FR2476766A1

FR2476766A1 - Ensemble pales-disque en materiau composite et fait d'une seule piece

Info

Publication number: FR2476766A1
Application number: FR8022922A
Authority: FR
Inventors: Jack Reid Martin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-10-27
Publication date: 1981-08-28
Also published as: GB2070144A; GB2070144B; CA1140053A; FR2476766B1; US4363602A; JPH0116321B2; IT8025429A0; JPS56126603A; DE3040129A1; DE3040129C2; IT1133713B

Abstract

ENSEMBLE AYANT UNE MEILLEURE RESISTANCE AUX CONTRAINTES. IL COMPREND UNE PARTIE PROFILEE 34, COMPRENANT UNE SERIE DE PREMIERS FILAMENTS, AXIALEMENT CONTIGUS, QUI SONT ORIENTES DANS UNE PREMIERE DIRECTION; UN MOYEU 32, SITUE RADIALEMENT VERS L'INTERIEUR PAR RAPPORT A CETTE PARTIE PROFILEE 34 ET COMPRENANT AU MOINS UN SECOND FILAMENT, QUI EST ORIENTE DANS UNE SECONDE DIRECTION; ET UNE MATRICE, DISPERSEE ENTRE LES FILAMENTS DE CETTE PREMIERE SERIE ET CE SECOND FILAMENT. APPLICATION AUX TURBINES POUR MOTEUR A TURBINE A GAZ POUR MISSILE.

Description

L'invention concerne, d'une manière générale, une turboma-

cine et, plus particulièrement, un ensemble pales-disque en ma-

tériau composite, et fait d'une seule pièce; cet ensemble peut

s'utiliser dans les composants de compresseur ou de turbine as-

sociés à ce moteur.

Depuis de nombreuses années, on essaie d'améliorer les ca-

ractéristiques des pales tournant dans un moteur à turbine à gaz. Une méthode générale consiste à employer des matériaux composites pour fabriquer les pales. Typiquement, dans cette méthode, de longs filaments à résistance élevée sont enrobés dans une matrice légère. A la suite d'efforts récents, on a introduit l'emploi du bore, du graphite et d'autres filaments

synthétiques, tous matériaux possédant une résistance très éle-

vée et un module d'élasticité élevé qui les rendent capables de satisfaire aux conditions de rigidité que doivent présenter

les pales. Dans une grande mesure, les pales en matériaux com-

posites ont fait preuve, de caractéristiques égales ou supé-

rieures à celles des pales en métal homogène. De plus, on a montré que les pales en matériaux composites présentaient des

réductions de masse importantes par rapport aux pales classi-

ques.

Toutefois, les efforts antérieurs dans le domaine des ma-

tériaux composites ont porté essentiellement, sinon uniquement,

sur la seule fabrication des pales. Plus précisément, on fabri-

quait les pales sous forme de composants discrets, que l'on en-

castrait et bloquait dans la périphérie d'un disque métallique de compresseur ou de turbine au moyen d'assemblages classiques à queue d'aronde. Les ensembles ainsi réalisés conviennent pour de nombreuses applications, mais ne donnent pas entière satisfaction quand les coûts de fabrication sont un facteur particulièrement important ou quand.il faut satisfaire.à des

exigences rigoureuses de fonctionnement en respectant une mas-

se admissible limitée. Pour ces dernières applications, les en-

sembles pales-disque entièrement en matériaux composites se ré-

vèlent tout à fait appropriés. On peut obtenir des avantages

supplémentaires si ces ensembles sont d'une seule pièce.

La conception et- la fabrication d'un ensemble pales-

disque en matériau composite, et fait-d'une seule pièce, pré-

sentent un certain nombre de difficultés. En particulier, il-

faut veiller à adapter les caractéristiques de résistance uni-

directionnelle des filaments composites au champ de contrain-

tes multidirectionnel existant dans un ensemble pales-disque.

