FR2993600A1 - Collage d'un joint sur une piece de turbomachine - Google Patents

Abstract

Dispositif (30) pour le collage d'au moins un joint (22) sur une pièce de turbomachine, telle qu'une plate-forme inter-aubes de soufflante, comprenant : - au moins un bloc (34) de support et de positionnement du joint et de la pièce, ce bloc comportant une surface de réception du joint dans une position prédéterminée de fixation sur la pièce, ladite surface étant conformée de façon à épouser la forme du joint placé dans sa position prédéterminée, et - des moyens de maintien de la pièce appliquée sur le joint dans la position précitée, et de mise en pression de la pièce sur le joint.

Description

Collage d'un joint sur une pièce de turbomachine La présente invention concerne un dispositif pour le collage d'au moins un joint sur une pièce de turbomachine ainsi qu'un procédé de fixation par collage d'au moins un joint sur une pièce de turbomachine, cette pièce étant par exemple une plate-forme inter-aubes de soufflante. Une soufflante de turbomachine comprend un moyeu portant une rangée annulaire d'aubes de soufflante, chacune de ces aubes comportant un pied qui est engagé et retenu dans une rainure longitudinale de forme 10 complémentaire du moyeu. Une plate-forme inter-aubes est montée sur le moyeu entre les pieds de deux aubes adjacentes, cette plate-forme ayant notamment pour fonction de définir une surface interne de la veine d'écoulement de l'air dans la soufflante. Le moyeu comprend autant d'aubes de soufflante que de plates-formes inter-aubes. 15 Une plate-forme inter-aubes de soufflante comprend typiquement une plaque de forme allongée et incurvée dont les bords longitudinaux incurvés ont des formes sensiblement complémentaires respectivement de l'intrados d'une aube et de l'extrados de l'aube adjacente. La plate-forme comprend également des brides de fixation au moyeu, par exemple par des 20 moyens du type vis-écrou. Pour assurer une étanchéité entre les bords longitudinaux des plates-formes et les pieds des aubes, il est connu de coller des joints en élastomère sur ces bords, ces joints étant destinés en fonctionnement à limiter voire empêcher le passage d'air radialement de l'extérieur vers 25 l'intérieur à travers les jeux entre les bords longitudinaux des plates-formes et les aubes de soufflante. Dans la technique actuelle, cette opération de collage est réalisée manuellement par un opérateur qui doit maintenir immobile la plate-forme et rapporter les joints enduits de colle sur les bords longitudinaux de la 30 plate-forme. Cette opération est délicate du fait de la forme « 3D » complexe de la plate-forme et de l'utilisation de colle à prise rapide, et demande donc une grande attention. En effet, il est important d'assurer une mise en place optimale des joints afin d'éviter des variations d'épaisseur de colle qui auraient une incidence directe sur les propriétés mécaniques de l'assemblage. Un mauvais positionnement des joints peut même induire un défaut de contact et donc une discontinuité du joint de colle. La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. Elle propose à cet effet un dispositif pour le collage d'au moins un joint sur une pièce de turbomachine, telle qu'une plate-forme inter-aubes de soufflante, comprenant : - au moins un bloc de support et de positionnement du joint et de la pièce, ce bloc comportant une surface de réception du joint dans une position prédéterminée de fixation sur la pièce, ladite surface étant conformée de façon à épouser la forme du joint placé dans sa position prédéterminée, et - des moyens de maintien de la pièce appliquée sur le joint dans la position précitée, et de mise en pression de la pièce sur le joint. L'invention permet ainsi la mise en place précise et le maintien du joint sur la pièce par application de pression, ce qui permet de garantir un positionnement correct et un collage sans défaut du joint, et ce de manière reproductible. Dans le cas où la colle est du type polymérisable (par exemple une colle cyanocrylate), la mise en pression permet de maintenir en position les différents éléments pendant la polymérisation de la colle. La forme et les dimensions de la surface de réception du joint peuvent être déterminées à partir du plan de définition de la pièce et du joint.

Le dispositif comprend de préférence deux blocs de support destinés à s'étendre le long de deux côtés opposés de la pièce, chacun de ces blocs comportant une surface de réception d'un joint, les moyens de maintien comprenant au moins une plaque montée de manière amovible sur les blocs de support et destinée à prendre appui sur la pièce appliquée sur les joints pour la pousser sur les joints. Du fait que la plaque est démontable, la pièce peut être facilement extraite du dispositif après le collage.

