EP4402349A1 - Procédé de fabrication d'un carter pour une turbomachine d'aeronef - Google Patents

Procédé de fabrication d'un carter pour une turbomachine d'aeronef

Info

Publication number
EP4402349A1
EP4402349A1 EP22789264.3A EP22789264A EP4402349A1 EP 4402349 A1 EP4402349 A1 EP 4402349A1 EP 22789264 A EP22789264 A EP 22789264A EP 4402349 A1 EP4402349 A1 EP 4402349A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
annular
casing
axis
resin
during
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22789264.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent Pascal Fiore
Clément BOUROLLEAU
Alexandre Branco
Serge Emmanuel DOMINGUES
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of EP4402349A1 publication Critical patent/EP4402349A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/06—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with front fan
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/50—Building or constructing in particular ways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F05D2230/61—Assembly methods using limited numbers of standard modules which can be adapted by machining
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F05D2230/64—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced

Definitions

  • TITLE METHOD FOR MANUFACTURING A CASING FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE
  • the present invention relates to the manufacture of a casing, in particular of a fan, for an aircraft turbomachine.
  • the state of the art includes in particular documents FR-A1 -2 997 725, FR-A1 -2 997 726, FR-A1 -3 005 100, US-A1 -2014/367 290 and
  • a double or triple body turbomachine comprises, upstream to downstream, that is to say in the direction of flow of the gas flows, a fan, at least one low pressure compressor, a high pressure compressor , a combustion chamber, a high pressure turbine, at least one low pressure turbine, and a nozzle for ejecting the combustion gases leaving the turbines.
  • a rotor of the high pressure compressor is connected to a rotor of the high pressure turbine by a high pressure shaft and these rotors thus form a high pressure body.
  • At least one rotor of a low pressure compressor is connected to a rotor of a low pressure turbine by a low pressure shaft, and these rotors thus form at least one low pressure body.
  • the low pressure shaft crosses the high pressure shaft coaxially and drives, directly or via a reduction gear, a fan rotor.
  • the fan comprises a blade wheel which is surrounded by a fan casing, also called a retention casing because of its function of retaining the blades in the event of their breaking, or in the event of entry of debris into the fan .
  • a fan casing also called a retention casing because of its function of retaining the blades in the event of their breaking, or in the event of entry of debris into the fan .
  • a casing is composed of an axial annular casing which extends around the fan blades of the turbomachine and which comprises an upstream annular section internally carrying upstream acoustic panels, a downstream section internally carrying downstream acoustic panels, and an intermediate section, arranged axially between the upstream and downstream sections, comprising a first inner annular surface to which is fixed an annular cartridge of abradable material, made in one piece or sectorized.
  • the fan casing is linked, upstream, to an air inlet sleeve downstream, to a shroud of an intermediate casing of the turbomachine.
  • the fan casing ensures the continuity of the aerodynamic vein via the annular cartridge made of abradable material. It also ensures mechanical continuity of forces and moments between the air inlet sleeve and the shell of the intermediate casing. It also allows the attachment of various equipment and supports, to ensure compliance with fire and leak regulation specifications, and to allow continuity of electrical current for the turbomachine's lightning resistance.
  • the annular cartridge is conventionally immobilized axially with respect to the casing so as to coincide axially with the intermediate section of the casing which is provided for this purpose.
  • the intermediate section of the casing conventionally comprises, at at least one of its ends, a series of axial stops which are fixed on an inner circumference of the casing, to receive the annular cartridge in abutment, in order to define its position.
  • the annular cartridge is clamped in the casing and subjected to a bonding step on the first internal annular surface, during which the casing is heated and held and compressed by means of a removable system arranged at least in part inside the housing. Thanks to the removable system, a mechanical pressure force is applied to the annular cartridge, allowing the annular cartridge to be held in position during the heating step. Bonding is carried out in an autoclave.
  • the axial stops are attached to the casing.
  • the casing receives pads each having a longitudinal portion extending along the first internal annular surface and a transverse portion extending perpendicularly to the longitudinal portion and forming an axial stop.
  • the longitudinal portion has holes which are intended to be traversed by screws allowing the attachment of each pad to the casing.
  • the invention meets this need by proposing a method for manufacturing a turbomachine casing comprising one or more axial abutment means integrated directly into the casing during its manufacture.
  • the invention proposes a method for manufacturing an aircraft turbomachine casing, comprising at least:
  • an annular casing extending around an axis A and comprising at least one intermediate section intended to receive an annular cartridge made of abradable material, during which an annular preform of axis A is placed the envelope, made of composite material comprising woven fibers in 3 dimensions, in a mold which comprises an annular cavity for complementary reception of the preform then during which a resin is injected into said cavity, then the resin is polymerized,
  • This design makes it possible to produce a casing casing, the abutment means of which are integrated into the casing during its manufacture and which have the advantage of not requiring costly and time-consuming operations subsequent to the manufacture of the casing. .
  • the axial abutment means molded with the preform is in the form of an annular bead with axis A,
  • the mold used during said first and second stages comprises an outer annular shell with axis A and an inner annular shell with axis A between which the cavity is delimited, and the inner shell has an annular groove with axis A which opens in the cavity and which is capable of being filled with resin during its injection into the cavity, to form said bead after polymerization of the resin and demoulding,
  • the annular cartridge made of abradable material is clamped inside the casing by means of at least one removable clamping device.
  • the invention also relates to an annular casing of axis A of a turbomachine casing molded by injection of resin from an annular preform of fibers woven in 3 dimensions, characterized in that it comprises at least one annular intermediate section which is intended to receive an annular cartridge made of abradable material and of which a first internal annular surface comprises at least one axial stop means which protrudes from said first internal annular surface and which is molded with the resin of said casing.
  • the axial abutment means is an annular bead of axis A molded with the resin of the casing
  • the axial abutment means is an annular bead of axis A produced entirely and solely with the resin of the casing,
  • the bead has a thickness or radial dimension comprised between 10 to 30 mm and/or a width or axial dimension comprised between 2 to 3 mm.
  • the invention also relates to a mold for the manufacture of an annular casing of a turbomachine casing of the type described above, characterized in that it comprises an outer annular shell of axis A with an inner annular cavity and a shell internal annular ring of axis A with an external annular cavity, said cavities delimiting a cavity of the mold, said shells being capable of being placed respectively outside and inside the preform so that the cavity receives a preform and that it is filled with resin by injection, characterized in that an intermediate section of the inner shell comprises an annular groove with axis A formed in the outer annular cavity and able to be filled with resin.
  • the invention finally relates to a dual-flow aircraft turbine engine comprising a fan casing of the type described above.
  • Figure 2 is a perspective view of a fan casing according to the state of the art
  • FIG. 3 Figure 3 already discussed shows a schematic partial section of a fan casing according to the state of the art
  • Figure 4 is a perspective view of a fan casing in a state of holding an annular cartridge of abradable material, in which the annular cartridge is sandwiched between two series of pads, during a step gluing it;
  • Figure 5 is an enlargement of a detail of Figure 5 showing a slider part of the annular cartridge
  • Figure 6 is a perspective cutaway view of a casing of a fan casing according to the invention.
