Brevet FR3107353A1 — publié le 20210820

La présente invention concerne un outil de contrôle (4) de l’inclinaison d’un écrou (3) serti dans un orifice (20) d’une bride (2) d’une pièce de turbomachine (1), en particulier d’aéronef, cet outil (4) comportant: - un corps de préhension et de manipulation (5) de l’outil, ce corps présentant un axe (O) qui est destiné à être vertical lorsque l’outil (4) est positionné sur la bride (2), - une pige (6) alignée sur l’axe (O) et située à une première extrémité (51) du corps, cette pige (6) étant configurée pour être engagée dans l’orifice (20) de la bride (2) et pour être engagée de manière ajustée dans l’écrou (3), et - un niveau à bulle (7) situé à une seconde extrémité (52) opposée du corps et configuré pour indiquer à un opérateur la bonne verticalité dudit axe (O). Figure pour l'abrégé: Figure 2 OUTIL ET PROCEDE DE CONTRÔLE DE L’INCLINAISON D’UN ECROU SERTI SUR UNE BRIDE D’UNE PIECE DE TURBOMACHINE Domaine technique de l'invention Le domaine de la présente invention est celui des turbomachines aéronautiques et plus particulièrement celui des outils et procédés de contrôle de l’inclinaison d’un écrou serti dans un orifice d’une bride d’une pièce de turbomachine d’aéronef. Arrière-plan technique Une turbomachine pour aéronef comprend de manière générale des pièces fixes (stators) et tournantes (rotors), les pièces tournantes notamment étant assemblées entre elles par des moyens de fixation (par exemple, des écrous, des vis, des boulons, des rivets, etc.). La montre un disque de rotor 1 d’une turbine haute pression de turbomachine. Ce disque de rotor 1 s’étend autour d’un axe X et comprend des brides annulaires de fixation 2 s’étendant dans des plans parallèles entre eux et perpendiculaires à l’axe X. La turbine comprend plusieurs disques de rotor sont fixés les uns aux autres par ces brides 2. Chaque bride 2 comprend une pluralité d’orifices 20 régulièrement répartis autour de l’axe X et qui sont destinés à recevoir des vis (non représentées). Ces vis sont vissées dans des écrous 3 qui peuvent être sertis dans les orifices 20 afin de faciliter l’opération de fixation de la bride et de rendre ces boulons imperdables. Chaque écrou 3 comprend un filetage interne de vissage de la vis et une portion cylindrique destinée à être engagée et sertie dans un des orifices 20. Lors de l’opération de sertissage, l’opérateur doit faire attention à ce que l’écrou soit bien plaquée contre une face latérale de la bride, sur laquelle débouche l’orifice. On a par exemple constaté que, lorsque l’écrou n’est pas parfaitement plaqué contre une face latérale de la bride et qu’un jeu R local existe entre l’écrou et cette face, l’axe de l’écrou est incliné par rapport à un axe de l’orifice si bien que la vis vissée dans l’écrou ne peut pas être alignée avec l’axe de l’orifice. Une inclinaison de la vis pourrait entraîner un mauvais serrage et une mauvaise fixation de la bride, ce qui serait problématique. Lorsque cette inclinaison est trop importante, le vissage de la vis peut s’avérer difficile voire impossible. Il est donc important de s’assurer que les écrous sertis soient bien plaqués contre la face de la bride afin de garantir des serrage et fixation optimaux de la bride et du disque de rotor. En pratique, le bon positionnement d’un écrou est vérifié en détectant si un jeu existe entre l’écrou et la bride. Des cales, du type paillette, d’épaisseurs prédéterminées sont utilisées par un opérateur. Dans le cas où une cale peut être glissée entre l’écrou et la bride, le jeu entre l’écrou et la bride est au moins égal à l’épaisseur de cette cale, et une cale de plus grande épaisseur peut être utilisée pour mesurer précisément la valeur du jeu. Au-delà d’un certain seuil (par exemple 0,2mm), le jeu peut être jugé trop important et l’écrou est alors considéré comme mal positionné. Il peut alors être retiré en le détruisant, de façon à ce qu’un nouvel écrou puisse être serti. Cependant, l’utilisation répétée de cales peut entraîner leur usure et de ce fait fausser les contrôles. Les cales deviennent moins précises et peu fiables pour effectuer les contrôles. Dans ce contexte, il existe un besoin d’un outil de contrôle fiable et simple à utiliser pour vérifier le bon positionnement des écrous sertis dans les orifices d’une bride d’une pièce de turbomachine. La présente invention a pour but de répondre au besoin précité en proposant une solution qui est simple, efficace et économique à produire. L’invention propose ainsi un outil de contrôle de l’inclinaison d’un écrou serti dans un orifice d’une bride d’une pièce de turbomachine, en