Brevet FR2990190A1 — publié le 20131108

OUTIL DE MANUTENTION D'UN MODULE DE MOTEUR D'AERONEF DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEUR La présente invention concerne le domaine de la manutention d'un module de moteur d'aéronef, en particulier, un module haute-pression d'un turboréacteur à double corps. De manière classique, un moteur d'aéronef est fabriqué en modules séparés qui sont ensuite assemblés entre eux. Lors de la maintenance d'un moteur, il est nécessaire de séparer les différents modules afin de pouvoir réaliser des opérations de maintenance sur les modules endommagés. De manière classique, lorsque le moteur est retiré de l'aéronef, celui-ci est placé sur un chariot de support en position horizontale. Par « horizontale », on entend que l'axe du moteur s'étend selon la direction horizontale, parallèlement au sol. Pour réaliser une opération de maintenance sur un module prédéterminé, le module est suspendu verticalement pour permettre à un opérateur d'accéder aux composants du module. Les déplacements du module et son changement d'orientation, de la position horizontale à la position verticale, sont assurés par manutention au moyen d'équipements tels que des palans ou des chariots. Étant donné qu'un module de moteur d'aéronef est une pièce volumineuse, lourde et fragile, la manutention d'un tel module est une opération longue et délicate. A titre d'exemple, en référence à la figure 1A, lors de la maintenance d'un turboréacteur à double corps 1, il est nécessaire de séparer le module haute pression 2 de son carter structural 3 par dévissage d'un écrou de liaison du turboréacteur. Lors de cette opération de dévissage, le turboréacteur 1 repose horizontalement sur son chariot de support 4. Pour retirer le module haute pression 2, celui-ci est maintenu par une poutre de levage 50 comportant des branches verticales reliées à une partie médiane et à une partie aval du module haute pression 2 tandis que le carter structural 3 du turboréacteur 1 demeure fixe sur le chariot de support 4. En référence à la figure 1 B, la poutre de levage 50 déplace le module haute pression 2 du chariot de support 4 à un chariot auxiliaire 4' sur lequel le module haute pression 2 est supporté comme illustré à la figure 1C. Pour permettre le changement d'orientation du module haute pression 2, la poutre de levage 50 est retirée par l'opérateur et remplacée par un premier palan 51 et un deuxième palan 52 reliés respectivement aux extrémités aval et amont du module haute pression 2 comme représenté sur la figure 1C. Les palans 51, 52 soulèvent tout d'abord le module haute pression 2 au-dessus du chariot auxiliaire 4' puis le premier palan 51 exerce une traction verticale dirigée vers le haut supérieure à celle du deuxième palan 52 pour redresser le module haute pression 2 en position verticale comme illustré à la figure 1D. En position verticale suspendue, le module haute pression 2 peut être facilement démonté par un opérateur afin d'effectuer une opération de maintenance. La manutention d'un tel module 2 est d'autant plus longue qu'elle nécessite la mise en place d'outillages spécifiques assemblés aux extrémités du module 2, connus de l'homme du métier sous la désignation de « strongback », qui permettent de renforcer le module 2 tout en évitant le déplacement d'éléments mobiles à l'intérieur du module haute pression 2. Comme présenté précédemment en référence aux figures 1A à 1D, la manutention d'un module haute pression 2 doit être réalisée avec précautions pour assurer la sécurité des opérateurs et la stabilité du module haute pression 2 au cours de ses déplacements ce qui allonge la durée de maintenance d'un moteur d'aéronef. On connaît dans l'art antérieur par la demande de brevet FR 2 952 922 de la société SNECMA un ensemble de manutention d'un module de moteur d'aéronef pour l'assemblage de modules d'aéronef. Outre son encombrement, un tel ensemble ne permet pas à un opérateur de démonter un module en position verticale pour réaliser une opération de maintenance. En effet, le chariot de l'ensemble de manutention limitant l'accès sous le module de l'aéronef. PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION Pour éliminer les inconvénients précédemment cités, l'invention concerne un outil de manutention d'un module de moteur d'aéronef comprenant un corps de support ayant une