FR3117390A1 - TOOLING FOR MACHINING AN ABRADABLE ANNULAR LAYER OF A FAN CASE OF AN AIRCRAFT TURBOMACHINE AND METHOD FOR MACHINING USING SUCH TOOLING - Google Patents

TOOLING FOR MACHINING AN ABRADABLE ANNULAR LAYER OF A FAN CASE OF AN AIRCRAFT TURBOMACHINE AND METHOD FOR MACHINING USING SUCH TOOLING Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un outillage (20) d’usinage d’une couche annulaire abradable (10b) d’un carter (3) de soufflante (1) d’une turbomachine d’aéronef, cet outillage (20) étant configuré pour être au moins en partie logé dans ledit carter (3) et comportant un corps central (30) de centrage et de fixation sur un disque (2) de soufflante de la turbomachine, un outil de mesure (40), un outil (50) d’usinage, et un premier moteur (52) d’entraînement en rotation de l’outil d’usinage. L’invention concerne aussi un procédé d’usinage d’une couche annulaire abradable (10b) d’un carter (3) de soufflante (1) d’une turbomachine d’aéronef, au moyen d’un tel outillage (20). Figure pour l'abrégé : Fig. 6The invention relates to a tool (20) for machining an abradable annular layer (10b) of a casing (3) of a fan (1) of an aircraft turbine engine, this tool (20) being configured to be at least partly housed in said casing (3) and comprising a central body (30) for centering and fixing on a fan disc (2) of the turbomachine, a measuring tool (40), a tool (50) d machining, and a first motor (52) for driving the machining tool in rotation. The invention also relates to a method for machining an abradable annular layer (10b) of a casing (3) of a fan (1) of an aircraft turbine engine, by means of such a tool (20). Figure for abstract: Fig. 6

Description

OUTILLAGE D’USINAGE D’UNE COUCHE ANNULAIRE ABRADABLE D’UN CARTER DE SOUFFLANTE D’UNE TURBOMACHINE D’AERONEF ET PROCEDE D’USINAGE AU MOYEN D’UN TEL OUTILLAGETOOLING FOR MACHINING AN ABRADABLE ANNULAR LAYER OF A FAN CASE OF AN AIRCRAFT TURBOMACHINE AND METHOD FOR MACHINING USING SUCH TOOLING

Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

La présente invention concerne un outillage d’usinage d’une couche annulaire abradable d’un carter de soufflante d’une turbomachine d’aéronef ainsi qu’un procédé d’usinage au moyen d’un tel outillage.The present invention relates to tooling for machining an abradable annular layer of a fan casing of an aircraft turbine engine as well as a method of machining using such tooling.

Arrière-plan techniqueTechnical background

Un carter de soufflante assemblé sur une turbomachine d’aéronef a pour fonction principale de garantir la rétention en cas d’ingestion de débris ou de perte d’aube de soufflante.The main function of a fan casing assembled on an aircraft turbine engine is to guarantee retention in the event of debris ingestion or fan blade loss.

Certaines des fonctions secondaires d’un carter de soufflante sont d’assurer la continuité mécanique en efforts et moments entre une manche d’entrée d’air et une virole de carter intermédiaire, de permettre la fixation des panneaux de veine, comme la virole acoustique amont, la cartouche du support de couche abradable et le panneau acoustique aval.Some of the secondary functions of a fan casing are to ensure the mechanical continuity in terms of forces and moments between an air inlet sleeve and an intermediate casing shroud, to allow the fixing of vein panels, such as the acoustic shroud upstream, the abradable layer support cartridge and the downstream acoustic panel.

D’autres fonctions du carter de soufflante sont de permettre la fixation des équipements et supports, de tenir les spécifications au feu et aux fuites et de permettre la continuité du courant électrique pour la tenue contre la foudre.Other functions of the fan casing are to allow attachment of equipment and supports, to meet fire and leak specifications and to allow continuity of electrical current for lightning resistance.

Par exemple, sur une turbomachine, un nombre de dix-huit aubes de soufflante peuvent être installées en vis-à-vis de la couche abradable. Cette couche abradable, fréquemment en matériau poreux de couleur uni, s’effrite en fonctionnement afin de garantir une veine aérodynamique optimale grâce aux aubes de soufflante qui viennent en contact avec la couche.For example, on a turbomachine, a number of eighteen fan blades can be installed facing the abradable layer. This abradable layer, frequently made of porous material of a solid color, crumbles in operation in order to guarantee an optimal aerodynamic vein thanks to the fan blades which come into contact with the layer.

Hors fonctionnement, il est nécessaire de garantir un certain jeu pour assurer le montage des aubes de soufflante dans le carter de soufflante.When not in operation, it is necessary to guarantee a certain clearance to ensure the mounting of the fan blades in the fan casing.

En fonctionnement, l’inertie du disque de soufflante qui est composée entre autres, de toutes les aubes de soufflante, fait que le disque s’écarte afin de combler le jeu de montage mais également afin de créer une veine aérodynamique optimale.In operation, the inertia of the fan disc, which is made up, among other things, of all the fan blades, causes the disc to move apart in order to fill the mounting clearance but also to create an optimal aerodynamic vein.

Pour créer cette veine aérodynamique, les aubes de soufflante viennent en contact avec la couche abradable et l’effrite au juste besoin.To create this aerodynamic vein, the fan blades come into contact with the abradable layer and crumbles it as needed.

En fonctionnement, il peut arriver qu’en s’effritant, certains décollements de matériau poreux abradable se désolidarisent du reste de la surface.In operation, it may happen that while crumbling, certain detachments of abradable porous material separate from the rest of the surface.

Ce n’est pas la seule source d’effritement de la couche abradable car, en fonctionnement, il peut arriver que la soufflante aspire des corps étrangers, ce qui peut endommager plus ou moins anormalement la surface abradable.This is not the only source of crumbling of the abradable layer because, during operation, it can happen that the fan sucks up foreign bodies, which can more or less abnormally damage the abradable surface.

