Brevet FR3094080A1 — publié le 20200925

Description Titre de l'invention : Procédé et dispositif de contrôle d'une tôle de protection dans une turbomachine DOMAINE TECHNIQUE GENERAL [0001] La présente invention concerne le domaine des turbomachines, et plus particu- lièrement des supports de paliers de turbines basse pression. ETAT DE L'ART [0002] Un turboréacteur à double flux comprend généralement, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante, un espace annulaire d'écoulement primaire et un espace annulaire d'écoulement secondaire. [0003] L'espace d'écoulement primaire traverse un corps primaire comprenant un ou plusieurs étages de compresseurs, par exemple un compresseur basse pression et un compresseur haute pression, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbines, par exemple une turbine haute pression et une turbine basse pression, et une tuyère d'échappement des gaz. [0004] Une turbomachine comprend généralement un arbre basse pression, entrainé en rotation par une turbine basse pression, généralement logé dans un arbre haute pression, entrainé en rotation par une turbine haute pression. Les arbres de transmission sont supportés et guidés par des pièces structurales appelées paliers. Les paliers sont généralement à roulements à billes ou à rouleaux. 100051 L'arbre basse pression est notamment supporté par un palier qui peut être monté sur l'arbre basse pression et sur le carter inter-turbine de la turbomachine (Turbine Center Frame en anglais, TCF). Ce palier est fixé sur une bride du carter inter-turbine par l'intermédiaire d'un support palier. 100061 Le support palier est soumis à des contraintes d'origine thermique relativement im- portantes. 100071 Le moteur comprend en outre un joint d'étanchéité du type joint labyrinthe, s'étendant à proximité du support palier. Toutefois, ces joints sont sensibles à leur environnement et doivent être protégés des projections d'huile. C'est pourquoi il a été proposé de fixer des tôles de protection sur le support palier à proximité de ces joints labyrinthe afin de former une barrière physique contre ces projections d'huile. Typiquement, une première tôle peut être fixée au niveau d'une zone d'arrivée d'huile et une deuxième au niveau d'une zone de récupération. 100081 Généralement, les tôles sont obtenues par emboutissage puis usinées, généralement par fraisage, aux dimensions adaptées. Elles sont ensuite rapportées et fixées par vissage sur le support palier. Toutefois, la tolérance dimensionnelle admissible pour 2 ces tôles est faible afin de respecter des critères d'assemblage, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres. [0009] Ce contrôle est généralement effectué à l'aide d'une machine à mesurer tridimen- sionnelle (MMT) configurée pour palper plusieurs points sur chaque bossage, typiquement une douzaine de points. Cc contrôle est long, de l'ordre d'une dizaine de minutes. De plus, dans les zones ayant un rayon de courbure plus faible que celui de l'outil de palpagc, il est difficile d'obtenir un contrôle fiable de sorte que le contrôle doit être réalisé de façon différente, ce qui accroît le temps de contrôle global de la conformité de la pièce. Résumé de l'invention [0010] Un objectif de l'invention est de proposer une solution aux problèmes identifiés, et notamment d'améliorer le contrôle de la conformité des zones de fixation des tôles de protection. [0011] Les buts précités sont atteints par la présente invention grâce à un procédé de contrôle d'au moins une zone d'un support palier comprenant les étapes suivantes : [0012] SI : Fournir un gabarit de contrôle, ledit gabarit présentant des dimensions et formes correspondant à des tolérances maximales de la zone, [0013] S2 : placer le gabarit contre la zone, [0014] S3 : fixer le gabarit sur la zone, [0015] S4: en déduire si la zone respecte les tolérances de fabrication. [0016] Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du procédé de contrôle décrit ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : [0017] - la zone comprend au moins un bossage configure pour recevoir une tôle de protection, l'étape S2 comprenant le placement du gabarit en appui contre lesdits bossages. [0018] - la zone comprend au moins une portée, configurée pour recevoir une tôle de protection, l'étape S2 comprenant