FR3107921A1 - Procede pour remboiter des talons d’aubes d’une roue de rotor dans une turbomachine d’aeronef - Google Patents

Procede pour remboiter des talons d’aubes d’une roue de rotor dans une turbomachine d’aeronef Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé pour remboîter des talons (14a) d’aubes (10 ; 10a) d’une roue de rotor dans une turbomachine d’aéronef, la roue de rotor comportant un disque portant des aubes (10 ; 10a) qui comportent chacune une pale (26) s’étendant entre un pied et un talon, le talon de chaque aube comportant des bords latéraux comprenant des formes complémentaires aux bords latéraux des talons des aubes adjacentes, les bords latéraux des talons étant emboîtés les uns dans les autres de façon à ce que des revêtements anti-usure de ces bords soient en contact les uns avec les autres dans une position souhaitée d’emboîtement, et au moins un des bords latéraux d’au moins un des talons (14a) pouvant être déboîté du bord latéral d’un talon adjacent dans une position non souhaitée de déboîtement. Selon l’invention, le procédé comprend, lorsqu’une telle position non souhaitée de déboîtement est détectée, une étape d’insertion d’un dispositif de remboîtement dans la turbomachine, et une étape de déplacement dudit au moins un talon (14a) pour l’amener de cette position non souhaitée à la position souhaitée d’emboîtement. Figure pour l'abrégé : Figure 14

Description

PROCEDE POUR REMBOITER DES TALONS D’AUBES D’UNE ROUE DE ROTOR DANS UNE TURBOMACHINE D’AERONEF
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un procédé pour remboîter des talons d’aubes d’une roue de rotor dans une turbomachine d’aéronef, ainsi qu’un dispositif de remboîtement pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
Arrière-plan technique
Classiquement, une turbine axiale de turbomachine se compose d’une succession d’étages axiaux (selon l’axe de circulation des flux de gaz) disposés les uns derrière les autres. Chaque étage comporte une roue mobile à aubes formant le rotor et un distributeur aubagé formant le stator. La roue mobile est mise en rotation en vis-à-vis du distributeur correspondant.
Dans la présente demande, l'amont et l'aval sont définis par rapport au sens d'écoulement normal des flux d’air (de l'amont vers l'aval) à travers la turbomachine. On appelle "axe de la turbomachine", l'axe de rotation du rotor principal de la turbomachine. La direction axiale correspond à la direction de l'axe de la turbomachine, et une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe de la turbomachine et coupant cet axe. De même, un plan axial est un plan contenant l'axe de la turbomachine, et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe. Les adjectifs "intérieur" et "extérieur" sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l'axe de la turbomachine que la partie extérieure du même élément. L'axe d'empilement d'une aube est l'axe perpendiculaire à l'axe de la turbomachine, qui passe par le centre de gravité de la section la plus intérieure de la pale de l'aube (i.e., la section la plus proche de l'axe de la turbomachine). Typiquement, une aube de turbomachine comprend une pale s'étendant suivant l'axe d'empilement de l'aube, entre les extrémités proximale et distale (i.e., intérieure et extérieure) de l'aube.
La roue mobile est classiquement constituée d’un disque annulaire centré sur l’axe de rotation de la roue, sur lequel sont fixées une pluralité d’aubes.
Un exemple d’aube est représenté sur la figure 1. Une aube de ce type est décrite dans le document de brevet FR-A1-3 079 847. Cette aube 10 comprend une pale 16 s'étendant suivant l'axe d'empilement X de l'aube, entre les extrémités proximale 10A et distale 10B de l'aube 10. A son extrémité proximale 10A, l'aube comprend une plateforme 19 et un pied 12 par lequel elle est fixée au disque (non représenté). A son extrémité distale 10B, l'aube 10 présente un talon 14.
Le talon 14 comprend une plateforme 20 délimitant extérieurement la veine d'écoulement du gaz circulant entre les pales 16, et présentant des bords latéraux 21, 22 opposés. La plateforme 20 comporte une partie amont 24 appelée « becquet amont » et une partie aval 28 appelée « becquet aval ». Le talon 14 comprend également des léchettes d'étanchéité amont 31 et aval 32 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la face extérieure de la plateforme 20. Chacun des bords latéraux 21, 22 de la plateforme présente, entre les léchettes amont 31 et aval 32, un profil sensiblement en « U » Dans le cas d’autres aubes, ce profil peut prendre la forme d’un « Z » ou d’un « V », par exemple.
Dans le but d'amortir les vibrations auxquelles les aubes 10 sont soumises en fonctionnement et de donner de la rigidité à l’ensemble, les aubes 10 sont montées sur leur disque avec une contrainte de torsion autour d’un axe de torsion positionné par rapport à l’axe d'empilement X. La géométrie des talons 14 est telle que chaque aube 10 est mise en contrainte de torsion par appui sur les aubes 10 voisines au niveau des bords latéraux 21 et 22. Ces bords latéraux 21, 22 définissent donc des surfaces de contact inter-aubes et sont le lieu de frottements importants lors du fonctionnement de la turbomachine.