  • Figure 7 is a perspective view illustrating the gluing of an annular cartridge of abradable material in an envelope of a fan casing according to the invention
  • Figure 8 is a schematic sectional view of a mold for the manufacture of an annular casing of a turbomachine casing according to the invention.
  • FIG. 1 shows a partial view of a fan 10 of an aircraft turbine engine.
  • a double or triple spool turbomachine comprises, upstream to downstream, that is to say in the direction of flow of the gas flows, a fan, at least one low-pressure compressor, a high-pressure compressor, a combustion chamber, a high-pressure turbine, at least one low-pressure turbine, and a nozzle for ejecting the combustion gases leaving the turbines.
  • a rotor of the high pressure compressor is connected to a rotor of the high pressure turbine by a high pressure shaft and thus form a high pressure body.
  • At least one rotor of a low pressure compressor is connected to a rotor of a low pressure turbine by a low pressure shaft, and thus form at least one low pressure body.
  • the low pressure shaft coaxially crosses the high pressure shaft and drives, directly or via a reducer, a rotor of the fan.
  • the fan 10 comprises a blade wheel 12 which is surrounded by a fan casing 14, also called a retention casing because of its function of retaining the blades in the event of their breaking, or in the event of entry of debris. in the blower.
  • the invention is applied to a fan casing 14.
  • the invention is however not limited to this type of casing and can be applied to other casings of a turbomachine.
  • the fan casing 14 comprises an annular casing 16 with an axis of revolution A which extends around the fan blades 12 of the previously mentioned turbomachine.
  • This casing comprises an annular fixing flange 18, 20 at each of its axial ends. These flanges 18, 20 are used to fix the casing 14 to the annular walls of the nacelle of the turbomachine.
  • the fan casing 14 is linked, upstream, to an air inlet sleeve 22 and, downstream, to a shroud 24 of the casing intermediate.
  • the casing 14 also carries upstream acoustic panels 26 and downstream acoustic panels 28.
  • the fan casing 14 also includes an annular cartridge 30 of abradable material, positioned on an internal annular surface of the casing, between the upstream panels 26 and the downstream panels 28.
  • This cartridge 30 can be made either in the form of an annular ferrule, or in the form of panels forming angular ferrule sectors, which are assembled together.
  • the casing 14 comprises, as we have seen, an annular casing 16 extending around the axis A which is made of a composite material comprising woven fibers and embedded in a resin.
  • the casing 16 comprises an upstream section 32, capable of receiving the upstream acoustic panel 26, a downstream section 34, capable of receiving the downstream acoustic panel 26, and an intermediate section 36, capable of receiving the cartridge 30 of abradable material.
  • the annular cartridge 30 covers a first internal annular surface 38 of the intermediate section 36, while the upstream acoustic panel 26 is fixed to a second internal annular surface 40 of the upstream section 3.2, for example using screw means 41, and that the downstream acoustic panel 26 is fixed to a third internal annular surface 42 of the downstream section 34, for example using screw means 43.
  • the annular cartridge 30 is intended to be fixed by gluing on the first internal surface 38 of the casing 16.
  • the cartridge 30 is placed in the axial position in an unequivocal manner in the casing 14, then it is immobilized therein.
  • a bonding step then occurs, during which the casing 14 is subjected to a heat treatment under pressure.
  • FIG. 5 illustrates a casing 14 provided with a tool 44 according to a prior state of the art for the immobilization of the casing 14 in the intermediate section 36 of the casing 16.
  • This tool 44 here consists of two series 46, 48 pads 50, 52. With the exception of the components (pins, pins, fasteners, etc.) used to hold the pads 50, 52, and possibly fix them to the casing 3, the tool 44 does not include any other parts and is therefore relatively simple.
  • the casing 14 is placed in an autoclave (not shown) so that its axis A is oriented vertically.
  • a pressurizing system 54 can be mounted inside the housing 14, this system 54 being schematically represented in FIG. 5. This system 54 occupies part of the internal space of the housing 14 and the tooling 44 is designed to take this constraint into account.
  • the pads 50, 52 make it possible to immobilize the cartridge 30 axially in the intermediate section 36 by forming axial stop means.
  • the tool 44 comprises two series 46, 48 of pads 50, 52 forming axial stops, but this configuration is not limiting of the invention, and the tool could not comprise a series 46 or 48 of pads 50 or 52 to receive in abutment a first end of the cartridge 30, the latter being immobilized axially in another way at its opposite second end.
  • Figure 4 illustrates the detail of a pad 50 forming an axial stop means known from the state of the art.
  • the shoe 50 comprises a longitudinal portion 56 and a transverse portion 58.
  • the longitudinal portion 56 is provided to be removably mounted against the casing 16 and more precisely against the respective first internal annular surface 38 of the intermediate section 36 intended to accommodate the cartridge 30 of abradable material, at one end of this section 36.
  • the longitudinal portion 56 comprises at least one bore 60 which is intended to be traversed by a fixing means (not shown) such as a screw, a pin , pin, or clip, etc. which is received in the intermediate section 36.
  • the transverse portion 58 is provided to extend transversely to the longitudinal portion 56.
  • the transverse portion 58 has a contact surface 62 which is intended to receive the cartridge 30 of abradable material in support.
  • the shoe 50 can be made in two parts, the longitudinal portion 56 being positioned in contact with the respective first internal annular surface 38 of the intermediate section 36 and fixed by means of the screws previously mentioned, before the transverse portion 58 is mounted on the longitudinal portion 56.
  • Each series 46, 48 of pads 50, 52 comprises between 4 and 20 pads distributed evenly, that is to say equidistant, around the periphery of the end of the intermediate section 36 of the envelope.
  • the support load of the cartridge 30 is thus distributed therein in a homogeneous manner circumferentially.
  • a method of manufacturing a casing 14 comprises a first step of manufacturing the annular casing 16 during which, in a conventional manner, an annular preform of axis A of the casing is placed. , made of composite material comprising fibers woven in 3 dimensions, in a mold which comprises an annular cavity for complementary reception of the preform then during which a resin is injected into said cavity, then the resin is polymerized. Since this design is largely documented by the state of the art, it is cited only for the record and will not be the subject of a fuller description.
  • a first series 48 of pads 52 forming as many axial abutment means is arranged projecting from the first internal annular surface 38 of the intermediate section 36 of the casing 16, at a first end of said intermediate section 36.
  • the annular cartridge 30 made of abradable material is placed inside the annular casing 16 in contact with the pads 52, covering the first annular surface 38.
  • a second series 46 of pads is then placed 50 forming as many axial abutment means projecting from the first internal annular surface 38 of the intermediate section 36 of the casing 16, at a second end of the intermediate section 36.
  • the annular cartridge 30 made of abradable material is bonded to the first internal annular surface 38.
  • the casing 16 is heated and maintained by means of a system present at least partly inside the casing, In particular, this system comprises the pressurizing system 54 which urges the cartridge 30 into contact with the casing 16.