forme de U inversé, définissant une poutre horizontale et deux branches verticales, et deux bras de fixation à un module de moteur d'aéronef, chaque bras de fixation étant relié à une branche du corps de support par une liaison pivot de manière à permettre la rotation du module autour d'un axe de rotation horizontal entre les branches du corps de support. L'outil de manutention selon l'invention permet de saisir un module en position verticale, de le déplacer dans un atelier de maintenance mais également de le retourner pour qu'il soit suspendu en position verticale pour permettre un démontage aisé. Du fait de sa polyvalence, l'outil de manutention accélère la maintenance d'un module d'aéronef. Grâce aux bras de fixation pivotants, le module est supporté de manière stable et sécurisée pour toute orientation. De manière préférée, le corps de support comporte des moyens de liaison à une chaine de traction. Ainsi, l'outil de manutention peut être déplacé de manière simple grâce aux chaines de tractions existantes dans un atelier. Il n'est plus nécessaire de recourir à des chariots comme dans l'art antérieur ce qui procure un gain de temps. Selon un aspect de l'invention, chaque bras de fixation comporte une extrémité de fixation à une extrémité du module, de préférence, à un élément de renforcement du module. Ainsi, le couple de rotation appliqué par le bras de fixation au module permet une rotation rapide et précise du module. Selon un autre aspect de l'invention, chaque bras de fixation comporte une extrémité de fixation à une attache avant du module. Ainsi, le bras de fixation peut être relié à un module de moteur alors que ce dernier est relié, par exemple en amont, à un autre module du moteur tel qu'un carter amont du moteur. L'outil de manutention selon l'invention peut ainsi être utilisé sur un moteur encore assemblé. La liaison à une attache avant d'un module permet d'éviter l'utilisation de pièces rapportées sur le module, procurant ainsi un gain de temps. De préférence, l'outil comporte des moyens d'engrenage pour faciliter la rotation des bras de fixation autour des branches du corps de support. Ainsi, la rotation du module est sécurisée, la masse du module ne générant pas de déplacement brusque lors de la rotation. De préférence, les moyens d'engrenage sont placés autour de la liaison pivot pour éviter tout balourd. De manière préférée, chaque branche du corps de support comporte des moyens de verrouillage, de préférence par brochage, de la position angulaire du bras de fixation en position horizontale pour permettre une liaison stable de l'outil avec le module lors de la fixation de l'outil. L'invention concerne également un ensemble d'un outil de manutention tel que présenté précédemment et d'un module de moteur d'aéronef, les bras de fixation étant fixés au module de manière à permettre la rotation du module autour d'un axe de rotation horizontal entre les branches du corps de support de l'outil de manutention. De préférence, les bras de fixation sont fixés au module de manière à ce que l'axe de rotation horizontal des branches de fixation par rapport au corps de support s'étende par le centre de gravité du module de manière à stabiliser le module et éviter tout balourd. De préférence, les bras de fixation sont fixés de manière diamétralement opposée à la circonférence du module afin de stabiliser le module aussi bien en position horizontale qu'en position verticale. De préférence, le module comporte des attaches avant et un élément de renforcement à une extrémité, chaque bras de fixation est relié d'une part à une attache avant et d'autre part à l'élément de renforcement. De manière avantageuse, le module peut être saisi par l'outil de manutention alors qu'il est encore relié au carter du moteur pour permettre son démontage avant basculement. PRESENTATION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels : les figures 1A-1D représentent des étapes de démontage d'un module haute pression d'un moteur d'aéronef selon l'art antérieur (déjà commentées) ; la figure 2 représente une vue en perspective depuis l'aval d'un outil de manutention selon l'invention avec le module en cours de basculement (après démontage du moteur); la figure 3 représente une vue en perspective depuis l'amont de l'outil de manutention de la figure 2 avec le module en cours de basculement (après démontage du moteur) ; la figure 4 représente une vue en perspective de côté de l'outil de manutention de la figure 2 avec le module en position horizontale (position de démontage et de retrait) ; la figure 5 représente une vue en perspective de l'outil de manutention de la figure 2 avec le module en position verticale (position de déplacement dans l'atelier et position de maintenance) ; la figure 6 représente une vue en perspective d'une autre forme de réalisation de l'outil de manutention ; et la figure 7 représente une vue en perspective d'une autre forme de réalisation de l'outil de manutention. Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE Une première forme de réalisation d'un outil 6 de manutention d'un module 2 de moteur d'aéronef est représentée aux figures 2 à 5. L'outil 6 comporte un corps de support 7, ayant une forme de U inversé définissant une poutre horizontale 70 et deux branches verticales 71, 72. L'outil 6 comporte en outre deux bras de fixation 81, 82 à un module 2 de moteur d'aéronef, chaque bras de fixation 81, 82 étant relié à une branche 71, 72 du corps de support 7 par une liaison pivot 9 de manière à permettre la rotation du module autour d'un axe de rotation horizontal V entre les branches 71, 72 du corps de support 7 (Figure 3). Module de moteur d'aéronef 2 Le module 2 s'étend longitudinalement selon un axe moteur X et possède globalement une forme de révolution. Dans cet exemple, le module 2 est un module haute pression d'un turboréacteur comportant un corps haute pression et un corps basse pression. Par la suite, les termes aval et amont sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans un moteur. Le module 2 comporte ici une extrémité aval sur laquelle est fixé un élément de renforcement et de maintien 22 connu de l'homme du métier sous la désignation de « strongback ». Le module 2 comporte par ailleurs deux éléments rapportés 83 connus de l'homme du métier sous sa désignation « d'attaches avant ». Corps de support 7 Le corps de support 7 est une pièce ayant une forme de U inversé. La poutre horizontale 70 se présente sous la forme d'une barre longitudinale et est terminée à chacune de ses extrémités par une branche verticale 71, 72. Dans cet exemple, chaque branche verticale 71, 72 se présente également sous la forme d'une barre longitudinale comme illustré aux figures 2 et 3. De manière préférée, la poutre horizontale 70 et les branches verticales 71, 72 sont de section identique. De manière avantageuse, la longueur de la poutre horizontale 70 est sensiblement égale au diamètre du module de moteur 2 à déplacer. Une telle caractéristique permet de former un outil de manutention 6 avec un encombrement optimisé. De manière préférée, la longueur des branches verticales 71, 72 est réduite au minimum tout en permettant la rotation du module 2 entre les branches 71, 72. De préférence, le corps de support 7 peut comporter des équerres 74 pour renforcer la liaison entre la poutre 70 et les branches 71, 72 comme représenté sur la figure 6. Comme représenté sur les figures 2 et 3, la poutre horizontale 70 comporte des moyens de liaison à une chaine de traction, de préférence, un palan. Dans cet exemple, les moyens de liaison se présentent sous la forme d'un anneau d'accrochage 73 formé sur une partie médiane de la poutre horizontale 70. L'anneau d'accrochage 73 permet avantageusement de lever l'outil de manutention 6 et le module 2 au moyen d'une chaîne et de le déplacer dans un atelier au lieu choisi. Les moyens de liaison peuvent se présenter sous diverses formes, par exemple, sous la forme d'une chape 73' comme illustré à la figure 6. Chaque branche verticale 71, 72 est reliée à son extrémité supérieure à la poutre horizontale de support 70 et à son extrémité inférieure à une branche de fixation 81, 82. De manière préférée, chaque branche verticale 71, 72 comporte des moyens de verrouillage en position du bras de fixation 81, 82 monté sur ladite branche 71, 72. Dans cet exemple, comme représenté sur les figures 1 et 2, les moyens de verrouillage se présentent sous la forme d'une barrette horizontale 92 montée de manière solidaire à chaque branche verticale 71, 72 au niveau de sa liaison pivot 9 avec le bras de fixation 81, 82. La barrette horizontale 92 comporte des orifices de brochage adaptés pour correspondre avec des orifices de brochage