De manière générale, la matrice (qui est le matériau du compo- site placé entre les filaments) est d'ordinaire beaucoup moins

résistante que les filaments du composite eux-mêmes. Il s'en-

suit que, dans l'étude de l'ensemble composite fait d'une seu-

le pièce, l'orientation des filaments suivant des directions compatibles avec les champs de contraintes rencontrés dans

l'ensemble présente une importance considérable. Mais l'obten-

tion d'une orientation compatible est un travail difficile.

Par exemple, les filaments orientés dans une direction compa-

tible avec le champ de contraintes de la pale ne sont pas ha-

bituellement compatibles avec le champ de contraintes dans le disque de l'ensemble. De plus, comme chaque pale est décalée

d'un certain angle par rapport à chaque autre pale de l'ensem-

ble, il peut se faire que l'orientation de tous les filaments suivant une direction compatible avec les caractéristiques de résistance d'une pale ne soit pas compatible avec les champs de contraintes des autres pales de l'ensemble. L'orientation des filaments pour qu'il y ait compatibilité avec les champs

de contraintes du disque et de chaque pale est donc un objec-

tif important de l'étude.

Une autre difficulté qu'il faut aborder lors de l'étude

d'un ensemble pales-disque en matériau composite, et fait d'u-

ne seule pièce, concerne les forces de cisaillement apparais-

sant entre couches du tissu composite, ou plis. Quand on fa-

brique des pièces composites, on commence par réunir de-s fila-

ments à haute résistance pour former des faisceaux de 1000 à

10.000 filaments environ. On place une première série de fila-

ments réunis en faisceau en leur donnant une première direc-

tion, ou direction de chaîne (c'est-à-dire parallèle à la lon-

gueur du tissu), puis on y entrelace une seconde série de fi-

laments réunis en faisceau auxquels on donne une seconde direc-

tion, ou direction de trame (de manière générale perpendiculai-

re à la direction de chaîne). L'armure ainsi obtenue porte ha-

bituellement le nom de tissu ou de pli. La pièce composite

s'obtient alors en mettant un pli sur un autre jusqu'à obten-

tion d'une épaisseur suffisante pour former la pièce. On pro-

cède ensuite à l'infiltration d'une matrice dans l'assemblage des plis, et l'on chauffe sous pression pour former une pièce composite rigide. La pièce obtenue est une pièce fondue; elle se compose de couches de filaments entre lesquels se trouve

une matrice. Ce sont essentiellement les filaments qui résis-

tent aux charges appliquées à la pièce au cours de son fonc-

tionnement. Toutefois, les charges créent aussi des forces de cisaillement entre les couches du tissu, et c'est la matrice qui doit résister à ce cisaillement. Un-objectif important de

l'étude est donc de faire accorder les caractéristiques de ci-

saillement et de déformation de la matrice avec celles des fi-

laments. La présente invention réalise un ensemble pales-disque en matériau composite, et fait d'une seule pièce, qui comprend

une partie profilée, dans laquelle une série de filaments axia-

-lement contigus sont orientés dans une première direction, et un moyeu, situé radialement vers l'intérieur par rapport à la partie profilée et dans lequel au moins un second filament est orienté dans une seconde direction. Une matrice est dispersée entre les filaments de la première série de filaments et le second filament. L'invention peut comprendre en outre, dans le moyeu, au moins un intervalle entre des premiers filaments

axialement contigus; et le second filament, qui peut apparte-

nir à une série de seconds filaments, peut se trouver dans l'intervalle.

La description qui va suivre se réfère aux figures anne-

xées, qui représentent respectivement:

- Fig. 1, une vue en perspective, schématique et partiel-

lement en coupe, de l'ensemble pales-disque constituant la présente invention, - Fig. 2, une vue schématique agrandie de l'un des plis de filaments tissés utilisé dans la fabrication de l'ensemble de la figure 1; - Fig. 3, une vue schématique de l'orientation de plis contigus dans l'ensemble de la figure 1 - Fig. 4, une vue schématique agrandie d'une partie de l'ensemble de la figure 1,

- Fig. 5, une vue en perspective, schématique et partiel-

lement en coupe, des pièces apportées associées à l'ensemble de la figure 1; - Fig. 6, une vue s-chématique agrandie de l'interface en-

tre filaments constituant une partie de l'ensemble de la figu-

re 4; - Fig. 7, l'ensemble, conforme à la présente invention, en place dans une turbine d'un moteur à turbine à gaz typique, et - Fig. 8, la pièce rapportée de la figure 5 durant une

étape de sa fabrication.

