Brevet FR3081733A1 — publié le 20191206

DESCRIPTION TITRE DE L'INVENTION: OUTILLAGE DE VRILLAGE D'UNE AUBE DE TURBOMACHINE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] Le domaine de l'invention est celui de la mise en forme des aubes de turbomachine et notamment celui de la modification du vrillage d'aubes en sortie de fabrication. [0002] L'invention se rapporte plus particulièrement à un outillage pour la mise en forme par vrillage des aubes de compresseur haute pression de turbomachine, et avantageusement des aubes de redresseur à calage variable de compresseur haute pression de turbomachine. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0003] Dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d'écoulement normal du gaz (de l'amont vers l'aval) à travers une turbomachine. [0004] On appelle également « axe de la turbomachine » ou « axe moteur », l'axe de rotation d'un rotor de la turbomachine. La direction axiale correspond à la direction de l'axe de la turbomachine et une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe de la turbomachine et coupant cet axe. De même, un plan axial est un plan contenant l'axe de la turbomachine, et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe. [0005] Sauf précision contraire, les adjectifs « intérieur », « interne », « extérieur », « externe » sont utilisés dans la présente demande en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l'axe de la turbomachine que la partie extérieure du même élément. 2 [0006] En référence à la figure 1, on peut apercevoir une partie d'un compresseur haute pression d'une turbomachine connu de l'état de la technique. [0007] Le compresseur 1 comprend, de façon classique, une pluralité d'étages de redresseurs 2a, 2b, 2c et de roues mobiles (non représentées). Ces éléments, 5 centrés sur l'axe 4 de la turbomachine, sont prévus en alternance dans la direction axiale, et destinés à être traversés par un flux d'air principal 6 s'écoulant au travers du compresseur haute pression 1. [0008] Chaque étage de redresseur 2a, 2b, 2c comprend une pluralité d'aubes 8, dites à calage variable, appelées VSV (pour Variable Stator Vane), reparties 10 circonférentiellement autour de l'axe 4. Ces aubes 8 à calage variable sont portées par un carter 10 du stator et sont réglables en position autour d'un axe de rotation 20, de manière à optimiser l'écoulement des gaz dans le moteur de la turbomachine. [0009] Dans la technique actuelle, une aube à calage variable 8 comprend une pale 9, une tête 11 reliée au carter 10 du compresseur 1 présentant une plateforme 15 13 radialement externe se prolongeant par un pivot axial radialement externe 12 sensiblement cylindrique. Le pivot radialement externe 12, appelé pivot de commande, est engagé dans un logement d'une cheminée sensiblement radiale, ou légèrement inclinée, du carter 10, et est relié à un système à calage variable 14, monté sur le carter 10 permettant de modifier l'angle d'attaque des aubes à calage 20 variable 8 en fonction des conditions de fonctionnement de la turbomachine. [0010] Classiquement, le système à calage variable 14 permet le pilotage et le calage simultané de toutes les aubes d'un étage de redresseur au moyen d'une couronne rotative, extérieure au carter 10 et reliée aux aubes par des biellettes respectives. 25 [0011] L'aube 8 comporte également un pied 15, comprenant également une plateforme 17 radialement interne se prolongeant par un pivot axial radialement interne 16. Le pivot radialement interne 16, généralement concentrique avec le pivot radialement externe 12, est appelé pivot de guidage et est engagé dans un logement sensiblement radial, ou légèrement incliné, d'un anneau interne monté sur une virole annulaire. 