Ces surfaces manquantes ou aspérités, de l’ordre de quelques micromètres, sur une face de la couche abradable séquentiellement en vis-à-vis des aubes doivent être reconditionner pour éviter notamment des pertes de performances, des problèmes de non qualités, des problèmes cosmétiques ou encore des risques de dégradation supplémentaire en cas de non remise en conformité.These missing surfaces or asperities, of the order of a few micrometers, on one face of the abradable layer sequentially opposite the blades must be reconditioned to avoid in particular loss of performance, problems of non-quality, cosmetic problems or risks of additional degradation in the event of non-compliance.

Afin de reconditionner la couche annulaire abradable, il est connu de démonter le carter sur lequel se trouve la couche abradable en entier afin de le positionner dans un environnement (par exemple un atelier) permettant le reconditionnement de la zone abradable. Le démontage du carter, son transport vers l’atelier puis les opérations inverses sont peu efficaces, coûteuses et nécessites la présence d’un atelier spécialisé à proximité du carter.In order to recondition the abradable annular layer, it is known to dismantle the casing on which the entire abradable layer is located in order to position it in an environment (for example a workshop) allowing the reconditioning of the abradable zone. Dismantling the crankcase, transporting it to the workshop and then the reverse operations are inefficient, costly and require the presence of a specialized workshop near the crankcase.

Par conséquent, l’invention vise à améliorer l’efficacité du reconditionnement des zones abradable d’un carter de soufflante de turbomachine d’aéronef.Consequently, the invention aims to improve the efficiency of the reconditioning of the abradable zones of an aircraft turbomachine fan casing.

L’invention propose pour cela un outillage d’usinage d’une couche annulaire abradable d’un carter de soufflante d’une turbomachine d’aéronef, cet outillage étant configuré pour être au moins en partie logé dans ledit carter et comportant :The invention therefore proposes tooling for machining an abradable annular layer of a fan casing of an aircraft turbine engine, this tooling being configured to be at least partly housed in said casing and comprising:

- un corps central de centrage configuré pour coopérer avec un disque de soufflante de la turbomachine,- a central centering body configured to cooperate with a fan disc of the turbomachine,

- un outil de mesure relié au corps central et comportant au moins un palpeur configuré pour prendre appui sur ladite couche, cet outil de mesure étant mobile en rotation autour d’un axe commun au corps central et au disque de soufflante,- a measuring tool connected to the central body and comprising at least one feeler configured to rest on said layer, this measuring tool being able to rotate around an axis common to the central body and to the fan disc,

- un outil d’usinage relié au corps central et comportant au moins un moyen d’usinage, cet outil d’usinage étant mobile en rotation autour dudit axe commun, et- a machining tool connected to the central body and comprising at least one machining means, this machining tool being rotatable about said common axis, and

- un premier moteur d’entraînement en rotation dudit moyen d’usinage.- a first drive motor in rotation of said machining means.

L’outillage, grâce en particulier à son corps central, peut ainsi être disposé directement à l’intérieur du carter de soufflante quel que soit le positionnement du carter. L’outillage selon l’invention permet alors, notamment par l’intermédiaire de ses outils de mesure et d’usinage, d’usiner la couche annulaire abradable jusqu’à la disparition des aspérités sans qu’il soit nécessaire de démonter l’ensemble du carter pour reconditionner la couche annulaire abradable. En outre, en réduisant les aspérités et autres non-conformité, l’usinage permet d’améliorer les performances du carter tout en évitant d’effectuer des retouches par apport de matière qui pourraient engendrer des décollements ultérieurs.The tooling, thanks in particular to its central body, can thus be arranged directly inside the fan casing regardless of the position of the casing. The tool according to the invention then makes it possible, in particular by means of its measuring and machining tools, to machine the abradable annular layer until the disappearance of the roughness without it being necessary to dismantle the assembly. of the housing to recondition the annular abradable layer. In addition, by reducing roughness and other non-conformities, machining makes it possible to improve the performance of the crankcase while avoiding retouching by adding material which could cause subsequent detachment.

L’outillage selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes avec les autres ou en combinaison les unes avec les autres :The tool according to the invention may comprise one or more of the characteristics below, taken separately with each other or in combination with each other:

- les outils d’usinage et de mesure sont sensiblement diamétralement opposés par rapport audit axe ;- the machining and measuring tools are substantially diametrically opposed with respect to said axis;

- un second moteur d’entraînement en rotation, au moins des outils de mesure et d’usinage, autour dudit axe commun,- a second rotary drive motor, at least measuring and machining tools, around said common axis,

- au moins un des premier et second moteurs est pneumatique ;- At least one of the first and second motors is pneumatic;

- ledit moyen d’usinage est logé dans un capot de protection et de confinement de copeaux et poussières, ce capot étant porté par l’outil d’usinage ;- said machining means is housed in a shavings and dust protection and containment cover, this cover being carried by the machining tool;

- le capot est relié par un tuyau à une pompe d’aspiration des copeaux et poussières ;- the cover is connected by a pipe to a chip and dust suction pump;

- le palpeur a une forme allongée le long dudit axe et est relié par ses extrémités longitudinales à des guides autorisant des déplacements du palpeur dans une direction radiale par rapport audit axe ;- the feeler has an elongated shape along said axis and is connected by its longitudinal ends to guides allowing movement of the feeler in a radial direction with respect to said axis;

- ledit moyen d’usinage a une dimension d’usinage le long dudit axe, qui est configurée pour représenter au moins 90% de la dimension de la couche abradable le long de cet axe ;- said machining means has a machining dimension along said axis, which is configured to represent at least 90% of the dimension of the abradable layer along this axis;

-- ledit moyen d’usinage est une fraise rotative ;-- said machining means is a rotary cutter;

-- le corps central est configuré pour être fixé au disque de soufflante.-- the central body is configured to be fixed to the fan disk.

L’invention concerne aussi un procédé de réparation d’une couche annulaire abradable d’un carter de soufflante d’une turbomachine d’aéronef, au moyen d’un outillage tel que décrit précédemment, comportant les étapes consistant à :The invention also relates to a method for repairing an abradable annular layer of a fan casing of an aircraft turbine engine, using a tool as described above, comprising the steps consisting of:

a) centrer le corps central sur le disque de soufflante,a) center the central body on the fan disc,

b) mettre en rotation ledit moyen d’usinage au moyen du premier moteur, et mettre en rotation les outils de mesure et d’usinage autour dudit axe, de façon à usiner la couche abradable du carter.b) rotating said machining means by means of the first motor, and rotating the measuring and machining tools around said axis, so as to machine the abradable layer of the casing.

