à partir d'une ébauche 600.
Dans la direction longitudinale, la bande 602 est coupée à deux extrémités pour laisser subsister une partie 608 destinée à former une préforme de pale de l'aube à réaliser prolongée à ses extrémités par un prolongement intérieur 605 et un prolongement extérieur 607 (figure 19).
La bande 604 est découpée pour laisser subsister un tronçon 650a du côté de la sortie du premier emplacement de traversée située sur la face 602a de la bande 602, un tronçon 640a du côté de la sortie du premier emplacement de traversée située sur la face 602b de la bande 602, un tronçon 660a du côté de la sortie du deuxième emplacement de traversée située sur la face 602b de la bande 602 et un tronçon 670a du côté de la sortie du deuxième emplacement de traversée située sur la face 602a de la bande 602.
Les longueurs des tronçons 640a et 660a sont choisies en fonction de la largeur des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser. Les longueurs des tronçons 650a et 670a sont choisies en fonction des largeurs des crochets et pattes d'accrochage de l'aube à réaliser. Les longueurs des tronçons 640a et 650a sont sensiblement égales entre elles de même que les longueurs des tronçons 660a et 670a.
Du fait de l'absence de liaison avec la bande 602, les tronçons 640a et 650a peuvent être dépliés de part et d'autre de la partie 608, de même que les tronçons 660a et 670a, formant des plateaux 640, 650, 660 et 670 (figure 20). Après découpes éventuelles de parties d'extrémité, les longueurs des plateaux 640, 660 correspondent respectivement aux longueurs des profils développés à plat des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser, tandis que les longueurs des plateaux 650, 670 correspondent respectivement aux longueurs des profils développés à plat des crochets et pattes d'accrochage de l'aube à réaliser. La largeur de la bande 104 est donc choisie en fonction de la plus grande des longueurs à conférer aux plateaux 640, 650, 660 et 670, les plateaux ayant une longueur plus faible étant obtenus après découpe des parties excédentaires comme indiqué plus haut.
La préforme fibreuse 700 de l'aube à réaliser est ensuite obtenue par moulage au moyen d'un outillage de conformation avec déformation de la partie 608 pour obtenir le profil de la pale 18 de l'aube, déformation des plateaux 640, 660 pour reproduire des formes semblables respectivement à celles des plates-formes intérieure 614a et extérieure 616a de constitution de veine de l'aube à réaliser, déformation du plateau 650 pour reproduire une forme semblable à celle des crochets 615a, 615b et déformation du plateau 670 pour reproduire une forme semblable à celle des pattes d'accrochage 617a, 617b. On obtient ainsi (figure 21) une préforme d'aube 700 avec des parties 714a, 716a de préformes de plates- formes intérieure et extérieure de constitution de veine, des parties 715, 717 de préformes de crochets et pattes d'accrochage, et une partie 718 de préforme de pale.
Un secteur de distributeur 12 en matériau CMC tel que montré par la figure 22 est obtenu à partir d'aubes unitaires similaires à celle de la figure 17 par un procédé semblable à celui décrit en référence à la figure 9 ou semblable à celui décrit en référence à la figure 10, les étapes de réalisation d'une préforme d'aube 700 à partir d'une ébauche 600 étant effectuées après traitement des fibres de l'ébauche et imprégnation par une résine de consolidation.
