FR3115221A1 - Manufacture of an air inlet lip with areas of reduced thickness - Google Patents

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FR3115221A1
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reduced thickness
lip
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FR2010783A
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Fabienne QUENU
Vincent Dutot
Bertrand Pierre Martin Leroyer
François TAILLARD
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Safran Nacelles SAS
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Safran Nacelles SAS
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Abstract

Fabrication d’une lèvre d’entrée d’air avec zones à épaisseur réduite L’invention concerne un procédé de fabrication d’une lèvre d’entrée d’air comprenant : - la fourniture d’une plaque de tôle, - la découpe de la plaque de tôle de manière à former un anneau, - l’usinage mécanique d’une ou plusieurs zones d’épaisseur réduites dans l’anneau, chaque zone d’épaisseur réduite étant réalisée sur une face de l’anneau correspondant à la surface interne d’une lèvre d’entrée d’air finale, - la mise en forme de l’anneau de manière à obtenir une lèvre d’entrée d’air (60) présentant en section une forme de U et comportant sur sa surface interne (60a) une ou plusieurs zones d’épaisseur réduite (61). Figure pour l’abrégé : Fig. 10. Manufacturing an air intake lip with reduced thickness zones The invention relates to a method for manufacturing an air intake lip comprising: - providing a sheet metal plate, - cutting the sheet metal plate so as to form a ring, - mechanically machining one or more reduced thickness zones in the ring, each reduced thickness zone being produced on a face of the ring corresponding to the internal surface of a final air intake lip, - shaping the ring so as to obtain an air intake lip (60) having a U-shaped section and comprising on its internal surface (60a) one or more reduced thickness zones (61). Abstract: Fig. 10.

Description

Fabrication d’une lèvre d’entrée d’air avec zones à épaisseur réduiteManufacture of an air inlet lip with areas of reduced thickness

La présente invention concerne la fabrication de lèvres d’entrée d’air de nacelles de moteur aéronautique.The present invention relates to the manufacture of air intake lips of aeronautical engine nacelles.

Les nacelles de moteurs aéronautiques comportent un capot d'entrée d'air prolongé à l'avant par une lèvre présentant en section la forme d'un U ouvert vers l'arrière. La lèvre d'entrée d'air a notamment pour fonction d'assurer l'écoulement aérodynamique de l'air, d'une part, vers le canal de soufflante et, d'autre part, vers l'extérieur de la nacelle.The nacelles of aeronautical engines comprise an air inlet cowl extended at the front by a lip having in section the shape of a U open towards the rear. The air inlet lip has the particular function of ensuring the aerodynamic flow of the air, on the one hand, towards the fan channel and, on the other hand, towards the outside of the nacelle.

Les lèvres d’entrée d’air sont fabriquées en une seule pièce ou à partir de plusieurs secteurs annulaires individuels assemblés entre eux ultérieurement.The air inlet lips are manufactured in a single piece or from several individual annular sectors assembled together later.

Les lèvres d’entrée d’air ou secteurs annulaires sont fabriqués individuellement par formage de tôles et plus spécifiquement par tournage centrifuge (encore appelé « spin forming »). La fabrication d’une lèvre d’entrée d’air ou d’un secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air comprend typiquement la mise en forme d’une pièce de tôle de manière à obtenir une pièce ayant la forme d’une lèvre d’entrée d’air ou d’un secteur annulaire.The air inlet lips or annular sectors are individually manufactured by sheet metal forming and more specifically by centrifugal turning (also called “spin forming”). The manufacture of an air inlet lip or an air inlet lip annular sector typically comprises shaping a sheet metal part so as to obtain a part having the shape of a air inlet lip or an annular sector.

Afin d’alléger la masse globale de la lèvre d’entrée d’air, on réduit l’épaisseur de la tôle sur une ou plusieurs zones du côté de la face interne de la lèvre d’entrée d’air. Ces zones d’épaisseur réduite sont réalisées par usinage chimique ou mécanique après mise en forme de la pièce. L’usinage chimique est un processus long et difficile puisqu’il nécessite de masquer les parties de la pièce qui ne doivent pas être désépaissies, de tremper la pièce dans un bain d’attaque chimique et enfin de nettoyer et sécher la pièce.In order to lighten the overall mass of the air inlet lip, the thickness of the sheet is reduced in one or more zones on the side of the internal face of the air inlet lip. These areas of reduced thickness are made by chemical or mechanical machining after shaping the part. Chemical machining is a long and difficult process since it requires masking the parts of the part that should not be thinned, dipping the part in a chemical attack bath and finally cleaning and drying the part.

Or, il existe un besoin pour obtenir une lèvre d’entrée d’air ayant une masse globale allégée sans les inconvénients précités.However, there is a need to obtain an air inlet lip having a lighter overall mass without the aforementioned drawbacks.

A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d’une lèvre d’entrée d’air comprenant :To this end, the invention proposes a method for manufacturing an air inlet lip comprising:

- la fourniture d’une plaque de tôle,- the supply of a sheet metal plate,

- la découpe de la plaque de tôle de manière à former un anneau,- the cutting of the sheet metal plate so as to form a ring,

- l’usinage mécanique d’une ou plusieurs zones d’épaisseur réduite dans l’anneau, chaque zone d’épaisseur réduite étant réalisée sur une face de l’anneau correspondant à la surface interne d’une lèvre d’entrée d’air finale,- the mechanical machining of one or more zones of reduced thickness in the ring, each zone of reduced thickness being produced on a face of the ring corresponding to the internal surface of an air inlet lip final,

- la mise en forme de l’anneau de manière à obtenir une lèvre d’entrée d’air présentant en section une forme de U et comportant sur sa surface interne une ou plusieurs zones d’épaisseur réduite.- the shaping of the ring so as to obtain an air inlet lip having a U-shape in section and comprising on its internal surface one or more zones of reduced thickness.