La figure 1 représente une vue en perspective, partielle-

ment en coupe, d'un ensemble pales-disque en matériau composi-

te (repère 30). L'ensemble 30 a une symétrie axiale autour de l'axe X-X et comporte un moyeu 32, orienté circulairement et axialement, qui se trouve radialement vers l'intérieur par rapport-à une partie profilée 34. Le moyeu 32 et la partie profilée 34, tous deux orientés circulairement et axialement par rapport à l'axe X-X, constituent solidairement l'ensemble ; autrement dit, l'ensemble est d'une seule pièce. Ici,

l'expression direction radiale, ou équivalent, désigne une di-

rection de manière générale le long d'une ligne radiale issue de l'axe XX. L'expression direction axiale, ou équivalent, désigne une direction de manière générale le long d'une ligne parallèle à l'axe X-X. L'expression direction circulaire, ou équivalent, désigne une direction de manière générale le long

du périmètre d'un cercle centré sur l'axe X-X.

La partie profilée 34 se compose d'une base 36 de-pale,

qui est annulaire et part du moyeu 32 radialement vers l'exté-

rieur, et d'une série de pales 40, distantes circulairement

les unes des autres et orientées radialement et axialement.

Chaque pale 40 dépasse, radialement vers l'extérieur, de la base 36 et se termine en un bout 42 de pale. Chaque pale 40 comporte en outre, à-une extrémité axiale, un bord d'attaque 44, orienté raidalement, et à son autre extrémité axiale, un bord de fuite 46, orienté radialement. Chacune des pales 40

possède une paire de surfaces regardant circulairement dans-

des sens opposés, à savoir une surface latérale d'aspiration 48

et une surface latérale de compression 50; chacune de ces sur-

faces va du bord d'attaque 44 au bord de fuite 46 et confère à

la pale 40, d'une manière classique, ses propriétés aérodyna-

miques. La base 36 comporte en outre une paire de surfaces 52 et 54, orientées circulairement, qui regardent axialement dans des sens opposés et vont des pales 40 au moyeu 32. Le moyeu 32 se termine axialement, à une extrémité axiale, par une face 56 orientée circulairement, et à son autre extrémité axiale, par une seconde face 58 orientée circulairement. La face 58 peut comporter une série de cannelures 60 qui en dépassent

axialement et permettent de réaliser une liaison par emboîte-

ment entre l'ensemble 30 et d'autres éléments de la turboma-

chine. Le moyeu 32 se termine en outre, à son extrémité radia-

lement la plus intérieure, par une périphérie intérieure 61

orientée circulairement et axialement.

Les figures 2 et 3 représentent la construction détaillée de l'ensemble 30, que l'on va décrire maintenant. L'ensemble

30 se compose d'une première série de nappes ou plis 62 de fi-

laments (un pli sur la figure 2); chacun de ces plis comporte une série de premiers longs filaments 64, de manière générale

parallèles entre eux. Les filaments 64 sont groupés en fais-

ceaux comprenant jusqu'à 10.000 filaments élémentaires 64;

leur direction R, qui est une direction de chaîne, est de ma-

nière générale parallèle à la longueur du pli. Dans les fila-

ments 64 s'entrelacent des faisceaux de filaments 66, dont la

direction, qui est une direction de trame, est -de manière gé-

nérale perpendiculaire à la direction de chaîne R.