On notera que les aubes unitaires sont assemblées en engageant la plate-forme intérieure de constitution de veine 614ai d'une première aube 612i du côté extérieur de la partie de base 615c2 des crochets d'une deuxième aube voisine 6122, et en engageant la plateforme extérieure de constitution de veine 616ai de la première aube 612i du côté intérieur de la partie de base 617c? des pattes d'accrochage de la deuxième aube 6122 (figure 23). Le décalage en direction longitudinale entre les zones de raccordement à la pale d'une aube de la plate-forme intérieure de constitution de veine et des crochets est choisi sensiblement égal ou légèrement supérieure à l'épaisseur de la plate-forme intérieure de constitution de veine. De même, le décalage en direction longitudinale entre les zones de raccordement à la pale d'une aube de la plate-forme extérieure de constitution de veine et des pattes d'accrochage est choisi sensiblement égal ou légèrement supérieur à l'épaisseur de la plate-forme extérieure de constitution de veine. Lors de la liaison entre aubes unitaires, une liaison par brasage et/ou co-densification peut ainsi être réalisée entre la surface intérieure de la plate-forme intérieure de constitution de veine 614ai d'une première aube et la partie de base 615c2 des crochets d'une deuxième aube voisine, ainsi qu'entre la surface extérieure de la plate-forme extérieure de constitution de veine 616ai de la première aube 612i et la partie de base 617c2 des pattes d'accrochage de la deuxième aube 6122, comme le montre très schématiquement la figure 23. En outre, lors de l'usinage des aubes unitaires, les bords d'extrémité des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine d'une aube pourront être usinés pour s'ajuster sensiblement au profil de la pale de l'aube voisine à laquelle ils sont adjacents.
Après fabrication des secteurs de distributeur en matériau CMC, ceux-ci sont munis de secteurs de l'anneau 50 support de matériau abradable par engagement de ces derniers sur les crochets des secteurs, et sont montés dans le carter de turbine 40 au moyen des pattes d'accrochage, comme décrit plus haut.
Quatrième mode de réalisation : aubes monopales à plates- formes monofonctionnelles alternées
Selon un quatrième mode de réalisation (figure 24), les secteurs de distributeur sont formés par l'assemblage de premières aubes monopales 812i alternant avec des deuxièmes aubes monopales 8122 telles que celles de la figure 24.
Les premières aubes 812i présentent une plate-forme intérieure 814a limitée à une plate-forme intérieure de constitution de veine, une plate-forme extérieure 816a limitée à une plate-forme extérieure de constitution de veine et une pale 18 s'étendant entre les plates-formes
814a, 816a et solidaire de celles-ci.
Les deuxièmes aubes 8122 présentent une plate-forme intérieure limitée à un ensemble de deux crochets 815a, 815b, reliés par une partie de base 815c, une plate-forme extérieure limitée à un ensemble de deux pattes d'accrochage 817a, 817b reliées par une partie de base 817c et une pale 18 s'étendant entre les plates-formes et solidaire de celles-ci.
Un mode de réalisation d'une aube telle que celle 812i de la figure 24 sera maintenant décrit en référence aux figures 25 à 28.
La figure 25 montre très schématiquement une ébauche fibreuse 800 comprenant deux parties 802 et 804 obtenues par tissage tridimensionnel ou tissage multi-couches, seuls les profils des parties 802, 804 étant représentés. La partie 802 est destinée, après mise en forme, à constituer une partie de préforme de pale 18 de l'aube à réaliser. La partie 804 est destinée, après mise en forme, à constituer des parties de préformes des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine 814a et 816a.
Les deux parties 802, 804 sont sous forme de bande tissées s'étendant de façon générale dans la direction X correspondant à la direction longitudinale de l'aube à réaliser. Le tissage des bandes 802, 804 est réalisé comme décrit plus haut pour les bandes 102, 104, 106 du mode de réalisation de la figure 5.
La bande 802 peut présenter une épaisseur variable déterminée en fonction du profil de la pale 18 de l'aube à réaliser et a une largeur choisie en fonction de la longueur du profil développé à plat de la pale.
La bande 804 a une épaisseur sensiblement constante déterminée en fonction des épaisseurs des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser. La bande 804 a une largeur correspondant au plus long des profils développés à plat des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine. La bande 804 a une première partie 804a qui s'étend le long et au voisinage d'une première face 802a de la bande 802, une deuxième partie 804b qui s'étend le long et au voisinage de la deuxième face 802b de la bande 802 et une troisième partie 805a qui s'étend le long et à proximité de la première face 802a de la bande 802. Les parties 804a, 804b de la bande 804 se raccordent par une partie de raccordement 840c qui traverse la bande 802 en un premier emplacement de traversée situé à un niveau correspondant à celui de la plate-forme intérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser. Les parties 804b, 805a de la bande 804 se raccordent par une partie de raccordement 860c qui traverse la bande 802 en une deuxième emplacement de traversée situé à un niveau correspondant à celui de la plate-forme extérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser. En outre, les parties de raccordement 840c, 860c traversent la bande 802 en faisant des angles non nuls par rapport à un plan normal à la direction X pour, dans l'exemple considéré, respecter la géométrie de l'aube à réaliser au niveau des plates-formes intérieure et extérieure.