particulier d’aéronef, cet outil comportant: - un corps de préhension et de manipulation de l’outil, ce corps présentant un axe qui est destiné à être vertical lorsque l’outil est positionné sur la bride, - une pige alignée sur l’axe et située à une première extrémité du corps, cette pige étant configurée pour être engagée dans l’orifice de la bride et pour être engagée de manière ajustée dans l’écrou, et - un niveau à bulle situé à une seconde extrémité opposée du corps et configuré pour indiquer à un opérateur la bonne verticalité dudit axe. L’outil de contrôle selon l’invention permet ainsi de contrôler le bon positionnement de l’écrou serti et donc la présence éventuelle d’un jeu R avec la bride, en détectant une éventuelle inclinaison de cet écrou vis-à-vis de la bride. Pour cela, la présente invention combine de façon synergique une pige avec un niveau à bulle. La pige coopère avec l’écrou de façon à ce qu’elle soit orientée suivant l’axe de l’écrou. Le corps de l’outil est orienté de la même façon et le niveau à bulle permet alors de voir si le corps et donc l’écrou sont dans une position verticale parfaite, ou sont au contraire inclinés, ce qui serait dû à un défaut de positionnement de l’écrou vis-à-vis de la bride. L’outil de contrôle comprend également une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison: - le corps est sensiblement cylindrique, - le corps comprend une surface cylindrique externe agrippante, - le corps a une diamètre ou dimension transversale compris entre 2 à 6 fois le diamètre dudit orifice, - la pige comprend une portion libre de forme tronconique ou effilée et reliée au corps par une portion cylindrique dont le diamètre est destiné à être sensiblement égal au diamètre interne dudit écrou, - la pige est interchangeable, par exemple en cas d’usure et/ou pour adapter et utiliser la pige avec le diamètre interne de l’écrou, - la pige est en polytétrafluoroéthylène PTFE. L’invention concerne également un procédé de contrôle de l’inclinaison d’un écrou serti dans un orifice d’une bride d’une pièce de turbomachine. Ce procédé est réalisé par un opérateur au moyen d’un outil selon l’une des particularités de l’invention. Le procédé de contrôle peut comprendre les étapes suivantes de: - positionnement de la pièce de façon à ce que l’orifice de sa bride soit orienté verticalement, - insertion de la pige de l’outil dans l’orifice de la bride et l’écrou, et pose de l’outil sur la bride, - détermination de la verticalité de l’écrou par l’opérateur grâce à l’indication fournie par le niveau à bulle. Le procédé peut comprendre en outre une étape de détermination d’un angle d’inclinaison de l’écrou dans l’orifice de la bride. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la est une demi vue schématique en coupe axiale d’un disque de rotor d’une turbine haute pression. la est une vue schématique en perspective d’un outil de contrôle selon l’invention, qui est monté sur une bride du disque de rotor de la . la est une vue schématique en coupe de l’outil et du disque de la . la est une vue schématique de dessus de l’outil de contrôle et du disque de la , indiquant une verticalité de l’écrou serti sur la bride. la est une vue schématique de dessus de l’outil de contrôle et du disque de la , indiquant un défaut de verticalité de l’écrou serti sur la bride. la est une vue schématique en coupe de l’outil et du disque de la . Description détaillée de l'invention D’une manière générale, une turbomachine d’aéronef comprend des pièces de turbomachine fixes et tournantes. Les pièces tournantes par exemple sont assemblées entre elles par des moyens de fixation (par exemple, des écrous, des vis, des boulons, des rivets, etc.). La a été décrite dans ce qui précède et montre un exemple d’utilisation d’un écrou serti dans un orifice d’une bride. Selon l’invention, une fois l’écrou 3 serti dans l’orifice de la bride 2, un outil de contrôle 4 est monté sur la bride 2 afin de vérifier le bon positionnement de l’écrou 3 par rapport cette bride 2. Dans la présente demande, on entend par un bon positionnement d’un écrou serti, le fait d’aligner parfaitement son axe avec un axe Y de l’orifice 20 dans lequel il est serti. De cette façon, le filetage interne de l’écrou 3 est apte à pouvoir recevoir une vis sans défaut de montage. Afin d’obtenir ce bon positionnement, il convient de bien plaquer l’écrou 3 contre la face de la bride 2 sur laquelle débouche l’orifice 20 de sertissage de l’écrou 3. Il faut ainsi éviter ou réduire le plus possible tout jeu entre l’écrou 3 et la bride 2 qui provoque l’inclinaison de l’écrou 3 par rapport à l’orifice 