Brevet FR3050670A1 — publié le 20171103

Arrière-plan de l'invention [0001] Le présent exposé concerne un procédé de fabrication d'un carter intermédiaire pour turbomoteur, en particulier de la virole externe du carter intermédiaire. [0002] Le carter intermédiaire d'un turbomoteur comporte une virole externe reliée à une virole interne, aussi appelée moyeu, par des bras boulonnés sur la virole externe et sur la virole interne de sorte à rigidifier la structure du carter intermédiaire. Par ailleurs, la virole externe comprend des attaches permettant la fixation de différents équipements à l'extérieur du carter, tels que des dispositifs de suspension et de manutention, des canalisations, etc. [0003] Typiquement, la virole externe est en aluminium. La virole externe est obtenue par fonderie d'une virole brute et usinage de la virole 15 externe et des attaches dans la masse de la virole brute. [0004] Cependant, pour certaines applications, des critères de tenue au feu, de tenue à la corrosion et/ou de conductivité électrique impliquent des modifications de la virole en aluminium. [0005] Par exemple, afin d'améliorer la tenue au feu de la virole 20 externe, on augmente l'épaisseur de la virole externe en aluminium, ce qui se fait au détriment de la masse de la virole. Pour améliorer le comportement à la corrosion de la virole externe, on dépose un revêtement de surface, par exemple par anodisation, ce qui augmente les coûts de production de la virole externe. Par ailleurs, ce revêtement de 25 surface étant non conducteur, des zones de la virole externe sans revêtement de surface sont maintenues, par exemple à l'aide de masques, ce qui augmente également les coûts de production de la virole externe et qui maintient des zones dans lesquelles la virole externe est plus sujette à la corrosion. 30 Objet et résumé de l'invention [0006] Le présent exposé vise à remédier au moins en partie à ces inconvénients. 3050670 2 [0007] A cet effet, le présent exposé concerne un procédé de fabrication d'un carter de turbomachine, le procédé comprenant les étapes de : fabrication d'une virole brute en matériau comprenant un alliage 5 métallique ; retrait d'une quantité de matière par usinage de la virole brute de sorte à obtenir une virole usinée ; et assemblage de la virole usinée et d'au moins une attache sur une surface externe de la virole usinée ; 10 dans lequel la quantité de matière retirée est inférieure ou égale à 756/0 en masse de la masse de la virole brute, de préférence inférieure ou égale à 65% en masse. [0008] La virole brute peut par exemple être fabriquée par un procédé de fonderie. Ce procédé est simple à mettre en oeuvre. [0009] La virole brute peut aussi être fabriquée par laminage circulaire. [0010] On entend par alliage métallique, un matériau métallique comprenant un ou plusieurs autres éléments chimiques, que ces éléments soient métalliques ou non. Dans un alliage métallique, l'élément chimique métallique est majoritaire, c'est-à-dire que la teneur massique de l'élément métallique dans l'alliage est la plus élevée. [0011] Au sens de l'exposé, alliage métallique désigne également un matériau métallique ne comprenant qu'un seul élément chimique métallique et des impuretés, c'est-à-dire des éléments chimiques présents dans le métal de manière non désirée et en faible quantité. Ainsi, un métal dont la teneur massique en l'élément métallique est de 99.9 % est également inclus dans la définition d'alliage métallique. [0012] Du fait que l'attache est assemblée sur la virole, il n'est plus nécessaire de prévoir des surépaisseurs de la virole pour usiner les attaches dans la masse lors de l'usinage de la virole. Cela permet donc de réduire la masse de la virole brute par rapport à un procédé où l'attache est usinée dans la masse. Cela permet également d'avoir un temps d'usinage de la virole brute de sorte à obtenir la virole usinée qui est relativement court, en particulier en comparaison au temps d'usinage d'une virole et d'attaches dans la masse de la virole brute. 