3 [0012] En plus de la modification de l'angle d'attaque des aubes, le profil des aubes 8, et plus particulièrement le profil intrados et/ou extrados de la pale 9, joue également un rôle important dans la gestion du flux d'air car il permet notamment d'engager plus au moins de flux en position de fermeture des aubes. Cette 5 spécificité est déterminée lors de la conception des aubes en début de vie d'un modèle de turbomachine. Cependant, durant les années de service et fabrication d'un modèle de turbomachine, certaines évolutions peuvent intervenir, comme par exemple la modification du profil des aubes à calage variable. [0013] La modification du profil d'une aube, et notamment d'une aube à calage 10 variable, en cours de vie d'une turbomachine est une opération relativement complexe et coûteuse nécessitant un investissement lourd pour la réalisation de nouveaux outillages de fabrication. [0014] De plus dans certains programmes, les délais de fabrication peuvent être très courts ce qui rend la fabrication de nouveaux outillages pour la fabrication de 15 nouvelles pales impossible. EXPOSE DE L'INVENTION [0015] Dans ce contexte, l'invention vise à proposer une solution simple et économique en proposant un outillage de vrillage de conception simple permettant de modifier rapidement et de manière économique le profil d'une aube de 20 turbomachine déjà existante de manière à répondre à de nouveaux besoins. [0016] A cette fin, l'invention concerne un outillage de vrillage d'une aube de turbomachine comportant une première extrémité, une deuxième extrémité et une pale s'étendant entre la première extrémité et la deuxième extrémité le long d'un axe, ledit outillage étant caractérisé en ce qu'il comporte : 25 - une partie fixe serrant la première extrémité de l'aube, - une partie mobile serrant la deuxième extrémité de l'aube, - un élément de cintrage coopérant avec la partie mobile pour induire manuellement une rotation relative de la partie mobile par rapport à la partie fixe selon l'axe de l'aube et induire une torsion de la pale par déformation 30 plastique. 4 [0017] Outre les caractéristiques évoquées dans le paragraphe précédent, l'outillage de vrillage selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 5 l'outillage comporte une plaque présentant un cadran gradué angulairement ; le cadran est gravé sur la plaque ; l'élément de cintrage comporte un pointeau indicateur orienté vers le cadran de la plaque de manière à indiquer la position angulaire relative entre la partie fixe et la partie mobile par rapport à l'axe de l'aube ; 10 l'élément de cintrage comporte un évidement configuré pour permettre l'emboitement de la barre de cintrage autour de la partie mobile ; l'élément de cintrage comporte un corps central et deux barreaux s'étendant symétriquement de part et d'autres du corps central ; l'outillage comporte un support pour le montage de la partie fixe et pour le 15 positionnement de la partie mobile concentriquement par rapport à l'axe de l'aube ; l'outillage est un outillage de vrillage d'une aube à calage variable de turbomachine comportant un pied présentant une plateforme et un pivot de guidage, une tête présentant une plateforme et un pivot de commande, et une 20 pale s'étendant entre le pied et la tête le long d'un axe, ledit outillage comportant en outre : - une partie fixe serrant la tête de l'aube, - une partie mobile serrant le pied de l'aube, - un élément de cintrage coopérant avec la partie mobile pour induire 25 manuellement une rotation relative de la partie mobile par rapport à la partie fixe selon l'axe de l'aube et induire une torsion de la pale par déformation plastique. - ladite plaque comporte un orifice de référence pour recevoir le pivot de commande de l'aube ; 5 - la partie fixe comporte un premier mors et un deuxième mors venant serrer de part et d'autre la tête de l'aube, chacun des mors présentant une rainure pour recevoir une partie de la plateforme de tête ; - la partie mobile comporte un premier mors et un deuxième mors venant serrer 5 de part et d'autre le pied de l'aube, chacun des mors comportant une rainure pour recevoir une partie de la plateforme de pied. [0018] L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 10 [0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, déjà décrite précédemment, illustre une partie d'un compresseur haute pression d'une turbomachine selon l'état de la technique ; 15 - la figure 2, est une vue d'ensemble en perspective d'un exemple de réalisation d'un outillage de vrillage selon l'invention ; - la figure 3, est une vue en perspective d'une aube à calage variable enserrée dans les étaux de l'outillage de vrillage selon l'invention illustré à la figure 2 ; 20 - la figure 4, est une vue de dessus de l'outillage de vrillage selon l'invention illustré à la figure 2 ; - la figure 5, est une vue en perspective illustrant une extrémité de la barre de cintrage de l'outillage