La figure 3 représente schématiquement trois plis conti-

gus appartenant à la série susmentionnée de plis 62, dont cha-

cun est de manière générale perpendiculaire à l'axe X-X (sur la figure 3, l'axe X-X perce le plan du papier). Sur la figure 3, on a représenté par des lignes en traits interrompus une

vue, de bout de l'ensemble 30 pour aider à représenter l'orien-

tation des plis 62. Un pli 62, repéré par A sur la figure 3, occupe une position telle que ses premiers filaments 64 sont orientés radialement dans la direction de chaîne RA-RA, qui a la même direction radiale qu'une ligne partant de l'axe X-X et passant à travers une des pales 40. Un autre pli 62, repéré

par B et contigu axialement au pli A, occupe une position tel-

le que ses premiers filaments 64 sont orientés radialement dans la direction de chaîne RB-RB, qui a la même direction ra- diale qu'une ligne partant de l'axe X-X et passant à travers la pale 40 immédiatement contiguë. Un troisième pli 62, repéré

par C et contigu axialement au pli B., occupe une position tel-

le que ses premiers filaments 64 sont orientés radialement

dans la direction de chaîne RC-Rc, qui a la même direction ra-

diale qu'une ligne partant de l'axe X-X et passant à travers la pale 40 immédiatement congiguë. On n'a représenté que trois

plis sur la figure 3, mais il doit être bien entendu que l'en-

semble 30 comporte un très grand nombre de plis 62, dont cha-

cun occupe, par rapport aux plis contigus, la même position re-

lative que celle que l'on vient de décrire dans le cas des plis A, B et C.

D'après ce qui précède, on remarque que le décalage angu-

laire entre la direction de chaîne de deux plis 62 est égale au quotient de 3600 par le nombre de pales 40 du même ensemble 30. Orienté de cette manière, chaque pli 62 a ses filaments 64 qui traversent une des pales 40. et est dans la direction de la

contrainte principale. Comme les matériaux composites des fila-

ments présentent d'excellentes caractéristiques de résistance essentiellement dans le sens d'allongement, ou d'orientation,

des filaments, chaque pale a ses filaments convenablement o-

rientés, ce qui lui donne d'excellentes caractéristiques de ré-

sistance et une excellente aptitude à supporter les contrain-

tes dans la direction de la charge principale sur la paile. De plus, le décalage angulaire des plis 62, de la manière décrite,

confère à chaque pale 40 sensiblement les mêmes caractéristi-

ques résistance/contrainte. Il faut noter que l'on n'obtien-

drait pas ce résultat si chaque pli 62 était orienté dans la

même direction de chaîne ou était orienté de façon aléatoire.

La figure 4 représente schématiquement une vue agrandie d'une partie des plis 62; il s'agit d'une coupe passant par l'axe, qui permet demieux comprendre l'orientation des plis 62 dans l'ensemble 30. Si l'on se réfère à la figure 4 et à la

figure 1, les plis 62 vont du bout 42 des pales 40 à la péri-

phérie radialement intérieure 61 du moyeu 32. En conséquence,

les filaments 64, associés à chaque pli 62, vont de la péri-

phérie intérieure 61 au bout 42 des pales.

Dans la partie profilée 34, chacun des plis 62 est, comme

décrit plus haut, immédiatement et axialement contigu à un au-

tre pli 62. Toutefois, dans le moyeu 32, des plis 62 axiale-

ment contigus, et donc des filaments choisis 64, axialement contigus, s'écartent axialement les uns des autres pour donner, entre des plis 62, dans le moyeu 32, une série d'intervalles annulaires 68, distants les uns des autres. Les intervalles 68 entre des plis choisis 62 ont, en coupe passant par l'axe, la forme d'un coin, et la largeur axiale de la section augmente

donc dans le sens radial vers l'intérieur.

Comme indiqué précédemment, les charges appliquées sur les pales 40 par les gaz circulant dans la turbomachine créent des

contraintes principales dont la direction suit-une ligne radia-

le partant de l'axe X-X et allant vers les pales 40. Dans le moyeu 32, les charges principales conduisent à des contraintes

dans la direction circulaire. Ces contraintes, qui sont essen-

tiellement perpendiculaires aux filaments 64, reçoivent généra-

lement le nom de contraintes tangentielles. En conséquence, les filaments 64 ne conviennent pas bien pour supporter les charges dans le moyeu 32. Pour faire face à ces répartitions de charges et de contraintes, on a prévu une série de pièces rapportées composites annulaires 70. Chaque pièce rapportée 70

se loge dans un des intervalles 68 du moyeu 32.