Les blocs de support peuvent avoir une forme incurvée. Les deux blocs sont de préférence solidaires l'un de l'autre et/ou portés par un socle commun, la surface de réception précitée de chaque bloc s'étendant le long d'un bord longitudinal supérieur de ce bloc. La surface de réception du joint de chaque bloc peut par exemple comprendre une gorge de logement du joint. Les blocs peuvent comporter des tiges filetées sensiblement verticales de montage de la ou des plaques précitées, et des écrous vissés sur ces tiges pour le réglage de la force sollicitant la pièce en appui sur les joints. Le ou chaque bloc peut comprendre deux parties fixées de manière démontable l'une à l'autre et définissant entre elles, en position de montage, la surface précitée de réception du joint. Les parties du ou de chaque bloc comportent de préférence des surfaces de pincement ou de serrage du joint dans la position prédéterminée. Ceci permet de rendre le joint solidaire du bloc durant le collage et d'autoriser le démontage du joint après collage. Les parties du ou de chaque bloc peuvent être fixées l'une à l'autre par des moyens du type vis-écrou, qui s'étendant par exemple sensiblement horizontalement. La présente invention concerne également un procédé de fixation par collage d'au moins un joint sur une pièce de turbomachine, telle qu'une plate-forme inter-aubes de soufflante, au moyen du dispositif tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - positionner un joint sur la surface de réception du ou de chaque bloc, - appliquer de la colle, par exemple à prise rapide, sur le ou chaque joint, - positionner et maintenir la pièce sur le ou les joints et mettre en pression la pièce sur le ou les joints par les moyens de maintien. Le procédé peut comprendre, avant l'étape a), une étape de réalisation du ou des blocs par stéréo-lithographie, à partir de données informatiques relatives à la forme, aux dimensions et/ou aux positions respectives de la pièce et du ou des joints. Ces données informatiques sont par exemple les définitions 3D (issues de fichiers CAD par exemple) des différents éléments. Les blocs peuvent être réalisés en matériau plastique ou en métal.

Les blocs en métal peuvent par exemple être obtenus par fusion laser sur lits de poudre ou tout simplement usiné. L'avantage des blocs métalliques est leur meilleure tenue en température. Ils peuvent donc être mis dans une étuve en vue par exemple de la polymérisation de la colle. Dans le cas où le ou chaque bloc comporte deux parties fixées l'une à l'autre, l'étape de positionnement du joint consiste à engager le joint entre les deux parties du bloc puis à fixer ces parties ensemble pour serrer le joint entre les parties et le rendre ainsi solidaire du bloc L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en perspective d'une plate-forme inter-aubes de soufflante d'une turbomachine, - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une partie d'un dispositif selon l'invention, dans lequel des joints à coller ont été montés, - la figure 4 est une vue schématique en perspective du dispositif de la figure 3, dans lequel une plate-forme inter-aubes de soufflante a été montée, - la figure 5 est une vue schématique en perspective du dispositif de la 25 figure 3 avec les moyens de maintien et de mise en pression de la plate-forme sur les joints, et - la figure 6 est une vue schématique en perspective du dispositif représenté en figure 4, les deux parties de chaque bloc étant séparées l'une de l'autre pour plus de clarté. 30 On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent une plate- forme 10 inter-aubes de soufflante d'une turbomachine, cette plate-forme 10 comprenant une paroi 12 qui délimite intérieurement la veine du flux d'air entre deux aubes adjacentes de la soufflante, et des brides de fixation 14, ici au nombre de trois, qui s'étendent vers l'intérieur sensiblement parallèlement depuis la face radialement interne de la paroi 12.

La paroi 12 a une forme allongée et incurvée et comprend des bords longitudinaux 16 et 18 qui sont incurvés, l'un convexe et l'autre concave, pour suivre les intrados et extrados des aubes entre lesquelles la plate-forme 10 est montée. La face radialement interne de la paroi 12 comporte également des nervures de rigidification 20 qui s'étendent sensiblement vers l'intérieur depuis la paroi 12 et qui relient les brides de fixation 14 entre elles. Des joints en élastomère 22 sont collés sur la face radialement interne de la paroi 12, au voisinage et le long des bords 16, 18 et des nervures 20.