Le procédé selon l’invention comprend au moins une étape préalable choisie parmi :The process according to the invention comprises at least one preliminary step chosen from:

- le démontage d’un cône vis-à-vis dudit disque de soufflante,- the dismantling of a cone vis-à-vis said fan disc,

- la mise en rotation des outils de mesure et d’usinage autour dudit axe, par exemple au moyen du second moteur, sans mettre en rotation la fraise, de façon à s’assurer que le palpeur prenne appui et soit correctement positionné sur la couche abradable,- the rotation of the measuring and machining tools around said axis, for example by means of the second motor, without rotating the cutter, so as to ensure that the probe bears and is correctly positioned on the layer abradable,

- le montage des outils de mesure et d’usinage sur le corps central, ces outils étant choisis en fonction de la forme et des dimensions du carter ainsi que de la couche abradable, et- the mounting of the measuring and machining tools on the central body, these tools being chosen according to the shape and dimensions of the casing as well as the abradable layer, and

- le levage et le déplacement de l’outillage depuis une zone de stockage jusqu’à la turbomachine, au moyen d’un palan et d’une poutre de liaison du palan à l’outillage, cette poudre ayant par exemple une forme générale en L ou U.- lifting and moving the tool from a storage area to the turbine engine, by means of a hoist and a connecting beam from the hoist to the tool, this powder having for example a general shape L or U.

Avantageusement, le disque de soufflante est entraîné en rotation avec les outils de mesure et d’usinage à l’étape b), par exemple par ledit second moteur.Advantageously, the fan disc is driven in rotation with the measuring and machining tools in step b), for example by said second motor.

Avantageusement, l’étape b) comprend la réalisation d’au moins une passe annulaire avec la fraise sur la couche abradable, et de préférence deux passes annulaires successives, de façon à retirer une épaisseur de la couche abradable comprise entre 2 et 10mm.Advantageously, step b) comprises performing at least one annular pass with the cutter on the abradable layer, and preferably two successive annular passes, so as to remove a thickness of the abradable layer of between 2 and 10 mm.

Brève description des figuresBrief description of figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which will follow for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:

la est une représentation schématique d’une vue en coupe axiale d’une soufflante d’une turbomachine d’aéronef, there is a schematic representation of an axial sectional view of a fan of an aircraft turbomachine,

la est une représentation schématique d’une vue en perspective d’un carter de soufflante, there is a schematic representation of a perspective view of a fan casing,

la est une représentation schématique d’une vue en coupe axiale partielle d’un carter de soufflante, there is a schematic representation of a partial axial sectional view of a fan casing,

la est une représentation schématique d’une vue en coupe axiale d’une couche abradable destinée à un carter de soufflante, there is a schematic representation of an axial sectional view of an abradable layer intended for a fan casing,

la est une représentation schématique d’une vue de côté d’un carter de soufflante et d’un outillage d’usinage selon l’invention, there is a schematic representation of a side view of a fan casing and of a machining tool according to the invention,

la est une représentation schématique d’une vue en coupe axiale d’un outillage d’usinage selon l’invention inséré dans une partie d’un disque de soufflante, there is a schematic representation of an axial sectional view of a machining tool according to the invention inserted into a part of a fan disc,

la est une représentation schématique d’une vue en coupe axiale d’une partie de l’outillage d’usinage de la , there is a schematic representation of an axial sectional view of part of the machining tooling of the ,

la est une représentation schématique d’une vue en coupe axiale d’un outil d’usinage de l’outillage d’usinage selon l’invention, et there is a schematic representation of an axial sectional view of a machining tool of the machining tool according to the invention, and

la est une représentation schématique d’une vue en coupe axiale d’une partie de l’outillage d’usinage selon l’invention. there is a schematic representation of an axial sectional view of part of the machining tool according to the invention.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

La représente partiellement une soufflante d’une turbomachine d’aéronef.There partially represents a fan of an aircraft turbine engine.

De façon classique, une turbomachine comprend d’amont en aval, c'est-à-dire dans le sens d’écoulement des flux de gaz, une soufflante, un ou plusieurs compresseurs, une chambre de combustion, une ou plusieurs turbines, et une tuyère d’éjection des gaz de combustion sortant de la ou des turbines.Conventionally, a turbomachine comprises, from upstream to downstream, that is to say in the direction of flow of the gas flows, a fan, one or more compressors, a combustion chamber, one or more turbines, and a nozzle for ejecting the combustion gases leaving the turbine or turbines.

La soufflante 1 comporte un disque 2 à aubes qui est entourée par un carter 3 de soufflante, encore appelé carter de rétention du fait de sa fonction de rétention des aubes en cas de rupture de celles-ci, ou en cas d’entrée de débris dans la soufflante.The fan 1 comprises a disk 2 with blades which is surrounded by a casing 3 of the fan, also called a retention casing because of its function of retaining the blades in the event of their breaking, or in the event of entry of debris in the blower.

Comme cela est visible sur la , le carter 3 de soufflante présente une forme générale cylindrique d'axe de révolution A.As can be seen on the , the fan casing 3 has a generally cylindrical shape with an axis of revolution A.

Il comprend une bride annulaire de fixation 3’ à chacune de ses extrémités axiales. Ces brides 3’ sont utilisées pour fixer le carter 3 à des parois annulaires de la nacelle de la turbomachine.It includes a 3' annular fixing flange at each of its axial ends. These flanges 3′ are used to fix the casing 3 to the annular walls of the nacelle of the turbomachine.

Comme montré à cette , une couche en matériau abradable 10b est présente à l’intérieur du carter 3 de soufflante en étant de révolution dans le carter 3 de soufflante.As shown at this , a layer of abradable material 10b is present inside the casing 3 of the fan while being of revolution in the casing 3 of the fan.