Si l'on se reporte maintenant aux figures 5 et 6, on y trouve respectivement une vue en perspective, partiellement

en coupe, d'une pièce rapportée 70 et une vue en coupe, sché-

matique et agrandie, de l'interface entre les filaments. 64 et une pièce rapportée 70. Les pièces rapportées 70 comportent chacune une seconde série de plis 72 de filaments. Chaque pli

72 de la série est immédiatement contigu à un pli 72 immédia-

tement contigu appartenant à la série et se trouve radialement vers l'extérieur par rapport à celui-ci. En d'autres termes, les plis 72 sont empil-és les uns sur les autres dans le sens radial. Chaque pli 72 se compose d'au moins un filament 74

- 8

(second filament) orienté circulairement autour de l'axe X-X.

Dans une réalisation recommandée, on peut avoir un seul fila-

ment 74 qui s'enroule de façon continue et à plusieurs repri-

ses autour de l'axe X-X pour former la pièce rapportée 70; mais on recommande aussi d'employer plusieurs seconds fila- ments 74 discrets pour former la pièce rapportée 70. Comme, dans l'une ou l'autre de ces réalisations, les filaments 74 sont orientés circulairement, chacune de ces pièces rapportées

est bien agencée pour résister aux contraintes tangentiel-

les mentionnées plus haut qui apparaissent dans le moyeu 32

de l'ensemble 30.

La matrice 80 est intercalée ou infiltrée entre les fila-

ments 64 des plis 62, entre les filaments 74 des pièces rappor-

tées 70, et entre les pièces rapportées 70et les plis 62. La matrice 80 remplit les vides entre cha-cun des filaments nommés ci-dessus et sert à lier-ensemble ces filaments. Certes, les filaments 64 et 74 supportent la quasi totalité des charges appliquées sur l'ensemble 30, mais la matrice 80 confère à

l'ensemble 30 une intégrité structurale globale.

En coupe suivant l'axe, les pièces rapportées 70 ont la forme d'un coin, et par conséquent leur section augmente dans le sens radial vers l'intérieur. La forme donnée à la section des pièces rapportées 70 est donc complémentaire de celle des intervalles 68 dans lesquels se logent les pièces rapportées 70. On remarque en outre que les surfaces 76 et 78, orientées circulairement et regardant axialement, qui sont les surfaces

de la pièce rapportée qui viennent en contact avec les fila-

ments 64, ne sont pas orientées exactement dans le sens radial,

mais sont inclinées par rapport à un plan radial perpendiculai-

re à l'axe X-X. Il en résulte que, pour une hauteur radiale donnée de la pièce rapportée 70, l'aire des surfaces 76 et 78 est plus grande que si la pièce rapportée 70 n'avait pas la

forme d'un coin.

Le fait d'avoir des pièces rapportées 70 en forme de coin comme décrit cidessus donne une aire plus grande à la surface sur laquelle se transmettent les forces de cisaillement entre les plis 62 et les pièces rapportées 70. La matrice 80, qui se trouve entre les pièces rapportées 70 et les plis 62-et qui possède typiquement une résistance au cisaillement limitée par rapport à celle des filaments 64 et 74, transmet dans un mode de cisaillement les charges entre les pièces rapportées et les plis 62. La forme en coin des pièces rapportées 70 assure une aire plus grande à l'interface sur laquelle se transmettent

les forces de cisaillement, si bien que les forces de cisail-

lement par unité de surface de la matrice 80 sont plus faibles.

Il s'ensuit que la matrice 80 est mieux adaptée à transmettre les charges entre les pièces rapportées 70 et les plis 62. Les intervalles 68 et les pièces rapportées 70 décrits jusqu'ici ont une coupe suivant l'axe en forme de coin, mais d'autres configurations, à section à largeur non constante, conviennent également pour réduire les contraintes de cisaillement dans la matrice 80. Le choix d'une configuration particulière donnée à la section pour une application déterminée dépend des charges auxquelles doit résister l'ensemble 30 dans l'environnement de

la turbomachine, des caractéristiques de contrainte et de dé-

formation des filaments 64 et 74, et des caractéristiques de

contrainte et de déformation de la matrice 80. Fondamentale-

ment, l'emploi d'une section à largeur non constante permet

aux caractéristiques de contrainte et de déformation des fila-

ments 64 et 74 d'être effectivement égales à celles de la ma-

trice 80 ou de devenir compatibles avec elles.