le placement du gabarit en appui contre la portée. [0019] - un orifice est formé dans chaque zone du support parlicr, le gabarit comprend des orifices associés et dans lequel : l'étape S2 comprend un positionnement du ou des orifices du gabarit en regard du ou des orifices de chaque zone et l'étape S3 comprend une insertion d'une vis de fixation dans le ou les orifices du gabarit et le ou les orifices de chaque zone. [0020] - le procédé comprend en outre le contrôle d'une zone supplémentaire du support palier à l'aide d'un gabarit de contrôle supplémentaire conformément aux étapes S2 à 54. [0021] - la zone du support palier est obtenue par fraisage. [0022] Selon un deuxième aspect, l'invention propose également un gabarit de contrôle 3 configuré pour mettre en oeuvre un procédé de contrôle d'au moins une zone d'un support palier, ledit gabarit présentant des dimensions et rotules correspondant à des tolérances maximales de la zone et comprenant une paroi configurée pour être placée et fixée contre ladite zone. [0023] Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du gabarit de contrôle décrit ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : [0024] - des orifices sont formés dans la paroi, une dimension, une forme et une position desdits orifices correspondant à une dimension, une forme et une position d'orifices correspondants formés dans la zone. [0025] - le gabarit comprend en outre un organe de préhension, par exemple une poignée, de sorte à faciliter son placement sur la zone du support palier. [0026] - la paroi présente une première extrémité formant un épaulement configuré pour venir en appui contre au moins un bossage du support palier et une deuxième extrémité, opposée à l'épaulement et configurée pour venir en appui contre une portée dudit support de palier. DESCRIPTIF RAPIDE DES FIGURES [0027] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : [0028] [fig.1] : La figure 1 illustre une vue de dessus d'un exemple de réalisation d'un support palier après usinage présentant plusieurs zones à contrôler, [0029] [fig.2] : La figure 2 est un organigramme illustrant des étapes d'un exemple de procédé de contrôle conforme à la présente invention, [0030] [fig.3] : La figure 3 illustre la fixation de deux exemples de gabarits de contrôle sur deux zones du support palier de la figure I. DESCRIPTIF DETAILLE DE L'INVENTION [0031] Comme expliqué précédemment une turbomachine comporte généralement au moins une pièce structurale, dénommée support palier, qui soutient un palier à l'intérieur duquel tourne un arbre en rotation, par exemple un arbre basse pression. [0032] La figure 1 représente une vue de dessus d'un support pallier 1 dans un exemple de réalisation. [0033] Le support palier 1 comporte une partie aval 2 sensiblement cylindrique, présentant sur son extrémité aval une bride de fixation configurée pour être assemblée avec le palier, ainsi qu'une partie amont 3 sensiblement tronconique présentant sur son extrémité amont une bride de fixation 30 configurée pour être fixée au carter inter-turbine. [0034] La turbomachine comprend en outre un joint du type joint labyrinthe configuré pour réaliser une étanchéité au sein d'une enceinte pour l'huile de lubrification. L'enceinte est agencée pour confiner hermétiquement des roulements de paliers ayant besoin d'être lubrifiés, et éviter que de l'huile de lubrification atteigne d'autres compartiments. La partie amont 3 sensiblement tronconique du support pallier comprend deux ouvertures 31, 32. Une première ouverture 31 correspond par exemple à une arrivée d'huile de lubrification, au niveau de laquelle l'huile de lubrification est injectée par un injecteur sur les roulements de palier, et une deuxième ouverture 32 correspond par exemple à une récupération de l'huile de lubrification, au niveau de laquelle l'huile de lubrification est récupérée par un drain. [0035] Afin d'éviter que des projections d'huile de lubrification, générées par exemple par des pièces en rotation, n'atteignent le joint labyrinthe, des tôles de protection sont fixées sur une surface externe du support palier 1, entre le support palier et le joint labyrinthe, et sont configurées pour recouvrir au moins partiellement les ouvertures 31, 32 formées dans la partie amont 3 sensiblement tronconique du support palier 1. Plus précisément, la turbomachine comprend une première tôle, dite d'arrivée, fixée au niveau de l'ouverture 31 d'arrivée du support parlicr 1, et une deuxième tôle, dite de récupération, fixée au niveau de l'ouverture 32 de récupération du support palier 2. [0036] Plus précisément, la tôle de protection est fixée contre la surface externe du support palier 1, de part et d'autre de chaque ouverture 31, 32. Pour cela, le support palier 1 comprend au moins un bossage 4, s'étendant à proximité de la partie aval 2, et au moins une portée 5 s'étendant à proximité de la bride de fixation 30. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 1 et 3, le support palier 1 comprend deux bossages 4 par ouverture, lesdits bossages 4 s'étendant entre le bord aval de l'ouverture 31, 32 et la partie aval 2, et une portée 5 s'étendant entre le bord amont de l'ouverture 31, 32 et la bride de fixation 30. [0037] Chaque tôle de protection est alors configurée pour venir en appui contre chaque bossage 4 et chaque portée 5 de l'ouverture 31, 32 associée. [0038] Des orifices peuvent en outre être usinés, par exemple par fraisage, dans les bossages 4 et les portées 5 afin de permettre de fixer les tôles de protection par vissage. [0039] Afin de faciliter le contrôle dimensionnel des bossages 4 et des orifices de fixation de la tôle de protection, il est proposé un procédé de contrôle d'au moins une zone d'un support palier 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : [0040] Si : fournir un gabarit de contrôle, ledit gabarit présentant des dimensions et formes correspondant à des tolérances maximales de la zone, [0041] S2 : placer le gabarit contre la zone, [0042] S3 : fixer le gabarit sur la zone, [0043] S4 : en déduire si la zone respecte les tolérances de fabrication. [0044] La figure 2 illustre les étapes du procédé de contrôle selon cet exemple de réalisation. La figure 3 représente une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un support pallier 1, sur lequel est fixé le gabarit de contrôle 6. [0045] Au cours de la première étape Sl, on fournit le gabarit de contrôle 6, présentant Ides dimensions et formes qui correspondent aux tolérances maximales de la zone à contrôler. [0046] Le gabarit de contrôle 6 est configure pour contrôler au moins une zone du support palier 1 et présente des dimensions et formes correspondants aux tolérances maximales de la zone. A cet effet, le gabarit 6 comprend une paroi configurée pour être placée et fixée contre ladite zone du support palier 1, typiquement contre les bossages 4 et la portée 5 de chaque ouverture 31, 32. [0047] La zone à contrôler peut notamment être obtenue par fraisage, typiquement si le support de palier 1 est formé par coulage d'un métal ou d'un alliage liquide puis usiné après refroidissement par fraisage pour former la zone. [0048] La tôle d'arrivée et la tôle de récupération présentant des formes distinctes, on comprendra que le procédé est appliqué à chaque ouverture 31, 32 correspondante avec un gabarit 6 adapté. En d'autres termes, les étapes Si à 54 sont appliquées à chaque ouverture 31, 32 du support palier 1, avec un gabarit de contrôle 6 adapté, comme cela est illustré sur la figure 3. [0049] Typiquement, la paroi du gabarit de contrôle 6 comprend trois portions : une première extrémité configurée pour venir en appui contre le ou les bossages 4, une deuxième extrémité opposée à la première extrémité et configurée pour venir en appui contre la ou les portées 5 et une portion intermédiaire s'étendant entre les deux extrémités. On notera que les bossages 4 et les portées 5 sont agencés sur une surface externe du support palier I. Par ailleurs, les portées 5 sont disposées radialement à l'extérieur par rapport aux bossages 4. Dans une forme de réalisation, le gabarit 6 est réalisé d'un seul tenant, c'est-à-dire intégralement et en une seule pièce, typiquement par fabrication additive. [0050] La première extrémité s'étend depuis la portion intermédiaire et forme un épaulement de sorte à venir en regard du ou des bossages 4 du support palier 1. Dans le cas où le support palier 1 comprend deux bossages 4, la première extrémité peut comprendre deux portions distinctes configurées pour venir chacune en contact avec l'un des deux bossages 4. [0051] La deuxième extrémité s'étend