Le rôle des bords latéraux 21, 22, qui sont maintenus en contact par la mise en contrainte de torsion de l’aube, est d’amortir le premier mode vibratoire de flexion pour éviter une rupture de l’aube en dynamique, du fait d’un phénomène de mise en résonnance. Or, en fonctionnement, une telle aube mobile peut subir des interférences liées aux autres pièces et ainsi ne pas revenir à sa position initiale assemblée. Ceci peut occasionner des pertes de contact entre les bords latéraux.
Une telle perte de contact et le jeu apparaissant en conséquence entre les talons peut provoquer le déboitement de l’aube, c'est-à-dire que les faces mâle et femelle qui doivent être en contact, ne le sont plus, avec un déport axial du talon de l’aube. Ce déboitement mène à la dépose et au démontage du moteur pour remettre les talons dans la bonne position. Si une telle dépose et un tel démontage ne sont pas effectués il y a une perte d’amortissement voire un risque de rupture dynamique, ce qui peut dans le pire des cas provoquer un arrêt moteur en vol ou la dégradation partielle/totale de la turbine en vol. En dehors du risque de rupture, il y a également comme conséquence de ne pas pouvoir réparer les pièces et de devoir les rebuter lors de la visite de maintenance voire avant, ce qui impacte négativement les coûts.
Il existe donc un besoin pour un procédé permettant de remboîter des talons d’aubes d’une roue de rotor dans une turbomachine d’aéronef, sans nécessiter de dépose ni de démontage du moteur ou de la turbine de la turbomachine.
L’invention propose ainsi un procédé pour remboîter des talons d’aubes d’une roue de rotor dans une turbomachine d’aéronef, la roue de rotor comportant un disque portant des aubes qui comportent chacune une pale s’étendant entre un pied et un talon, le talon de chaque aube comportant des bords latéraux comprenant des formes complémentaires aux bords latéraux des talons des aubes adjacentes, les bords latéraux des talons étant emboîtés les uns dans les autres de façon à ce que des revêtements anti-usure de ces bords soient en contact les uns avec les autres dans une position souhaitée d’emboîtement, et au moins un des bords latéraux d’au moins un des talons pouvant être déboîté du bord latéral d’un talon adjacent dans une position non souhaitée de déboîtement.
Selon l’invention, le procédé comprend, lorsqu’une telle position non souhaitée de déboîtement est détectée, une étape d’insertion d’un dispositif de remboîtement dans la turbomachine, et une étape de déplacement dudit au moins un talon pour l’amener de cette position non souhaitée à la position souhaitée d’emboîtement en prenant appui sur et en exerçant une force sur l’aube ou chaque aube dont le talon est déboîté.
Grâce à l’insertion d’un tel dispositif de remboîtement dans la turbomachine, et à l’étape de déplacement du talon pour l’amener de la position non souhaitée à la position souhaitée d’emboîtement, le procédé selon l’invention permet de remettre en place la ou les aubes mobiles déboitées directement sous aile, sans nécessiter de démontage du moteur ou de la turbine de la turbomachine. De cette manière, il est possible d’éviter une dépose anticipée ou une rupture dynamique de la pièce et donc du moteur ou de la turbine. Le procédé selon l’invention permet par conséquent de maximiser et d’optimiser l’utilisation du moteur, tout en garantissant un fonctionnement plus sain des aubes mobiles. Un tel procédé permet en outre une réduction des coûts (le nombre de pièces à changer étant réduit du fait de la maximisation de l’utilisation des pièces ainsi que de la réduction des déposes de turbines anticipées), ainsi qu’une réduction du nombre de réparations à effectuer dans des opérations de maintenance.
Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres:
  • le dispositif de remboîtement est inséré à travers un orifice d’endoscopie de la turbomachine ou à travers l’arrière ou l’aval de la turbomachine ;
  • le dispositif de remboîtement comprend un endoscope comportant des moyens d’éclairage et de visualisation ainsi que des pinces ou crochets configurés pour coopérer avec la pale ou le talon d’une aube pour réaliser l’étape de déplacement;
  • les pinces ou crochets sont escamotables et/ou mobiles les uns par rapport aux autres et/ou par rapport à l’endoscope;
  • l’endoscope comporte des pinces qui sont chacune configurées pour enserrer un bord d’attaque et/ou un bord de fuite de la pale, voire également d’une pale adjacente, lors de l’étape de déplacement;
  • l’endoscope comporte une première pince configurée pour enserrer un bord d’attaque de la pale, et une seconde pince orientée dans une direction différente de celle de la première pince et configurée pour enserrer un bord de fuite d’une pale adjacente ;
  • l’endoscope comporte des crochets qui sont chacun configurés pour coopérer avec un becquet d’un talon et/ou un bord d’attaque ou de fuite de la pale, voire également d’une pale adjacente, lors de l’étape de déplacement;
  • l’endoscope comporte un premier crochet monté mobile en coulissement par rapport à un second crochet fixe de l’endoscope;
  • l’endoscope comporte un organe, par exemple en forme de galet, cet organe étant mobile en rotation autour d’un axe, le procédé comportant l’engagement de l’organe entre deux pales adjacentes et la rotation de l’organe autour dudit axe lors de l’étape de déplacement de façon à ce que l’organe prenne appui sur les deux pales et les sollicitent dans des directions sensiblement opposées; et
  • l’endoscope comporte un organe gonflable, le procédé comportant l’engagement de l’organe entre deux pales adjacentes et le gonflage de l’organe lors de l’étape de déplacement de façon à ce que l’organe prenne appui sur les deux pales et les sollicitent dans des directions sensiblement opposées.