Ainsi le procédé de l’invention simplifie considérablement l’usinage de la ou des zones d’épaisseur réduite dans la lèvre d’entrée d’air. En effet, conformément au procédé de l’invention, la ou les zones d’épaisseur réduite sont réalisées dès le début du procédé de fabrication de la lèvre sur la tôle à plat. Cela permet la mise en œuvre d’un usinage mécanique précis, simple et rapide et d’obtenir au final une lèvre d’entrée d’air avec une masse globale allégée.Thus the method of the invention considerably simplifies the machining of the zone or zones of reduced thickness in the air inlet lip. Indeed, in accordance with the process of the invention, the zone or zones of reduced thickness are produced from the start of the process for manufacturing the lip on the flat sheet. This allows the implementation of a precise, simple and fast mechanical machining and to obtain in the end an air intake lip with a reduced overall mass.

Selon une caractéristique particulière du procédé de l’invention, la ou les zones d’épaisseur réduite présentent une épaisseur correspondant à au plus 90% de l’épaisseur de la plaque de tôle.According to a particular characteristic of the process of the invention, the zone or zones of reduced thickness have a thickness corresponding to at most 90% of the thickness of the sheet metal plate.

Selon une autre caractéristique particulière du procédé de l’invention, celui-ci comprend en outre, après la découpe de la plaque de tôle et avant la mise en forme de l’anneau:According to another particular characteristic of the process of the invention, the latter further comprises, after the cutting of the sheet metal plate and before the shaping of the ring:

- la formation d’un tronc de cône à partir de l’anneau,- the formation of a truncated cone from the ring,

- le préformage d’une ébauche de lèvre d’entrée d’air à partir du tronc de cône,- the preforming of a draft air inlet lip from the truncated cone,

- le placement de l’ébauche en regard d’une surface tridimensionnelle de formage d’une matrice d’un outillage d’hydroformage, la mise en forme de la lèvre d’entrée d’air étant réalisée par hydroformage de l’ébauche sur la surface tridimensionnelle de la matrice.- placing the blank facing a three-dimensional surface for forming a die of a hydroforming tool, the shaping of the air inlet lip being carried out by hydroforming the blank on the three-dimensional surface of the matrix.

Selon une autre caractéristique particulière du procédé de l’invention, celui-ci comprend en outre, après la mise en forme de l’anneau, la réalisation d’une ou plusieurs ouvertures dans la paroi de la lèvre d’entrée d’air.According to another particular characteristic of the method of the invention, the latter further comprises, after the ring has been shaped, the production of one or more openings in the wall of the air inlet lip.

L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air comprenant :The invention also relates to a method for manufacturing an annular air inlet lip sector comprising:

- la fourniture d’une plaque de tôle,- the supply of a sheet metal plate,

- la découpe de la plaque de tôle de manière à former une portion d’anneau,- the cutting of the sheet metal plate so as to form a portion of a ring,

- l’usinage mécanique d’une ou plusieurs zones d’épaisseur réduite dans la portion d’anneau, chaque zone d’épaisseur réduite étant réalisée sur une face de la portion d’anneau correspondant à la surface interne d’un secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air final,- the mechanical machining of one or more zones of reduced thickness in the ring portion, each zone of reduced thickness being produced on one face of the ring portion corresponding to the internal surface of an annular sector of final air intake lip,

- la mise en forme de la portion d’anneau de manière à obtenir un secteur de lèvre d’entrée d’air présentant en section une forme de U et comportant sur sa surface interne une ou plusieurs zone d’épaisseur réduite.- the shaping of the ring portion so as to obtain an air inlet lip sector having a U-shape in section and comprising on its internal surface one or more zones of reduced thickness.

Selon une caractéristique particulière du procédé de l’invention, la ou les zones d’épaisseur réduite présentent une épaisseur correspondant à au plus 90% de l’épaisseur de la plaque de tôle.According to a particular characteristic of the process of the invention, the zone or zones of reduced thickness have a thickness corresponding to at most 90% of the thickness of the sheet metal plate.

Selon une autre caractéristique particulière du procédé de l’invention, celui-ci comprend en outre, après la découpe de la plaque de tôle et avant la mise en forme de la portion d’anneau :According to another particular characteristic of the process of the invention, the latter further comprises, after the cutting of the sheet metal plate and before the shaping of the ring portion:

- la formation d’une portion de tronc de cône à partir de la portion d’anneau,- the formation of a truncated cone portion from the ring portion,

- le préformage d’une ébauche de secteur annulaire à partir de la portion d’anneau,- the preforming of an annular sector blank from the ring portion,

- le placement de l’ébauche en regard d’une surface tridimensionnelle de formage d’une matrice d’un outillage d’hydroformage, la mise en forme du secteur de lèvre d’entrée d’air étant réalisée par hydroformage de l’ébauche sur la surface tridimensionnelle de la matrice.- placing the blank facing a three-dimensional surface for forming a die of a hydroforming tool, the shaping of the air inlet lip sector being carried out by hydroforming the blank on the three-dimensional surface of the matrix.

Selon une autre caractéristique particulière du procédé de l’invention, celui-ci comprend en outre, après la mise en forme de la portion d‘anneau, la réalisation d’une ou plusieurs ouvertures dans la paroi du secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air.According to another particular characteristic of the method of the invention, the latter further comprises, after the ring portion has been shaped, the production of one or more openings in the wall of the annular sector of the inlet lip of air.

L’invention concerne encore un procédé de fabrication d’une lèvre d’entrée d’air comprenant la réalisation de secteurs annulaires de lèvre d’entrée d’air selon l’invention et l’assemblage desdits secteurs de manière à obtenir un secteur de lèvre d’entrée d’air présentant en section une forme de U et comportant sur sa surface interne une ou plusieurs zone d’épaisseur réduite.The invention also relates to a method for manufacturing an air inlet lip comprising the production of annular sectors of the air inlet lip according to the invention and the assembly of said sectors so as to obtain a sector of air inlet lip having a U-shape in section and comprising on its internal surface one or more zones of reduced thickness.

