FR3127899A1 - Formation d’un revetement abradable a l’interieur d’un carter de turbomachine - Google Patents

Formation d’un revetement abradable a l’interieur d’un carter de turbomachine Download PDF

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Guillaume Julien ABADIE
Alexandre Bernard Marie BOISSON
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Abstract

Outillage (20) de formation d’un revêtement abradable (18) dans un module (40) de turbomachine d’aéronef, ce module (40) comportant un carter annulaire (10) de stator et un rotor central (42) mobile à l’intérieur du carter (10) autour d’un axe (A), caractérisé en ce qu’il comporte une première partie (70) qui est fixée sur le rotor (42), une seconde partie (71) qui comprend au moins un premier bras transversal s’étendant radialement vers l’extérieur et portant des rouleaux d’étalement (80), et un volant (82) centré sur ledit axe (B) et configuré pour être tourné manuellement par un opérateur en vue de la mise en rotation de l’outillage (20) et du rotor à l’intérieur du carter (10), de façon à ce que les rouleaux d’étalement (80) soient aptes à étaler une résine en vue de la formation dudit revêtement (18). Figure pour l'abrégé : Figure 3

Description

FORMATION D’UN REVETEMENT ABRADABLE A L’INTERIEUR D’UN CARTER DE TURBOMACHINE
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne notamment un outillage et un procédé de formation d’un revêtement abradable à l’intérieur d’un carter annulaire d’un module de turbomachine d’aéronef.
Arrière-plan technique
Une turbomachine comprend à son extrémité amont (par référence à l’écoulement des gaz dans la turbomachine) une soufflante comportant une roue à aubes qui est entourée par un carter, appelé carter de rétention du fait de sa fonction de rétention des aubes en cas de rupture de celles-ci.
De façon connue, les roues à aubes d’une turbomachine sont entourées par un stator qui porte un revêtement annulaire en matériau abradable. Le revêtement s’étend autour et à faible distance radiale des aubes, qui peuvent en fonctionnement frotter contre le matériau et l’user par frottement. Ceci permet d’optimiser les jeux radiaux entre les aubes et le stator qui les entoure et donc de limiter les fuites de gaz aux sommets ou extrémités radialement externes des aubes.
Dans le cas d’un carter de rétention, les aubes de soufflante sont entourées par une couche abradable qui recouvre une surface annulaire interne du carter. Dans la technique actuelle, cette couche abradable est obtenue par étalement d’une résine polymérisable sur la surface. Cette résine est martelée manuellement pour évacuer au maximum les bulles d’air et pour plaquer la résine sur le carter. La finition se fait par calandrage réalisé par passage d’une règle de forme sans contrôle possible de l’effort imposé. De plus, ce calandrage a tendance à imposer à la résine un effort de décollement. C’est donc une opération manuelle qui nécessite un savoir-faire long à acquérir ce qui la rend par conséquent longue à mettre en œuvre et coûteuse.
La Déposante a déjà proposé dans la demande WO-A1-2016/203141 un dispositif de revêtement d’un carter de turbomachine, qui comporte des moyens de dépôt de résine et des moyens d’étalement de cette résine. Ces moyens d’étalement comprennent des rouleaux. Ce dispositif permet de remplacer des opérations manuelles de la technique antérieure par des opérations automatisées et donc plus facilement reproductibles. Le dispositif comprend en outre des moyens de dévidement d’un film plastique destiné à être intercalé entre lesdits rouleaux et la résine. Le film plastique évite l’adhésion de la résine aux rouleaux et permet de garantir un bon état de surface (par exemple lisse et brillant) au revêtement abradable.
Cette demande décrit également une installation comportant le dispositif et un chariot de transport comportant des moyens de mise en rotation du carter autour d’un axe horizontal. Le dispositif est destiné à être solidarisé au chariot et le carter est déplacé en rotation autour de l’axe horizontal de façon à ce que la résine soit déposée et étalée dans le carter, ces étapes étant automatisées.
La Déposante a également déjà proposé dans la demande FR-A1-3 048 018 un dispositif d’application de matériau abradable sur une surface d’un carter de turbomachine. Ce dispositif comprend plusieurs moyens de guidage et des moyens de réglage de la position d’un rouleau d’étalement.