La présente invention concerne également un dispositif de remboîtement pour la mise en œuvre du procédé tel que décrit ci-dessus, dans lequel il comprend un endoscope comportant des moyens d’éclairage et de visualisation ainsi qu’au moins un des éléments choisis parmi :
- des pinces et/ou des crochets configurés pour coopérer avec la pale ou le talon d’une aube lors de l’étape de déplacement, et
- un organe mobile ou gonflable configuré pour être engagé entre deux pales adjacentes et pour les solliciter dans des directions sensiblement opposées.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une vue schématique en perspective d’une aube de roue mobile de turbine,
la figure 2 est une vue schématique à plus grande échelle d’un talon d’une aube de roue mobile de turbine,
la figure 3 est une vue très schématique en perspective d’une pale d’aube de turbomachine,
la figure 4 est une vue schématique en perspective de l’extrémité distale d’un dispositif de remboîtement selon un premier mode de réalisation de l’invention, en position déployée,
la figure 5 est une vue schématique en perspective de l’extrémité distale du dispositif de remboîtement de la figure 4, en position rangée,
la figure 6 est une vue de côté de l’extrémité distale d’un dispositif de remboîtement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, l’extrémité distale comprenant deux crochets selon une première variante de réalisation,
la figure 7 est une vue en coupe, prise selon un plan de coupe A-A, de l’extrémité distale du dispositif de remboîtement de la figure 6,
la figure 8 est une vue schématique de l’extrémité distale du dispositif de remboîtement de la figure 6,
la figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 6, l’extrémité distale comprenant deux crochets selon une deuxième variante de réalisation,
la figure 10 est une vue analogue à celle de la figure 8, l’extrémité distale comprenant deux crochets selon une troisième variante de réalisation,
la figure 11 est une vue en perspective du dessous de premiers moyens de transmission d’un effort mécanique entre les deux crochets du dispositif de remboîtement selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, les premiers moyens comprenant un câble,
la figure 12 est une vue en coupe verticale, prise au niveau de la fixation du câble, d’un des deux crochets de la figure 11,
la figure 13 est une vue en coupe verticale de seconds moyens de transmission d’un effort mécanique entre les deux crochets du dispositif de remboîtement selon le deuxième mode de réalisation de l’invention,
la figure 14 est une vue schématique en perspective de l’extrémité distale d’un dispositif de remboîtement selon un troisième mode de réalisation de l’invention, en position d’insertion entre deux aubes de rotor,
la figure 15 est une vue schématique en perspective de l’extrémité distale du dispositif de remboîtement de la figure 14, en position de remboîtement du talon d’une des aubes, et
la figure 16 est une vue en perspective de l’extrémité distale d’un dispositif de remboîtement selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée de l'invention
L’invention concerne un procédé et un dispositif 40 de remboîtement des talons 14 d’aubes 10 de roue mobile de turbomachine. Une telle roue mobile (non visible sur les figures) forme le rotor de la turbine axiale de la turbomachine, et est classiquement constituée d’un disque annulaire centré sur l’axe de rotation de la roue, sur lequel sont fixées les aubes 10. Une telle aube 10 est visible à la figure 1.
L’aube 10 comprend une pale 16 s'étendant suivant l'axe d'empilement X de l'aube, entre les extrémités proximale 10A et distale 10B de l'aube 10. A son extrémité proximale 10A, l'aube comprend une plateforme 19 et un pied 12 par lequel elle est fixée au disque (non représenté). A son extrémité distale 10B, l'aube 10 présente le talon 14. Lorsque plusieurs aubes 10 sont fixées sur le disque, leurs talons 14 sont disposés bord à bord de manière à former une couronne circonférentielle délimitant une surface de révolution autour de l’axe A de rotation de la roue. Cette couronne a notamment pour fonction de délimiter la surface extérieure de la veine d’écoulement des flux de gaz circulant entre les pales 16 et de limiter les fuites de gaz au niveau de l’extrémité distale 10B des aubes 10.
Le talon 14 comprend une plateforme 20 délimitant extérieurement la veine d'écoulement du gaz circulant entre les pales 16, et présentant des bords latéraux 21, 22 opposés. La plateforme 20 comporte une partie amont 24 appelée « becquet amont » et une partie aval 28 appelée « becquet aval ». Le talon 14 comprend également des léchettes d'étanchéité amont 31 et aval 32 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la face extérieure de la plateforme 20. Chacun des bords latéraux 21, 22 de la plateforme présente, entre les léchettes amont 31 et aval 32, un profil sensiblement en « U » Dans le cas d’autres aubes, ce profil peut prendre la forme d’un « Z » ou d’un « V », par exemple.