  • the invention overcomes this drawback by proposing a method of manufacturing a turbomachine casing 14 incorporating one or more axial abutment means directly integrated into the casing 16 during its manufacture.
  • the method of manufacturing the casing 14 according to the invention comprises a first step ET1 of manufacturing an annular casing extending around an axis A and comprising at least one section intermediate 36 similar to that previously described which is intended to receive an annular cartridge 30 of abradable material similar to that previously described.
  • annular preform 66 of axis A of the casing 30, made of composite material and comprising woven fibers in 3 dimensions is placed in a mold 64 which comprises an annular cavity 68 for complementary reception of the preform 64, then a resin is injected into this cavity, then the resin is polymerized.
  • At least one axial stop means 70 is arranged projecting from the first internal annular surface 38 of the intermediate section of the casing 36, at a first end of this intermediate section.
  • the axial abutment means 70 molded with the preform 66 can take different forms. It may first consist of a pad substantially similar to the pads 52 previously described which would not be fixed to the casing but overmoulded in the resin with the preform 66 to be integrated into the casing.
  • the axial abutment means 70 molded with the preform to form the casing 30 is in the form of an annular bead with axis A.
  • the axial abutment means 70 is an annular bead which could be obtained from an annular ring 78 which would be received with the preform 66 in the mold 64.
  • the mold 64 used during the first and second stages comprises an outer annular shell 72 of axis A with an internal cavity 73 and an inner annular shell 74 of axis A with an external cavity 75.
  • the cavity 68 is delimited between the shells 72, 74 and more particularly by the cavities 73, 75.
  • the inner shell 74 comprises an annular groove 76 of axis A which opens into the cavity 68 and which is capable of reviewing the rod 78 before the injection of resin , which has been represented here in dotted lines.
  • an intermediate section 77 of the inner shell comprises the annular groove 76 of axis A formed in the outer annular cavity which is capable of being filled with resin, and this section 77 defines the counter-shape of the intermediate section 36 of the envelope 16 which is provided to receive the cartridge 30.
  • the bead 70 therefore results from the molding of the bead 78 with the preform 66 with the resin of the casing 30, and the bead 78 is therefore covered with resin in the groove 76.
  • the groove 76 is intended only to be filled with resin during its injection into the cavity, to form said bead 70 after polymerization of the resin and demoulding.
  • the groove 76 does not receive a bead before the injection of the resin and the axial abutment means 70 is an annular bead of axis A made entirely and solely with the resin of the casing 30.
  • the bead 70 typically has a thickness or radial dimension comprised between 10 to 30 mm and/or a width or axial dimension along the axis A comprised between 2 to 3 mm.
  • the process comprises a third step ET3 during which the annular cartridge 30 made of abradable material is placed inside the annular casing 16 in contact with the axial stop means 70, covering said first annular surface 38.
  • FIG. 7 This configuration has been represented in FIG. 7. Unlike the method according to the state of the art, there is no pressurizing system mounted inside the casing 14.
  • the cartridge 30 being received in abutment in the casing 16, during a step ET4, it is maintained with a removable clamping device.
  • an annular disc 80 is placed under the casing 16 which rests on the end of the casing 16. This disc 80 makes it possible to receive first jaws 82 of clamps 84 which pass through the cartridge 30 and of which second jaws 86 clamp the second end 88 of the cartridge 30, thus ensuring the maintenance and clamping.
  • the casing 14 is heated, for example to a temperature between 25 and 300°C, and preferably between 80 and 200°C. This operation can be carried out during a cycle having a duration of between 60 and 500 minutes, and preferably between 180 and 300 minutes.
  • the temperature to which the casing 14 is subjected is lowered.
  • the abradable layer 30 is glued and fixed on the envelope 16.
  • the invention has the advantage, from an industrial point of view, of improving the manufacture (repeatability, robustness) and the assembly of the casing and also its three-dimensional control because the positioning of the annular layer of abradable material is guaranteed by the molded axial thrust bearing means.
  • the invention thus makes it possible to improve the mechanical and aerodynamic performance of the casing, as well as its method of manufacture and to save overall cycle time.
  • the invention therefore makes it possible to simplify the manufacturing operations of a fan casing 16 . It therefore makes it possible to have a dual-flow aircraft turbine engine comprising a fan casing manufactured according to the manufacturing method described above, which makes it possible to lower the overall manufacturing costs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Procédé de fabrication d'un carter de turbomachine, comportant : - une première étape de fabrication d'une enveloppe annulaire d'axe A en matériau composite, dans un moule (64) qui comporte une cavité annulaire (68) de réception complémentaire de la préforme (64) au cours de laquelle on injecte une résine dans ladite cavité (68), puis on la polymérise, - une deuxième étape au cours de laquelle au moins un moyen de butée axiale (70) est disposé intérieurement à l'enveloppe (16), - une troisième étape au cours de laquelle la cartouche annulaire en matériau abradable est disposée à l'intérieur de l'enveloppe annulaire au contact dudit moyen de butée axiale (70), - une quatrième étape de collage de la cartouche annulaire (30) en matériau abradable sur la première surface annulaire interne (38), caractérisé en ce que les première et deuxième étapes sont simultanées et en ce qu'on moule ledit au moins un moyen de butée axiale (70) avec la préforme (66) dans le moule (64).

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE FABRICATION D’UN CARTER POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne la fabrication d’un carter, en particulier de soufflante, pour une turbomachine d’aéronef.
Arrière-plan technique
L’état de la technique comprend notamment les documents FR-A1 -2 997 725, FR-A1 -2 997 726, FR-A1 -3 005 100, US-A1 -2014/ 367 290 et
FR-A1 - 3 037 854.
De manière connue, une turbomachine à double ou triple corps comprend d’amont en aval, c'est-à-dire dans le sens d’écoulement des flux de gaz, une soufflante, au moins un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, au moins une turbine basse pression, et une tuyère d’éjection des gaz de combustion sortant des turbines. Un rotor du compresseur haute pression est relié à un rotor de la turbine haute pression par un arbre haute pression et ces rotors forment ainsi un corps haute pression. Au moins un rotor d’un compresseur basse pression est relié à un rotor d’une turbine basse pression par un arbre basse pression, et ces rotors forment ainsi au moins un corps basse pression. L’arbre basse pression traverse coaxialement l’arbre haute pression et entraine, directement ou par l’intermédiaire d’un réducteur, un rotor de la soufflante.
La soufflante comporte une roue à aubes qui est entourée par un carter de soufflante, encore appelé carter de rétention du fait de sa fonction de rétention des aubes en cas de rupture de celles-ci, ou en cas d’entrée de débris dans la soufflante. Un tel carter est composé d’une enveloppe annulaire axiale qui s'étend autour des aubes de soufflante de la turbomachine et qui comporte un tronçon annulaire amont portant intérieurement des panneaux acoustiques amont, un tronçon aval portant intérieurement des panneaux acoustiques aval, et un tronçon intermédiaire, agencé axialement entre les tronçons amont et aval, comportant une première surface annulaire interne à laquelle est fixée une cartouche annulaire de matière abradable, réalisée d’un seul tenant ou sectorisée. Le carter de soufflante est lié, à l’amont, à une manche d’entrée d’air à l’aval, à une virole d’un carter intermédiaire de la turbomachine.