On fabrique l'ensemble 30 en commençant par empiler les

plis 62 les uns sur les autres dans le sens axial, en les o-

rientant les uns par rapport aux autres comme décrit plus haut.

Durant cette opération, on met en place les pièces rapportées dans les intervalles 68, qui se forment quand on écarte des plis choisis 62 dans le moyeu 32. On infiltre alors la matrice dans l'ensemble 30 de façon qu'elle remplisse les vides entre les filaments 64 des plis 62, les vides entre les filaments 74

des plis 72 et les vides entre les filaments 64 et les fila-

ments 74. Soumise à la chaleur et a la pression, la matrice 80 réagit pour former une liaison entre les filaments 64, une

liaison entre les filaments 74, et une liaison entre les fila-

ments 64 et 74. A ce moment de la fabrication, l'ensemble 30 a la forme d'une billette cylindrique pleine. On usine ensuite la billette pour en enlever de la matière de façon a former les pales 40, la périphérie intérieure 61 du moyeu et les autres

surfaces externes de l'ensemble 30.

Les turbomachines telles que les moteurs à turbine à gaz associés aux systèmes de missile conviennent particulièrement bien à l'emploi de l'ensemble pales-disque décrit plus haut. Les missions demandées à ces systèmes de missile permettent

d'utiliser de petits moteurs à turbine à gaz dont les compo-

sants ont une courte durée de vie. Comme ces moteurs sont pe-

tits, les températures d'entrée de la turbine sont élevées, pour avoir la puissance de sortie voulue, et les turbines en

alliages métalliques classiques ont besoin d'un refroidisse-

ment plus important. Mais il est pratiquement impossible de

réaliser dans ces pales des passages de refroidissement suf-

fisamment grands pour satisfaire aux exigences de refroidisse-

ment. Par contre, les pales et les disques en matériau compo-

site à résistance élevée n'ont pas besoin de refroidissement pour résister à la dégradation dans un environnement à haute température, et conviennent donc particulièrement à l'emploi

dans des turbines de ce type. Un matériau particulièrement in-

' téressant est celui qui porte habituellement le nom de compo-

site carbone-carbone; dans celui-ci, des filaments de carbone à résistance élevée, dont les fibres ont une résistance typique de 276 à 365 hbar et dont la masse volumique est très faible par-rapport aux alliages de turbine classiques, sont supportés dans une matrice de carbone. Par conséquent, l'utilisation de

filaments 64 et 74 composés de ces filaments de carbone à ré-

sistance élevée, et l'utilisation d'une matrice 80 constituée de carbone donnent un ensemble 30 pales-disque convenant bien à l'emploi dans la turbine d'un moteur à turbine à gaz-associé

à un système de missile.

Si l'on se reporte maintenant à la figure 7, qui représen-

te un ensemble 30 associé à d'autres composants de la turbine d'une turbomachine, on voit que l'ensemble 30 a ses pales 40

qui pénètrent dans le chemin d'écoulement 90 entre une premié-

re et une seconde rangée d'aubes directrices, respectivement 92 et 94. L'ensemble 30 dépasse, radialement vers l'intérieur, du chemin d'écoulement 90, si bien que le moyeu 32 se trouve

tout près d'un arbre d'entraînement tournant 96, orienté axia-

lement. Les cannelures 60 de la face 58 du moyeu s'engrènent dans des cannelures complémentaires d'une première partie 100 de l'arbre d'entraînement 96. L'ensemble 30 est maintenu en contact avec l'arbre 96 par un manchon 102, qui comporte une bride 104 portant sur la face axiale 56 du moyeu 32. Le man- chon 102 est maintenu en contact avec le moyeu 32 par un écrou

106 vissé sur l'arbre 96. Le serrage de l'écrou 106 sur l'ar-

bre 96 crée une charge de serrage axiale appliquée sur le

moyeu 32. La charge de serrage augmente la capacité qu'a l'en-

semble 30 de supporter des charges en augmentant la résistance

au cisaillement du moyeu 32. On réalise donc un dispositif ca-

pable d'appliquer une charge de serrage axiale sur l'ensemble

au voisinage du moyeu 32.