Les bandes 802 et 804 sont tissées simultanément sans liaison entre la bande 802 et les parties 804a, 804b et 805a de la bande 804. Une pluralité d'ébauches successives 800 peuvent être tissées de façon continue dans la direction X. On peut aussi tisser simultanément plusieurs rangées parallèles d'ébauches 800.
Les figures 26 à 28 montrent très schématiquement comment un préforme fibreuse 900 ayant une forme voisine de celle de l'aube 812i à réaliser peut être obtenue à partir d'une ébauche 800.
Dans la direction longitudinale, la bande 802 est coupée à deux extrémités pour laisser subsister une partie 808 destinée à former une préforme de pale de l'aube à réaliser prolongée à ses extrémités par une sur-longueur intérieure 824 et une sur-longueur extérieure 826 (figure 26).
La bande 804 est découpée pour laisser subsister des tronçons 840a et 840b de chaque côté du premier emplacement de traversée et des tronçons 860a et 860b de chaque côté du deuxième emplacement de traversée.
Les longueurs des tronçons 840a et 840b et des tronçons 860a et 860b sont choisies en fonction de la largeur des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser.
Du fait de l'absence de liaison avec la bande 802, les tronçons 840a et 840b peuvent être dépliés de part et d'autre de la partie 808, de même que les tronçons 860a et 860b, formant des plateaux 840 et 860 (figure 27). Après découpes éventuelles de parties d'extrémité, les longueurs des plateaux 840 et 860 correspondent respectivement aux longueurs des profils développés à plat des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine de l'aube à réaliser. La largeur de la bande 804 est donc choisie en fonction de la plus grande des longueurs à conférer aux plateaux 840 et 860.
La préforme fibreuse 900 de l'aube à réaliser est ensuite obtenue par moulage au moyen d'un outillage de conformation avec déformation de la partie 808 pour obtenir le profil de la pale 18 de l'aube, et déformation des plateaux 840, 860 pour reproduire des formes semblables respectivement à celles des plates-formes intérieure 814a et extérieure 816a de constitution de veine de l'aube à réaliser. On obtient ainsi (figure 28) une préforme d'aube 900 avec des parties 914a, 916a de préformes de plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine et une partie 918 de préforme de pale.
Une préforme de deuxième aube 8122 est obtenue de façon similaire à une première aube 812i.
Un secteur de distributeur 12 en matériau CMC tel que montré par la figure 29 est obtenu en assemblant des premières aubes 812i en alternance avec des deuxièmes aubes 8122 de la figure 24 par un procédé semblable à celui décrit en référence à la figure 9 ou semblable à celui décrit en référence à la figure 10, les étapes de réalisation d'une préforme d'aube à partir d'une ébauche étant effectuées après traitement des fibres de l'ébauche et imprégnation par une résine de consolidation.
Les aubes 812i et 8122 sont assemblées (figure 30) en insérant :
- la partie d'une plate-forme 814a située d'un côté (par exemple intrados) de la pale 18 d'une première aube 812i au-dessus de la partie de la base 815c située de l'autre côté (en l'espèce extrados) de la pale 18 d'une deuxième aube adjacente 8122, et
- la partie d'une plate-forme 816a située d'un côté de la pale 18 d'une première aube 812i au-dessous de la partie de la base 817c située de l'autre côté de la pale 18 d'une deuxième aube 812?.
Lors de la liaison entre les aubes, une liaison par brasage et/ou co-densification peut ainsi être réalisée entre la surface intérieure de la plate-forme de constitution de veine 814a d'une première aube 812i et la surface extérieure de la partie de base 815c des crochets d'une deuxième aube voisine 8122, ainsi qu'entre la surface extérieure de la plate-forme extérieure de constitution de veine 816a de la première aube 812i et la surface extérieure de la partie de base 817c des pattes d'accrochage de la deuxième aube 8122, comme le montre très schématiquement la figure 30. En outre, lors de l'usinage des aubes unitaires, les bords d'extrémité des plates-formes intérieure et extérieure de constitution de veine d'une première aube 812i pourront être usinés pour s'ajuster sensiblement au profil de la pale de la deuxième aube voisine 8122 à laquelle ils sont adjacents.