Outre sa fonction de rétention, le carter de soufflante permet d’assurer la continuité de la veine aérodynamique par l’intermédiaire de la cartouche annulaire en matériau abradable. Il permet également d’assurer une continuité mécanique des efforts et des moments entre la manche d’entrée d’air et la virole du carter intermédiaire. Il permet aussi la fixation de divers équipements et supports, d’assurer le respect des spécifications de règlementation au feu et aux fuites, et de permettre une continuité du courant électrique pour la tenue à la foudre de la turbomachine.
La cartouche annulaire de matériau abradable est par exemple réalisée sous la forme d’une virole produite par moulage par injection ou sous la forme d’un assemblage de secteurs.
La cartouche annulaire est conventionnellement immobilisée axialement par rapport à l’enveloppe de manière à coïncider axialement avec le tronçon intermédiaire de l’enveloppe qui est prévu à cet effet. Pour ce faire, le tronçon intermédiaire de l’enveloppe comporte conventionnellement, à au moins une ses extrémités, une série de butées axiales qui sont fixées sur une circonférence intérieure de l’enveloppe, pour recevoir en butée la cartouche annulaire, afin de définir sa position.
Puis la cartouche annulaire est bridée dans l’enveloppe et soumise à une étape de collage sur la première surface annulaire interne, au cours de laquelle le carter est chauffé et maintenu et comprimé par l’intermédiaire d’un système amovible disposé au moins en partie à l’intérieur du carter. Grâce au système amovible, un effort de pression mécanique est appliqué sur la cartouche annulaire, permettant le maintien en position de la cartouche annulaire lors de l’étape de chauffage. Le collage est réalisé dans un autoclave. Conventionnellement les butées axiales sont rapportées à l’enveloppe. Par exemple, l’enveloppe reçoit des patins présentant chacun une portion longitudinale s’étendant le long première surface annulaire interne et une portion transversale s’étendant perpendiculairement à la portion longitudinale et formant butée axiale. La portion longitudinale comporte des perçages qui sont destinés à être traversés par des vis permettant la fixation de chaque patin à l’enveloppe.
Cette solution technique implique un perçage préalable de l’enveloppe selon un positionnement rigoureux, puis un montage de chacun des patins, ce qui grève le coût de fabrication d’un tel carter.
Il existe donc un besoin pour un carter de turbomachine équipé d’un ou plusieurs moyens de butée axiale de conception simple ne nécessitant pas d’opérations complexes de montage.
Résumé de l'invention
L’invention répond à ce besoin en proposant un procédé de fabrication d’un carter de turbomachine comportant un ou plusieurs moyens de butée axiale intégrés directement à l’enveloppe lors de sa fabrication.
Dans ce but, l’invention propose un procédé de fabrication d’un carter de turbomachine d’aéronef, comportant au moins :
- une première étape de fabrication d’une enveloppe annulaire s’étendant autour d’un axe A et comportant au moins un tronçon intermédiaire destiné à recevoir une cartouche annulaire en matériau abradable, au cours de laquelle on dispose une préforme annulaire d’axe A de l’enveloppe, réalisée en matériau composite comportant des fibres tissées en 3 dimensions, dans un moule qui comporte une cavité annulaire de réception complémentaire de la préforme puis au cours de laquelle on injecte une résine dans ladite cavité, puis on polymérise la résine,
- une deuxième étape au cours de laquelle au moins un moyen de butée axiale est disposé en saillie d’une première surface annulaire interne du tronçon intermédiaire de l’enveloppe, à une première extrémité dudit tronçon intermédiaire,
- une troisième étape au cours de laquelle la cartouche annulaire en matériau abradable est disposée à l’intérieur de l’enveloppe annulaire au contact dudit moyen de butée axiale, en recouvrant ladite première surface annulaire,
- une quatrième étape de collage de la cartouche annulaire en matériau abradable sur la première surface annulaire interne, au cours de laquelle le carter est chauffé et maintenu par l’intermédiaire d’un système présent au moins en partie à l’intérieur du carter, caractérisé en ce que la deuxième étape intervient simultanément avec la première étape et en ce qu’au cours de ladite deuxième étape, on moule ledit au moins un moyen de butée axiale avec la préforme dans le moule.
Cette conception permet de produire une enveloppe de carter dont le ou les moyens de butée sont intégrés à l’enveloppe lors de sa fabrication et qui présentent l’avantage de ne pas nécessiter d’opérations coûteuses et chronophages postérieurement à la fabrication de l’enveloppe.
Selon d’autres caractéristiques du procédé :
- le moyen de butée axiale moulé avec la préforme est en forme de bourrelet annulaire d’axe A,
- le moule utilisé au cours desdites première et deuxième étapes comporte une coque annulaire extérieure d’axe A et une coque annulaire intérieure d’axe A entre lesquelles est délimitée la cavité, et la coque intérieure comporte une gorge annulaire d’axe A qui débouche dans la cavité et qui est apte à être remplie de résine lors de son injection dans la cavité, pour former ledit bourrelet après polymérisation de la résine et démoulage,
- au cours de la troisième étape, la cartouche annulaire en matériau abradable est bridée à l’intérieur de l’enveloppe par l’intermédiaire d’au moins un dispositif de bridage amovible. L’invention concerne aussi une enveloppe annulaire d’axe A d’un carter de turbomachine moulée par injection de résine à partir d’une préforme annulaire en fibres tissées en 3 dimensions, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un tronçon intermédiaire annulaire qui est destiné à recevoir une cartouche annulaire en matériau abradable et dont une première surface annulaire interne comporte au moins un moyen de butée axiale qui fait saillie à partir de ladite première surface annulaire interne et qui est moulé avec la résine de ladite enveloppe.
Selon d’autres caractéristiques de l’enveloppe :
- le moyen de butée axiale est un bourrelet annulaire d’axe A moulé avec la résine de l’enveloppe,
- le moyen de butée axiale est un bourrelet annulaire d’axe A réalisé intégralement et uniquement avec la résine de l’enveloppe,
- le bourrelet a une épaisseur ou dimension radiale comprise entre 10 à 30 mm et/ou une largeur ou dimension axiale comprise entre de 2 à 3mm.
L’invention concerne aussi un moule pour la fabrication d’une enveloppe annulaire d’un carter de turbomachine du type décrit précédemment , caractérisé en ce que qu’il comporte une coque annulaire extérieure d’axe A avec une empreinte annulaire intérieure et une coque annulaire intérieure d’axe A avec une empreinte annulaire extérieure, lesdites empreintes délimitant une cavité du moule, lesdites coques étant aptes à être disposées respectivement à l’extérieur et à l’intérieur de la préforme pour que la cavité reçoive une préforme et qu’elle soit remplie de résine par injection, caractérisé en ce qu’un tronçon intermédiaire de la coque intérieure comporte une gorge annulaire d’axe A formée dans l’empreinte annulaire extérieure et apte à être remplie de résine.