de vrillage selon l'invention illustré à la figure 2. [0020] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés 25 par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0021] Comme décrit précédemment en référence à la figure 1, une aube à calage variable 8 comporte classiquement : 6 - une pale 9 présentant un bord d'attaque, une face intrados et une face extrados, et un bord de fuite ; - une tête 11 présentant une plateforme 13 radialement externe et un pivot de commande 12 ; 5 - un pied 15 présentant une plateforme 17 radialement interne et un pivot de guidage 16 [00221 En référence aux figures 2 à 5, l'outillage de vrillage 100 selon l'invention permet de modifier le profil des aubes 8, notamment à calage variable, par le vrillage ou le dévrillage d'une extrémité de l'aube 8, par exemple par vrillage ou dévrillage 10 du pied 15 de l'aube 8. [0023] A cet effet, l'outillage de vrillage 100 comporte : - une partie fixe 120 configurée pour venir épouser et maintenir en position une première extrémité d'une aube 8 à vriller, par exemple la tête 13 de l'aube 8 à vriller ; 15 - une partie mobile (i.e. pivotante) 130 configurée pour venir épouser une deuxième extrémité de l'aube 8 à vriller, par exemple le pied 15 de l'aube 8, la partie mobile 130 coopérant avec un élément de cintrage 140 (visible sur la figure 2 et 4) permettant à un opérateur de modifier manuellement la position angulaire de la deuxième extrémité de l'aube 8 20 par rapport à la première extrémité, c'est à dire de modifier manuellement la position angulaire du pied 15 de l'aube 8 par rapport à la position de la tête de l'aube dans l'exemple de réalisation illustré. [0024] L'outillage de vrillage 100 comporte en outre une plaque 110 servant de base et de référence à l'outillage de vrillage 100. La plaque 110 présente un cadran 25 111 gradué angulairement permettant de vérifier en temps réel le vrillage ou le dévrillage apporté à une aube 8 existante. La plaque 110 présente un orifice traversant adapté pour l'insertion du pivot de commande 12 de l'aube 8, le centre de l'orifice traversant formant un point de référence de l'outillage et de la graduation du cadran 111. 7 [0025] Selon un exemple de réalisation de l'invention, le cadran gradué angulairement est gravé directement sur la plaque 110. [0026] La partie fixe 120 de l'outillage de vrillage 100 est destinée à venir coopérer avec un moyen de serrage (non représenté), tel que par exemple un étau. 5 Selon une variante de réalisation, l'outillage de vrillage 100 comporte un tel moyen de serrage. [0027] La partie fixe 120 de l'outillage de vrillage 100 comporte deux mors 121, 123 venant de part et d'autre épouser la forme de la tête 11 de l'aube 8, ainsi qu'une partie de la pale 9 à proximité de la tête 11. 10 [0028] Le premier mors 121, dit mors intrados de la partie fixe, comporte une face configurée pour coopérer avec une partie de la face intrados (non visible) de la pale 9 de l'aube 8 située au niveau d'une zone proche de la plateforme externe 13 de l'aube 8 et une rainure 122 ménagée pour recevoir une première partie de la plateforme externe 13 de l'aube 8. 15 [0029] Le deuxième mors 123, dit mors extrados de la partie fixe, comporte une face 125 configurée pour coopérer avec une partie de la face extrados 9b de la pale 9 de l'aube 8 située au niveau d'une zone proche de la plateforme externe 13 de l'aube 8 et une rainure 124 ménagée pour recevoir une deuxième partie de la plateforme externe 13 de l'aube 8. 20 [0030] Ainsi, les mors 121 et 122 viennent enserrer de part et d'autre la plateforme 13 de la tête 11 de l'aube 8 ainsi qu'une partie de la pale 9 à proximité de la tête 11 de l'aube 8. La paroi inférieure de la rainure 122 et la paroi inférieure de la rainure 124 forment un arrêt axial selon l'axe 20 de l'aube 8 en créant une butée axiale sur laquelle la partie inférieure de la plateforme externe 13 de la tête 25 11 de l'aube 8 vient en appui par gravité. [0031] En complément, afin de garantir le bon positionnement de l'aube 8 dans l'outillage de vrillage 100 pendant l'opération de vrillage il est possible de réaliser un arrêt radial de l'aube 8 par usinage d'une lumière au niveau du bord d'attaque de l'aube 8. La lumière est destinée à recevoir une excroissance d'un mors 121, 30 123 de la partie fixe 120, de manière à créer une butée radiale par rapport à l'axe 20 de l'aube 8. 