Après fabrication des secteurs de distributeur en matériau CMC, ceux-ci sont munis de secteurs de l'anneau 50 support de matériau abradable par engagement de ces derniers sur les crochets des secteurs, et sont montés dans le carter de turbine 40 au moyen des pattes d'accrochage, comme décrit plus haut.
Autres modes de réalisation
Dans ce qui précède, est envisagé, du côté intérieur des plates- formes intérieure, la réalisation des crochets pour l'accrochage d'un anneau support d'abradable. A la place de crochets, on pourrait en variante former des becquets.
Par ailleurs, différents modes de réalisation pourront être combinés, en réalisant un secteur par assemblage d'aubes réalisées selon un des modes de réalisation décrits au niveau des plates-formes intérieures et réalisées selon un autre des modes de réalisation au niveau des plates-formes extérieures. Par exemple on pourra assembler des aubes à plates-formes extérieures bifonctionnelles asymétriques et à plates-formes intérieures monofonctionnelles alternées, ou inversement.
La figure 31 est une vue partielle montrant en outre une variante du montage d'un secteur de distributeur en CMC dans un carter de turbine.
Cette variante se distingue du mode de la réalisation de la figure 1 en ce que la patte d'accrochage aval 17'b a un profil en C avec son extrémité recourbée vers l'amont et engagée dans un crochet du carter 40 dans le même sens que la patte d'accrochage amont 17a. Un blocage en direction axiale est réalisé par exemple au moyen d'une bague élastiquement déformable 43 dont la partie périphérique externe est logée dans une rainure formée dans le carter et qui s'appuie sur le côté aval de la patte d'accrochage 17'b.
Un maintien axial du distributeur de turbine est ainsi assuré tout en s'accommodant de variations dimensionnelles différentielles d'origine thermique entre le distributeur en matériau CMC et le carter de turbine métallique.
Application à un redresseur de compresseur
Dans la description détaillée qui précède, est envisagée l'application de l'invention à un distributeur de turbine basse pression. L'invention est toutefois applicable à des distributeurs de turbine en CMC pour des corps de turbine autres qu'un corps basse pression, ainsi qu'à des redresseurs de compresseur en matériau CMC, notamment dans les étages de compresseur exposés en service à des températures élevées.
Un compresseur multi-étages de turbomachine, par exemple de turbomoteur aéronautique est montré partiellement et de façon très schématique sur la figure 32. Le compresseur, par exemple un compresseur haute pression, comprend une pluralité de redresseurs fixes 1010 qui alternent avec des roues mobiles 1030 et sont montés dans un carter de compresseur 1040.
Chaque roue mobile 1030 comprend une pluralité d'aubes 1032 ayant une plate-forme intérieure 1034 solidaire d'une pale 1038. Du côté intérieur de la plate-forme intérieure, chaque aube 1032 se prolonge par un pied 1031 engagé dans un logement d'un rotor 1033. A leur extrémité extérieure, les pales 1038 des aubes peuvent présenter des léchettes (non représentées) en regard d'un revêtement abradable 1041 porté par un anneau sectorisé 1042 supporté par le carter de compresseur.
Au moins l'un des redresseurs, par exemple le redresseur 1010 de la figure 32, est réalisé par assemblage de secteurs de redresseur 1012 en matériau CMC.
Chaque secteur de redresseur est formé par assemblage d'aubes unitaire mono-pales et comprend une plate-forme intérieure 1014, une plate-forme extérieure 1016 et des pales 1018 s'étendant entre les plates-formes 1014 et 1016 et solidaire de celles-ci. Les plates-formes 1014 et 1016 comprennent des parties 1014a, 1016a formant plates- formes intérieure et extérieure de constitution de veine. Les faces extérieures des plates-formes intérieures de constitution de veine 1014a et les faces intérieures des plates-formes extérieures de constitution de veine 1016a délimitent la veine 1045 d'écoulement d'air dans le compresseur au niveau du redresseur 1010.