Dans le but d'amortir les vibrations auxquelles les aubes 10 sont soumises en fonctionnement et de donner de la rigidité à l’ensemble, les aubes 10 sont montées sur leur disque avec une contrainte de torsion autour d’un axe de torsion positionné par rapport à l’axe d'empilement X. La géométrie des talons 14 est telle que chaque aube 10 est mise en contrainte de torsion par appui sur les aubes 10 voisines au niveau des bords latéraux 21 et 22. Les bords latéraux 21, 22 de chaque aube 10, qui comprennent des formes complémentaires aux bords latéraux 22, 21 des talons 14 des aubes 10 adjacentes, définissent donc des surfaces de contact inter-aubes et sont le lieu de frottements importants lors du fonctionnement de la turbomachine. Pour être protégées contre l'usure, ces bords sont munis d’un revêtement en matériau anti-usure résistant aux frottements. Il peut, par exemple, s’agir d’un matériau commercialisé sous la marque Stellite®. Ce revêtement 36 est visible à la figure 2.
Classiquement, ce revêtement 36 anti-usure est déposé sur les bords latéraux 21, 22 par soudure, par exemple par soudure à la goutte, impliquant la création d’un arc électrique pour la fusion de la matière. Il s'agit souvent d'une opération manuelle, l’alliage de type Stellite® étant sous forme d’une goutte liquide lors du dépôt.
L’alliage Stellite® est un alliage d'acier à haute teneur en chrome (Cr) et en cobalt (Co). Il peut aussi contenir une petite quantité de tungstène (W) ou de molybdène (Mo) et une petite quantité de carbone (C). L’alliage Stellite® n’est pas forgeable et doit être soit moulé, soit fixé par soudure sur un objet dont il forme une partie ou auquel il est inséré. Les bords latéraux 21, 22 des talons 14 sont emboîtés les uns dans les autres de façon à ce que les revêtements 36 anti-usure des bords 21, 22 sont en contact les uns avec les autres dans une position souhaitée d’emboîtement.
Or, en fonctionnement, les aubes 10 peuvent subir des interférences liées aux autres pièces et au moins une des aubes 10 peut ainsi ne pas revenir à sa position initiale assemblée. Ceci peut occasionner des pertes de contact entre des bords latéraux 21, 22 adjacents. Une telle perte de contact et le jeu apparaissant en conséquence entre les talons 14 peut provoquer le déboitement d’une aube, c'est-à-dire que les faces mâle et femelle qui doivent être en contact, ne le sont plus, avec un déport axial du talon de l’aube. Pour la suite de la description, on supposera que le talon 14A d’une aube 10A (représenté sur les figures 14 et 15) est déboîté par rapport à sa position normale d’emboîtement.
La figure 3 montre les bords d’attaque 26a et de fuite 26b d’une pale 26.
Les références CR10, CR50 et CR90 à la figure 3 désignent des hauteurs dans la veine d’écoulement de gaz dans laquelle est destinée à s’étendre la pale 26. CR50 désigne la mi-hauteur de veine et donc est située sur une circonférence centrée sur l’axe de révolution de la veine et située à mi-distance des périphéries externe et interne de la veine. CR10 est située sur une circonférence centrée sur l’axe de révolution de la veine et située à 10% de la hauteur de veine, mesurée depuis sa périphérie interne. CR90 est située sur une circonférence centrée sur l’axe de révolution de la veine et située à 90% de la hauteur de veine, mesurée depuis sa périphérie interne.
Le dispositif de remboîtement 40 comprend un endoscope 42.
Les figures 4 et 5 illustrent un premier mode de réalisation de l’endoscope 42 selon l’invention.
L’endoscope 42 a une forme générale allongée et est de préférence flexible. Il comprend une extrémité proximale située du côté de l’opérateur, et une extrémité distale qui doit être située au plus près de l’aube à remboîter, seule cette extrémité distale étant représentée dans les dessins. Cette extrémité distale comprend une tête 46.
L’endoscope 42 est équipé d’éléments optiques d’éclairage et de visualisation, tels qu’une première fibre optique dont une extrémité proximale est reliée à une caméra et dont une extrémité distale 48a débouche sur au moins une lentille par exemple au niveau de la tête 46, et une seconde fibre optique dont une extrémité proximale est reliée à une source lumineuse et une extrémité distale 48b débouche au niveau de la tête 46.
La tête 46 est située à une extrémité d’un corps 50 de l’endoscope 42. Ce corps 50 a une forme générale tubulaire et sert notamment au support de pinces 52, 54 de positionnement.
Dans l’exemple représenté, l’endoscope 42 comprend deux pinces de positionnement 52, 54. Les deux pinces de positionnement 52, 54 sont orientées de manière inversée par rapport à la direction d’extension du corps 50. Les pinces 52, 54 ont des mors 56 ou des mâchoires fixes. Les pinces 52, 54 ont chacune une forme générale en V dont l’angle entre les mors 56 est déterminé pour que les pinces puissent être engagées sur le bord d’attaque 26a ou de fuite 26b d’une pale. Plus précisément, une première pince 52 est configurée pour enserrer le bord d‘attaque 26a d’une pale, tandis que la seconde pince 54 est configurée pour enserrer le bord de fuite 26b d’une pale adjacente, ou inversement.
Les pinces 52, 54 présentent des extrémités libres qui sont avantageusement équipées chacune d’un élément de contact qui est de préférence réalisé dans un matériau non susceptible d’endommager la pale lors d’un contact. Il s’agit par exemple de PTFE ou tout autre matériau plastique, ou encore de téflon.