La présente invention propose un dispositif et un procédé pour le collage de ces joints 22 sur la plate-forme 10, de façon simple et reproductible. Les figures 3 à 6 représentent un mode de réalisation de ce dispositif 30, qui comprend dans l'exemple représenté un socle 32 de support de deux blocs 34 de support et de positionnement des joints 22 et de la plate- forme 10, et des plaques 36 de maintien et de mise en pression de la plate-forme 10 sur les joints 22 pour garantir un bon collage des joints sur la plate-forme. Le socle 32 a une forme rectangulaire et les blocs 34 de support sont disposés sur une face supérieure de cette plaque. Dans l'exemple représenté, les blocs 34 sont solidaires du socle 32, le socle et les blocs étant réalisés dans un matériau plastique. Les blocs 34 ont une forme incurvée et ont en section une forme sensiblement parallélépipédique. Les blocs 34 sont situés l'un à côté de l'autre et à distance l'un de l'autre de façon à définir un espace inter-blocs de logement de la plate- forme 10. Chaque bloc 34 comprend une face supérieure 36 et deux faces latérales incurvées, respectivement convexe 38 et concave 40. La face latérale concave 40 de l'un des blocs 34 (celui à gauche dans le dessin) est en regard de la face latérale convexe 38 de l'autre bloc 34 (à droite sur le dessin).

Le bord longitudinal incurvé (concave) du bloc 34 à gauche dans le dessin, qui définit l'intersection entre la face supérieure 36 et la face latérale concave 40 de ce bloc, comprend une gorge longitudinale de logement ou une surface longitudinale de réception d'un joint 22 en élastomère, qui s'étend sur toute la longueur de ce bord. De la même façon, le bord longitudinal incurvé (convexe) de le bloc 34 à droite dans le dessin, qui définit l'intersection entre la face supérieure 36 et la face latérale convexe 38 de ce bloc, comprend une gorge longitudinale de logement ou une surface longitudinale de réception d'un joint 22 en élastomère, qui s'étend sur toute la longueur de ce bord (figure 3).

Des tiges filetées 42 s'étendent verticalement depuis les faces supérieures 36 des blocs 34. Chaque bloc 34 comprend trois tiges filetées 42 dans l'exemple représenté. Ces tiges filetées 42 servent à fixer les plaques 36 précitées sur les blocs, comme cela sera décrit plus en détail dans ce qui suit.