La est un ordinogramme montrant les étapes d’un procédé de fabrication d’une lèvre d’entrée d’air conformément à un mode de réalisation de l’invention, There is a flowchart showing the steps of a method of manufacturing an air intake lip according to one embodiment of the invention,

La est une vue schématique d’une plaque de tôle, There is a schematic view of a sheet metal plate,

La est une schématique d’un anneau obtenu après découpe de la plaque de tôle de la , There is a diagram of a ring obtained after cutting the sheet metal plate of the ,

La est une vue schématique de l’anneau de la après usinage d’une zone d’épaisseur réduite, There is a schematic view of the ring of the after machining a zone of reduced thickness,

La est une vue en coupe de l’anneau de la , There is a sectional view of the ring of the ,

La est une vue schématique en perspective d’un tronc de cône obtenu à partir de l’anneau de la , There is a schematic perspective view of a truncated cone obtained from the ring of the ,

La est une vue schématique en perspective d’une ébauche de lèvre d’entrée d’air obtenue à partir du tronc de cône de la , There is a schematic perspective view of an air inlet lip blank obtained from the truncated cone of the ,

La est une vue schématique en perspective montrant le placement de l’ébauche de la dans un outillage d’hydroformage, There is a schematic perspective view showing the placement of the blank of the in a hydroforming tool,

La est une vue schématique en coupe de l’outillage d’hydroformage de la une fois fermé et en fonctionnement, There is a schematic sectional view of the hydroforming tooling of the when closed and running,

La est une vue schématique en perspective montrant la lèvre d’entrée d’air obtenue après hydroformage de l’ébauche de la dans l’outillage d’hydroformage des figures 8 et 9 et la découpe d’ouvertures dans la lèvre, There is a schematic perspective view showing the air inlet lip obtained after hydroforming the blank of the in the hydroforming tooling of figures 8 and 9 and the cutting of openings in the lip,

La est un ordinogramme montrant les étapes d’un procédé de fabrication d’un secteur annulaire d’une lèvre d’entrée d’air conformément à un mode de réalisation de l’invention, There is a flowchart showing the steps of a method for manufacturing an annular sector of an air intake lip in accordance with one embodiment of the invention,

La est une vue schématique d’une plaque de tôle, There is a schematic view of a sheet metal plate,

La est une schématique d’une portion d’anneau obtenu après découpe de la plaque de tôle de la , There is a diagram of a ring portion obtained after cutting the sheet metal plate of the ,

La est une vue schématique de la portion d’anneau de la après usinage d’une zone d’épaisseur réduite, There is a schematic view of the ring portion of the after machining a zone of reduced thickness,

La est une vue en coupe de la portion d’anneau de la , There is a sectional view of the ring portion of the ,

La est une vue schématique en perspective d’une portion de tronc de cône obtenu à partir de l’anneau de la , There is a schematic perspective view of a portion of a truncated cone obtained from the ring of the ,

La est une vue schématique en perspective d’une ébauche de secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air obtenu à partir de la portion de tronc de cône de la , There is a schematic perspective view of an air intake lip annular sector blank obtained from the truncated cone portion of the ,

La est une vue schématique en perspective montrant le placement de l’ébauche de la dans un outillage d’hydroformage, There is a schematic perspective view showing the placement of the blank of the in a hydroforming tool,

La est une vue schématique en coupe de l’outillage d’hydroformage de la une fois fermé et en fonctionnement, There is a schematic sectional view of the hydroforming tooling of the when closed and running,

La est une vue schématique en perspective montrant le secteur annulaire de la lèvre d’entrée d’air obtenu après hydroformage de l’ébauche de la dans l’outillage d’hydroformage des figures 18 et 19. There is a schematic perspective view showing the annular sector of the air inlet lip obtained after hydroforming the blank of the in the hydroforming tooling of Figures 18 and 19.

L'invention s'applique d'une manière générale à la réalisation de lèvres d’entrée d’air ou de secteurs annulaires pour lèvre d’entrée d’air pour nacelles de moteur aéronautique.The invention applies generally to the production of air inlet lips or annular sectors for air inlet lip for aircraft engine nacelles.

La décrit les étapes d’un procédé de fabrication d’une lèvre d’entrée d’air conforme à l’invention.There describes the steps of a method of manufacturing an air intake lip according to the invention.

Comme illustrée sur la , le procédé débute par la fourniture d’une plaque de tôle 10, par exemple en alliage d’aluminium (étape S1). La tôle 10 peut être une plaque intégrale ou obtenue par assemblage de plusieurs plaques fixées entre elles par soudure afin d’obtenir des plaques de tôle de grandes dimensions à partir de plaques de tôles unitaires de plus petites dimensions.As illustrated on the , the method begins with the supply of a sheet metal plate 10, for example made of aluminum alloy (step S1). The sheet 10 can be an integral plate or obtained by assembling several plates fixed together by welding in order to obtain sheet plates of large dimensions from individual sheet plates of smaller dimensions.

On découpe ensuite la plaque de tôle 10 pour former un anneau 20 illustré sur la (étape S2).The sheet metal plate 10 is then cut to form a ring 20 illustrated in the (step S2).

A ce stade et conformément à l’invention, l’anneau 20 est usiné pour former une ou plusieurs zones d’épaisseur réduite dans celui-ci (étape S3). Plus précisément, dans l’exemple décrit ici tel qu’illustré sur les figures 4 et 5, on usine une zone d’épaisseur réduite 21 sur la face 20a de l’anneau 20 destinée à former la face interne de la lèvre d’entrée d’air finale. Les parties restantes 22, 23 et 24 de l’anneau 20 situées en dehors de la zone d’épaisseur réduite présentent une épaisseur correspondant à l’épaisseur initiale de tôle de l’anneau 20.At this stage and in accordance with the invention, the ring 20 is machined to form one or more areas of reduced thickness therein (step S3). More precisely, in the example described here as illustrated in FIGS. 4 and 5, a zone 21 of reduced thickness is machined on the face 20a of the ring 20 intended to form the internal face of the inlet lip. of final air. The remaining parts 22, 23 and 24 of ring 20 located outside the zone of reduced thickness have a thickness corresponding to the initial sheet thickness of ring 20.