Les pinces 52, 54 sont chacune portées par un bras escamotable 58, 60 distinct. Chaque bras escamotable 58, 60 a une forme rectiligne et comprend une extrémité longitudinale 58a, 60a articulée sur la tête 46 ou le corps 50, et une extrémité longitudinale 58b, 60b opposée où est située la pince 52, 54 correspondante.
Chaque pince 52, 54 peut être formée d’une seule pièce avec son bras correspondant 58, 60, mais peut aussi être mobiles le long du bras 58, 60 afin de permettre le réglage de sa position pour s’adapter au mieux à chaque aube. Elles s’étendent selon une direction opposée, sensiblement parallèlement à la direction d’extension du corps 50. Les mors 56 de chaque pince 52, 54 sont situés dans des plans parallèles entre eux.
Chaque bras 58, 60 est mobile depuis une position déployée représentée à la figure 4, dans laquelle il s’étend sensiblement perpendiculairement à la direction d’extension du corps 50, jusqu’à une position de rangement, représentée à la figure 5, dans laquelle il s’étend parallèlement à cette direction d’extension et le long du corps 50.
Le déplacement de chaque bras 58, 60 est ici assuré par deux tiges 62, 64 correspondantes. Chaque première tige 62 s’étend le long de la direction d’extension du corps 50 et comprend une extrémité longitudinale articulée sur l’extrémité 60a du bras 60, et une extrémité longitudinale opposée reliée à un organe de traction accessible par l’utilisateur ou commandé par l’utilisateur, depuis l’extrémité proximale de l’endoscope 42. Un tel organe de traction est par exemple un vérin (non représenté sur les dessins). Chaque seconde tige 64 s’étend de manière oblique entre une première tige 62 et le bras correspondant 58, 60, et comprend une extrémité longitudinale articulée sur l’extrémité 60b du bras, et une extrémité longitudinale opposée articulée sur la tige 62, au voisinage de son extrémité reliée à l’organe de traction.
Lorsqu’un effort de traction selon la flèche F1 est appliqué sur l’extrémité de chaque tige 62 reliée à l’organe de traction, les tiges s’éloignent de l’extrémité distale de l’endoscope et entraînent dans leur course les tiges 64 et les bras 58, 60 qui sont alors déplacés de la position de la figure 4, à la position de la figure 5. Un effort de poussée selon la flèche F2 sur chaque tige 62 permet de redéployer les bras 58, 60.
De préférence, la distance entre les pinces 52, 54 correspond à la distance entre CR10 et CR90.
En utilisation, l’endoscope 42 peut être inséré lors d’une première étape à travers un orifice d’endoscopie de la turbomachine, ou encore à travers l’arrière ou l’aval de cette dernière dans le cas d’étages arrière. Une fois inséré et dans sa position déployée, l’endoscope 42 peut être utilisé de la façon suivante au cours d’une seconde étape: une première pince 52 est utilisée pour bloquer le bord d’attaque 26a de la pale de l’aube déboîtée en CR10, tandis que la seconde pince 54 permet de tirer ou de pousser le bord de fuite 26b d’une pale adjacente en CR90, afin de remboîter le talon de l’aube déboîté. Ainsi, au cours de cette seconde étape, le talon est déplacé via l’action conjointe des pinces 52, 54, afin de l’amener de sa position déboîtée vers une position souhaitée d’emboîtement.
Les figures 6 à 13 illustrent un deuxième mode de réalisation de l’endoscope 42 selon l’invention.
L’endoscope 42 a une forme générale allongée et préférentiellement cylindrique. L’endoscope 42 comprend une extrémité proximale située du côté de l’opérateur, et une extrémité distale qui doit être située au plus près de l’aube à remboîter, seule cette extrémité distale étant représentée dans les dessins. Cette extrémité distale comprend des crochets 66. L’endoscope 42 comprend en outre des moyens 68, 70, 72, 74, 76, 78 de transmission d’un effort mécanique globalement axial (suivant l’axe moteur) entre les crochets 66.
Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur les figures 6 à 13, l’extrémité distale de l’endoscope 42 comprend deux crochets 66. Chacun des crochets 66 est configuré pour prendre appui sur un becquet 24, 28 d’un talon 14, ou un bord d’attaque 26a ou de fuite 26b d’une pale. Les crochets 66 sont revêtus en surface d’un matériau non susceptible d’endommager les pales 16 lors d’un contact. Il s’agit par exemple de PTFE ou tout autre matériau plastique, ou encore de téflon.
Selon une première variante de réalisation, illustrée sur les figures 6 à 8, les deux crochets 66 s’étendent dans un même plan et sont orientés dans le même sens par rapport à la direction d’extension du corps de l’endoscope 42. Selon cette variante, les deux crochets 66 sont configurés pour prendre appui sur des becquets respectifs 24, 28 de deux talons d’aubes 10 adjacentes, dont l’aube 10a comportant le talon déboîté 14a, et ainsi exercer un effort globalement axial en partie supérieure sur ces deux aubes. Plus précisément, un premier crochet 66a est configuré pour prendre appui sur le becquet amont 24 du talon déboîté 14a, et un deuxième crochet 66b est configuré pour prendre appui sur le becquet aval 28 du talon d’une aube adjacente, ou inversement. Une telle première variante de réalisation est particulièrement adaptée pour une veine d’écoulement de gaz peu inclinée.