du bras de fixation 81, 82 lorsque celui- ci est en position horizontale comme représenté sur la figure 4. Le brochage permet avantageusement de maintenir le module 2 en position horizontale pendant les opérations de séparation du module 2 du carter structural du moteur. Dans cet exemple, le brochage est sécurisé par 4 billes. II est représenté sur les figures 2 et 3 une barrette 92 et une branche verticale 71, 72 formant un ensemble monobloc mais il va de soi que la barrette 92 pourrait également être rapportée sur la branche verticale 71, 72. Bras de fixation 81,8240 L'outil de manutention 6 comporte des bras de fixation 81, 82 qui se présentent chacun sous la forme d'un élément longitudinal dont la longueur est fonction du module de moteur 2. Chaque bras de fixation 81, 82 est adapté pour se connecter par ses extrémités au module 2 de façon rigide. Dans cet exemple, chaque bras de fixation 81, 82 comporte une première extrémité 81A, 82A reliée à une attache avant 83 et une deuxième extrémité 81B, 82B reliée à l'élément de renforcement 22 à l'aval du module 2. Chaque bras de fixation 81, 82 est relié à une branche verticale 71, 72 par une liaison pivot 9 d'axe horizontal, les axes horizontaux des liaisons pivot 9 étant confondus de manière à permettre une rotation du module 2 autour d'un axe horizontal unique référencé V sur la figure 3. Dans cet exemple, chaque bras de fixation 81, 82 comporte une tige horizontale adaptée pour s'insérer dans un orifice d'une branche verticale 71, 72 pour former la liaison pivot 9. La position longitudinale de la liaison pivot 9 sur une branche de fixation 81, 82 est définie en fonction du module 2 à déplacer de manière à ce que l'axe de rotation V traverse le centre de gravité G du module 2 comme illustré à la figure 3. Ainsi, de manière avantageuse, on évite tout balourd lors du déplacement du module 2. De manière préférée, la liaison pivot 9 comporte des moyens d'engrenage 91 adaptés pour guider et faciliter la rotation des branches de fixation 81, 82 par rapport au corps de support 7. De préférence, les moyens d'engrenage 91 se présentent sous la forme d'un dispositif motoréducteur monté dans ou sur une des deux branches 71, 72 du corps de support 7. De manière préférée, une première branche 72 comprend des moyens d'engrenage 91 et une seconde branche 71 comporte un contrepoids 93 monté de manière symétrique aux moyens d'engrenage 91 pour assurer l'équilibrage de l'outil 6 comme représenté sur les figures 5 et 6. De manière préférée, le basculement est effectué grâce au dispositif motoréducteur 91 au moyen d'une visseuse électrique. Une visseuse permet avantageusement de faire tourner le module 2 de façon plus régulière qu'avec une manivelle et évite les troubles de santé pour les opérateurs (maladies générées par des gestes répétitifs). Comme illustré à la figure 7, la liaison pivot 9 entre la première branche 72 et le bras 72 est reliée au dispositif motoréducteur 91 par un disque denté 94 pour assurer une rotation contrôlée du module 2 par les moyens d'engrenage 91. De préférence, la liaison pivot 9 située sur la deuxième branche 71 est libre en rotation. Dans cet exemple, en référence à la figure 6, la première extrémité 81A, 82A des bras de fixation 81, 82, est reliée à une attache avant 83 ayant une forme de L dont une première branche 83A est reliée à un bras de fixation 81, 82 par une pluralité de vis de fixation et dont une deuxième branche 83B est reliée au module 2 par une pluralité de vis de fixation. A cet effet, en référence aux figures 6 et 7, la périphérie de la deuxième branche 83B de l'attache avant 83 est curviligne de manière à correspondre avec la surface curviligne de la périphérie du module 2. Ainsi, le module 2 est lié de façon rigide et stable à sa périphérie par les bras de fixation 81, 82. Dans cet exemple, l'ouverture angulaire de la périphérie curviligne est de l'ordre de 300. En référence à la figure 5, chaque attache avant 83 comporte également un moyen de liaison 83C au module 2 qui permet d'assurer le maintien et la sécurisation du module 2 à l'aide d'élingues avant les opérations de séparation du module 2 du carter du moteur. Dans cet exemple, la deuxième extrémité 81B, 82B des bras de fixation 81, 82, reliée à l'élément de renforcement 22 en aval du module 2, comporte une platine de liaison 84 s'étendant