La ou les zones d’épaisseur réduite s’étendent sur des portions déterminées de l’anneau. La localisation de chaque portion est notamment choisie en fonction des propriétés mécaniques de la lèvre finale. En d’autres termes, la ou les zones d’épaisseur réduite sont usinées de préférence sur des portions de l’anneau qui constitueront ensuite des parties de la lèvre d’entrée d’air qui sont peu sollicitées mécaniquement. Il est ainsi possible de réduire l’épaisseur de la tôle localement sur des portions déterminées sans altérer les propriétés de résistance mécanique attendues pour la lèvre.The zone(s) of reduced thickness extend over determined portions of the ring. The location of each portion is chosen in particular according to the mechanical properties of the final lip. In other words, the zone or zones of reduced thickness are preferably machined on portions of the ring which will then constitute parts of the air inlet lip which are not mechanically stressed. It is thus possible to reduce the thickness of the sheet locally on determined portions without altering the mechanical resistance properties expected for the lip.

Après usinage, la zone d’épaisseur réduite 21 présente une épaisseur EP 21inférieure aux épaisseurs EP 22, EP 23et EP 24respectivement des parties restantes 22, 23 et 24 comme illustrées sur la .After machining, the zone of reduced thickness 21 has a thickness E P 21 less than the thicknesses E P 22 , E P 23 and E P 24 respectively of the remaining parts 22, 23 and 24 as illustrated on the .

L’épaisseur EP 21de la zone d’épaisseur réduite 21 correspond au plus à 90% de l’épaisseur initiale de la tôle de l’anneau 20. A titre d’exemple, l’épaisseur initiale de la tôle constituant l’anneau 20 et correspondant à l’épaisseur des parties restantes 22, 23 et 24 est de 2 mm tandis que l’épaisseur de la zone d’épaisseur réduite 21 est de 1,6 mm.The thickness E P 21 of the zone of reduced thickness 21 corresponds to at most 90% of the initial thickness of the sheet metal of the ring 20. By way of example, the initial thickness of the sheet metal constituting the ring 20 and corresponding to the thickness of the remaining parts 22, 23 and 24 is 2 mm while the thickness of the zone of reduced thickness 21 is 1.6 mm.

Un tronc de cône 30 illustré sur la est ensuite formé à partir de l’anneau 20 par la technique connue du roulage de tôle (étape S4). Le tronc de cône comporte sur sa surface interne 30a une zone d’épaisseur réduite 31 correspondant à la zone d’épaisseur réduite 21 de l’anneau 20 et des parties 32, 33 et 34 correspondant respectivement aux parties restantes 22, 23 et 24 de l’anneau 20.A truncated cone 30 illustrated on the is then formed from the ring 20 by the known technique of rolling sheet metal (step S4). The truncated cone has on its internal surface 30a a zone of reduced thickness 31 corresponding to the zone of reduced thickness 21 of the ring 20 and parts 32, 33 and 34 corresponding respectively to the remaining parts 22, 23 and 24 of ring 20.

Une fois formé, le tronc de cône 30 est préformé, par exemple par repoussage et/ou emboutissage, en une ébauche de lèvre d’entrée d’air 40 présentant une forme générale proche de celle de la lèvre finale, c’est-à-dire présentant déjà en section une forme de U comme représentée sur la (étape S5). L’ébauche de lèvre 40 comporte sur sa surface interne 40a une zone d’épaisseur réduite 41 correspondant à la zone d’épaisseur réduite 31 du tronc de cône 30 et des parties 42, 43 et 44 correspondant respectivement aux parties 32, 33 et 34 du tronc de cône 30.Once formed, the truncated cone 30 is preformed, for example by spinning and/or stamping, into a draft air inlet lip 40 having a general shape close to that of the final lip, that is to say already presenting in section a U-shape as represented on the (step S5). The lip blank 40 comprises on its internal surface 40a a zone of reduced thickness 41 corresponding to the zone of reduced thickness 31 of the truncated cone 30 and parts 42, 43 and 44 corresponding respectively to parts 32, 33 and 34 of the truncated cone 30.

On procède alors à la mise en forme finale d’une lèvre d’entrée d’air par hydroformage ou formage haute pression interne (étape S6). Plus précisément et comme illustrée sur la , l’ébauche 40 est placée dans un moule 51, encore appelé matrice, d’un outillage d’hydroformage 50, la matrice 51 comportant une surface tridimensionnelle 510 correspondant à la forme de la préforme de lèvre à obtenir. L’outillage 51 est ensuite fermé hermétiquement par un couvercle 52 comme illustré sur la . Le couvercle 52 comporte une ouverture 520 à travers laquelle est introduit un fluide 53 sous haute pression. La forte pression P du fluide 53 exercée sur l’ébauche 40 contraint celle-ci à prendre la forme de la surface tridimensionnelle 510 de la matrice 51.One then proceeds to the final shaping of an air inlet lip by hydroforming or internal high pressure forming (step S6). More specifically and as illustrated in the , the blank 40 is placed in a mold 51, also called a die, of a hydroforming tool 50, the die 51 comprising a three-dimensional surface 510 corresponding to the shape of the lip preform to be obtained. The tool 51 is then hermetically closed by a cover 52 as illustrated in the . The cover 52 has an opening 520 through which a fluid 53 under high pressure is introduced. The high pressure P of the fluid 53 exerted on the blank 40 forces the latter to take the shape of the three-dimensional surface 510 of the matrix 51.

Une fois l’hydroformage terminé, on obtient une lèvre d’entrée d’air 60 en une seule pièce présentant une forme de révolution ayant en section une forme de U. On démoule alors la lèvre d’entrée d’air comme représenté sur la . La lèvre d’entrée d’air 60 comporte sur sa surface interne 60a une zone d’épaisseur réduite 61 correspondant à la zone d’épaisseur réduite 41 de l’ébauche de lèvre et plus spécifiquement à la zone d’épaisseur réduite 21 réalisée initialement dans l’anneau 20.Once the hydroforming is complete, an air inlet lip 60 is obtained in a single piece having a shape of revolution having a U-shape in section. The air inlet lip is then unmolded as shown on the . The air inlet lip 60 has on its internal surface 60a a zone of reduced thickness 61 corresponding to the zone of reduced thickness 41 of the lip blank and more specifically to the zone of reduced thickness 21 made initially in ring 20.