Du côté intérieur, chaque plate-forme 1014 présente des crochets 1015a, 1015b tandis que, du côté extérieur, chaque plate-forme 1016 présente des pattes d'accrochage 1017a, 1017b.
Les parties terminales des pattes d'accrochage 1017a, 1017b sont engagées dans des crochets portés par le carter 1040 afin de monter les secteurs de redresseurs de carter 1040.
Les crochets 1015a et 1015b supportent et maintiennent en position un anneau métallique sectorisé 1050 qui supporte du côté intérieur un matériau abradable 1051 en regard de léchettes 1035 portées par le disque 1033.
L'anneau métallique 1050 est formé de secteurs juxtaposés s'étendant par exemple sur un même angle que les secteurs de redresseur et constituant chacun une cartouche d'abradable. De la même manière que pour l'anneau 50 de la figure 1, l'anneau 1050 présente du côté extérieur des pattes d'accrochage 1055a, 1055b qui forment à leurs extrémités des glissières dans lesquelles sont engagées sans solidarisation les parties terminales des crochets 1015a, 1015b, des butées d'arrêt circonférentiel étant prévues pour aligner radialement chaque secteur de l'anneau 1050 avec un secteur de redresseur.
Les aubes mono-pales constituant chaque secteur de redresseur sont réalisées et assemblées entre elles comme décrit plus haut pour les aubes unitaires formant des secteurs de distributeur de turbine.
On a envisagé ci-avant la réalisation d'un redresseur de compresseur en matériau CMC. Lorsque les températures rencontrées en service sont moins élevées, notamment pour les étages amont d'un compresseur, on peut utiliser un matériau composite à matrice organique (CMO) réalisé avec des fibres par exemple de carbone ou de verre et une matrice polymère.
Un secteur de redresseur en matériau CMO est obtenu par assemblage d'aubes monopales. Après tissage d'un ensemble de bandes fibreuses, découpe d'ébauches individuelles et mise en forme au moyen d'un outillage de conformation, comme aux étapes 301, 306 et 307 de procédé de la figure 9, chaque préforme d'aube obtenue maintenue dans son outillage est imprégnée par une résine par injection ou infusion. Un traitement thermique de réticulation de la résine est effectué pour obtenir une préforme d'aube consolidée partiellement densifiée. Après usinage, plusieurs préformes d'aubes consolidées sont assemblées en étant maintenues par un outillage. Les préformes consolidées assemblées sont co-densifiées, la co-densification étant réalisée par au moins un cycle d'imprégnation par une résine et réticulation de celle-ci. Un usinage final peut éventuellement être réalisé. La résine utilisée pour consolidation et co-densification est une résine précurseur de matrice polymère, telle qu'une résine époxyde, bismaléimide ou polyimide, par exemple.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un secteur (12 ; 1012) de distributeur de turbine ou de redresseur de compresseur de turbomachine en matériau composite comprenant :
- la réalisation d'aubes de distributeur de turbine ou de redresseur de compresseur unitaires mono-pales (112 ; 412 ; 612 ; 812i, 8122)ayant chacune une plate-forme intérieure (114 ; 414 ; 614 ; 814a, 815a), une plate-forme extérieure (116 ; 416 ; 616 ; 816a, 817a) et une pale (18) s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci, la réalisation de chaque aube de distributeur ou redresseur comprenant :
. la réalisation par tissage tridimensionnel d'une ébauche fibreuse (100 ; 400 ; 600 ; 800) en une seule pièce,
. la mise en forme de l'ébauche fibreuse pour obtenir une préforme fibreuse (200 ; 500 ; 700 ; 900) en une seule pièce ayant une première partie formant préforme de pale, une deuxième partie formant préforme de plate-forme intérieure, et une troisième partie formant préforme de plate-forme extérieure, et
. la densification de la préforme par une matrice pour obtenir une aube en matériau composite ayant un renfort fibreux formé par la préforme et densifié par la matrice, et formant une seule pièce avec plates-formes intérieure et extérieure intégrées, et
- l'assemblage et la liaison de plusieurs aubes entre elles pour former un secteur multi-pales de distributeur de turbine ou de redresseur de compresseur en matériau composite, la liaison étant réalisée par un processus comprenant au moins une étape choisie parmi ; une étape de liaison par brasage et une étape de liaison par co-densification par une matrice d'aubes assemblées à un stade intermédiaire de densification.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation de chaque aube comprend une étape de densification partielle de la préforme fibreuse par une matrice et une étape subséquente d'usinage et la liaison de plusieurs aubes entre elles comprend l'assemblage des aubes usinées et une co-densification par une matrice des aubes usinées assemblées.