Selon une deuxième variante de réalisation, illustrée sur la figure 9, les deux crochets 66 s’étendent dans un même plan et sont orientés selon des sens opposés par rapport à la direction d’extension du corps de l’endoscope 42. Selon cette variante, un premier crochet 66a est configuré pour prendre appui sur le bord d’attaque de la pale de l’aube déboîtée, et un deuxième crochet 66b est configuré pour prendre appui sur le bord de fuite de la pale d’une aube adjacente, ou inversement.
Selon une troisième variante de réalisation, illustrée sur la figure 10, les deux crochets 66 s’étendent dans des plans sensiblement perpendiculaires. Les deux crochets 66 sont ainsi décalés d’un quart de tour par rapport à la direction d’extension du corps de l’endoscope 42. Selon cette variante, un premier crochet 66a est configuré pour prendre appui sur le becquet amont 24 du talon déboîté 14a, et un deuxième crochet 66b est configuré pour prendre appui sur le bord de fuite 26b de la pale d’une aube 10 adjacente, ou inversement. Une telle troisième variante de réalisation est particulièrement adaptée pour une veine d’écoulement de gaz fortement inclinée.
De préférence, comme illustré sur la figure 7, un des deux crochets 66, par exemple le premier crochet 66a, présente un profil en forme de demi-lune. Ceci permet de garantir la position angulaire respective des deux crochets 66.
De préférence encore, comme illustré sur les figures 8 et 10, un des deux crochets 66a, 66b est monté coulissant par rapport à l’autre crochet 66b, 66a qui lui est fixe par rapport au corps de l’endoscope 42. Pour ce faire, selon une première variante de réalisation représentée sur les figures 11 et 12, les moyens de transmission d’un effort axial entre les crochets comprennent un câble 68. De préférence, selon cette variante, les moyens de transmission d’un effort axial comprennent également un ressort 70 comprimé en appui sur les crochets 66. Un tel ressort 70, qui est visible sur la figure 12, permet de maintenir les crochets 66 à l’état libre en position ouverte, lorsque l’endoscope 42 est inséré dans la turbomachine.
Le câble 68 est fixé par une de ses extrémités au crochet monté coulissant et est destiné à être actionné par un opérateur de l’endoscope 42, afin d’exercer l’effort globalement axial entre les deux crochets 66. Dans l’exemple représenté, le câble 68 est fixé au premier crochet 66a via un appui plan, typiquement via un coulisseau 72 ménagé sur le premier crochet 66a.
Selon une deuxième variante de réalisation représentée sur la figure 13, les moyens de transmission d’un effort axial entre les crochets comprennent un moteur électrique 74, une vis hélicoïdale 76, et une crémaillère 78. Le moteur électrique 74 est solidaire d’un des deux crochets, par exemple le deuxième crochet 66b dans l’exemple représenté (ce deuxième crochet 66b étant le crochet fixe dans cet exemple de réalisation). La crémaillère 78 est fixée à l’autre crochet, par exemple au premier crochet 66a dans l’exemple représenté. La vis hélicoïdale 76 relie le moteur électrique 74 à la crémaillère 78, et permet ainsi le mouvement de translation axiale du premier crochet 66a par rapport au deuxième crochet 66b.
En utilisation, l’endoscope 42 peut être inséré lors d’une première étape à travers un orifice d’endoscopie de la turbomachine, ou encore à travers l’arrière ou l’aval de cette dernière dans le cas d’étages arrière. Au cours de cette première étape, les crochets 66 sont positionnés de sorte à prendre appui sur un becquet 24, 28 du talon déboîté 14a, ou un bord d’attaque 26a ou de fuite 26b d’une pale. Une fois l’endoscope 42 inséré et les crochets 66 correctement positionnés, l’endoscope 42 peut être utilisé de la façon suivante au cours d’une seconde étape: un effort mécanique globalement axial est appliqué sur les crochets 66, et donc sur les aubes 10 adjacentes sur lesquelles les crochets 66 sont positionnés, via les moyens 68, 70, 72, 74, 76, 78. Ainsi, au cours de cette seconde étape, le talon déboîté 14a est déplacé via l’action conjointe des crochets 66, afin de l’amener de sa position déboîtée vers une position souhaitée d’emboîtement.
Les figures 14 et 15 illustrent un troisième mode de réalisation de l’endoscope 42 selon l’invention.
L’endoscope 42 comprend une extrémité proximale située du côté de l’opérateur, et une extrémité distale qui doit être située au plus près de l’aube 10A à remboîter, seule cette extrémité distale étant représentée dans les dessins. Cette extrémité distale comprend un organe 86 mobile en rotation autour d’un axe X.
Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur les figures 14 et 15, l’organe 86 se présente sous la forme d’un galet. L’endoscope 42 comprend également des moyens d’éclairage et de visualisation, tels que par exemple une source de lumière et une caméra, de tels moyens n’étant pas représentés sur les figures 14 et 15 pour des raisons de clarté. L’endoscope 42 comporte également des moyens de mise en rotation de l’organe 86 autour de son axe X. De tels moyens de mise en rotation (non représentés sur les dessins) sont par exemple constitués d’un système de câble tressé reliant l’organe 86 à une manivelle à son opposé. Dans ce cas, la rotation de l’organe 86 autour de son axe X est effectuée manuellement par un opérateur, via la manivelle. En variante, les moyens de mise en rotation peuvent comprendre un moteur électrique, soit relié directement à l’organe 86 par un système de cannelure, soit déporté et relié à un câble tressé. Dans ce cas, la rotation de l’organe 86 autour de son axe X est effectuée électriquement via le moteur. En variante encore, les moyens de mise en rotation peuvent comprendre un système de rouet centrifuge relié à l’organe 86, et sur lequel une pression d’air est appliquée. Dans ce dernier cas, la rotation de l’organe 86 autour de son axe X est effectuée pneumatiquement.
L’organe 86 est de préférence réalisé dans un matériau non susceptible d’endommager les pales 16 lors d’un contact. Il s’agit par exemple de PTFE ou tout autre matériau plastique, ou encore de téflon. Lorsque l’organe 86 se présente sous la forme d’un galet, ce dernier présente une forme sensiblement elliptique, qui est définie en fonction de l’étage de la turbomachine dans lequel le galet doit être utilisé. De préférence, le galet 86 présente une forme elliptique dont la petite largeur est sensiblement égale à 7 mm, et dont la grande largeur est comprise entre 15 mm et 30 mm. Les dimensions du galet 86 sont également choisies de façon à être compatibles avec les dimensions de l’orifice d’endoscopie de la turbomachine.
En utilisation, l’endoscope 42 peut être inséré lors d’une première étape à travers un orifice d’endoscopie de la turbomachine, ou encore à travers l’arrière ou l’aval de cette dernière dans le cas d’étages arrière. Au cours de cette première étape, et comme illustré sur la figure 14, le galet 86 est positionné dans sa petite largeur entre deux pales adjacentes 16 de deux aubes 10, dont l’aube 10A comportant le talon déboîté 14A. Pour ce faire, un effort mécanique est appliqué par le galet 86 sur les deux pales 16 lors de son insertion, via l’endoscope 42, de manière à écarter les deux aubes 10 correspondantes. Une fois inséré, et comme illustré sur la figure 15, l’endoscope 42 peut être utilisé de la façon suivante au cours d’une seconde étape: le galet 86 est mis en rotation autour de son axe X par les moyens de mise en rotation de manière à venir pousser les deux pales 16 pour faire passer sa grande largeur. Le galet 86 prend ainsi appui sur les deux pales 16 et les sollicite dans des directions D1, D2 sensiblement opposées. Ce mouvement du galet 86 permet de déplacer les deux aubes 10 correspondantes selon une direction tangentielle, ce qui donne plus de liberté à l’aube 10A déboîtée pour se remettre en position normale. De cette manière, le talon 14A est déplacé via l’action de l’organe 86, afin de l’amener de sa position déboîtée vers une position souhaitée d’emboîtement.
La figure 16 illustre un quatrième mode de réalisation de l’endoscope 42 selon l’invention.
L’endoscope 42 comprend une extrémité proximale située du côté de l’opérateur, et une extrémité distale qui doit être située au plus près de l’aube à remboîter, seule cette extrémité distale étant représentée sur la figure 16. Cette extrémité distale comprend un organe 88 gonflable.
Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur la figure 16, l’organe 88 se présente sous la forme d’un coussin pneumatique. De préférence, le coussin pneumatique 88 est constitué d’un matériau souple et étanche, tel que par exemple du caoutchouc. L’endoscope 42 comprend également des moyens d’éclairage et de visualisation, tels que par exemple une source de lumière et une caméra, de tels moyens n’étant pas représentés sur la figure 16 pour des raisons de clarté. L’endoscope 42 comprend également des moyens d’alimentation en air destinés à alimenter en air l’organe 88 gonflable. De tels moyens comportent par exemple une canalisation d’air 90 s’étendant axialement dans le corps de l’endoscope 42.
En utilisation, l’endoscope 42 peut être inséré lors d’une première étape à travers l’arrière ou l’aval de la turbine de la turbomachine pour les étages arrière. Au cours de cette première étape, l’organe gonflable 88 est positionné entre deux pales adjacentes de deux aubes, dont l’aube comportant le talon déboîté. Une fois inséré, l’endoscope 42 peut être utilisé de la façon suivante au cours d’une seconde étape: l’organe gonflable 88 est gonflé via les moyens d’alimentation en air. Sous la pression de l’air qui y est insufflé, l’organe gonflable 88 vient ainsi prendre appui sur les deux pales adjacentes et les sollicite dans des directions sensiblement opposées. Ce gonflage de l’organe 88 permet de déplacer les deux aubes correspondantes selon une direction tangentielle, ce qui donne plus de liberté à l’aube déboîtée pour se remettre en position normale. De cette manière, le talon est déplacé via l’action de l’organe 88, afin de l’amener de sa position déboîtée vers une position souhaitée d’emboîtement.
L’utilisation d’un tel endoscope 42 comportant un organe gonflable 88 présente l’avantage qu’elle ne nécessite pas que l’opérateur utilise un quelconque système de manipulation particulier pour l’organe 88, mais simplement qu’il actionne les moyens d’alimentation en air.