L’invention concerne enfin une turbomachine d’aéronef à double flux comportant un carter de soufflante du type décrit précédemment.
Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1] La figure 1 est une vue en coupe d’une soufflante d’une turbomachine d’aéronef selon l’état de la technique ;
[Fig. 2] La figure 2 est vue en perspective d’un carter de soufflante selon l’état de la technique ;
[Fig. 3] La figure 3 déjà discutée montre une coupe partielle à caractère schématique d’un carter de soufflante selon l’état de la technique ;
[Fig. 4] La figure 4 est une vue en perspective d’un carter de soufflante dans un état de maintien d’une cartouche annulaire en matériau abradable, dans lequel la cartouche annulaire est prise en sandwich entre deux séries de patins, lors d’une étape de collage de celle-ci ;
[Fig. 5] La figure 5 est un agrandissement d’un détail de la figure 5 montrant un patin une partie de la cartouche annulaire ;
[Fig. 6] La figure 6 est une vue en perspective coupée d’une enveloppe d’un carter de soufflante selon l’invention ;
[Fig. 7] La figure 7 est une vue en perspective illustrant le collage d’une cartouche annulaire en matériau abradable dans une enveloppe d’un carter de soufflante selon l’invention ;
[Fig. 8] La figure 8 est une vue en coupe schématique de principe d’un moule pour la fabrication d’une enveloppe annulaire d’un carter de turbomachine selon l’invention.
[Fig. 9] La figure 9 est un diagramme-bloc illustrant les étapes de fabrication d’un carter selon l’invention.
Description détaillée de l'invention
On a représenté à la figure 1 en vue partielle une soufflante 10 d’une turbomachine d’aéronef.
De manière connue, une turbomachine à double ou triple corps comprend d’amont en aval, c'est-à-dire dans le sens d’écoulement des flux de gaz, une soufflante, au moins un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, au moins une turbine basse pression, et une tuyère d’éjection des gaz de combustion sortant des turbines. Un rotor du compresseur haute pression est relié à un rotor de la turbine haute pression par un arbre haute pression et forment ainsi un corps haute pression. Au moins un rotor d’un compresseur basse pression est relié à un rotor d’une turbine basse pression par un arbre basse pression, et forment ainsi au moins un corps basse pression. L’arbre basse pression traverse coaxialement l’arbre haute pression et entraine, directement ou par l’intermédiaire d’un réducteur, un rotor de la soufflante.
La soufflante 10 comporte une roue à aubes 12 qui est entourée par un carter 14 de soufflante, aussi appelé carter de rétention du fait de sa fonction de rétention des aubes en cas de rupture de celles-ci, ou en cas d’entrée de débris dans la soufflante.
Dans la suite de la présente description, l’invention est appliquée à un carter de soufflante 14. L’invention n’est toutefois pas limitée à ce type de carter et peut être appliquée à d’autres carters d’une turbomachine.
Comme cela est visible plus particulièrement à la figure 2, le carter de soufflante 14 comprend une enveloppe annulaire 16 d'axe de révolution A qui s'étend autour des aubes de soufflante 12 de la turbomachine précédemment évoquée. Cette enveloppe comprend une bride annulaire de fixation 18, 20 à chacune de ses extrémités axiales. Ces brides 18, 20 sont utilisées pour fixer le carter 14 à des parois annulaires de la nacelle de la turbomachine.
Comme l’illustre plus particulièrement la coupe schématique de la figure 3, le carter de soufflante 14 est lié, à l’amont, à une manche d’entrée d’air 22 et, à l’aval, à une virole 24 de carter intermédiaire. Le carter 14 porte également des panneaux acoustiques amont 26 et des panneaux acoustiques aval 28. Le carter de soufflante 14 comporte encore une cartouche annulaire 30 de matériau abradable, positionnée sur une surface annulaire interne de l’enveloppe, entre les panneaux amont 26 et les panneaux aval 28. Cette cartouche 30 peut être réalisée soit sous la forme d’une virole annulaire, soit sous la forme de panneaux formant des secteurs angulaires de virole, qui sont assemblés les uns aux autres.
Le carter 14 comprend, comme on l’a vu, une enveloppe annulaire 16 s’étendant autour de l’axe A qui est réalisée dans un matériau composite comportant des fibres tissées et noyées dans une résine. L’enveloppe 16 comporte un tronçon amont 32, apte à recevoir le panneau acoustique amont 26, un tronçon aval 34, apte à recevoir le panneau acoustique aval 26, et un tronçon intermédiaire 36, apte à recevoir la cartouche 30 de matériau abradable.
La cartouche annulaire 30 recouvre une première surface annulaire interne 38 du tronçon intermédiaire 36, tandis que le panneau acoustique amont 26 est fixé à une deuxième surface annulaire interne 40 du tronçon amont 3,2 par exemple à l’aide de moyens de vissage 41 , et que le panneau acoustique aval 26 est fixé à une troisième surface annulaire interne 42 du tronçon aval 34, par exemple à l’aide de moyens de vissage 43.
La cartouche annulaire 30 est destinée à être fixée par collage sur la première surface interne 38 de l’enveloppe 16.
Pour ce faire, la cartouche 30 est mise en position axiale de manière univoque dans l’enveloppe 14, puis elle est immobilisée dans celui-ci. Survient alors une étape de collage, pendant laquelle le carter 14 est soumis à un traitement thermique sous pression.
La figure 5 illustre un carter 14 muni d’un outillage 44 selon un état antérieur de la technique pour l’immobilisation du carter 14 dans le tronçon intermédiaire 36 de l’enveloppe 16. Cet outillage 44 est constitué ici de deux séries 46, 48 de patins 50, 52. A l’exception des organes (pions, goupilles, attaches, ...) utilisés pour maintenir les patins 50, 52, et les fixer éventuellement au carter 3, l’outillage 44 ne comprend pas d’autres pièces et est donc relativement simple.
En pratique, lors de l’opération de collage, et plus précisément lors de l’opération de chauffage, le carter 14 est disposé dans un autoclave (non représenté) de façon à ce que son axe A soit orienté verticalement. Un système 54 de mise en pression peut être monté à l’intérieur du carter 14, ce système 54 étant schématiquement représenté à la figure 5. Ce système 54 occupe une partie de l’espace interne du carter 14 et l’outillage 44 est conçu pour tenir compte de cette contrainte.
Les patins 50, 52 permettent d’immobiliser axialement la cartouche 30 dans le tronçon intermédiaire 36 en formant des moyens de butée axiale.
Dans l’exemple qui a été représenté ici, l’outillage 44 comporte deux séries 46, 48 de patins 50, 52 formant des butées axiales, mais cette configuration n’est pas limitative de l’invention, et l’outillage pourrait ne comporter qu’une série 46 ou 48 de patins 50 ou 52 pour recevoir en butée une première extrémité de la cartouche 30, celle-ci étant immobilisée axialement d’une autre façon à sa deuxième extrémité opposée.