Dans l’exemple décrit ici, la zone d’épaisseur réduite 61 s’étend du côté de la face interne 60a de la lèvre 60 sur une portion déterminée au niveau de la paroi externe 65, la lèvre 60 comprenant une paroi interne 68 prolongeant la paroi externe 65 à l’intérieur de la lèvre 60. La paroi externe 65 comporte des parties 62, 63 et 64 présentant une épaisseur supérieure à l’épaisseur de la zone d’épaisseur réduite 61, les parties 62, 63 et 64 correspondant respectivement aux parties restantes 22, 23 et 24 de l’anneau 20. Les parties 62, 63 et 64 présentent donc la même épaisseur que les parties restantes 22, 23 et 24.In the example described here, the zone of reduced thickness 61 extends from the side of the internal face 60a of the lip 60 over a determined portion at the level of the external wall 65, the lip 60 comprising an internal wall 68 extending the external wall 65 inside the lip 60. The external wall 65 comprises parts 62, 63 and 64 having a thickness greater than the thickness of the zone of reduced thickness 61, the parts 62, 63 and 64 corresponding respectively to the remaining parts 22, 23 and 24 of the ring 20. The parts 62, 63 and 64 therefore have the same thickness as the remaining parts 22, 23 and 24.

La partie 62 correspondant essentiellement à la paroi interne 65 et la partie 64 sont destinées à être fixées sur la nacelle d’un moteur aéronautique. Elles constituent donc des parties de la lèvre d’entrée d’air qui sont destinées à être sollicitées mécaniquement et doivent à ce titre présenter des propriétés de résistance mécanique. Il n’est donc pas souhaitable de réduire l’épaisseur de la tôle dans ces parties. La partie 63 est destinée à être utilisée pour la fixation d’une pièce rapportée (par exemple une trappe). Cette partie devant présenter des propriétés de résistance mécanique pour assurer le maintien de la fixation de la pièce rapportée, il n’est pas non plus souhaitable d’en réduire l’épaisseur de tôle.The part 62 essentially corresponding to the internal wall 65 and the part 64 are intended to be fixed on the nacelle of an aeronautical engine. They therefore constitute parts of the air inlet lip which are intended to be mechanically stressed and must as such have mechanical strength properties. It is therefore not desirable to reduce the thickness of the sheet in these parts. Part 63 is intended to be used for fixing an added part (for example a hatch). This part must have mechanical resistance properties to ensure the maintenance of the fixing of the insert, it is also not desirable to reduce the thickness of the sheet.

En revanche, la zone d’épaisseur réduite 61 s’étend sur portion de la paroi externe 65 de la lèvre 60 qui n’a qu’une fonction aérodynamique, à savoir assurer l'écoulement aérodynamique de l'air vers l'extérieur de la nacelle. L’épaisseur de cette portion de la lèvre 60 peut, par conséquent, être réduite sans nuire aux propriétés mécaniques globales de la lèvre d’entrée d’air.On the other hand, the zone of reduced thickness 61 extends over the portion of the outer wall 65 of the lip 60 which has only one aerodynamic function, namely to ensure the aerodynamic flow of the air towards the outside of Platform. The thickness of this portion of the lip 60 can therefore be reduced without harming the overall mechanical properties of the air inlet lip.

On obtient ainsi une lèvre d’entrée d’air qui présente une masse globale allégée grâce à la présence de la zone d’épaisseur réduite tout en ayant les propriétés de tenue et résistance mécanique requises en fonctionnement.An air inlet lip is thus obtained which has an overall lightened mass thanks to the presence of the zone of reduced thickness while having the properties of strength and mechanical resistance required in operation.

Dans l’exemple décrit ici, des ouvertures sont en outre réalisées dans la paroi externe 65 de la lèvre 60. Plus précisément, on découpe une première portion 661 sur la paroi externe 65 afin de réaliser une première ouverture 66 au niveau de la partie 63. Une pièce rapportée (non représenté sur la ), par exemple une trappe, peut être ensuite fixée sur le bord 662 de l’ouverture 66 qui présente ici une épaisseur EP23 suffisante pour assurer sa fixation et son maintien.In the example described here, openings are also made in the outer wall 65 of the lip 60. More specifically, a first portion 661 is cut on the outer wall 65 in order to make a first opening 66 at the level of the part 63 . A separate part (not shown on the ), for example a hatch, can then be fixed on the edge 662 of the opening 66 which here has a sufficient thickness EP23 to ensure its fixing and its maintenance.

On découpe également une deuxième portion 671 sur la paroi externe 65 afin de réaliser une deuxième ouverture 67 au niveau de la zone d’épaisseur réduite 61. L’ouverture 67 n’est pas destinée à supporter une pièce rapportée. Elle peut donc être réalisée dans la zone d’épaisseur réduite 61 sans altérer les propriétés mécaniques globales de la lèvre 60.A second portion 671 is also cut out on the outer wall 65 in order to produce a second opening 67 at the level of the zone of reduced thickness 61. The opening 67 is not intended to support an insert. It can therefore be performed in the zone of reduced thickness 61 without altering the overall mechanical properties of the lip 60.

La décrit les étapes d’un procédé de fabrication d’un secteur annulaire d’une lèvre d’entrée d’air conforme à l’invention.There describes the steps of a method for manufacturing an annular sector of an air inlet lip according to the invention.

Comme illustrée sur la , le procédé débute par la fourniture d’une plaque de tôle 100, par exemple en alliage d’aluminium (étape S10). La tôle 100 peut être une plaque intégrale ou obtenue par assemblage de plusieurs plaques fixées entre elles par soudure afin d’obtenir des plaques de tôle de grandes dimensions à partir de plaques de tôles unitaires de plus petites dimensions.As illustrated on the , the method begins with the supply of a sheet metal plate 100, for example made of aluminum alloy (step S10). The sheet 100 can be an integral plate or obtained by assembling several plates fixed together by welding in order to obtain sheet plates of large dimensions from individual sheet plates of smaller dimensions.