Le carter 3 de soufflante s’étend donc autour du disque 2 à aubes de soufflante. Il comprend donc une surface cylindrique interne qui est munie d’une couche annulaire 10b de matière abradable.The fan casing 3 therefore extends around the disk 2 with fan blades. It therefore comprises an internal cylindrical surface which is provided with an annular layer 10b of abradable material.

Comme visible à la , la couche annulaire 10b de matière abradable, ci-après dénommée couche abradable 10b, s’étend autour et à faible distance radiale d’une 2a des aubes, ceci séquentiellement lors de la rotation du disque 2 à aubes. Les aubes 2a peuvent en fonctionnement et successivement frotter contre la couche abradable 10b et l’user par frottement.As seen at , the annular layer 10b of abradable material, hereinafter referred to as abradable layer 10b, extends around and at a short radial distance from one 2a of the blades, this sequentially during the rotation of the disk 2 with blades. The blades 2a can in operation and successively rub against the abradable layer 10b and wear it down by friction.

Ceci permet d’optimiser les jeux radiaux entre les aubes 2a et le carter 3 de soufflante qui l’entoure et donc de limiter les fuites de gaz aux sommets ou extrémités radialement externes des aubes, et ainsi d’optimiser les performances de la turbomachine.This makes it possible to optimize the radial clearances between the blades 2a and the fan casing 3 which surrounds it and therefore to limit the gas leaks at the tops or radially outer ends of the blades, and thus to optimize the performance of the turbomachine.

La couche abradable 10b peut être supportée par une cartouche de support 4 pleine ou présentant une structure en nid d’abeille. Cette cartouche 4 est généralement rivetée ou vissée sur le carter 3 de soufflante.The abradable layer 10b can be supported by a solid support cartridge 4 or having a honeycomb structure. This cartridge 4 is generally riveted or screwed onto the casing 3 of the fan.

Le carter 3 de soufflante est lié d’une part à une manche d’entrée d’air 5, et, d’autre part, à une virole de carter intermédiaire 6. Il porte également une virole acoustique amont 7 et un panneau acoustique aval 8.The fan casing 3 is connected on the one hand to an air inlet 5, and on the other hand to an intermediate casing shell 6. It also carries an upstream acoustic shell 7 and a downstream acoustic panel 8.

Sans que cela soit essentiel dans le cadre de la présente invention, il peut être reconnu sur le carter 3 de soufflante trois types de zone.Without this being essential in the context of the present invention, three types of zone can be recognized on the fan casing 3 .

Le premier type de zones dites zones Z1 regroupe les zones de brides en comprenant une zone de bride amont et une zone de bride aval. La zone de bride amont comprend la liaison entre le carter 3 de soufflante et la manche d’entrée d’air 5 et la zone de bride aval comprend la liaison entre le carter 3 de soufflante et la virole de carter intermédiaire 6.The first type of zones called zones Z1 groups together the flange zones comprising an upstream flange zone and a downstream flange zone. The upstream flange zone includes the connection between the fan casing 3 and the air inlet duct 5 and the downstream flange zone includes the connection between the fan casing 3 and the intermediate casing shell 6.

Le deuxième type de zones dites zones Z2 regroupe les zones structurales en comprenant une zone structurale amont et une zone structurale aval. La zone structurale amont est située au niveau de la virole acoustique amont 7 et la zone structurale aval est située au niveau du panneau acoustique aval 8.The second type of zones called Z2 zones groups together the structural zones comprising an upstream structural zone and a downstream structural zone. The upstream structural zone is located at the level of the upstream acoustic shroud 7 and the downstream structural zone is located at the level of the downstream acoustic panel 8.

Le troisième type de zone comporte une unique zone de rétention, dite zone Z3. Cette zone Z3 assure la fonction primaire du carter 3 de soufflante et garantit la tenue mécanique statique et dynamique de l’ensemble en assurant une dynamique rapide. La troisième zone Z3 loge la portion médiane du carter 3 de soufflante, la cartouche de support 4 de la couche abradable 10b et la couche abradable 10b.The third type of zone comprises a single retention zone, called zone Z3. This zone Z3 performs the primary function of the fan casing 3 and guarantees the static and dynamic mechanical strength of the assembly by ensuring rapid dynamics. The third zone Z3 houses the middle portion of the fan casing 3, the support cartridge 4 of the abradable layer 10b and the abradable layer 10b.

Comme mentionné précédemment, et en regard de la , la couche abradable 10b peut être endommagée, pour diverses raisons et pas seulement du fait de sa coopération avec le disque à aubes, par formation d’une surface localement creusée formant une aspérité 11a, 11b, 11c locale dans la couche et ceci selon plusieurs niveaux de profondeur requérant toutes un reconditionnement de plus en plus important à mesure que la profondeur augmente. Par aspérité, il est entendu une inégalité de surface due à un enlèvement de matière, local et de taille micrométrique, sur la face de la couche annulaire abradable.As mentioned previously, and with regard to the , the abradable layer 10b can be damaged, for various reasons and not only because of its cooperation with the bladed disc, by the formation of a locally hollowed surface forming a local asperity 11a, 11b, 11c in the layer and this according to several depth levels all requiring progressively greater reconditioning as depth increases. Asperity is understood to mean a surface unevenness due to a removal of material, local and of micrometric size, on the face of the abradable annular layer.

La face 10a présentant cette ou ces aspérités, avantageusement un manque de matière formant une aspérité 11a, 11b, 11c plus ou moins large et/ou plus ou moins profonde, de profondeurs respectives référencées l1, l2 et l3 est la face se trouvant en vis-à-vis 10a séquentiellement d’une 2a des aubes d’un disque à aubes de soufflante comme montré précédemment à la .The face 10a having this or these asperities, advantageously a lack of material forming an asperity 11a, 11b, 11c more or less wide and / or more or less deep, of respective depths referenced l1, l2 and l3 is the face located in screw -to 10a sequentially with one 2a of the blades of a fan bladed disc as shown previously in .