également depuis la portion intermédiaire, axialement à l'opposé de la première extrémité. [0052] La première et la deuxième extrémité comprennent en outre autant d'orifices qu'il y a de bossages 4 et de portées 5, respectivement, de sorte à permettre la fixation par vissage de la tôle de protection. De manière avantageuse, une dimension, une forme et une position de chaque orifice correspond à une dimension, une forme et une position 6 d'orifices correspondants formés dans les bossages 4 et les portées 5, respectivement, de sorte à permettre l'introduction et la fixation de vis ou tiges filetées adaptées. [0053] Par exemple, lorsque le support palier 1 comprend deux bossages 4 et une portée 5, le gabarit de contrôle 6 comprend trois orifices destinés à recevoir des moyens de fixation, typiquement des vis de fixation 7, afin d'être assemblé sur la zone du support palier 1 à contrôler, deux des orifices étant formés dans la première extrémité tandis que le troisième orifice est formé dans la deuxième extrémité. [0054] La portion intermédiaire peut présenter toute forme adaptée permettant de relier, de manière rigide, la première et la deuxième extrémité afin de garantir la position relative de la première extrémité et de la deuxième extrémité. [0055] Dans une forme de réalisation, le gabarit de contrôle 6 comprend en outre un organe de préhension, typiquement une poignée, destiné à faciliter la saisie et le positionnement du gabarit 6 sur le support palier I. L'organe de préhension peut par exemple former une saillie au niveau d'une surface externe de la paroi du gabarit 6. [0056] Afin de dimensionner le gabarit 6, les tolérances dimensionnelles maximales des zones à contrôler du support palier 1 sont déterminées, typiquement les tolérances dimensionnelles maximales des bossages 4, des portées 5 et des orifices formés dans ces zones. Par tolérances dimensionnelles maximales, on comprendra ici les dimensions extrêmes admissibles pour le montage ultérieur des tôles de protection. [0057] On notera que le gabarit 6 peut être réalisé préalablement et simplement réutilisé, ou en variante être fabriqué spécialement pour l'étape Si, par exemple par mise en oeuvre par un logiciel de conception assistée par ordinateur. [0058] Le cas échéant, les dimensions du gabarit 6 peuvent être contrôlées à l'aide d'une machine à mesurer tridimensionnelle. [0059] Au cours d'une deuxième étape S2, le gabarit 6 fourni lors de la première étape Si est placé contre la zone du support palier 1 à contrôler, typiquement contre les bossages 4 et les portées 5. [0060] Pour cela, la première extrémité est placée contre le ou les bossages 4 tandis que la deuxième extrémité est placée contre la ou les portées 5, en alignant les orifices du gabarit 6 avec ceux du support palier 1, puis, au cours d'une troisième étape S3, le gabarit 6 est fixé en position par des moyens adaptés, typiquement par vissage. [0061] De manière avantageuse, l'assemblage du gabarit 6 avec le support palier I se fait par insertion d'une pluralité de vis de fixation 7 dans les orifices du gabarit 6, puis vissage. Typiquement, chaque bossage 4 comprend un orifice borgne taraudé et chaque portée 5 comprend un orifice traversant. Une vis filetée 7 est vissée dans l'orifice borgne taraudé de chaque bossage 4 et une vis est insérée dans l'orifice traversant de chaque portée 5, puis fixée avec un écrou. [0062] Au cours d'une quatrième étape S4, on en déduit si la zone respecte les tolérances de 7 fabrication. En particulier, la zone est considérée comme conforme à partir du moment où il est possible de fixer le gabarit 6, dont les dimensions correspondent aux tolérances dimensionnelles maximales admissibles, sur le support palier 1. [0063] Dans le cas où le gabarit 6 ne peut pas être fixé sur la zone du support palier 1 cor- rectement, typiquement dans le cas où au moins deux orifices du gabarit 6 destinés à recevoir les moyens de fixation ne peuvent pas être simultanément alignés avec des orifices correspondants sur la zone, le support de palier 1 est considéré comme non conforme. Le support palier 1 peut alors subir d'autres opérations de traitement, typiquement un nouvel usinage afin de pouvoir être assemblé correctement avec le gabarit de contrôle 6, ou peut être écarté de la ligne de production. 8