La figure 4 illustre le détail d’un patin 50 formant un moyen de butée axiale connu de l’état de la technique.
Le patin 50 comporte une portion longitudinale 56 et une portion transversale 58. La portion longitudinale 56 est prévue pour être montée de manière amovible contre l’enveloppe 16 et plus précisément contre la première surface annulaire interne 38 respective du tronçon intermédiaire 36 destiné à accueillir la cartouche 30 de matériau abradable, à une extrémité de ce tronçon 36. Pour ce faire, la portion longitudinale 56 comporte au moins un perçage 60 qui est destiné être traversé par un moyen de fixation (non représenté) tel qu’une vis, un pion, une goupille, ou une attache, etc. qui est reçu dans le tronçon intermédiaire 36.
La portion transversale 58 est prévue pour s’étendre de manière transversale à la portion longitudinale 56. La portion transversale 58 présente une surface de contact 62 qui est destinée à recevoir en appui la cartouche 30 de matériau abradable. Le patin 50 peut être réalisé en deux parties, la portion longitudinale 56 étant positionnée au contact de la première surface annulaire interne 38 respective du tronçon intermédiaire 36 et fixée au moyen des vis précédemment évoquées, avant que la portion transversale 58 ne soit montée sur la portion longitudinale 56.
Chaque série 46, 48 de patins 50, 52 comporte entre 4 et 20 patins répartis de manière régulière, c’est-à-dire équidistante, sur le pourtour de l’extrémité du tronçon intermédiaire 36 de l’enveloppe. La charge d’appui de la cartouche 30 y est ainsi répartie de manière homogène circonférentiellement.
Ainsi, un procédé de fabrication d’un carter 14 selon l’état de la technique comporte une première étape de fabrication de l’enveloppe 16 annulaire au cours de laquelle de manière classique on dispose une préforme annulaire d’axe A de l’enveloppe, réalisée en matériau composite comportant des fibres tissées en 3 dimensions, dans un moule qui comporte une cavité annulaire de réception complémentaire de la préforme puis au cours de laquelle on injecte une résine dans ladite cavité, puis on polymérise la résine. Cette conception étant largement documentée par l’état de la technique, elle n’est citée que pour mémoire et ne fera pas l’objet d’une plus ample description.
Puis, au cours d’une deuxième étape, une première série 48 de patins 52 formant autant de moyens de butée axiale est disposée en saillie de la première surface annulaire interne 38 du tronçon intermédiaire 36 de l’enveloppe 16, à une première extrémité dudit tronçon intermédiaire 36.
Puis au cours d’une troisième étape, la cartouche annulaire 30 en matériau abradable est disposée à l’intérieur de l’enveloppe annulaire 16 au contact des patins 52 en recouvrant la première surface annulaire 38. On dispose alors une seconde série 46 de patins 50 formant autant de moyens de butée axiale en saillie de la première surface annulaire interne 38 du tronçon intermédiaire 36 de l’enveloppe 16, à une seconde extrémité du tronçon intermédiaire 36.
Puis au cours d’une quatrième étape de collage, la cartouche annulaire 30 en matériau abradable est collée sur la première surface annulaire interne 38. Au cours de cette étape, le carter 16 est chauffé et maintenu par l’intermédiaire d’un système présent au moins en partie à l’intérieur du carter, En particulier, ce système comporte le système de mise sous pression 54 qui sollicite la cartouche 30 au contact de l’enveloppe 16.
Cette configuration donne globalement satisfaction mais elle nécessite d’une part des opérations de préparation de l’enveloppe 16 et d’autre part des opérations des positionnement et de montage des patins 50, 52, ce qui grève le coût total de fabrication du carter 14. L’invention remédie à cet inconvénient en proposant un procédé de fabrication d’un carter 14 de turbomachine incorporant un ou plusieurs moyens de butée axiale directement intégrés à l’enveloppe 16 lors de sa fabrication.
Comme précédemment, et comme l’illustre la figure 9, le procédé de fabrication du carter 14 selon l’invention comporte une première étape ET1 de fabrication d’une enveloppe annulaire s’étendant autour d’un axe A et comportant au moins un tronçon intermédiaire 36 analogue à celui précédemment décrit qui est destiné à recevoir une cartouche annulaire 30 en matériau abradable analogue à celle précédemment décrite.
Au cours de cette étape ET1 , comme l’illustre la figure 9, on dispose une préforme annulaire 66 d’axe A de l’enveloppe 30, réalisée en matériau composite et comportant des fibres tissées en 3 dimensions, dans un moule 64 qui comporte une cavité annulaire 68 de réception complémentaire de la préforme 64, puis on injecte une résine dans cette cavité, puis on polymérise la résine.
Puis, similairement au procédé faisant l’objet de la technique, au cours d’une deuxième étape ET2, au moins un moyen de butée axiale 70 est disposé en saillie de la première surface annulaire interne 38 du tronçon intermédiaire de l’enveloppe 36, à une première extrémité de ce tronçon intermédiaire.
La différence entre le procédé faisant l’objet de l’invention et le procédé selon l’état de la technique réside dans le fait que selon l’invention la deuxième étape ET2 intervient simultanément avec la première étape ET 1 et en ce qu’au cours de cette deuxième étape ET2, on moule ce moyen de butée axiale 70 avec la préforme 66 dans le moule 64.
Le moyen de butée axiale 70 moulé avec la préforme 66 peut prendre différentes formes. Il peut en premier temps consister en un patin sensiblement similaire aux patins 52 précédemment décrits qui ne serait pas fixé à l’enveloppe mais surmoulé dans la résine avec la préforme 66 pour être intégré à l’enveloppe.
Toutefois, de préférence, comme l’illustre la figure 6, au cours de cette deuxième étape ET2 le moyen de butée axiale 70 moulé avec la préforme pour constituer l’enveloppe 30 est en forme de bourrelet annulaire d’axe A. Dans sa plus simple expression, le moyen de butée axiale 70 est un bourrelet annulaire qui pourrait être obtenu à partir d’un jonc annulaire 78 qui serait reçu avec la préforme 66 dans le moule 64. A cet effet, comme l’illustre la figure 8, le moule 64 utilisé au cours des première et deuxième étapes comporte une coque annulaire extérieure 72 d’axe A avec une empreinte intérieure 73 et une coque annulaire intérieure 74 d’axe A avec une empreinte extérieure 75. La cavité 68 est délimitée entre les coques 72, 74 et plus particulièrement par les empreintes 73, 75. La coque intérieure 74 comporte une gorge annulaire 76 d’axe A qui débouche dans la cavité 68 et qui est apte à revoir avant l‘i njection de résine le jonc 78, qui a été représenté ici en pointillés.
Plus particulièrement, un tronçon intermédiaire 77 de la coque intérieure comporte la gorge annulaire 76 d’axe A formée dans l’empreinte annulaire extérieure qui est apte à être remplie de résine, et ce tronçon 77 définit la contre-forme du tronçon intermédiaire 36 de l’enveloppe 16 qui est prévu pour recevoir la cartouche 30.