20 de la bride 2. La présente invention permet ainsi de détecter ce bon positionnement et donc la présence d’un jeu R éventuel dans cette zone, en appréciant l’inclinaison de l’écrou par rapport à la bride. En référence aux figures 2 à 5b, la présente demande décrit donc un outil 4 et un procédé de contrôle de l’inclinaison de l’écrou 3 par rapport à la bride 2 du disque 1. Les figures 2 et 3 représentent plus précisément l’outil 4 comprenant un corps 5 de préhension et de manipulation de l’outil 4. Le corps 5 est de forme générale cylindrique et s’étend suivant un axe longitudinal ou de révolution O. Le corps 5 porte à une première extrémité 51 une pige 6, et à une seconde extrémité 52 opposée un niveau à bulle 7. Le corps 5 comprend avantageusement une surface cylindrique externe 50 qui est agrippante. Cette surface 50 permet la préhension et la manipulation aisée de l’outil 4 par un opérateur. La pige 6 est une tige alignée avec l’axe O du corps 5 de l’outil. Dans la présente demande, la pige 6 est un élément de mesure destinée à être monté de façon ajustée dans l’écrou 3 pour estimer un défaut d’inclinaison de l’écrou 3 vis à vis de la bride 2. Le diamètre externe de la pige 6 est donc sensiblement équivalent au diamètre interne du filetage interne de l’écrou 3, de façon à pouvoir engager sans jeu la pige 6 dans l’écrou 3. Les dimensions (diamètre, longueur et forme) de la pige 6 dépendent donc des dimensions de l’écrou 3, pour pouvoir adapter la pige 6 au bon diamètre interne de l’écrou 3. La pige 6 est donc de préférence une pièce interchangeable ou amovible pour pouvoir l’adapter au diamètre interne de l’écrou 3 à contrôler et pour pouvoir la remplacer par une neuve en cas d’usure de la pige 6. La pige 6 comprend une portion cylindrique 61 de liaison du corps 5 à une portion libre 62 qui a une forme tronconique ou effilée. La portion cylindrique 61 destinée à être ajustée à l’écrou 3, est plus longue que la portion libre 62. La forme tronconique de la portion 62 permet d’engager facilement la pige 6 à travers les orifices 20 de la bride 2 et de l’écrou 3. La portion cylindrique 61 a un diamètre inférieur au diamètre du corps 5, de façon à ce que le corps 5 puisse prendre appui sur la face latérale de la bride 2 opposée à celle sur laquelle prend appui l’écrou 3. Pour pouvoir fixer la pige au corps de l’outil, la portion cylindrique 61 peut comprendre des moyens de fixation (par exemple, un filetage, une butée, etc.) coopérant avec des moyens complémentaires (par exemple, un taraudage, un évidement, etc.) du corps 5. La pige est de préférence en PTFE ou Téflon ® . Le niveau à bulle 7 est de préférence sphérique et fixé au sommet du corps 5. Le niveau à bulle 7 présente un axe de révolution passant par l’axe O du corps 5. En pratique, il s’agit d’une bulle de gaz mobile dans un fluide enfermé dans une cavité étanche du corps. Une paroi de cette cavité est transparente et comprend une marque en cercle au centre duquel vient se positionner la bulle de gaz pour confirmer une verticalité. Ainsi, une bulle de gaz centré dans la marque de cercle, indique l’alignement de l’axe de l’écrou 3 (par l’intermédiaire de l’axe O du corps 5 de l’outil 4) par rapport à l’axe de l’orifice de sertissage de l’écrou. Alors qu’une bulle de gaz hors de la marque de cercle, indique l’inclinaison de l’axe de l’écrou et donc de l’axe O par rapport à l’axe de l’orifice de sertissage. Le niveau à bulle 7 permet donc dans la présente invention de vérifier le bon positionnement de l’écrou 3 ou au contraire l’inclinaison de cet écrou 3 par rapport à son orifice de sertissage. Les étapes du procédé de contrôle selon l’invention sont décrites en référence aux figures 4, 5a et 5b. Pour réaliser les étapes du procédé de contrôle de l’invention, la présente invention utilise l’outil 4 qui est manipulé par un opérateur. Par l’intermédiaire de ce procédé, la présente invention permet de vérifier la bonne verticalité d’un écrou dans un orifice d’une bride d’une pièce de turbomachine, telle que le disque 1 de la . L’opérateur commence par disposer le disque 1 sur un plan de travail horizontal. Un axe B de révolution ou de rotation du disque 1 est orienté verticalement. C’est également le cas des axes des orifices 20 des brides 2 dans lesquels sont sertis des écrous 3. L’outil est utilisé pour vérifier le bon positionnement de chaque écrou serti, l’un après l’autre. Pour chaque écrou serti, l’outil 4 est placé sur la bride 2, en insérant la pige 6 dans l’orifice 20 et l’écrou 3 serti dans cet orifice. La pige 6 coopère avec l’écrou 3 et est automatiquement alignée sur l’axe de l’écrou 