3050670 3 [0013] Les coûts d'usinage sont également relativement faibles et sont inférieurs aux coûts d'usinage d'une virole et d'attaches dans la masse de la virole brute. [0014] On constate également que la quantité de matière retirée est 5 relativement limitée. En effet, dans un procédé dans lequel la virole et les attaches sont usinées dans la masse de la virole brute, la quantité de matière retirée est supérieure à 80% en masse de la virole brute. [0015] Les attaches permettent de fixer différents organes sur la virole. 10 [0016] Les attaches étant assemblées sur la virole, il est possible de les désassembler et donc de les remplacer relativement facilement si cela est nécessaire. On peut donc remplacer uniquement l'attache défectueuse, sans avoir à remplacer la virole ou le secteur de virole. [0017] Selon certains modes de réalisation, toutes les attaches sont 15 assemblées sur la virole usinée. Aussi, la virole usinée est dépourvue d'attache. [0018] La virole brute peut être fabriquée à partir de plusieurs secteurs de viroles assemblés les uns aux autres afin de former la virole brute, par exemple par soudure ou par boulonnage des secteurs entre eux. 20 [0019] Les secteurs de virole peuvent également être assemblés après usinage de chaque secteur brut de sorte à former une virole usinée. [0020] L'alliage métallique peut être un alliage métallique à base de titane. [0021] On entend par alliage métallique à base de titane, des alliages 25 dont la teneur massique en titane est majoritaire. On comprend que le titane est donc l'élément dont la teneur massique dans l'alliage est la plus élevée. L'alliage à base de titane a par exemple une teneur massique d'au moins 50% de titane, de préférence d'au moins 70% de titane, encore plus préférentiellement d'au moins 80% de titane. Par exemple, l'alliage 30 métallique à base de titane peut être un alliage métallique communément désigné TA6V. [0022] Le titane et les alliages à base de titane sont connus pour présenter des propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion satisfaisantes, même à température élevée, par exemple jusqu'à au moins 500°C, tout en étant léger. En effet, la densité de tels alliages est généralement comprise entre 4 et 5 g/cm3. L'utilisation d'un alliage à base 3050670 4 de titane permet de ne pas avoir à augmenter l'épaisseur de la virole usinée et donc de la virole brute afin d'augmenter sa tenue au feu ou de déposer un revêtement anticorrosion sur la virole. La masse de la virole n'est donc augmentée. 5 [0023] La virole brute peut être fabriquée en une seule et même pièce. [0024] La virole brute a donc une meilleure tenue mécanique qu'une virole fabriquée à partir de plusieurs secteurs. En effet, la virole brute ou usinée ne présente pas de zones d'assemblage pouvant former des zones où les propriétés mécaniques de la virole sont dégradées. 10 [0025] La masse de la virole usinée en une seule et même pièce est inférieure à la masse de la virole usinée formée à partir de plusieurs secteurs de virole boulonnés les uns aux autres. En effet, la virole brute étant fabriquée en une seule et même pièce, la masse de la virole usinée n'est pas augmentée par le poids des vis et des écrous utilisés pour 15 assembler les différents secteurs de virole ensemble. [0026] L'attache peut être assemblée sur la virole usinée par boulonnage. [0027] Ce mode d'assemblage est robuste et permet d'assembler de manière fiable l'attache à la virole usinée. Ce mode d'attache est 20 également facile à mettre en place et peut également être facilement démonté. En effet, l'attache assemblée par boulonnage est assemblée au moyen d'une vis et d'un écrou. L'attache et la virole usinée comporte donc des orifices permettant le passage de la vis. Par ailleurs, l'attache et/ou la virole sont configurées pour que la vis et l'écrou permettent un 25 fonctionnement normal de la turbomachine. [0028] Le présent exposé concerne également une virole pour carter de turbomachine, en matériau comprenant un alliage métallique, la virole pouvant comporter au moins un orifice configuré pour permettre le boulonnage d'au moins une attache sur la virole. 