La Déposante propose désormais un perfectionnement à ces dispositifs. Des buts de ce perfectionnement sont de simplifier la formation du revêtement et de garantir la reproductibilité de cette formation.
L’invention propose ainsi un outillage de formation d’un revêtement abradable dans un module de turbomachine d’aéronef, ce module comportant un carter annulaire de stator et un rotor central mobile à l’intérieur du carter autour d’un axe, caractérisé en ce qu’il comporte :
- une première partie qui est configurée pour être centrée et fixée sur le rotor,
- une seconde partie qui comporte au moins un premier bras transversal s’étendant radialement vers l’extérieur et portant des rouleaux d’étalement, et
- un volant centré sur ledit axe et configuré pour être tourné manuellement par un opérateur en vue de la mise en rotation de l’outillage et du rotor à l’intérieur du carter, de façon à ce que les rouleaux d’étalement soient aptes à étaler une résine en vue de la formation dudit revêtement.
Comme évoqué dans ce qui précède, le revêtement abradable est obtenu par étalement d’une résine qui est préalablement préparée, par exemple par mélange de deux ou plusieurs composants. Cette résine se présente en général sous la forme d’une pâte et est déposée sur la surface interne du carter. Le dépôt de la résine peut être fait manuellement par un opérateur. Comme dans la technique antérieure, l’étalement de la résine est réalisé par des rouleaux. Selon l’invention, les rouleaux sont portés par l’outillage qui est délacé en rotation par l’intermédiaire d’un volant et donc directement par un opérateur. Cette opération n’est donc pas automatisée car l’intervention humaine pour cette opération s’avère être importante pour garantir une bonne qualité de l’étalement. L’outillage est solidaire du rotor du module et tourne donc avec ce rotor à l’intérieur du carter qui reste fixe. Contrairement à la technique antérieure, ce sont les rouleaux qui sont mobiles autour d’un même axe, et c’est le carter du module qui est fixe. Il est plus simple et plus précis d’utiliser le carter comme référentiel fixe et de faire tourner l’outillage avec le rotor du module, pour garantir également une bonne qualité de l’étalement de la résine et de formation du revêtement. L’invention permet ainsi de simplifier de manière significative l’outillage, de faciliter son utilisation, mais aussi d’améliorer la qualité finale du revêtement abradable.
L’outillage selon l’invention peut être utilisé pour étaler une résine et former un revêtement abradable à partir de cette résine, à l’intérieur de n’importe quel carter de turbomachine. Il peut s’agir par exemple mais de manière non limitative d’un carter de rétention des aubes d’une soufflante de turbomachine.
L’outillage selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :
- la première partie comprend des crochets de fixation qui sont répartis autour de l’axe et qui sont configurés pour coopérer avec ledit rotor afin d’assurer la fixation de l’outillage sur le rotor ;
- la première partie comprend des pattes de centrage qui sont réparties autour de l’axe et qui sont configurées pour coopérer avec ledit rotor en vue d’assurer le centrage de l’outillage sur le rotor ;
- les crochets et/ou les pattes sont situés sur une circonférence centrée sur ledit axe, qui a un premier diamètre, et le volant a un second diamètre qui est supérieur au premier diamètre ;
- la première partie comprend des pions ou des orifices de support qui sont parallèles audit axe ;
- l’outillage comprend un second bras transversal qui est diamétralement opposé au premier bras par rapport audit axe, et qui porte au moins un contrepoids ;
- l’outillage comprend en outre un levier de réglage de la position radiale desdits rouleaux vis-à-vis dudit axe ;
La présente invention concerne également un ensemble comportant un outillage tel que décrit ci-dessus, avec un chariot de transport, ce chariot de transport comportant un bâti, des roulettes fixées au bâti, un premier espace de logement dudit outillage, et au moins un organe de support de l’outillage dans ledit premier espace de sorte que l’axe de l’outillage soit horizontal.
L’ensemble selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :
- ledit organe de support comprend des éléments qui sont complémentaires aux pions ou aux orifices et qui sont configurés pour coopérer par engagement mâle-femelle avec ces pions ou orifices ;
- ledit organe de support comprend un montant vertical fixe, une platine qui est montée mobile en translation verticale sur ce montant et qui porte lesdits éléments, et une manivelle de réglage de la position de la platine sur le montant ;