3. L’opérateur lit la verticalité ou le défaut de verticalité de l’écrou 3 affichée par le niveau à bulle 7. Comme décrit ci-dessus, le niveau à bulle 7 est apte à détecter la verticalité ou l’inclinaison de l’axe O de l’outil 4 (et donc de l’axe de l’écrou 3) par rapport à l’axe Y de l’orifice 20 de sertissage de la bride 2. La représente une bulle de gaz 70a qui est sensiblement centrée dans le marquage du niveau à bulle 7. L’axe O du corps 5 de l’outil 4 est donc aligné avec l’axe Y de l’orifice 20 de la bride 2. Dans cette configuration, l’outil 4 indique le bon positionnement de l’écrou 3 dans l’orifice 20 de la bride 2. L’opérateur peut ainsi fixer une vis sans défaut de montage dans l’écrou 3 et à travers l’orifice 20. Sur les figures 5a et 5b, une bulle de gaz 70b est décalée du marquage du niveau à bulle 7. L’axe O est donc incliné par rapport à l’axe Y de l’orifice 20 d’un angle d’inclinaison α b . Dans cette configuration, l’outil 4 indique l’inclinaison de l’écrou 3 par rapport à l’orifice 20 de la bride 2 et donc la présence d’un jeu entre l’écrou 3 et la bride 2. L’opérateur est ainsi amené à remplacer l’écrou 3, puis à recontrôler l’écrou L’outil de contrôle selon l’invention apporte plusieurs avantages qui sont, notamment de: - rendre fiable et simple le contrôle d’une inclinaison d’un écrou serti sur une bride, - éviter ou limiter le jeu entre l’écrou et la bride, - faciliter la pose et la lecture de l’outil de contrôle, - adapter l’outil de contrôle pour les pièces de turbomachine existantes, - fiabiliser le montage des écrous sur les pièces de turbomachine, en limitant les défauts de pose des écrous, - limiter les retours défectueux des pièces de turbomachine. Dans cette description, l’outil et le procédé de contrôle selon l’invention sont décrits par rapport à un écrou fixé sur une bride d’un disque de rotor d’une turbine haute pression. Bien entendu, l’outil et le procédé de contrôle d’inclinaison de l’écrou peuvent être utilisés sur d’autres pièces de turbomachine d’aéronef, telles que des carters, des viroles, des aubes, etc. Ensemble comportant une pièce de turbomachine (1), en particulier d’aéronef, comprenant une bride (2) pourvue d’un orifice (20) et d’un écrou (3) serti dans l’orifice (20), et un outil de contrôle (4) de l’inclinaison de l’écrou (3) serti dans l’orifice (20), cet outil (4) comportant: - un corps de préhension et de manipulation (5) de l’outil, ce corps présentant un axe (O) qui est destiné à être vertical lorsque l’outil (4) est positionné sur la bride (2), - une pige (6) alignée sur l’axe (O) et située à une première extrémité (51) du corps, cette pige (6) étant configurée pour être engagée dans l’orifice (20) de la bride (2) et pour être engagée de manière ajustée dans l’écrou (3), et - un niveau à bulle (7) situé à une seconde extrémité (52) opposée du corps et configuré pour indiquer à un opérateur la bonne verticalité dudit axe (O). Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le corps (5) est sensiblement cylindrique. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le corps (5) comprend une surface cylindrique externe (50) agrippante. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps (5) a un diamètre ou une dimension transversal(e) compris entre 2 à 6 fois le diamètre dudit orifice (20). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pige (6) comprend une portion libre (62) de forme tronconique ou effilée et reliée au corps par une portion cylindrique (61) dont le diamètre est destiné à être sensiblement égal au diamètre interne dudit écrou (3). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pige (6) est interchangeable. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pige (6) est en polytétrafluoroéthylène (PTFE). Procédé de contrôle de l’inclinaison d’un écrou (3) serti dans un orifice (20) d’une bride (2) d’une pièce de turbomachine (1), ce procédé étant réalisé par un opérateur au moyen d’un ensemble selon l’une des revendications précédentes. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel il comprend les étapes de: - positionnement de la pièce (1) de façon à ce que l’orifice (20) de sa bride (2) soit orienté verticalement, - insertion de la pige (6) de l’outil (4) dans l’orifice (20) de la bride (2) et l’écrou (3), et pose de l’outil (4) sur la bride (2), - détermination de la verticalité de l’écrou (3) par l’opérateur grâce à l’indication fournie par le niveau à bulle (7). Procédé selon la revendication précédente, dans lequel il comprend une étape suivante de détermination d’un angle d’inclinaison de l’écrou (3) dans l’orifice (20) de la bride (2).