La ou les aspérités sont provoquées, notamment mais pas seulement, par un effritement local sur la face en vis-à-vis 10a provoquant une création sur la face 10a, en vis-à-vis d’une aube 2a, d’une aspérité 11a, 11b, 11c d’une profondeur respective l1, l2, l3 dans la couche abradable 10b.The roughness or roughnesses are caused, in particular but not exclusively, by local crumbling on the facing face 10a causing the creation on the face 10a, facing a blade 2a, of an asperity 11a, 11b, 11c of a respective depth l1, l2, l3 in the abradable layer 10b.

Il est bien entendu possible qu’il existe d’autres aspérités avec des aspérités intermédiaires ou même des aspérités plus profondes.It is of course possible that there are other roughnesses with intermediate roughnesses or even deeper roughnesses.

Un outillage 20 d’usinage selon l’invention est représenté sur la (à l’extérieur du carter 3) et sur la (à l’intérieur du carter 3). Un tel outillage 20 est configuré pour usiner la couche abradable 10b du carter 3 de soufflante 1 dans le but notamment de reconditionner cette couche abradable 10b, en particulier en usinant la couche abradable 10b jusqu’à ce que les aspérités disparaissent, c’est-à-dire selon une profondeur au moins identique à la profondeur la plus importante des aspérités.A machining tool 20 according to the invention is represented on the (outside crankcase 3) and on the (inside housing 3). Such a tool 20 is configured to machine the abradable layer 10b of the casing 3 of the fan 1 with the aim in particular of reconditioning this abradable layer 10b, in particular by machining the abradable layer 10b until the roughness disappears, that is that is to say according to a depth at least identical to the greatest depth of the asperities.

L’outillage 20 comprend pour cela :The tool 20 includes for this:

- un corps central 30 de centrage, voire également de fixation, sur le disque 2 de soufflante de la turbomachine,- a central body 30 for centering, or even also for fixing, on the fan disc 2 of the turbomachine,

- un outil de mesure 40 relié au corps central 30 et comportant au moins un palpeur 41 configuré pour prendre appui sur la couche abradable 10b, cet outil de mesure étant mobile en rotation autour de l’axe commun A au corps central 30 et au disque 2 de soufflante,- a measuring tool 40 connected to the central body 30 and comprising at least one feeler 41 configured to rest on the abradable layer 10b, this measuring tool being able to rotate around the axis A common to the central body 30 and to the disk 2 blower,

- un outil 50 d’usinage relié au corps central 30 et comportant au moins un moyen d’usinage tel qu’une fraise rotative 51, cet outil d’usinage étant mobile en rotation autour dudit axe commun A,- a machining tool 50 connected to the central body 30 and comprising at least one machining means such as a rotary cutter 51, this machining tool being rotatable about said common axis A,

- un premier moteur 52 d’entraînement en rotation de la fraise d’usinage 51, et de préférence- a first motor 52 for driving the machining cutter 51 in rotation, and preferably

- un second moteur 32 d’entraînement en rotation, au moins des outils de mesure 40 et d’usinage 50, autour de l’axe A.- a second motor 32 for driving in rotation, at least measuring tools 40 and machining tools 50, around the axis A.

Les outils d’usinage 50 et de mesure 40 ainsi que le corps central 30, sont par exemple reliés entre eux par un arbre 90. L’arbre s’étend radialement selon une dimension sensiblement inférieure à celle d’un diamètre intérieur du carter 3 afin de permettre l’insertion axiale de l’outillage 20 dans le carter 3. Les outils d’usinage 50 et de mesure 40 sont notamment sensiblement diamétralement opposés par rapport à l’axe A.The machining 50 and measuring 40 tools as well as the central body 30 are, for example, interconnected by a shaft 90. The shaft extends radially along a dimension substantially smaller than that of an inside diameter of the casing 3 in order to allow the axial insertion of the tool 20 in the casing 3. The machining 50 and measuring 40 tools are in particular substantially diametrically opposed with respect to the axis A.

L’invention concerne aussi un procédé de réparation d’une couche annulaire abradable 10b au moyen de l’outillage 20, comportant les étapes consistant à :The invention also relates to a method for repairing an abradable annular layer 10b by means of the tool 20, comprising the steps consisting in:

a) centrer voire fixer le corps central 30 sur le disque 2 de soufflante,a) center or even fix the central body 30 on the fan disc 2,

b) mettre en rotation la fraise 51 au moyen du premier moteur 52, et mettre en rotation les outils de mesure 40 et d’usinage 50 autour de l’axe A, par exemple au moyen du second moteur 32, de façon à usiner la couche abradable du carter.b) rotating the milling cutter 51 by means of the first motor 52, and rotating the measuring 40 and machining 50 tools around the axis A, for example by means of the second motor 32, so as to machine the abradable layer of the crankcase.

L’étape b) comprend par exemple la réalisation d’au moins une passe annulaire avec la fraise 51 sur la couche abradable 10b, et de préférence deux passes annulaires successives, de façon à retirer une épaisseur de la couche abradable 10b comprise entre 2 et 10mm. Par « passe », on entend la réalisation d’une rotation complète de l’outillage 20 autour de l’axe A.Step b) comprises for example the production of at least one annular pass with the cutter 51 on the abradable layer 10b, and preferably two successive annular passes, so as to remove a thickness of the abradable layer 10b comprised between 2 and 10mm. By "pass" is meant the realization of a complete rotation of the tool 20 around the axis A.