30 [0029] La virole peut être en une seule et même pièce. [0030] Le présent exposé concerne aussi un carter pour turbomachine comprenant une virole telle que définie précédemment, la virole pouvant être une virole externe, une pluralité de bras pouvant relier une virole interne à la virole externe et une pluralité d'attaches, toutes les attaches 35 pouvant être assemblées sur la virole externe. 3050670 5 [0031] Le présent exposé concerne enfin une turbomachine comprenant un carter tel que défini précédemment. Brève description des dessins 5 [0032] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées, sur lesquelles : 10 - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une turbomachine ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une virole comprenant des attaches assemblées ; - la figure 3 est une vue en coupe de la virole de la figure 2 selon le 15 plan de coupe ; - les figures 4A-4D sont des vues en perspectives de différentes attaches assemblées sur la virole. Description détaillée de l'invention 20 [0033] La figure 1 représente en coupe selon un plan vertical passant par son axe principal A, un turboréacteur à double flux 10. Le turboréacteur à double flux 10 comporte, d'amont en aval selon la circulation du flux d'air, une soufflante 12, un compresseur basse pression 25 14, un compresseur haute pression 16, une chambre de combustion 18, une turbine haute pression 20, et une turbine basse pression 22. [0034] Le turboréacteur 10 comporte un carter de soufflante 24 prolongé vers l'arrière par un carter intermédiaire 26, comprenant une virole externe 28 ainsi qu'une virole interne 30 parallèle et disposée 30 radialement intérieurement par rapport à la virole externe 28. Le carter intermédiaire 26 comprend en outre des bras structuraux 32 répartis angulairement et s'étendant radialement entre la virole interne 30 jusqu'à la virole externe 28. Par exemple, les bras structuraux 32 sont boulonnés sur la virole externe 28 et sur la virole interne 30. Les bras structuraux 32 35 permettent de rigidifier la structure du carter intermédiaire 26. 3050670 6 [0035] La figure 2 représente une vue en perspective de la virole externe 28 du carter intermédiaire 26 fabriquée par usinage d'une virole brute 54 en une seule et même pièce. La virole externe 28 comporte des attaches 34, 36, 38, 40 assemblées sur la virole externe 28 par 5 boulonnage. [0036] La virole externe 28 est obtenue par fabrication d'une virole brute 54 par exemple par fonderie. La figure 3 représente une vue en coupe d'une telle virole brute 54. La virole brute 54 ne comporte pas de surépaisseurs dans lesquelles pourraient être usinées les attaches. La 10 masse de la virole brute 54 est donc relativement limité. Typiquement, la masse de la virole brute 54 fabriquée en alliage métallique à base de titane est inférieure à 300 kg, alors qu'une virole brute fabriquée dans le même alliage mais comprenant des surépaisseurs dans lesquelles sont usinées les attaches a une masse généralement supérieure à 700 kg. 15 [0037] La figure 3 représente également la virole usinée 28 (partie hachurée) qui correspond à la virole externe 28. La virole usinée 28 est obtenue par retrait de matière par usinage. La quantité de matière retirée est inférieure à 75% de la masse de la virole brute. Dans le cas d'espèce, la quantité de matière retirée est inférieure à 65% de la masse de la virole 20 brute 54. La quantité de matière retirée est représentée, sur la figure 3 par la différence entre la ligne continue 54 et la surface hachurée 28. [0038] Les figures 4A-4D représentent respectivement différentes attaches 34, 36, 38 et 40 assemblées sur la virole externe 28 par coopération de vis et d'écrous 42. 25 [0039] L'attache 34 et l'attache 36 sont des exemples d'attache d'équipement. Ces attaches permettent par exemple de fixer un harnais ou une canalisation sur la virole externe 28. Ces attaches 34, 36 permettent également de fixer des boitiers sur la virole externe 28, tels que des boitiers de commande. 