8 [0032] Ainsi, on s'assure du maintien radial selon l'axe 20 de l'aube 8 dans l'outillage de vrillage 100 lors de l'opération de vrillage de l'aube 8, et du maintien axial avec les rainures 122, 124 englobant la plateforme 13 de tête 11 de l'aube 8. [0033] La partie mobile 130 de l'outillage de vrillage 100 comporte deux mors 5 131, 132 venant de part et d'autre épouser la forme du pied 15 de l'aube 8, ainsi qu'une partie de la pale 9 à proximité du pied 15. [00341 Le premier mors 131, dit mors intrados de la partie mobile, comporte une face configurée pour coopérer avec une partie de la face intrados (non visible) de la pale 9 de l'aube 8 située au niveau d'une zone proche de la plateforme interne 10 17 de l'aube 8 et une rainure ménagée pour recevoir une première partie de la plateforme interne 17 de l'aube 8. [0035] Le deuxième mors 133, dit mors extrados de la partie mobile, comporte une face configurée pour coopérer avec une partie de la face extrados 9b de la pale 9 de l'aube 8 située au niveau d'une zone proche de la plateforme interne 17 de 15 l'aube 8 et une rainure ménagée pour recevoir une deuxième partie de la plateforme interne 17 de l'aube 8. Ainsi, les mors 131 et 133 viennent enserrer de part et d'autre la plateforme 17 du pied 15 de l'aube 8 ainsi qu'une partie de la pale 9 située à proximité du pied 15 de l'aube 8. [0036] L'élément de cintrage 140 comporte un corps central 143 et deux 20 éléments de préhension 144, 145, par exemple des barreaux cylindriques, s'étendant de part et d'autre du corps 143 selon un même axe. La longueur des éléments de préhension 144, 145, et donc du bras de levier de l'élément de cintrage 140, est adaptable en fonction du couple de torsion à imposer sur l'aube 8. [0037] Le corps central 143 présente un évidement (non visible) au niveau de 25 sa face inférieur dont les dimensions correspondent sensiblement à l'encombrement extérieur des deux mors 131, 132 de la partie mobile en position autour de l'aube 8. Le fond de l'évidement comporte un orifice 142, pouvant être débouchant au niveau de la face supérieure du corps 143 comme illustré à la figure 2, permettant de recevoir le pivot de guidage 16 de l'aube 8. Le pivot de guidage 16 30 sert alors de pion de centrage et de référencement pour le placement de l'aube 8. Ainsi, l'élément de cintrage 140 vient s'emboiter autour des deux mors 131, 132 par 9 glissement vertical jusqu'à ce que la surface supérieure respective 132, 134 des mors 131, 133 soit en contact avec le fond de l'évidement, et que le pivot de guidage 16 s'emboite dans l'orifice 142. Une fois en position, l'élément de cintrage 140 permet de maintenir serrer les deux mors 131, 133 contre l'aube 8 et de faciliter 5 l'opération de vrillage en augmentant le bras de levier. Ainsi, la barre de cintrage permet de modifier la position angulaire relative de la partie mobile 130 par rapport à la partie fixe 120 en induisant une déformation plastique de l'aube 8. [0038] L'élément de cintrage 140 comporte en outre une pièce de centrage 150 solidarisée sur le corps 143, par exemple par vissage, présentant un orifice 10 traversant pour le positionnement du pivot de commande 12 de l'aube 8. L'orifice traversant de la pièce de guidage 150 et l'orifice 142 du corps 143 sont concentriques de manière à centrer l'aube 8 dans l'outillage de vrillage 100. Ainsi, la rotation de la partie mobile 130, et donc le vrillage de l'aube 8, est réalisée concentriquement par rapport à l'axe 20 du pivot de commande 12 de l'aube 8. 15 [0039] Comme illustré à la figure 5, l'élément de cintrage 140 comporte au niveau de l'une de ses extrémités un pointeau indicateur 141 orienté avantageusement selon une direction verticale en direction de la plaque graduée angulairement 110. Avantageusement, l'extrémité basse du pointeau indicateur 141, i.e. la pointe, est positionnée à quelques millimètres au-dessus de la plaque 20 110 de manière à pouvoir correctement visualiser la position du pointeau indicateur 141 par rapport au cadran 111 de la plaque 110. Ainsi, l'opérateur tourne la barre de cintrage 140 manuellement jusqu'à l'angle souhaité et peut contrôler en temps réel le vrillage effectué de l'aube 8. Il peut ainsi ajuster le vrillage si nécessaire. Le pointeau indicateur 141 est solidarisé sur l'élément de cintrage 140 par exemple par 25 vissage. [0040] Le vrillage/dévrillage réalisé par l'opérateur grâce à cet outillage selon l'invention est réalisé en tenant compte du critère de plastification de l'aube et du matériau utilisé par la fabrication de l'aube, de manière à prendre en compte le retour d'élasticité lors de la déformation. 