Si l'on se réfère maintenant à la figure 8, on y voit un procédé de fabrication des pièces rapportées 70. On réalise un canal annulaire 110 dont la coupe passant par l'axe a la forme

d'un U; ce canal délimite un évidement annulaire 112. On rem-

plit l'évidement 112 avec un filament enroulé 74 en enroulant de façon continue le filament 74 jusqu'à ce qu'on ait empilé

radialement un nombre de plis 72 suffisant pour remplir l'évi-

demment 112. On procède alors à l'infiltration au moins partiel-

le de la matrice 80 dans les vides entre les filaments 74, puis

on chauffe et on comprime cette matrice pour former une struc-

ture autoportante. On enl,ève ensuite le canal 110, et la struc-

ture rigide donne par usinage une série de pièces rapportées discrètes 70 possédant toutes une section en forme de coin (ce qu'on a représenté par des lignes en traits interrompus sur la

figure 8).

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1 - Ensemble (30) pales-disque en matériau composite, et fait d'une seule pièce, capable de tourner autour d'un axe, cet ensemble comprenant: - une partie profilée (34), comprenant une série de pre- miers filaments (64), axialement contigus,qui sont orientés

dans une première direction;-

- un moyeu (32), situé radialement vers l'intérieur par rapport à cette partie profilée (34) et comprenant au moins un

second filament (74), qui est orienté dans une seconde direc-

tion, et - une matrice (80), dispersée entre les filaments (64) de

cette première série et ce second filament (74).

2 - Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: - une série de seconds filaments (74), qui sont orientés

dans la seconde direction.

3 - Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: - un intervalle (68), situé, dans le moyeu (32), entre des premiers filaments (64) axialement contigus, la série de

seconds filaments (74) étant logée dans ces intervalles (68).

4 - Ensemble (30) pales-disque en matériau composite, et fait d'une seule pièce, capable de tourner autour d'un axe, caractérisé en ce qu'il comprend: - une partie profilée (34), comprenant une série de pales

(40), circulairement distantes les unes des autres et de maniè-

re générale orientées radialement et axialement, cette partie profilée (34) étant composée d'une série de premiers filaments (64), axialement contigus, qui sont orientés dans une direction partant de cet axe et allant vers ces pales; - un moyeu (32), placé radialement vers l'intérieur par rapport à cette partie profilée (34) et comprenant au moins un

second filament (74), qui est orienté dans une direction circu-

laire autour de cet axe; et - une matrice (80), dispersée entre les filaments (.64) de cette première série de filaments (64) et ce second filament (74). - Ensemble suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la première série de premiers filaments (64) constitue en outre le moyeu (32), le second filament (74) se trouvant entre

des filaments (64) de cette première série.

6 - Ensemble suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le second filament (74) fait plusieurs tours autour de l'axe. 7 - Ensemble suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une série de seconds filaments (74), orientés dans une direction circulaire autour de l'axe, cette

série étant placée entre des filaments (64) de la première sé-

rie. 8 - Ensemble pales-disque (30) en matériau composite, et

fait d'une seule pièce, capable de tourner autour d'un axe, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend une partie profilée (34), radia-

lement extérieure, qui possède une série de pales (40), circu-

lairement distantes les unes des autres et de manière générale orientées radialement et axialement, et un moyeu (32), situé

radialement vers l'intérieur par rapport à cette partie profi-

lée (34), l'invention comprenant: - une première série de plis (62) filamenteux constituant