30 [0040] L'attache 38 permet le passage d'éléments de servitude, tels que des sondes de mesure de vitesse ou de mesure de la température. [0041] L'attache 40 est une attache comprenant une cavité de réception pour un bras de support qui permet lors de la fabrication ou de la manutention du turboréacteur 10, de maintenir le turboréacteur 10 35 dans la position souhaitée. L'attache 40 peut avantageusement ne pas être assemblée en permanence sur la virole 28. 3050670 [0042] A cet effet, les attaches 34, 36, 38, 40 et la virole externe 28 comportent chacune au moins un orifice 44 qui permet de boulonner chaque attache 34, 36, 38, 40 sur la virole externe 28. Le boulonnage des attaches sur la virole externe est réalisé en passant une vis 42dans les 5 orifices 44 de l'attache et de la virole externe 28 et en boulonnant un écrou. [0043] Par exemple, la virole externe 28 peut comporter des nervures 46 qui comportent des orifices 44 d'assemblage. Par ailleurs, comme cela est représenté sur la figure 2, la virole externe 28 comporte également 10 des orifices 44 d'assemblage traversant une paroi 50 sur laquelle sont fixés les bras structuraux 32. Cette paroi 50 est délimitée du côté opposé à la virole interne 30 par une surface externe 50 sur laquelle sont rapportées les attaches 34, 36, 38, 40. Les orifices 44 peuvent servir à assembler les bras structuraux sur la virole externe mais également à 15 assembler une attache sur la virole externe 28. [0044] Le carter 26 est donc fabriqué par assemblage des attaches sur la virole externe 28 et par assemblage des bras structuraux 32 sur la virole externe 28 et sur la virole interne 30. [0045] Quoique le présent exposé ait été décrit en se référant à un 20 exemple de réalisation spécifique, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de 25 réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif. [0046] Par exemple, on peut envisager d'assembler d'autres attaches sur la virole que les attaches représentées sur les figures 4A-4D. On peut également envisager de fabriquer la virole brute 54 en fabriquant par 30 fonderie plusieurs secteurs de virole qui seront ensuite assemblés les uns avec les autres, avant ou après usinage, de sorte à former, après usinage de tous les secteurs, une virole usinée 28. La virole brute peut également être fabriquée par laminage circulaire. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un carter (26) de turbomachine (10), le procédé comprenant les étapes de : - fabrication d'une virole brute (54) en matériau comprenant un alliage métallique ; retrait d'une quantité de matière par usinage de la virole brute (54) de sorte à obtenir une virole usinée (28) ; et assemblage de la virole usinée (28) et d'au moins une attache (34, 36, 38, 40) sur une surface externe (50) de la virole usinée (28) ; dans lequel la quantité de matière retirée est inférieure ou égale à 75% en masse de la masse de la virole brute (54), de préférence inférieure ou égale à 65% en masse. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l'alliage métallique est un alliage métallique à base de titane. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la virole brute (54) est fabriquée par un procédé de fonderie. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la virole brute (54) est fabriquée par laminage circulaire. 5. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la virole brute (54) est fabriquée en une seule et même pièce. 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'attache (34, 36, 38, 40) est assemblée sur la virole usinée (28) par boulonnage. 7. Virole (28) pour carter (26) de turbomachine (10), en matériau comprenant un alliage métallique, la virole (28) comportant au moins un orifice (44) configuré pour permettre le boulonnage d'au moins une attache (34, 36, 38, 40) sur la virole (28). 8. Virole (28) selon la revendication 7, dans lequel la virole (28) est en une seule et même pièce. 9. Carter (26) pour turbomachine (10) comprenant une virole selon la revendication 7 ou 8, la virole étant une virole externe (28), une pluralité de bras structuraux (32) reliant une virole interne (30) à la virole 3050670 9 externe (28) et une pluralité d'attaches (34, 36, 38, 40), toutes les attaches (34, 36, 38, 40) étant assemblées sur la virole externe (28). 10. Turbomachine (10) comprenant un carter (26) selon la revendication 9.