On comprend donc que le procédé et le dispositif de remboîtement 40 selon l’invention permettent de remboîter des talons d’aubes d’une roue de rotor dans une turbomachine d’aéronef, sans nécessiter de dépose ni de démontage du moteur ou de la turbine de la turbomachine. De cette manière, il est possible d’éviter une dépose anticipée ou une rupture dynamique des aubes et donc du moteur ou de la turbine. Le procédé et le dispositif selon l’invention permettent par conséquent de maximiser et d’optimiser l’utilisation du moteur, tout en garantissant un fonctionnement plus sain des aubes mobiles. Ils permettent en outre une réduction des coûts, ainsi qu’une réduction du nombre de réparations à effectuer dans des opérations de maintenance.

Claims (11)

  1. Procédé pour remboîter des talons (14; 14a) d’aubes (10; 10a) d’une roue de rotor dans une turbomachine d’aéronef, la roue de rotor comportant un disque portant des aubes (10; 10a) qui comportent chacune une pale (16; 26) s’étendant entre un pied (12) et un talon, le talon de chaque aube comportant des bords latéraux (21, 22) comprenant des formes complémentaires aux bords latéraux (21, 22) des talons des aubes adjacentes, les bords latéraux (21, 22) des talons étant emboîtés les uns dans les autres de façon à ce que des revêtements anti-usure (36) de ces bords soient en contact les uns avec les autres dans une position souhaitée d’emboîtement, et au moins un des bords latéraux (21, 22) d’au moins un des talons (14a) pouvant être déboîté du bord latéral (21, 22) d’un talon adjacent (14) dans une position non souhaitée de déboîtement, caractérisé en ce que le procédé comprend, lorsqu’une telle position non souhaitée de déboîtement est détectée, une étape d’insertion d’un dispositif de remboîtement (40) dans la turbomachine, et une étape de déplacement dudit au moins un talon (14a) pour l’amener de cette position non souhaitée à la position souhaitée d’emboîtement en prenant appui sur et en exerçant une force sur l’aube ou chaque aube dont le talon est déboîté.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de remboîtement (40) est inséré à travers un orifice d’endoscopie de la turbomachine ou à travers l’arrière ou l’aval de la turbomachine.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif de remboîtement (40) comprend un endoscope (42) comportant des moyens d’éclairage et de visualisation (48a, 48b) ainsi que des pinces (52, 54) ou crochets (66, 66a, 66b) configurés pour coopérer avec la pale (16; 26) ou le talon (14; 14a) d’une aube (10; 10a) pour réaliser l’étape de déplacement.
  4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les pinces (52, 54) ou crochets (66, 66a, 66b) sont escamotables et/ou mobiles les uns par rapport aux autres et/ou par rapport à l’endoscope (42).
  5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l’endoscope (42) comporte des pinces (52, 54) qui sont chacune configurées pour enserrer un bord d’attaque (26a) et/ou un bord de fuite (26b) de la pale, voire également d’une pale adjacente, lors de l’étape de déplacement.
  6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l’endoscope (42) comporte une première pince (52) configurée pour enserrer un bord d’attaque (26 a) de la pale, et une seconde pince (54) orientée dans une direction différente de celle de la première pince (52) et configurée pour enserrer un bord de fuite (26b) d’une pale adjacente.
  7. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l’endoscope (42) comporte des crochets (66, 66a, 66b) qui sont chacun configurés pour coopérer avec un becquet (24, 28) d’un talon (14; 14a) et/ou un bord d’attaque (26a) ou de fuite (26b) de la pale, voire également d’une pale adjacente, lors de l’étape de déplacement.
  8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l’endoscope (42) comporte un premier crochet (66a) monté mobile en coulissement par rapport à un second crochet fixe (66b) de l’endoscope.
  9. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’endoscope (42) comporte un organe (86), par exemple en forme de galet, cet organe (86) étant mobile en rotation autour d’un axe (X), le procédé comportant l’engagement de l’organe (86) entre deux pales (26) adjacentes et la rotation de l’organe (86) autour dudit axe (X) lors de l’étape de déplacement de façon à ce que l’organe (86) prenne appui sur les deux pales (26) et les sollicitent dans des directions (D1, D2) sensiblement opposées.
  10. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’endoscope (42) comporte un organe gonflable (88), le procédé comportant l’engagement de l’organe (88) entre deux pales adjacentes et le gonflage de l’organe (88) lors de l’étape de déplacement de façon à ce que l’organe (88) prenne appui sur les deux pales et les sollicitent dans des directions sensiblement opposées.
  11. Dispositif de remboîtement (40) pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend un endoscope (42) comportant des moyens d’éclairage et de visualisation (48a, 48b) ainsi qu’au moins un des éléments choisis parmi:
    • des pinces (52, 54) et/ou des crochets (66, 66a, 66b) configurés pour coopérer avec la pale (16; 26) ou le talon (14; 14a) d’une aube (10; 10a) lors de l’étape de déplacement, et
    • un organe mobile (86) ou gonflable (88) configuré pour être engagé entre deux pales adjacentes et pour les solliciter dans des directions sensiblement opposées.
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