On découpe ensuite la plaque de tôle 100 pour former une portion d’anneau 120 illustré sur la (étape S11).The sheet metal plate 100 is then cut to form a ring portion 120 illustrated on the (step S11).

A ce stade et conformément à l’invention, la portion d’anneau 120 est usinée pour former une ou plusieurs zones d’épaisseur réduite dans celle-ci (étape S13). Plus précisément, dans l’exemple décrit ici tel qu’illustré sur les figures 14 et 15, on usine une zone d’épaisseur réduite 121 sur la face 120a de la portion d’anneau 120 destinée à former la face interne de la lèvre d’entrée d’air finale. Les parties restantes 122 et 124 de la portion d’anneau 120 situées en dehors de la zone d’épaisseur réduite présente une épaisseur correspondant à l’épaisseur initiale de tôle de la portion d’anneau 120.At this stage and in accordance with the invention, the ring portion 120 is machined to form one or more areas of reduced thickness therein (step S13). More precisely, in the example described here as illustrated in FIGS. 14 and 15, a zone of reduced thickness 121 is machined on the face 120a of the ring portion 120 intended to form the internal face of the lip of final air inlet. The remaining parts 122 and 124 of the ring portion 120 located outside the zone of reduced thickness have a thickness corresponding to the initial sheet thickness of the ring portion 120.

La ou les zones d’épaisseur réduite s’étendent sur des zones déterminées de la portion d’anneau. La localisation de chaque zone est notamment choisie en fonction des propriétés mécaniques de la lèvre finale. En d’autres termes, la ou les zones d’épaisseur réduite sont usinées de préférence sur des zones de la portion d’anneau qui constitueront ensuite des parties de la lèvre d’entrée d’air qui sont peu sollicitées mécaniquement. Il est ainsi possible de réduire l’épaisseur de la tôle localement sur des zones déterminées sans altérer les propriétés de résistance mécanique attendues pour la lèvre.The zone(s) of reduced thickness extend over determined zones of the ring portion. The location of each zone is chosen in particular according to the mechanical properties of the final lip. In other words, the zone or zones of reduced thickness are preferably machined on zones of the ring portion which will then constitute parts of the air inlet lip which are not mechanically stressed. It is thus possible to reduce the thickness of the sheet locally on determined areas without altering the mechanical resistance properties expected for the lip.

Après usinage, la zone d’épaisseur réduite 121 présente une épaisseur EP 121inférieure aux épaisseurs EP 1 22et EP 124respectivement des parties restantes 122 et 124 comme illustrées sur la .After machining, the zone of reduced thickness 121 has a thickness E P 121 less than the thicknesses E P 122 and E P 124 respectively of the remaining parts 122 and 124 as illustrated on the .

L’épaisseur Ep121 de la zone d’épaisseur réduite 121 correspond au plus à 90% de l’épaisseur initiale de la tôle de la portion d’anneau 120. A titre d’exemple, l’épaisseur initiale de la tôle constituant la portion d’anneau 120 et correspondant à l’épaisseur des parties restantes 122 et 124 est de 2 mm tandis que l’épaisseur de la zone d’épaisseur réduite 121 est de 1,6 mm.The thickness Ep121 of the zone of reduced thickness 121 corresponds to at most 90% of the initial thickness of the sheet of the ring portion 120. By way of example, the initial thickness of the sheet constituting the portion ring 120 and corresponding to the thickness of the remaining parts 122 and 124 is 2 mm while the thickness of the reduced thickness zone 121 is 1.6 mm.

Une portion de tronc de cône 130 illustrée sur la est ensuite formée à partir de la portion d’anneau 120 par la technique connue du roulage de tôle (étape S14). La portion de tronc de cône comporte sur sa surface interne 130a une zone d’épaisseur réduite 131 correspondant à la zone d’épaisseur réduite 121 de l’anneau 120 et des parties 132 et 134 correspondant respectivement aux parties restantes 122 et 124 de la portion d’anneau 120.A portion of a truncated cone 130 illustrated on the is then formed from the ring portion 120 by the known sheet metal rolling technique (step S14). The portion of truncated cone has on its internal surface 130a a zone of reduced thickness 131 corresponding to the zone of reduced thickness 121 of the ring 120 and parts 132 and 134 corresponding respectively to the remaining parts 122 and 124 of the portion of ring 120.

Une fois formé, la portion de tronc de cône 130 est préformée, par exemple par repoussage et/ou emboutissage, en une ébauche de secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air 140 présentant une forme générale proche de celle de la lèvre finale, c’est-à-dire présentant déjà en section une forme de U comme représentée sur la (étape S15). L’ébauche de secteur annulaire 140 comporte sur sa surface interne 140a une zone d’épaisseur réduite 141 correspondant à la zone d’épaisseur réduite 131 de la portion de tronc de cône 130 et des parties 142 et 144 correspondant respectivement aux parties 132 et 134 de la portion de tronc de cône 130.Once formed, the portion of truncated cone 130 is preformed, for example by spinning and/or stamping, into a draft of the annular sector of the air inlet lip 140 having a general shape close to that of the final lip, that is to say already having in section a U-shape as shown in the (step S15). The annular sector blank 140 comprises on its internal surface 140a a zone of reduced thickness 141 corresponding to the zone of reduced thickness 131 of the portion of truncated cone 130 and parts 142 and 144 corresponding respectively to parts 132 and 134 of the portion of truncated cone 130.

On procède alors à la mise en forme finale d’un secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air par hydroformage ou formage haute pression interne (étape S16). Plus précisément et comme illustrée sur la , l’ébauche 140 est placée dans un moule 151, encore appelé matrice, d’un outillage d’hydroformage 150, la matrice 151 comportant une surface tridimensionnelle 1510 correspondant à la forme de la préforme de lèvre à obtenir. L’outillage 151 est ensuite fermé hermétiquement par un couvercle 152 comme illustré sur la . Le couvercle 152 comporte une ouverture 1520 à travers laquelle est introduit un fluide 153 sous haute pression. La forte pression P du fluide 153 exercée sur l’ébauche 140 contraint celle-ci à prendre la forme de la surface tridimensionnelle 1510 de la matrice 151.One then proceeds to the final shaping of an annular air inlet lip sector by hydroforming or internal high pressure forming (step S16). More specifically and as illustrated in the , the blank 140 is placed in a mold 151, also called a matrix, of a hydroforming tool 150, the matrix 151 comprising a three-dimensional surface 1510 corresponding to the shape of the lip preform to be obtained. The tool 151 is then hermetically closed by a cover 152 as illustrated in the . The cover 152 has an opening 1520 through which a fluid 153 under high pressure is introduced. The high pressure P of the fluid 153 exerted on the blank 140 forces the latter to take the shape of the three-dimensional surface 1510 of the matrix 151.