perpendiculairement au bras de fixation 81, 82. Cette platine 84 comporte des orifices de liaison 85 destinés à permettre la fixation du bras de fixation 81, 82 à l'élément de renforcement 22. Manutention du module de moteur d'aéronef 2 Pour démonter un module 2 d'un moteur d'aéronef, en particulier un module haute pression, on utilise l'outil de manutention 6 pour tout d'abord saisir et maintenir le module 2 lorsque le moteur est supporté horizontalement par un chariot de support comme présenté dans l'art antérieur. L'outil de manutention 6 est placé au-dessus du module 2, les bras de fixations 81, 82 s'étendant horizontalement et étant verrouillés en position horizontale sur les branches verticales 71, 72 du corps de support 7 par brochage. A l'aide d'une chaine de traction, de préférence un palan, un opérateur descend l'outil de manutention 6 pour le mettre à hauteur de l'axe horizontal X du moteur qui s'étend parallèlement au sol comme illustré à la figure 4. De préférence, les bras de fixation 81, 82 sont déplacés de l'aval vers l'amont sur le module 2 ce qui est avantageux pour saisir un module haute pression qui est encore relié au carter du moteur situé en amont. Les bras de fixation 81, 82 sont ensuite fixées au module 2 de manière diamétralement opposée. Dans cet exemple, chaque extrémité 81A, 82A des bras 81, 82 est fixée à une branche 83A d'une attache avant 83 tandis que chaque extrémité 81B, 82B des bras 81, 82 est fixée à l'élément de renforcement 22 via une platine 84. Les liaisons 83C des attaches avant 83 permettent de stabiliser l'amont du module 2 tant que l'outil 6 n'est pas positionné de manière sécurisée sur le module 2. Une fois l'outil de manutention 6 mis en place, le module 2 se trouve sécurisé, l'axe de rotation V de l'outil de manutention 6 passant par le centre de gravité G du module comme représenté sur la figure 4. Il s'ensuit que le module 2 est supporté de manière stable, sans balourd. De manière avantageuse, l'écrou de serrage qui relie le module haute pression 2 et le carter du moteur peut être retiré en toute sécurité. Une fois le module haute pression 2 rendu indépendant du carter du moteur, celui-ci est dégagé du chariot de support. Le module 2 est ensuite orienté en position verticale pour permettre son démontage A cet effet, le module 2 est descendu à hauteur d'homme de manière à retirer le brochage bloquant la rotation des bras de fixation 81, 82. Du fait de sa liaison pivot 9 d'axe V, les bras de fixation 81, 82 peuvent tourner par rapport au corps de support 7 de manière à ce que la partie aval du module 2 s'élève lors de la descente de sa partie amont. La rotation du module 2 est, de préférence, facilitée par des moyens d'engrenage 91. A titre d'exemple, l'outil 6 comporte un dispositif d'engrenage motoréducteur actionnable automatiquement au moyen d'un moteur logé dans la première branche verticale 72. De préférence, la rotation est réalisée à l'aide d'une visseuse/dévisseuse additionnelle en prise directe sur un élément d'entrainement du dispositif motoréducteur 91 prévu à cet effet. Le contrepoids 93 monté sur la deuxième branche verticale 72 permet d'équilibrer la rotation du module 2 et d'éviter tout balourd. En position verticale, le module 2 s'étend entre les branches verticales 71, 72. Le module 2 est ensuite transporté directement à son lieu de maintenance par déplacement de la poutre de support 70 reliée à une chaîne de traction (non représentée). Le module 2 est déposé sur un plot spécifique par un opérateur qui peut démonter le module 2 et accéder à d'éventuels composants défectueux. Un transport en position verticale est avantageux car le module 2 présente un encombrement plus faible dans cette position. De manière d'alternative, il va de soi que le module 2 pourrait être orienté en position verticale après son transport jusqu'au lieu de maintenance. L'invention a été présentée pour un module haute pression d'un turboréacteur mais il va de soi que l'invention s'applique à tout type de module d'aéronef, en particulier, un module de turbine basse pression d'un turboréacteur. La manutention d'un module de moteur d'aéronef au moyen d'un outil de manutention selon l'invention permet de manière avantageuse d'accélérer les opérations de maintenance, d'éviter l'utilisation d'un chariot temporaire et d'améliorer la sécurité des opérateurs. 35