D'autres tiges filetées 43 traversent les blocs 34 et s'étendent à travers des passages cylindriques sensiblement horizontaux des blocs, qui débouchent respectivement sur les faces latérales 38, 40 des blocs. Chaque bloc 34 comprend deux tiges filetées 43 dans l'exemple représenté, qui sont chacune situées au voisinage d'une extrémité longitudinale du bloc 34. Comme cela est visible en figure 6, ces tiges 43 permettent de fixer ensemble deux parties 50, 52 de chaque bloc 34. Dans l'exemple représenté, chaque bloc 34 est en effet formé de deux parties 50, 52 indépendantes de formes allongée et incurvée dont une comporte une surface 54 d'appui sur une surface 56 d'appui de forme complémentaire de l'autre partie. En position de montage, les parties 50, 52 de chaque bloc 34 définissent entre elles, au niveau du bord longitudinal précité, une gorge ou surface de réception d'un joint 22 dont une partie, telle qu'une lèvre longitudinale du joint, peut être destinée à être pincée et serrée entre les deux parties 50, 52 du bloc 34 pour immobiliser le joint dans la position de collage. Les parties 50, 52 sont fixées entre elles de manière démontable par l'intermédiaire des tiges filetées 43 précitées qui reçoivent des écrous 44 de serrage des parties entre elles et du joint entre les parties. La partie 50 (interne) de chaque bloc 34 peut être fixée à demeure ou formée d'une seule pièce avec le socle 32, et l'autre partie 52 peut être 10 en partie engagée dans une empreinte 58 de forme sensiblement complémentaire du socle. Les plaques 36 sont au nombre de deux dans l'exemple représenté. Elles comportent des orifices 46 de passage des tiges filetées 42 portées par les blocs 34. En position de montage, les plaques 36 s'étendent 15 sensiblement parallèlement au socle 32 et sont destinées à prendre appui sur la face radialement externe 36 de la plate-forme 10 pour solliciter la plate-forme sur les joints 22 et maintenir une pression de contact suffisante entre la plate-forme et les joints. Cette mise en pression est réalisée par vissage d'écrous 48, du type papillon dans l'exemple représenté, sur les 20 tiges filetées 42, ces écrous prenant appui sur les faces supérieures des plaques 36 et les sollicitant vers les blocs 34. La pression d'appui est par exemple de l'ordre de 0,3 à 4 bars. Une première étape du procédé selon l'invention consiste à monter les joints 22 sur les surfaces de réception des bords longitudinaux précités 25 (ou dans les gorges longitudinales de ces bords) des blocs 34, comme cela est représenté en figure 3. Pour cela, les parties 50, 52 de chaque bloc 34 sont démontées l'une de l'autre et un joint 22 est engagée et serrée entre ces parties par serrage des écrous 44 sur les tiges filetées 43. De la colle peut être déposée sur une face supérieure de chaque joint 22, sur toute sa 30 longueur. En variante ou en caractéristique additionnelle, de la colle est déposée sur la face radialement interne de la plate-forme 10, dans les zones où les joints 22 doivent être fixés. La plate-forme 10 est ensuite montée sur le dispositif 30. Comme cela est représenté en figure 4, la plate-forme 10 est disposée de sorte que ses brides 14 soient situées entre les blocs 34 et prennent appui latéralement sur les plots 44 précités, et que sa paroi 12 soit située au dessus de ces blocs, les parties longitudinales latérales de la face radialement interne de la paroi 12 prenant appui sur les joints 22. Les plaques 36 sont ensuite montées sur les blocs 34 et serrées contre la plate-forme 10 pour l'immobiliser et la solliciter contre les joints 22. Une fois la colle polymérisée, les plaques 36 peuvent être démontées et la plate-forme 10 équipée de ses joints 22 peut être extraite du dispositif 10.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (30) pour le collage d'au moins un joint (22) sur une pièce de turbomachine, telle qu'une plate-forme (10) inter-aubes de soufflante, comprenant : - au moins un bloc (34) de support et de positionnement du joint et de la pièce, ce bloc comportant une surface de réception du joint dans une position prédéterminée de fixation sur la pièce, ladite surface étant conformée de façon à épouser la forme du joint placé dans sa position prédéterminée, et - des moyens (36) de maintien de la pièce appliquée sur le joint dans la position précitée, et de mise en pression de la pièce sur le joint.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux blocs de support (34) destinés à s'étendre le long de deux côtés opposés de la pièce (10), chacun de ces blocs comportant une surface de réception d'un joint (22), et en ce que les moyens de maintien comprennent au moins une plaque (36) montée de manière amovible sur les blocs de support et destinée à prendre appui sur la pièce appliquée sur les joints pour la pousser sur les joints.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux blocs (34) sont solidaires l'un de l'autre et/ou portés par un socle (32) commun, la surface précitée de chaque bloc s'étendant le long d'un bord longitudinal supérieur de ce bloc (34).
4. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les blocs (34) comportent des tiges filetées (42) sensiblement verticales de montage de la ou des plaques (36) précitées, et des écrous (48) vissés sur ces tiges pour le réglage de la force sollicitant la pièce (10) en appui sur les joints (22).
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou chaque bloc (34) comprend deux parties (50, 52) fixées de manière démontable l'une à l'autre et définissant entre elles, en position demontage, la surface précitée de réception du joint (22).
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les parties (50, 52) du ou de chaque bloc (34) comportent des surfaces de pincement ou de serrage du joint (22) dans la position prédéterminée.
7. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les parties (50, 52) du ou de chaque bloc (34) sont fixées l'une à l'autre par des moyens du type vis-écrou (43, 44).
8. 8. Procédé de fixation par collage d'au moins un joint (22) sur une pièce de turbomachine, telle qu'une plate-forme (10) inter-aubes de 10 soufflante, au moyen du dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - positionner un joint sur la surface de réception du ou de chaque bloc (34), - appliquer de la colle sur le ou chaque joint, - positionner et maintenir la pièce sur le ou les joints et mettre en pression 15 la pièce sur le ou les joints par les moyens de maintien (36).
9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape a), une étape de réalisation du ou des blocs (34) par stéréo-lithographie, à partir de données informatiques relatives à la forme, aux dimensions et/ou aux positions respectives de la pièce (10) et du ou des 20 joints (22), les blocs étant par exemple en matériau plastique ou en métal.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, le ou chaque bloc (34) comportant deux parties (50, 52) fixées l'une à l'autre, l'étape de positionnement du joint (20) consiste à engager le joint entre les deux parties du bloc puis à fixer ces parties ensemble pour serrer le joint 25 entre les parties et le rendre ainsi solidaire du bloc