Une fois l’hydroformage terminé, on obtient un secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air 160 en une seule pièce présentant une forme de révolution ayant en section une forme de U. On démoule alors le secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air comme représenté sur la . Le secteur annulaire 160 comporte sur sa surface interne 160a une zone d’épaisseur réduite 161 correspondant à la zone d’épaisseur réduite 141 de l’ébauche de secteur annulaire et plus spécifiquement à la zone d’épaisseur réduite 121 réalisée initialement dans la portion d’anneau 120.Once the hydroforming is complete, an air inlet lip annular sector 160 is obtained in a single piece having a shape of revolution having a U-shape in section. look as depicted on the . The annular sector 160 comprises on its internal surface 160a a zone of reduced thickness 161 corresponding to the zone of reduced thickness 141 of the blank of the annular sector and more specifically to the zone of reduced thickness 121 initially produced in the portion of ring 120.

Dans l’exemple décrit ici, la zone d’épaisseur réduite 161 s’étend du côté de la face interne 160a du secteur annulaire 160 sur une portion déterminée au niveau de la paroi externe 165, le secteur annulaire 160 comprenant une paroi interne 166 prolongeant la paroi externe 165 à l’intérieur du secteur annulaire 160. La paroi externe 165 comporte des parties 162 et 164 présentant une épaisseur supérieure à l’épaisseur de la zone d’épaisseur réduite 161, les parties 162 et 164 correspondant respectivement aux parties restantes 122 et 124 de la portion d’anneau 20. Les parties 162 et 164 présentent donc la même épaisseur que les parties restantes 122 et 124.In the example described here, the zone of reduced thickness 161 extends on the side of the internal face 160a of the annular sector 160 over a determined portion at the level of the external wall 165, the annular sector 160 comprising an internal wall 166 extending the outer wall 165 inside the annular sector 160. The outer wall 165 comprises parts 162 and 164 having a thickness greater than the thickness of the zone of reduced thickness 161, the parts 162 and 164 respectively corresponding to the remaining parts 122 and 124 of the ring portion 20. The parts 162 and 164 therefore have the same thickness as the remaining parts 122 and 124.

La partie 162 correspondant essentiellement à la paroi interne 165 et la partie 164 sont destinées à être fixées sur la nacelle d’un moteur aéronautique. Elles constituent donc des parties d’une lèvre d’entrée d’air qui sont destinées à être sollicitées mécaniquement et doivent à ce titre présenter des propriétés de résistance mécanique. Il n’est donc pas souhaitable de réduire l’épaisseur de la tôle dans ces parties.The part 162 essentially corresponding to the internal wall 165 and the part 164 are intended to be fixed on the nacelle of an aeronautical engine. They therefore constitute parts of an air inlet lip which are intended to be mechanically stressed and must as such have mechanical strength properties. It is therefore not desirable to reduce the thickness of the sheet in these parts.

En revanche, la zone d’épaisseur réduite 161 s’étend sur portion de la paroi externe 165 du secteur annulaire 160 qui n’a qu’une fonction aérodynamique, à savoir assurer l'écoulement aérodynamique de l'air vers l'extérieur de la nacelle. L’épaisseur de cette portion du secteur annulaire 160 peut, par conséquent, être réduite sans nuire aux propriétés mécaniques globales de la lèvre d’entrée d’air.On the other hand, the zone of reduced thickness 161 extends over the portion of the outer wall 165 of the annular sector 160 which has only one aerodynamic function, namely ensuring the aerodynamic flow of the air towards the outside of Platform. The thickness of this portion of the annular sector 160 can therefore be reduced without harming the overall mechanical properties of the air inlet lip.

On obtient ainsi un secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air qui présente une masse globale allégée grâce à la présence de la zone d’épaisseur réduite tout en ayant les propriétés de tenue et résistance mécanique requises en fonctionnement.An annular sector of the air inlet lip is thus obtained which has an overall lightened mass thanks to the presence of the zone of reduced thickness while having the properties of strength and mechanical resistance required in operation.

Une lèvre d’entrée d’air peut être obtenue en assemblant ensemble plusieurs secteurs annulaires comme celui décrit ci-avant.An air inlet lip can be obtained by assembling together several annular sectors like the one described above.

Une ou plusieurs ouvertures peuvent être en outre réalisées dans le secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air. Comme expliqué ci-avant, si l’ouverture n’est pas destinée à fixer et maintenir une pièce rapportée, elle peut être réalisée dans la zone d’épaisseur réduite. Dans le cas contraire, l’ouverture est réalisée dans une zone du secteur annulaire présentant une épaisseur suffisante pour assurer la fixation et le maintien de la pièce rapportée.One or more openings can also be made in the annular sector of the air inlet lip. As explained above, if the opening is not intended to fix and hold an added part, it can be made in the zone of reduced thickness. Otherwise, the opening is made in a zone of the annular sector having a sufficient thickness to ensure the attachment and maintenance of the insert.