3. Procédé selon la revendication 2 pour la réalisation d'un secteur de distributeur de turbine ou de redresseur de compresseur en matériau composite à matrice céramique, caractérisé en ce que l'assemblage des aubes usinées comprend une étape de collage pré- céramique.
4. Procédé selon la revendication 1 pour la réalisation d'un secteur de distributeur de turbine ou de redresseur de compresseur en matériau composite à matrice céramique, caractérisé en ce que la réalisation de chaque aube comprend une première et une deuxième étape de densification par une matrice céramique séparées par une étape d'usinage et la liaison de plusieurs aubes entre elles comprend une étape de brasage des aubes assemblées après la deuxième étape de densification.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plate-forme extérieure (116a ; 416a ; 616a ;
816a) ou intérieure (114a ; 414a ; 614a ; 814a) d'une première aube comprend une plate-forme extérieure ou intérieure de constitution de veine et est reliée à une plate-forme extérieure ou intérieure d'une deuxième aube voisine au moins en partie le long d'au moins une zone de liaison s'étendant sur une partie de la surface extérieure de la plate-forme extérieure de constitution de veine de la première aube et/ou sur une partie de la surface intérieure de la plate-forme intérieure de constitution de veine de la première aube.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque aube est réalisée avec une plate-forme extérieure (116 ; 416) ayant une partie formant plate-forme extérieure (116a ; 416a) de constitution de veine et une partie formant des pattes d'accrochage (117a ; 117b ; 417a ; 417b), la plate-forme extérieure de constitution de veine ainsi que les pattes d'accrochage s'étendant d'un côté et de l'autre de la pale (18) et les pattes d'accrochage étant situées à l'extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque aube (616) est réalisée avec une plateforme extérieure ayant une partie formant plate-forme extérieure (616a) de constitution de veine, d'un côté de la pale (18), et une partie formant des pattes d'accrochages (617a, 617b) de l'autre côté de la pale, et l'assemblage entre deux aubes voisines est réalisé en engageant les pattes d'accrochage d'une des deux aubes du côté extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine de l'autre des deux aubes.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que :
- l'on réalise des premières aubes (812) ayant chacune une plate-forme intérieure, une plate-forme extérieure (816a) formant plateforme extérieure de constitution de veine et une pale (18) s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci,
- l'on réalise des deuxièmes aubes ayant chacune une plateforme intérieure, une plate-forme extérieure formant pattes d'accrochage (817a, 817b) et une pale (18) s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci, et
- l'on forme un secteur en assemblant des premières aubes en alternance avec des deuxièmes aubes, les pattes d'accrochage d'une deuxième aube étant engagées du côté extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine d'une première aube.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque aube (112 ; 412) est réalisée avec une plate-forme intérieure ayant une partie formant plate-forme intérieure (114a ; 414a) de constitution de veine et une partie formant des becquets ou crochets (115a, 115b ; 415a, 415b), la plate-forme intérieure de constitution de veine ainsi que les becquets ou crochets s'étendant d'un côté et de l'autre de la pale (18) et les becquets ou crochets étant situés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque aube (612) est réalisée avec une plateforme intérieure ayant une partie formant plate-forme intérieure (614a) de constitution de veine, d'un côté de la pale (18), et une partie formant des crochets ou becquets (615a, 615b), de l'autre côté de la pale, et l'assemblage entre deux aubes voisines est réalisé en engageant les crochets ou becquets de l'une des deux aubes du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine de l'autre des deux aubes.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que : - l'on réalise des premières aubes (812) ayant chacune une plate-forme intérieure formant plate-forme intérieure (814a) de constitution de veine, une plate-forme extérieure et une pale (18) s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci,
- l'on réalise des deuxièmes aubes (8122) ayant chacune une plate-forme intérieure formant becquets ou crochets (815a, 815b), une plate-forme extérieure et une pale s'étendant entre les plates-formes intérieure et extérieure et solidaire de celles-ci, et