Le bourrelet 70 résulte donc du surmoulage du jonc 78 avec la préforme 66 avec la résine de l’enveloppe 30, et le jonc 78 est donc recouvert de résine dans la gorge 76.
Toutefois, selon un mode de réalisation préférentiel de l’invention, la gorge 76est destinée à être seulement remplie de résine lors de son injection dans la cavité, pour former ledit bourrelet 70 après polymérisation de la résine et démoulage. Dans ce cas, la gorge 76 ne reçoit pas de jonc avant l’injection de la résine et le moyen de butée axiale 70 est un bourrelet annulaire d’axe A réalisé intégralement et uniquement avec la résine de l’enveloppe 30.
Dans ces deux derniers modes de réalisation, comme l’enveloppe 16 est orientée verticalement pour le collage de la cartouche 30, on comprendra que les dimensions finales du bourrelet 70 sont prévues pour supporter le poids de la cartouche 30.
A titre d’exemple, le bourrelet 70 a typiquement une épaisseur ou dimension radiale comprise entre 10 à 30 mm et/ou une largeur ou dimension axiale selon l’axe A comprise entre de 2 à 3mm.
On comprendra donc également dans les deux modes de réalisation que pour obtenir un bourrelet 70 à même supporter le poids de la cartouche 30, les dimensions de la gorge 76 doivent être calculées judicieusement, et en particulier pour le dernier mode de réalisation dans lequel le volume de la gorge doit être prévu pour générer un cordon annulaire de résine de résistance suffisante.
Similairement au procédé selon l’état de la technique, le procédé comporte une troisième étape ET3 au cours de laquelle la cartouche annulaire 30 en matériau abradable est disposée à l’intérieur de l’enveloppe annulaire 16 au contact du moyen de butée axiale 70, en recouvrant ladite première surface annulaire 38.
Cette configuration a été représentée à la figure 7. A la différence du procédé selon l’état de la technique, il n’y a pas de système de mise en pression monté à l’intérieur du carter 14. La cartouche 30 étant reçue en butée dans l’enveloppe 16, au cours d’une étape ET4, on la maintien avec un dispositif de bridage amovible. Pour ce faire on dispose sous l’enveloppe 16 un disque annulaire 80 qui est appui à l’extrémité de l’enveloppe 16. Ce disque 80 permet de recevoir des premiers mords 82 de serre joints 84 qui traversent la cartouche 30 et dont des deuxième mords 86 serrent la deuxième extrémité 88 de la cartouche 30, en assurant ainsi le maintien et le bridage.
On peut alors réaliser le collage de la cartouche annulaire en matériau abradable. Le carter 14 est chauffé, par exemple à une température comprise entre 25 et 300°C, et de préférence entre 80 et 200°C. Cette opération peut être réalisée lors d’un cycle ayant une durée comprise entre 60 et 500 minutes, et de préférence entre 180 et 300 minutes.
A la fin de l’opération de chauffage, la température à laquelle le carter 14 est soumis est abaissées. Après refroidissement complet du carter 14, la couche abradable 30 est collée et fixée sur l’enveloppe 16.
L’invention présente l’avantage, d’un point de vue industriel, d’améliorer la fabrication (répétabilité, robustesse) et l’assemblage du carter et également son contrôle tridimensionnel car le positionnement de la couche annulaire en matériau abradable est garanti par le moyen de butée axiale moulé. L’invention permet ainsi d’améliorer les performances mécaniques et aérodynamiques du carter, ainsi que son procédé de fabrication et de gagner en temps de cycle global. L’invention permet donc de simplifier les opérations de fabrication d’un carter 16 de soufflante. Il permet donc de disposer d’une turbomachine d’aéronef à double flux comportant un carter de soufflante fabriqué selon le procédé de fabrication précédemment décrit, ce qui permet d’en abaisser les coûts globaux de fabrication.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’un carter (14) de turbomachine d’aéronef, comportant au moins :
- une première étape (ET1 ) de fabrication d’une enveloppe annulaire (16) s’étendant autour d’un axe A et comportant au moins un tronçon intermédiaire (36) destiné à recevoir une cartouche annulaire (30) en matériau abradable, au cours de laquelle on dispose une préforme annulaire (66) d’axe A de l’enveloppe (16), réalisée en matériau composite comportant des fibres tissées en trois dimensions, dans un moule (64) qui comporte une cavité annulaire (68) de réception complémentaire de la préforme (64) puis au cours de laquelle on injecte une résine dans ladite cavité (68), puis on polymérise la résine,
- une deuxième étape (ET2) au cours de laquelle au moins un moyen de butée axiale (70) est disposé en saillie d’une première surface annulaire interne (38) du tronçon intermédiaire (36) de l’enveloppe (16), à une première extrémité dudit tronçon intermédiaire (36),
- une troisième étape (ET3) au cours de laquelle la cartouche annulaire (30) en matériau abradable est disposée à l’intérieur de l’enveloppe annulaire (16) au contact dudit moyen de butée axiale (70), en recouvrant ladite première surface annulaire (38),
- une quatrième étape de collage (ET4) de la cartouche annulaire (30) en matériau abradable sur la première surface annulaire interne (38), au cours de laquelle le carter (16) est chauffé et maintenu par l’intermédiaire d’un système présent au moins en partie à l’intérieur du carter (14), caractérisé en ce que la deuxième étape (ET2) intervient simultanément avec la première étape (ET1 ) et en ce qu’au cours de ladite deuxième étape (ET2), on moule ledit au moins un moyen de butée axiale (70) avec la préforme (66) dans le moule (64).
2. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de butée axiale (70) moulé avec la préforme est en forme de bourrelet annulaire d’axe A.
3. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce le moule (64) utilisé au cours desdites première et deuxième étapes comporte une coque annulaire extérieure (72) d’axe A et une coque annulaire intérieure (74) d’axe A entre lesquelles est délimitée la cavité (68), et en ce que la coque intérieure (74) comporte une gorge annulaire (76) d’axe A qui débouche dans la cavité (68) et qui est apte à être remplie de résine lors de son injection dans la cavité (68), pour former ledit bourrelet (70) après polymérisation de la résine et démoulage.
4. Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au cours de la troisième étape (ET3), la cartouche annulaire (30) en matériau abradable est bridée à l’intérieur de l’enveloppe par l’intermédiaire d’au moins un dispositif de bridage amovible (80, 82, 84, 86).
5. Enveloppe (16) annulaire d’axe A d’un carter (14) de turbomachine moulée par injection de résine à partir d’une préforme annulaire (66) en fibres tissées en 3 dimensions, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un tronçon intermédiaire annulaire (36) qui est destiné à recevoir une cartouche annulaire (30) en matériau abradable et dont une première surface annulaire interne (38) comporte au moins un moyen de butée axiale (70) qui fait saillie à partir de ladite première surface annulaire interne (38) et qui est moulé avec la résine de ladite enveloppe (16).