Claims (9)

Procédé de fabrication d’une lèvre d’entrée d’air comprenant :
- la fourniture d’une plaque de tôle (10),
- la découpe de la plaque de tôle de manière à former un anneau (20),
- l’usinage mécanique d’une ou plusieurs zones d’épaisseur réduites (21) dans l’anneau (20), chaque zone d’épaisseur réduite étant réalisée sur une face (20a) de l’anneau correspondant à la surface interne d’une lèvre d’entrée d’air finale,
- la mise en forme de l’anneau de manière à obtenir une lèvre d’entrée d’air (60) présentant en section une forme de U et comportant sur sa surface interne (60a) une ou plusieurs zones d’épaisseur réduite (61).Method of manufacturing an air intake lip comprising:
- the supply of a sheet metal plate (10),
- the cutting of the sheet metal plate so as to form a ring (20),
- the mechanical machining of one or more zones of reduced thickness (21) in the ring (20), each zone of reduced thickness being produced on a face (20a) of the ring corresponding to the internal surface of 'a final air intake lip,
- the shaping of the ring so as to obtain an air inlet lip (60) having a U-shape in section and comprising on its internal surface (60a) one or more zones of reduced thickness (61 ). Procédé selon la revendication 1, dans lequel, la ou les zones d’épaisseur réduite (61) présentent une épaisseur (EP2 1) correspondant à au plus 90% de l’épaisseur (EP22, EP 23, EP 24) de la plaque de tôle.Method according to Claim 1, in which the zone or zones of reduced thickness (61) have a thickness (E P2 1 ) corresponding to at most 90% of the thickness (E P22 , E P 23 , E P 24 ) of the sheet metal. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre, après la découpe de la plaque de tôle (10) et avant la mise en forme de l’anneau (20):
- la formation d’un tronc de cône (30) à partir de l’anneau,
- le préformage d’une ébauche de lèvre d’entrée d’air (40) à partir du tronc de cône,
- le placement de l’ébauche (40) en regard d’une surface tridimensionnelle de formage (510) d’une matrice (51) d’un outillage d’hydroformage (50), la mise en forme de la lèvre d’entrée d’air étant réalisée par hydroformage de l’ébauche sur la surface tridimensionnelle de la matrice.Method according to claim 1 or 2, further comprising, after cutting the sheet metal plate (10) and before shaping the ring (20):
- the formation of a truncated cone (30) from the ring,
- the preforming of an air inlet lip blank (40) from the truncated cone,
- placing the blank (40) facing a three-dimensional forming surface (510) of a die (51) of a hydroforming tool (50), shaping the entry lip of air being produced by hydroforming the blank on the three-dimensional surface of the die. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre, après la mise en forme de l’anneau (20), la réalisation d’une ou plusieurs ouvertures dans la paroi (65) de la lèvre d’entrée d’air.A method according to any one of claims 1 to 3, further comprising, after shaping the ring (20), making one or more openings in the wall (65) of the entrance lip of 'air. Procédé de fabrication d’un secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air comprenant :
- la fourniture d’une plaque de tôle (100),
- la découpe de la plaque de tôle de manière à former une portion d’anneau (120),
- l’usinage mécanique d’une ou plusieurs zones d’épaisseur réduites (121) dans la portion d’anneau (120), chaque zone d’épaisseur réduite étant réalisée sur une face (120a) de la portion d’anneau correspondant à la surface interne d’un secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air final,
- la mise en forme de la portion d’anneau de manière à obtenir un secteur de lèvre d’entrée d’air (160) présentant en section une forme de U et comportant sur sa surface interne (160a) une ou plusieurs zone d’épaisseur réduite (161).Method of manufacturing an annular air inlet lip sector comprising:
- the supply of a sheet metal plate (100),
- the cutting of the sheet metal plate so as to form a ring portion (120),
- the mechanical machining of one or more areas of reduced thickness (121) in the ring portion (120), each area of reduced thickness being produced on one face (120a) of the ring portion corresponding to the internal surface of an annular sector of the final air inlet lip,
- the shaping of the ring portion so as to obtain an air inlet lip sector (160) having a U-shape in section and comprising on its internal surface (160a) one or more zone of reduced thickness (161). Procédé selon la revendication 5, dans lequel, la ou les zones d’épaisseur réduite (161) présentent une épaisseur (EP 121) correspondant à au plus 90% de l’épaisseur (EP122, EP 124) de la plaque de tôle.Method according to Claim 5, in which the zone or zones of reduced thickness (161) have a thickness (E P 121 ) corresponding to at most 90% of the thickness (E P122 , E P 124 ) of the sheet metal. Procédé selon la revendication 5 ou 6, comprenant en outre, après la découpe de la plaque de tôle (100) et avant la mise en forme de la portion d’anneau (120) :
- la formation d’une portion de tronc de cône (130) à partir de la portion d’anneau,
- le préformage d’une ébauche de secteur annulaire (140) à partir de la portion d’anneau,
- le placement de l’ébauche (140) en regard d’une surface tridimensionnelle de formage (1510) d’une matrice (151)d’un outillage d’hydroformage (150), la mise en forme du secteur de lèvre d’entrée d’air (160) étant réalisée par hydroformage de l’ébauche sur la surface tridimensionnelle de la matrice.Method according to claim 5 or 6, further comprising, after cutting the sheet metal plate (100) and before shaping the ring portion (120):
- the formation of a truncated cone portion (130) from the ring portion,
- the preforming of an annular sector blank (140) from the ring portion,
- placing the blank (140) facing a three-dimensional forming surface (1510) of a die (151) of a hydroforming tool (150), shaping the lip sector of air inlet (160) being made by hydroforming the blank on the three-dimensional surface of the die. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, comprenant en outre, après la mise en forme de la portion d’anneau (120), la réalisation d’une ou plusieurs ouvertures dans la paroi (165) du secteur annulaire de lèvre d’entrée d’air (160).Method according to any one of claims 5 to 7, further comprising, after the shaping of the ring portion (120), the production of one or more openings in the wall (165) of the annular sector of the lip air inlet (160). Procédé de fabrication d’une lèvre d’entrée d’air comprenant la réalisation de secteurs annulaires de lèvre d’entrée d’air (160) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 et l’assemblage desdits secteurs de manière à obtenir un secteur de lèvre d’entrée d’air présentant en section une forme de U et comportant sur sa surface interne une ou plusieurs zone d’épaisseur réduite (161).Method of manufacturing an air inlet lip comprising the production of annular air inlet lip sectors (160) according to any one of claims 5 to 8 and the assembly of said sectors so as to obtain an air inlet lip sector having a U-shape in section and comprising on its internal surface one or more areas of reduced thickness (161).
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