cette partie profilée (34) et ce moyeu (32), ces plis compre-

nant une série de premiers filaments (64) constituant une de ces pales (40), et étant de manière générale parallèles à une ligne radiale partant perpendiculairement de cet axe, ces plis étant axialement contigus entre eux dans cette partie profilée (34); au moins deux plis contigus s'écartant axialement l'un de l'autre dans ce moyeu (32) et réalisant dans ce moyeu (32) un intervalle (68) entre ces plis contigus écartés; - une seconde série de plis filamenteux (72) disposés dans

cet intervalle (68), cette seconde série de plis (72) compre-

nant un second filament (74) orienté de manière générale circu-

lairement autour de l'axe; et - une matrice (80), dispersée entre cette première série

de plis filamenteux (à filaments 64) et ce second filament (74).

9 - Ensemble suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'intervalle axial (68) entre plis contigus a sa largeur axiale qui augmente dans le sens radial vers l'intérieur, et en ce que la seconde série de plis (72) a la largeur de sa

section qui augmente dans le sens radial vers l'intérieur.

- Ensemble suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des pales (40) est composée de chacun des plis de la première série de plis. 11 - Ensemble suivant la revendication 10, caractérisé

en ce que chacun des plis de la première série de plis com-

prend au moins un filament (64) orienté radialement dans la

même direction générale radiale que l'une des pales (34).

12 - Ensemble suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la série des premiers filaments (64) de l'un des plis fait un certain angle avec les premiers filaments (64) des autres plis, cet angle étant nécessairement égal au quotient d'un multiple entier de 3600 par le nombre de pales

(40) de la partie profilée (34).

13 - Ensemble suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: - un dispositif capable d'appliquer sur l'ensemble

(30) une charge axiale de serrage au voisinage du moyeu (32).

14 - Ensemble pales-disque (30) en matériau composite, et fait d'une seule pièce, capable de tourner autour d'un axe,

-cet ensemble (30) comprenant une partie profilée (34), radia-

lement extérieure, qui possède une série de pales (40), cir-

culairement distantes les unes des autres et de manière générale orientées radialement et axialement, et un moyeu (32) situé radialement vers l'intérieur par rapport à cette partie profilée (34), ensemble caractérisé en ce qu'il comprend: - une première série de plis filamenteux constituant cette partie profilée (34) et ce moyeu (32), chacun dé ces

plis comprenant une série de premiers filaments (64) consti-

tuant une partie d'une de ces pales, étant de manière générale parallèle à une ligne radiale partant perpendiculairement de cet axe, ces plis étant axialement contigus entre eux dans cette partie profilée (34); - une série d'intervalles annulaires (68), distants axialement les uns des autres et situés, dans ce moyeu (32) entre

- 2476766

des plis de cette première série - une série de pièces rapportées annulaires (70), chaque

pièce rapportée (70) comportant une seconde série de plis fi-

lamenteux (72) constituant ce moyeu (32); chacune de ces pié-

ces rapportées (70) se trouvant dans un de ces intervalles (68); chacun de ces plis de la seconde série comprenant une série de seconds filaments (74) orientés circulairement autour de cet axe; et - une matrice (80) dispersée entre ces premiers filaments

(64) et ces seconds filaments (74).

- Ensemble suivant la revendication 14,caractérisé en ce que les intervalles (68) entre plis ont en coupe la forme d'un coin et en ce que les pièces rapportées (70) ont en coupe

la forme d'un coin.

16 - Ensemble suivant la revendication 15, caractérisé en ce que chacune des pales (40) est composée de chacun des plis

de la première série de plis.

- 17 - Ensemble suivant la revendication 16, caractérisé en ce que chacun des plis de la première série comporte au moins

un filament (64) orienté radialement dans la même direction gé-

nérale que l'une des pales.

18 - Ensemble suivant la revendication 17, caractérisé en ce que la série des premiers filaments (64) de l'un des plis

fait un certain angle avec les premiers filaments (64) des au-

tres plis, cet angle étant nécessairement égal au quotient d'une multiple entier de 3600 par le nombre de pales (40) de

la partie profilée (34).

19 - Ensemble suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif servant à appliquer sur l'ensemble une charge de serrage axiale au voisinage du moyeu.