- l'on forme un secteur en assemblant des premières aubes en alternance avec des deuxièmes aubes, les crochets ou becquets d'une deuxième aube étant engagés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine d'une première aube.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que dans la direction longitudinale de l'ébauche correspondant à la direction longitudinale d'une aube à réaliser, l'ébauche fibreuse est tissée avec :
- un premier ensemble (102 ; 402 ; 602 ; 802) de plusieurs couches de fils qui sont liées entre elles au moins partiellement pour former une première partie de l'ébauche destinée à former la préforme de pale, et
- un deuxième ensemble (104 ; 404 ; 604 ; 804) de plusieurs couches de fils qui sont liées entre elles au moins partiellement pour former une deuxième partie de l'ébauche destinée à former la préforme de plate-forme intérieure et pour former une troisième partie de l'ébauche destinée à former la préforme de plate-forme extérieure,
- les fils du premier ensemble de couches de fils n'étant pas liés aux fils du deuxième ensemble de couches de fils, et
- le premier ensemble de couches de fils étant traversé par le deuxième ensemble de couches de fils en des premier et deuxième emplacements de traversée correspondant aux emplacements des préformes de plate-forme intérieure et de plate-forme extérieure, respectivement.
13. Procédé la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'aubes (112) ayant une plate-forme extérieure avec une partie formant plate-forme extérieure (115a) de constitution de veine et une partie formant des pattes d'accrochage (117a, 117b) situées du côté extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine, et en ce que, dans ladite direction longitudinale, l'ébauche fibreuse (100) est tissée avec, en outre :
- un troisième ensemble (104) de couches de fils qui sont liées entre elles au moins partiellement pour former une quatrième partie de l'ébauche correspondant à une préforme de pattes d'accrochage,
- les fils du premier ensemble de couches de fils n'étant pas liés aux fils du troisième ensemble de couches de fils, et
- le premier ensemble de couches de fils est traversé par le troisième ensemble de couches de fils en un troisième emplacement de traversée correspondant à un emplacement de préforme de pattes d'accrochage.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'aubes (112) ayant une plate-forme intérieure avec une partie formant plate-forme intérieure (114a) de constitution de veine et une partie formant des crochets ou becquets (115a, 115b) situés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine, et en ce que :
- les couches de fils du troisième ensemble (104) de couches de fils sont au moins partiellement liées entre elles pour former une cinquième partie de l'ébauche fibreuse correspondant à une préforme de crochets ou becquets, et
- le premier ensemble de couches de fils est en outre traversé par le troisième ensemble de couches de fils en un quatrième emplacement de traversée correspondant à un emplacement de préforme de crochets ou becquets.
15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'aubes (412) ayant une plate-forme extérieure avec une partie formant plate-forme extérieure (416a) de constitution de veine et une partie formant des pattes d'accrochage (417a, 417b) situées du côté extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine, et en ce que :
- l'ébauche fibreuse (400) est tissée en ménageant une zone de déliaison (407) au sein du premier ensemble (402) de couches de fils, dans le prolongement de la première partie de l'ébauche, vers l'extérieur par rapport au deuxième emplacement de traversée, et
- la mise en forme de l'ébauche comprend le déploiement de parties (407a, 407b) du premier ensemble de couches de fils situées de part et d'autre de la zone de déliaison pour former une préforme de pattes d'accrochage.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'aubes (412) ayant une plate-forme intérieure avec une partie formant plate-forme intérieure (414a) de constitution de veine et une partie formant des crochets ou becquets (415a, 415b) situés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine, et en ce que :
- l'ébauche fibreuse est tissée en ménageant une deuxième zone de déliaison (405) au sein du premier ensemble (402) de couches de fils, dans le prolongement de la première partie de l'ébauche, vers l'intérieur par rapport au premier emplacement de traversée, et
- la mise en forme de l'ébauche comprend le déploiement de parties (405a, 405b) du premier ensemble de couches de fils situées de part et d'autre de la deuxième zone de déliaison pour former une préforme de crochets ou becquets.
17. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'aubes (612) ayant une plate-forme extérieure avec une partie formant plate-forme extérieure (616a) de constitution de veine et une partie formant des pattes d'accrochage (617a, 617b) situées du côté extérieur de la plate-forme extérieure de constitution de veine, et en ce que ;
- au deuxième emplacement de traversée du premier ensemble (602) de couches de fils par le deuxième ensemble (604) de couches de fils, les sorties de la traversée sur deux faces opposées du premier ensemble de couches de fils sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction longitudinale de l'ébauche, et
- la mise en forme de l'ébauche comprend le déploiement de parties du deuxième ensemble de couches de fils s'étendant à partir de chaque sortie de traversée sur lesdites faces opposées du premier ensemble de couches de fils pour former respectivement une préforme de plate-forme extérieure de constitution de veine et une préforme de pattes d'accrochage décalées l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'aubes (612) ayant une plate-forme intérieure avec une partie formant plate-forme intérieure (614a) de constitution de veine et une partie formant des crochets ou becquets (615a, 615b) situés du côté intérieur de la plate-forme intérieure de constitution de veine, et en ce que ;
- au premier emplacement de traversée du premier ensemble (602) de couches de fils par le deuxième ensemble (604) de couches de fils, les sorties de la traversée sur deux faces opposées du premier ensemble de couches de fils sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction longitudinale de l'ébauche, et
- la mise en forme de l'ébauche comprend le déploiement de parties du deuxième ensemble de couches de fils s'étendant à partir de chaque sortie de traversée du premier emplacement de traversée sur lesdites faces opposées du premier ensemble de couches de fils pour former respectivement une préforme de plate-forme intérieure de constitution de veine et une préforme de crochets ou becquets décalées l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale.
19. Turbine de turbomachine ayant un carter de turbine (40) et au moins un distributeur de turbine (10) en matériau composite à matrice céramique, caractérisée en ce que le distributeur de turbine comprend des secteurs de distributeur (12) obtenus par le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 18.
20. Turbine selon la revendication 19, caractérisée en ce que le distributeur de turbine (10) comprend des secteurs de distributeur obtenus par un procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 18 et est monté dans le carter de turbine (40) au moyen des pattes d'accrochage (17a, 17b).
21. Turbine selon la revendication 19 ou la revendication 20, caractérisée en ce que le distributeur de turbine (10) comprend des secteurs de distributeur (12) obtenus par un procédé selon l'une quelconque des revendications 14, 16 et 18 et supporte un anneau (50) support de matériau abradable par l'intermédiaire de crochets (15a, 15b) situés du côté intérieur des plates-formes intérieures de constitution de veine.
22. Compresseur de turbomachine ayant un carter de compresseur (1040) et au moins un redresseur de compresseur (1010) en matériau composite, caractérisé en ce que le redresseur de compresseur comprend des secteurs de redresseur (1012) obtenus par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18.
23. Compresseur selon la revendication 22, caractérisé en ce que le redresseur de compresseur (1010) comprend des secteurs de redresseur (1012) obtenus par un procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 18 et est monté dans le carter de compresseur (1040) au moyen des pattes d'accrochage (1017a, 1017b).
24. Compresseur selon la revendication 22 ou la revendication 23, caractérisé en ce que le redresseur de compresseur (1010) comprend des secteurs de redresseurs (1012) obtenus par un procédé selon l'une quelconque des revendications 14, 16 et 18 et supporte un anneau (1050) support de matériau abradable par l'intermédiaire de crochets (1015a, 1015b) situés du côté intérieur des plates-formes intérieures de constitution de veine.
25. Turbomachine ayant une turbine selon Tune quelconque des revendications 19 à 21 et/ou un compresseur selon l'une quelconque des revendications 22 à 24.
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