10 [0041] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) de turbomachine comportant une première extrémité (11), une deuxième extrémité (15) et une pale (9) s'étendant entre la première extrémité (11) et la deuxième extrémité (15) le long d'un axe (20), ledit outillage étant caractérisé en ce qu'il comporte : - une partie fixe (120) serrant la première extrémité (11) de l'aube (8), - une partie mobile (130) serrant la deuxième extrémité (15) de l'aube (8), - un élément de cintrage (140) coopérant avec la partie mobile (130) pour induire manuellement une rotation relative de la partie mobile (130) par rapport à la partie fixe (120) selon l'axe (20) de l'aube (8) et induire une torsion de la pale (9) par déformation plastique. 2. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) de turbomachine selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une plaque (110) présentant un cadran (111) gradué angulairement. 3. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) de turbomachine selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cadran (111) est gravé sur la plaque (110). 20 4. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que l'élément de cintrage comporte un pointeau indicateur (141) orienté vers le cadran (111) de la plaque (110) de manière à indiquer la position angulaire relative entre la partie fixe (120) et 25 la partie mobile (130) par rapport à l'axe (20). 5. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de cintrage (140) comporte un évidement configuré pour permettre l'emboitement de la barre 30 de cintrage autour de la partie mobile (130). 6. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément de cintrage 12 (140) comporte un corps central (143) et deux barreaux (144, 145) s'étendant symétriquement de part et d'autres du corps central (143). 7. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) de turbomachine selon l'une 5 quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un support (150) pour le montage de la partie fixe (120) et pour le positionnement de la partie mobile (130) concentriquement par rapport à l'axe (20) de l'aube (8). 8. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) de turbomachine selon l'une 10 quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'outillage est un outillage de vrillage d'une aube à calage variable de turbomachine comportant un pied (15) présentant une plateforme (17) et un pivot de guidage (16), une tête (11) présentant une plateforme (13) et un pivot de commande (12) et une pale (9) s'étendant entre le pied (15) et la tête (11), le long d'un axe (20), ledit outillage étant 15 caractérisé en ce qu'il comporte : - une partie fixe (120) serrant la tête (11) de l'aube (8), - une partie mobile (130) serrant le pied (15) de l'aube (8), - un élément de cintrage (140) coopérant avec la partie mobile (130) pour induire manuellement une rotation relative de la partie mobile (130) par rapport à la partie fixe (120) selon l'axe (20) de l'aube (8) et induire une torsion de la pale (9) par déformation plastique. 9. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) à calage variable de turbomachine selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite plaque (110) comporte un orifice de référence pour recevoir le pivot de commande (12) de l'aube (8). 10. Outillage de vrillage (100) d'une aube (8) à calage variable de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que la partie fixe (120) comporte un premier mors (121) et un deuxième mors (123) venant serrer de part et d'autre la tête (11) de l'aube (8), chacun des mors (121, 123) comportant une rainure (122, 124) pour recevoir une partie de la plateforme (13) de tête (11), et/ou en ce que la partie mobile (130) comporte un premier mors (131) et un deuxième mors (133) venant serrer de part et d'autre le pied (15) de l'aube (8), 13 chacun des mors (131, 133) comportant une rainure pour recevoir une partie de la plateforme (17) de pied (15). 5