- l’ensemble comprend en outre un flasque annulaire de protection destiné à protéger ledit rotor, le chariot de transport comportant en outre un second espace de logement du flasque, et au moins un organe de support du flasque dans ce second espace.
La présente invention concerne également une installation de formation d’un revêtement abradable à l’intérieur dans un module de turbomachine d’aéronef, cette installation comportant un ensemble tel que décrit ci-dessus, et un module de turbomachine d’aéronef, ce module comportant :
- un rotor central ayant un axe de rotation, et
- un carter annulaire de stator qui s’étend autour de l’axe et du moyeu, ce carter comportant une surface annulaire interne sur laquelle une résine est destinée à être étalée par les rouleaux dudit outillage en vue de la formation du revêtement.
La présente invention concerne également un procédé de formation d’un revêtement abradable dans un carter annulaire d’un module de turbomachine d’aéronef au moyen d’une installation telle que décrite ci-dessus, dans lequel il comprend :
- une étape a) de déplacement dudit ensemble vers le module,
- une étape b) d’alignement de l’axe de l’outillage sur l’axe du rotor,
- une étape c) de fixation de la première partie de l’outillage sur le moyeu du rotor,
- une étape d) de retrait du chariot vis-à-vis du module,
- une étape e) de dépose de résine sur la surface du carter, cette étape pouvant être réalisée avant l’une des étapes qui précède,
- une étape f) de mise en rotation manuelle par un opérateur de l’outillage et du rotor à l’intérieur du carter, grâce au volant, de façon à étaler la résine avec les rouleaux sur la surface du carter,
- une étape g) de support de l’outillage par le chariot,
- une étape h) de désolidarisation de l’outillage vis-à-vis du rotor,
- une étape i) de retrait de l’outillage vis-à-vis du module grâce au chariot.
Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :
- le procédé comprend, avant l’étape a), ou entre les étapes a) et b) ou b) et c), une étape de fixation du flasque sur le moyeu du module ;
- le procédé comprend, entre les étapes d) et e) ou e) et f), une étape d’ajustement de la position radiale des rouleaux vis-à-vis de l’axe du rotor ;
- l’étape e) est réalisée manuellement par un opérateur.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :
la est une vue schématique en perspective d’un carter annulaire d’une turbomachine, ce carter comportant un revêtement abradable interne ;
la est une demi-vue schématique en coupe axiale du carter de la ;
la est une vue schématique en perspective d’une installation selon l’invention, cette installation comportant un module de turbomachine et un ensemble comportant un chariot de transport et un outillage de formation du revêtement abradable ;
la est une vue schématique de côté de l’installation de la ;
la est une vue schématique en perspective et à plus grande échelle d’un détail de l’outillage de la et montre des rouleaux d’étalement ;
la est une vue schématique en perspective du chariot de transport de la ;
la est une vue schématique en perspective de l’outillage de la , et en particulier d’une face arrière de cet outillage ;
la est une vue schématique en perspective de l’outillage de la , et en particulier d’une face avant de cet outillage ;
la est une vue schématique en perspective d’un détail de l’outillage de la , et montre des organes de fixation et de centrage ;
la est une vue schématique en perspective d’un flasque annulaire pour l’ensemble selon l’invention
la est une vue schématique en perspective d’un détail du flasque de la lorsqu’il est monté dans le module ;
la est une vue schématique en perspective de l’installation de la , et illustre une étape d’un procédé selon l’invention ;
la est une vue schématique de face de l’outillage de la , et illustre une étape d’un procédé selon l’invention ;
la est une vue schématique en perspective de l’outillage et d’une partie du module de la , et illustre une étape d’un procédé selon l’invention ;
la est une vue schématique de face de l’outillage et d’une partie du module de la , et illustre une étape d’un procédé selon l’invention ;
la est une vue schématique en perspective de l’outillage monté sur le module de la , et illustre une étape d’un procédé selon l’invention ; et
la est une vue schématique en perspective de l’installation de la , et illustre une étape d’un procédé selon l’invention.