Le procédé peut également comprendre au moins une étape préalable choisie parmi :The method can also comprise at least one preliminary step chosen from:

- le démontage d’un cône (référencé 15 sur la ) vis-à-vis du disque 2 de soufflante,- removing a cone (referenced 15 on the ) opposite fan disc 2,

- la mise en rotation des outils de mesure 40 et d’usinage 50 autour de l’axe A, par exemple au moyen du second moteur 32, sans mettre en rotation la fraise 51, de façon à s’assurer que le palpeur 41 prenne appui et soit correctement positionné sur la couche abradable 10b,- the rotation of the measuring tools 40 and machining 50 around the axis A, for example by means of the second motor 32, without rotating the cutter 51, so as to ensure that the feeler 41 takes support and is correctly positioned on the abradable layer 10b,

- le montage des outils de mesure 40 et d’usinage 50 sur le corps central 30, ces outils 40, 50 étant choisis en fonction de la forme et des dimensions du carter 3 ainsi que de la couche abradable 10b, et- the mounting of the measuring 40 and machining 50 tools on the central body 30, these tools 40, 50 being chosen according to the shape and dimensions of the casing 3 as well as of the abradable layer 10b, and

- le levage et le déplacement de l’outillage 20 depuis une zone de stockage jusqu’à la turbomachine, au moyen d’un palan 60 et d’une poutre de liaison 70 du palan 60 à l’outillage 20, cette poudre 70 ayant par exemple une forme générale en L ou U.- lifting and moving the tool 20 from a storage area to the turbine engine, by means of a hoist 60 and a connecting beam 70 from the hoist 60 to the tool 20, this powder 70 having for example a general L or U shape.

L’outillage 20 est ainsi amené à l’intérieur du carter 3, notamment par l’intermédiaire du palan 60 et de la poutre 70. L’outillage 20 présente une masse comprise entre 100 et 150 kg.The tool 20 is thus brought inside the casing 3, in particular via the hoist 60 and the beam 70. The tool 20 has a mass of between 100 and 150 kg.

Le palan 60 est mobile verticalement, c’est-à-dire qu’il se déplace de haut en bas, afin de positionner l’outillage 20 à la hauteur du carter 3, c’est-à-dire à la hauteur à laquelle le carter 3 et l’outillage 20 partagent le même axe de révolution A, dans le but de permettre le centrage, l’insertion et la fixation de l’outillage 20 dans le carter 3.The hoist 60 is vertically mobile, that is to say it moves from top to bottom, in order to position the tool 20 at the height of the casing 3, that is to say at the height at which the casing 3 and the tool 20 share the same axis of revolution A, in order to allow the centering, insertion and fixing of the tool 20 in the casing 3.

La poutre 70 présente ici une forme de U. La poutre 70 comprend ainsi trois barres 71, 72, 73 formant le U. La première barre 71 s’étend sensiblement horizontalement et est montée sur le palan 60 par l’intermédiaire d’une liaison mobile autorisant son déplacement horizontal, c’est-à-dire en particulier parallèlement à l’axe A. La première barre 71 est montée sur le palan 60 de manière à centrer horizontalement le centre de gravité de l’ensemble de l’outillage 20 et de la poutre 70 par rapport au palan 60. La deuxième barre 72 s’étend sensiblement verticalement et relie la première barre 72 à une troisième barre 73 de la poutre 70. La troisième barre 73 s’étend sensiblement horizontalement et est fixée au niveau de son extrémité libre 74 à l’outillage 20 et en particulier au niveau d’un point quelconque de l’arbre 90. Les première, deuxième et troisième barres 71, 72, 73 sont fixes les unes par rapport aux autres.The beam 70 here has a U-shape. The beam 70 thus comprises three bars 71, 72, 73 forming the U. The first bar 71 extends substantially horizontally and is mounted on the hoist 60 via a link mobile allowing its horizontal displacement, that is to say in particular parallel to the axis A. The first bar 71 is mounted on the hoist 60 so as to horizontally center the center of gravity of the assembly of the tool 20 and of the beam 70 with respect to the hoist 60. The second bar 72 extends substantially vertically and connects the first bar 72 to a third bar 73 of the beam 70. The third bar 73 extends substantially horizontally and is fixed at the level from its free end 74 to the tool 20 and in particular at any point on the shaft 90. The first, second and third bars 71, 72, 73 are fixed relative to each other.

Ainsi, une fois que l’outillage 20 est centré par rapport au carter 3 grâce au palan 60, il est inséré suivant l’axe A dans le carter 3 par un déplacement horizontal de la poutre 70 par rapport au palan 60, notamment par l’intermédiaire de sa première barre 71. Une fois l’outillage 20 inséré à l’intérieur du carter 3, il est fixé au disque 2 de soufflante par l’intermédiaire d’un moyen de fixation 31 que comprend le corps central 30.Thus, once the tool 20 is centered relative to the casing 3 thanks to the hoist 60, it is inserted along the axis A in the casing 3 by a horizontal displacement of the beam 70 relative to the hoist 60, in particular by the through its first bar 71. Once the tool 20 has been inserted inside the casing 3, it is fixed to the fan disc 2 by means of a fixing means 31 which the central body 30 comprises.

La poutre 70 est alors désolidarisée de l’outillage 20 et fait une translation inverse pour sortir du carter 3.The beam 70 is then separated from the tool 20 and makes a reverse translation to come out of the casing 3.

L’outillage 20 comprend en outre des moyens de déplacement 58 permettant de déplacer l’outil d’usinage 50 en translation par rapport à l’arbre 90, c’est-à-dire radialement. Ces moyens de déplacement 58 permettent ainsi de positionner la fraise 51 au contact de la couche abradable afin de pouvoir régler la profondeur de passe et donc d’effectuer l’usinage.The tool 20 further comprises movement means 58 allowing the machining tool 50 to be moved in translation with respect to the shaft 90, that is to say radially. These displacement means 58 thus make it possible to position the cutter 51 in contact with the abradable layer in order to be able to adjust the depth of cut and therefore to carry out the machining.

Le disque 2 de soufflante est entraîné en rotation avec les outils de mesure 40 et d’usinage 50 à l’étape b), par exemple par l’intermédiaire du second moteur 32.The fan disc 2 is driven in rotation with the measuring 40 and machining 50 tools in step b), for example via the second motor 32.

Au moins un des premier 52 et second 32 moteurs est pneumatique.At least one of the first 52 and second 32 motors is pneumatic.

L’outillage 20 comprend en particulier une entrée pneumatique 80 pour faire tourner le second moteur 32, par exemple à une vitesse de 3500 tours/minute. L’outillage 20 comprend également un circuit pneumatique 81 destiné à alimenter le premier moteur 52. Le premier moteur 52 entraine en particulier la fraise 51 en rotation autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe A.The tool 20 comprises in particular a pneumatic input 80 to rotate the second motor 32, for example at a speed of 3500 rpm. The tool 20 also includes a pneumatic circuit 81 intended to supply the first motor 52. The first motor 52 in particular drives the cutter 51 in rotation around an axis substantially parallel to the axis A.