6. Enveloppe annulaire (16) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen de butée axiale (70) est un bourrelet annulaire d’axe A moulé avec la résine de l’enveloppe (16) .
7. Enveloppe (16) annulaire selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que le moyen de butée axiale (70) est un bourrelet annulaire d’axe A réalisé intégralement et uniquement avec la résine de l’enveloppe (16).
8. Enveloppe (16) annulaire (16) selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que le bourrelet a une épaisseur ou dimension radiale comprise entre 10 à 30 mm et/ou une largeur ou dimension axiale comprise entre de 2 à 3mm.
9. Moule (64) pour la fabrication d’une enveloppe (16) annulaire d’un carter (14) de turbomachine selon l’une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce 17 qu’il comporte une coque annulaire extérieure (72) d’axe A avec une empreinte annulaire intérieure (73) et une coque annulaire intérieure (74) d’axe A avec une empreinte annulaire extérieure (75), lesdites empreintes (73, 75) délimitant une cavité (68) du moule (64), lesdites coques (72, 74) étant aptes à être disposées respectivement à l’extérieur et à l’intérieur d’une préforme (66) pour que la cavité (68) reçoive la préforme (66) et qu’elle soit remplie de résine par injection, caractérisé en ce qu’un tronçon intermédiaire de la coque intérieure (77) comporte une gorge annulaire (76) d’axe A formée dans l’empreinte annulaire extérieure (75) et apte à être remplie de résine.
10. Turbomachine d’aéronef à double flux comportant un carter (14) de soufflante fabriqué selon le procédé de fabrication des revendications 1 à 4.
EP22789264.3A 2021-09-15 2022-09-14 Procédé de fabrication d'un carter pour une turbomachine d'aeronef Pending EP4402349A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2109701A FR3127014A1 (fr) 2021-09-15 2021-09-15 Procede de fabrication d’un carter pour une turbomachine d’aeronef
PCT/FR2022/051728 WO2023041872A1 (fr) 2021-09-15 2022-09-14 Procédé de fabrication d'un carter pour une turbomachine d'aeronef

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4402349A1 true EP4402349A1 (fr) 2024-07-24

Family

ID=78212308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22789264.3A Pending EP4402349A1 (fr) 2021-09-15 2022-09-14 Procédé de fabrication d'un carter pour une turbomachine d'aeronef

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20250122813A1 (fr)
EP (1) EP4402349A1 (fr)
CN (1) CN118103586A (fr)
FR (1) FR3127014A1 (fr)
WO (1) WO2023041872A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117227207A (zh) * 2023-08-10 2023-12-15 湖北三江航天江北机械工程有限公司 带滑块类复合材料发动机壳体的成型方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5882094B2 (ja) 2011-05-19 2016-03-09 ユニ・チャーム株式会社 吸収性物品の収容体
FR2997726B1 (fr) 2012-11-05 2018-03-02 Safran Aircraft Engines Carter de turbomachine
FR2997725B1 (fr) 2012-11-05 2018-03-02 Safran Aircraft Engines Carter de turbomachine
FR3005100B1 (fr) 2013-04-26 2015-05-01 Snecma Carter de turbomachine
EP2811121B1 (fr) * 2013-06-03 2019-07-31 Safran Aero Boosters SA Carter composite de compresseur de turbomachine axiale avec bride de fixation métallique
FR3007063B1 (fr) * 2013-06-13 2015-07-03 Composite Ind Piece de materiau abradable pour la fabrication d'un secteur de joint annulaire abradable pour turbomachine et procede de fabrication d'une telle piece
FR3037854B1 (fr) * 2015-06-29 2018-03-23 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication d'un carter de soufflante en materiau composite a panneau abradable integre pour moteur a turbine a gaz et carter ainsi obtenu
FR3085447B1 (fr) * 2018-09-04 2020-09-11 Safran Aircraft Engines Carter de soufflante pour une turbomachine d'aeronef integrant directement des portions abradable et ayant des proprietes acoustiques

Also Published As

Publication number Publication date
FR3127014A1 (fr) 2023-03-17
US20250122813A1 (en) 2025-04-17
CN118103586A (zh) 2024-05-28
WO2023041872A1 (fr) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3060438A1 (fr) Procede et outillage de mise en forme d'un carter de soufflante
EP3464829B1 (fr) Procédé de fabrication d'un carter à revêtement abradable de turbomachine
WO2011104192A1 (fr) Procede de realisation d'un renfort metallique d'aube de turbomachine
FR3096400A1 (fr) Aube de turbomachine à bord d’attaque métallique intégré et procédé pour l’obtenir
WO2020260835A1 (fr) Procede de fabrication d'un carter pour une turbomachine et outillages pour sa mise en oeuvre
WO2011069940A1 (fr) Ensemble d'un jonc de retenue et d'un flasque de maintien dudit jonc
WO2023041872A1 (fr) Procédé de fabrication d'un carter pour une turbomachine d'aeronef
EP4028645A1 (fr) Fixation d'une virole acoustique a une enveloppé de carter pour une turbomachine d'aéronef
EP3464830B1 (fr) Procédé de fabrication d'un carter annulaire équipé de turbomachine
EP3215358B1 (fr) Procédé pour la réparation d'une peau perforée d'un panneau au moyen d'un doubleur
FR3115828A1 (fr) Fixation d’un cône d’éjection dans une turbine de turbomachine
EP3983650B1 (fr) Turbine de turbomachine à distributeur en cmc avec reprise d'effort
EP4323624A2 (fr) Turbine de turbomachine a distributeur en cmc avec reprise d'effort et ajustement de position
FR3100741A1 (fr) Dispositif de fabrication d’une piece creuse
EP3877161B1 (fr) Moule de cuisson pour fabriquer une piece de turbomachine en materiau composite a partir d'une preforme et procede de fabrication d'une piece au moyen d'un tel moule
FR3132862A1 (fr) Procede de fabrication d’un carter de turbomachine et moule de fabrication mise en œuvre dans un tel procede
EP3999722B1 (fr) Procede de fabrication d'un carter pour une turbomachine d'aeronef
FR3100834A1 (fr) Virole annulaire acoustique de turbomachine et procede de fabrication associe
EP3908453B1 (fr) Assemblage d'une aube directrice de sortie pour turbomachine d'aéronef à l'aide d'une vessie gonflable
FR3114348A1 (fr) Turbine de turbomachine à distributeur en CMC avec reprise d’effort
FR2993804A1 (fr) Soudage par friction des redresseurs et bras creux sur le carter intermediaire d'une turbomachine
FR3093754A1 (fr) Assemblage d’une aube directrice de sortie pour turbomachine d’aéronef à l’aide d’un outillage de plaquage
FR3098543A1 (fr) Procede de fabrication d’un carter pour une turbomachine d’aeronef
EP4594087A1 (fr) Outillage et procede de fabrication d'une aube composite pour un moteur d'aeronef
WO2026003462A1 (fr) Procede de fabrication d'un carter de turbomachine d'aeronef

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240412

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)