Claims (15)

  1. Outillage (20) de formation d’un revêtement abradable (18) dans un module (40) de turbomachine d’aéronef, ce module (40) comportant un carter annulaire (10) de stator et un rotor central (42) mobile à l’intérieur du carter (10) autour d’un axe (A), caractérisé en ce qu’il comporte :
    - une première partie (70) qui est configurée pour être centrée et fixée sur le rotor (),
    - une seconde partie (71) qui comporte au moins un premier bras (78) transversal s’étendant radialement vers l’extérieur et qui porte des rouleaux d’étalement (80), et
    - un volant (82) centré sur ledit axe (A) et configuré pour être tourné manuellement par un opérateur en vue de la mise en rotation de l’outillage (20) et du rotor à l’intérieur du carter (10), de façon à ce que les rouleaux d’étalement (80) soient aptes à étaler une résine en vue de la formation dudit revêtement (18).
  2. Outillage (20) selon la revendication 1, dans lequel la première partie (70) comprend :
    - des crochets de fixation (72) qui sont répartis autour de l’axe (B) et qui sont configurés pour coopérer avec ledit rotor (42) afin d’assurer la fixation de l’outillage (20) sur le rotor (42), et/ou
    - des pattes de centrage (74) qui sont réparties autour de l’axe (A) et qui sont configurées pour coopérer avec ledit rotor (42) en vue d’assurer le centrage de l’outillage (20) sur le rotor (42).
  3. Outillage (20) selon la revendication 2, dans lequel les crochets (72) et/ou les pattes (74) sont situés sur une circonférence centrée sur ledit axe (A), qui a un premier diamètre (D1, D1’), et le volant (82) a un second diamètre (D2) qui est supérieur au premier diamètre (D1, D1’).
  4. Outillage (20) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première partie (70) comprend des pions ou des orifices (76) de support qui sont parallèles audit axe (A).
  5. Outillage (20) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend un second bras (86) transversal qui est diamétralement opposé au premier bras (78) par rapport audit axe (A), et qui porte au moins un contrepoids (88).
  6. Outillage (20) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend en outre un levier (84) de réglage de la position radiale desdits rouleaux (80) vis-à-vis dudit axe (A).
  7. Ensemble comportant un outillage (20) selon l’une des revendications précédentes, avec un chariot de transport (30), ce chariot de transport (30) comportant un bâti (32), des roulettes (34) fixées au bâti (32), un premier espace (E1) de logement dudit outillage (20), et au moins un organe (36) de support de l’outillage (20) dans ledit premier espace (E1) de sorte que l’axe (B) de l’outillage (20) soit horizontal.
  8. Ensemble selon la revendication 7, l’outillage (20) étant tel que défini à la revendication 4 ou à l’une des revendications 5 et 6 en combinaison avec la revendication 4, dans lequel ledit organe de support (36) comprend des éléments qui sont complémentaires aux pions ou aux orifices (76) et qui sont configurés pour coopérer par engagement mâle-femelle avec ces pions ou orifices (76).
  9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel ledit organe de support (36) comprend un montant vertical (32b) fixe, une platine (38) qui est montée mobile en translation verticale sur ce montant (32b) et qui porte lesdits éléments, et une manivelle (48) de réglage de la position de la platine (38) sur le montant (32b).
  10. Ensemble selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel il comprend en outre un flasque annulaire (50) de protection destiné à protéger ledit rotor (), le chariot de transport (30) comportant en outre un second espace (E2) de logement du flasque (50), et au moins un organe (56) de support du flasque (50) dans ce second espace (E2).
  11. Installation de formation d’un revêtement abradable (18) dans un module (40) de turbomachine d’aéronef, cette installation comportant un ensemble selon l’une des revendications 7 à 10, et un module (40) de turbomachine d’aéronef, ce module comportant :
    - un rotor central (42) ayant un axe de rotation (A), et
    - un carter annulaire (10) de stator qui s’étend autour de l’axe (A) et du moyeu (42), ce carter (10) comportant une surface annulaire interne (16) sur laquelle une résine est destinée à être étalée par les rouleaux (80) dudit outillage (80) en vue de la formation du revêtement (18).
  12. Procédé de formation d’un revêtement abradable (18) dans un module (40) de turbomachine d’aéronef au moyen d’une installation selon la revendication 11, dans lequel il comprend :
    - une étape a) de déplacement dudit ensemble vers le module (40),
    - une étape b) d’alignement de l’axe (B) de l’outillage (20) sur l’axe (A) du rotor (42),
    - une étape c) de fixation de la première partie (70) de l’outillage (20) sur le rotor (42) du module (40),
    - une étape d) de retrait du chariot (30) vis-à-vis du module (40),
    - une étape e) de dépose de résine sur la surface (16) du carter (10), cette étape pouvant être réalisée avant l’une des étapes qui précède,
    - une étape f) de mise en rotation manuelle par un opérateur de l’outillage (20) et du rotor (42) à l’intérieur du carter (10), grâce au volant (82), de façon à étaler la résine avec les rouleaux (80) sur la surface (16) du carter (10),
    - une étape g) de support de l’outillage (20) par le chariot (30),
    - une étape h) de désolidarisation de l’outillage (20) vis-à-vis du rotor (42),
    - une étape i) de retrait de l’outillage (20) vis-à-vis du module (40) grâce au chariot (30).
  13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel, l’ensemble étant tel que défini à la revendication 10, le procédé comprend, avant l’étape a), ou entre les étapes a) et b) ou b) et c), une étape de fixation du flasque (50) sur le rotor (42) du module (40).
  14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans lequel il comprend, entre les étapes d) et e) ou e) et f), une étape d’ajustement de la position radiale des rouleaux (80) vis-à-vis de l’axe (A) du rotor (42).
  15. Procédé selon l’une des revendications 12 à 14, dans lequel l’étape e) est réalisée manuellement par un opérateur.
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