Chacun des premier 52 et second 32 moteurs peut avoir une commande distincte. Par conséquent, ils peuvent tourner à deux vitesses de rotation distinctes. Il est alors possible d’effectuer une rotation complète de l’outil de mesure 40 et de l’outil d’usinage 50 avec le palpeur en contact de la couche abradable pour en mesurer son épaisseur sans que la fraise 51 soit mise en rotation.Each of the first 52 and second 32 motors may have a separate drive. Therefore, they can rotate at two distinct rotational speeds. It is then possible to perform a complete rotation of the measuring tool 40 and of the machining tool 50 with the feeler in contact with the abradable layer to measure its thickness without the cutter 51 being rotated.

Comme mieux visible sur les figures 7 et 8, la fraise 51 est logée dans un capot 53 de protection et de confinement de copeaux et poussières, ce capot 53 étant porté par l’outil d’usinage 50.As best seen in Figures 7 and 8, the cutter 51 is housed in a cover 53 for protection and containment of chips and dust, this cover 53 being carried by the machining tool 50.

Le capot 53 est ici relié par un tuyau 54 à une pompe (non représentée) d’aspiration des copeaux et poussières. L’aspirateur permet ainsi de parer à toute aspiration de poussières par les opérateurs. Le capot 53 est par exemple transparent afin d’avoir une visualisation de la fraise 51 et de la couche abradable 10b lors de l’usinage.The cover 53 is here connected by a pipe 54 to a pump (not shown) for suction of chips and dust. The vacuum cleaner thus makes it possible to prevent any aspiration of dust by the operators. The cover 53 is for example transparent in order to have a visualization of the cutter 51 and the abradable layer 10b during machining.

La fraise 51 a une dimension d’usinage le long de l’axe A, qui est configurée pour représenter au moins 90% de la dimension de la couche abradable 10b le long de cet axe A. Ainsi il n’est pas nécessaire de prévoir un déplacement axial de la fraise 51 pour reconditionner la couche abradable une fois que l’outillage 20 est positionné axialement correctement à l’intérieur du carter 3. La fraise 51 a ici une dimension H de 120 mm en hauteur et une longueur L de 213 mm. La fraise 51 est en particulier de forme complémentaire à celle de la couche abradable.The cutter 51 has a machining dimension along the axis A, which is configured to represent at least 90% of the dimension of the abradable layer 10b along this axis A. Thus it is not necessary to provide an axial displacement of the cutter 51 to recondition the abradable layer once the tool 20 is positioned axially correctly inside the casing 3. The cutter 51 here has a dimension H of 120 mm in height and a length L of 213 mm. The cutter 51 is in particular of complementary shape to that of the abradable layer.

La fraise 51 comprend au moins un élément 55 d’usinage et notamment de 2 à 8 éléments d’usinage, configurés pour être contact avec la couche abradable afin de l’usiner. Le ou les éléments d’usinage 55 sont par exemple en carbure et notamment fixés à un corps 56 de fraise par l’intermédiaire de vis 57. Le ou les éléments 55 d’usinage sont par exemple des lames ou arrêtes.The cutter 51 comprises at least one machining element 55 and in particular from 2 to 8 machining elements, configured to be in contact with the abradable layer in order to machine it. The machining element(s) 55 are for example made of carbide and in particular fixed to a cutter body 56 by means of screws 57. The machining element(s) 55 are for example blades or edges.

Comme mieux visible à la , le palpeur 41 a une forme allongée le long de l’axe A présentant ainsi la forme d’un bras de mesure. Le palpeur 41 prend ainsi la forme de la couche abradable et/ou celle du carter. L’outil de mesure 40 comprend par exemple de 2 à 4 palpeurs 41. Le ou les palpeurs 41 sont reliés par leurs extrémités longitudinales 42a, 42b à des guides 43a, 43b autorisant des déplacements du ou des palpeurs 41 dans une direction radiale par rapport à l’axe A. Le ou les palpeurs 41 se déplacent donc radialement pour rester en contact avec la couche abradable afin de mesurer précisément son épaisseur et permettre de fournir les informations sur l’épaisseur de couche abradable qu’il reste à usiner et/ou déjà usinée. Les guides 43a, 43b permettent ainsi au(x) palpeur(s) 41 de prendre appui et d’être correctement positionnés sur la couche abradable 10b.As best seen at the , the feeler 41 has an elongated shape along the axis A thus having the shape of a measuring arm. The feeler 41 thus takes the form of the abradable layer and/or that of the casing. The measuring tool 40 comprises for example 2 to 4 feelers 41. The feeler(s) 41 are connected by their longitudinal ends 42a, 42b to guides 43a, 43b allowing movement of the feeler(s) 41 in a radial direction with respect to to the axis A. The feeler(s) 41 therefore move radially to remain in contact with the abradable layer in order to precisely measure its thickness and make it possible to provide information on the thickness of the abradable layer that remains to be machined and/ or already machined. The guides 43a, 43b thus allow the probe(s) 41 to bear and to be correctly positioned on the abradable layer 10b.

Claims (11)

Outillage (20) d’usinage d’une couche annulaire abradable (10b) d’un carter (3) de soufflante (1) d’une turbomachine d’aéronef, cet outillage (20) étant configuré pour être au moins en partie logé dans ledit carter (3) et comportant :
- un corps central (30) de centrage configuré pour coopérer avec un disque (2) de soufflante de la turbomachine,
- un outil de mesure (40) relié au corps central (30) et comportant au moins un palpeur (41) configuré pour prendre appui sur ladite couche (10b), cet outil de mesure étant mobile en rotation autour d’un axe commun (A) au corps central (30) et au disque (2) de soufflante,
- un outil (50) d’usinage relié au corps central (30) et comportant au moins un moyen (51) d’usinage, cet outil d’usinage étant mobile en rotation autour dudit axe commun (A), et
- un premier moteur (52) d’entraînement en rotation dudit moyen d’usinage (51).
Tooling (20) for machining an abradable annular layer (10b) of a casing (3) of a fan (1) of an aircraft turbine engine, this tooling (20) being configured to be at least partially housed in said casing (3) and comprising:
- a central centering body (30) configured to cooperate with a fan disc (2) of the turbine engine,
- a measuring tool (40) connected to the central body (30) and comprising at least one feeler (41) configured to rest on said layer (10b), this measuring tool being rotatable about a common axis ( A) to the central body (30) and to the fan disc (2),
- a machining tool (50) connected to the central body (30) and comprising at least one machining means (51), this machining tool being rotatable around said common axis (A), and
- a first motor (52) for driving said machining means (51) in rotation.
Outillage (20) selon la revendication 1, dans lequel les outils d’usinage (50) et de mesure (40) sont sensiblement diamétralement opposés par rapport audit axe (A).Tooling (20) according to claim 1, in which the machining (50) and measuring (40) tools are substantially diametrically opposed with respect to said axis (A). Outillage (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel il comprend un second moteur d’entraînement en rotation (32), au moins des outils de mesure (40) et d’usinage (50), autour dudit axe commun (A).Tooling (20) according to claim 1 or 2, in which it comprises a second rotary drive motor (32), at least measuring (40) and machining (50) tools, around said common axis (A ). Outillage (20) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen d’usinage (51) est logé dans un capot (53) de protection et de confinement de copeaux et poussières, ce capot (53) étant porté par l’outil (50) d’usinage.Tool (20) according to one of the preceding claims, in which the said machining means (51) is housed in a cover (53) for protecting and containing shavings and dust, this cover (53) being carried by the machining tool (50). Outillage (20) selon la revendication 4, dans lequel le capot (53) est relié par un tuyau (54) à une pompe d’aspiration des copeaux et poussières.Tool (20) according to claim 4, in which the cover (53) is connected by a pipe (54) to a suction pump for shavings and dust. Outillage (20) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le palpeur (41) a une forme allongée le long dudit axe (A) et est relié par ses extrémités longitudinales (42a, 42b) à des guides (43a, 43b) autorisant des déplacements du palpeur (41) dans une direction radiale par rapport audit axe (A).Tool (20) according to one of the preceding claims, in which the feeler (41) has an elongated shape along the said axis (A) and is connected by its longitudinal ends (42a, 42b) to guides (43a, 43b) allowing movements of the feeler (41) in a radial direction with respect to said axis (A). Outillage (20) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen d’usinage (51) a une dimension d’usinage le long dudit axe (A), qui est configurée pour représenter au moins 90% de la dimension de la couche abradable (10b) le long de cet axe (A).Tooling (20) according to one of the preceding claims, wherein said machining means (51) has a machining dimension along said axis (A), which is configured to represent at least 90% of the dimension of the abradable layer (10b) along this axis (A). Procédé de réparation d’une couche annulaire abradable (10b) d’un carter (3) de soufflante (1) d’une turbomachine d’aéronef, au moyen d’un outillage (20) selon l’une des revendications précédentes, comportant les étapes consistant à :
a) centrer le corps central (30) sur le disque (2) de soufflante,
b) mettre en rotation ledit moyen d’usinage (51) au moyen du premier moteur (52), et mettre en rotation les outils de mesure (40) et d’usinage (50) autour dudit axe (A), de façon à usiner la couche abradable du carter.
Method for repairing an abradable annular layer (10b) of a casing (3) of a fan (1) of an aircraft turbine engine, by means of a tool (20) according to one of the preceding claims, comprising the steps consisting of:
a) center the central body (30) on the fan disc (2),
b) rotating said machining means (51) by means of the first motor (52), and rotating the measuring tools (40) and machining tools (50) about said axis (A), so as to machine the abradable layer of the housing.
Procédé selon la revendication 8, dans lequel il comprend au moins une étape préalable choisie parmi :
- le démontage d’un cône (15) vis-à-vis dudit disque (2) de soufflante,
- la mise en rotation des outils de mesure (40) et d’usinage (50) autour dudit axe (A), sans mettre en rotation la fraise (51), de façon à s’assurer que le palpeur (41) prenne appui et soit correctement positionné sur la couche abradable (10b),
- le montage des outils de mesure (40) et d’usinage (50) sur le corps central (30), ces outils (40, 50) étant choisis en fonction de la forme et des dimensions du carter (3) ainsi que de la couche abradable (10b), et
- le levage et le déplacement de l’outillage (20) depuis une zone de stockage jusqu’à la turbomachine, au moyen d’un palan (60) et d’une poutre (70) de liaison du palan (60) à l’outillage (20), cette poudre (70) ayant par exemple une forme générale en L ou U.
Process according to claim 8, in which it comprises at least one preliminary step chosen from:
- the dismantling of a cone (15) vis-à-vis said fan disc (2),
- rotating the measuring (40) and machining (50) tools around said axis (A), without rotating the cutter (51), so as to ensure that the feeler (41) bears and is correctly positioned on the abradable layer (10b),
- the mounting of the measuring (40) and machining (50) tools on the central body (30), these tools (40, 50) being chosen according to the shape and dimensions of the casing (3) as well as the abradable layer (10b), and
- lifting and moving the tool (20) from a storage area to the turbine engine, by means of a hoist (60) and a beam (70) connecting the hoist (60) to the tool (20), this powder (70) having for example a general L or U shape.
Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le disque (2) de soufflante est entraîné en rotation avec les outils de mesure (40) et d’usinage (50) à l’étape b).Method according to Claim 8 or 9, in which the fan disc (2) is rotated with the measuring (40) and machining (50) tools in step b). Procédé selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel l’étape b) comprend la réalisation d’au moins une passe annulaire avec la fraise (51) sur la couche abradable (10b), et de préférence deux passes annulaires successives, de façon à retirer une épaisseur de la couche abradable (10b) comprise entre 2 et 10mm.Method according to one of Claims 8 to 10, in which step b) comprises performing at least one annular pass with the cutter (51) on the abradable layer (10b), and preferably two successive annular passes, so as to remove a thickness of the abradable layer (10b) comprised between 2 and 10mm.
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