Brevet FR3122493A1 — publié le 20221104

L'invention porte sur une machine de perméabilité (8) destinée à effectuer un test de perméabilité d'un joint à labyrinthe (1) comportant: - une cartouche (20) comportant un premier élément (2) dudit joint à labyrinthe (1) muni de léchettes dit "élément à léchettes", et - au moins un support (21) portant un deuxième élément (5) dudit joint à labyrinthe (1) réalisé dans un matériau abradable, dit "élément abradable", et - un système (27) de réglage d'un jeu entre l'élément à léchettes (2) et l'élément abradable (5) configuré de telle façon qu'un mouvement de rotation d'une molette de réglage (28) engendre un déplacement en translation suivant une première direction d'un coulisseau (38) lequel déplace en translation un support (21) de l'élément abradable (5) suivant une deuxième direction de manière à pouvoir faire varier de façon continue le jeu entre l'élément abradable (5) et l'élément à léchettes (2). Figure 4 DISPOSITIF DE TEST D'ETANCHEITE MUNI D'UN SYSTEME DE REGLAGE CONTINU DE JEU ENTRE DEUX ELEMENTS D'UN JOINT À LABYRINTHE La présente invention porte sur un dispositif de test d'étanchéité muni d'un système de réglage continu de jeu entre deux éléments d'un joint à labyrinthe. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les joints à labyrinthe utilisés dans les moteurs d'avion. Dans le cadre du développement de nouveaux moteurs d'avion, des essais partiels de perméabilité sont réalisés pour optimiser les circuits de ventilation ainsi que les dispositifs d’étanchéité associés disposés à divers endroits du moteur entre un rotor et un stator. Ces dispositifs d'étanchéité prennent généralement la forme de joints à labyrinthe décrits notamment dans le document FR3011608. De façon connue en soi, un joint à labyrinthe 1 montré sur la comprend un premier élément 2 situé du côté du rotor muni de léchettes 3, c'est-à-dire de crêtes circulaires saillantes. En outre, un deuxième élément 5 réalisé dans un matériau abradable est destiné à être disposé du côté du stator. Le deuxième élément présente un profil en forme de marches 6 disposées en regard des léchettes 3. Ces éléments 2 et 5 séparent un volume environnant en deux enceintes pouvant être soumises à des pressions différentes. Un faible jeu 7 sépare les léchettes 3 par rapport aux marches 6 de l'élément abradable 5. Les figures 1a à 1d montrent différentes configurations de joints à labyrinthe de type mono-étage. Ces figures mettent en évidence que les léchettes 3 du joint 1 peuvent être étagées ou non. La forme des marches 6 disposées en regard des léchettes 3 est également variable d'une figure à l'autre. Dans une configuration labyrinthe de type crocodile montrée sur la , l'élément 2 présente deux rangées de léchettes 3 et deux éléments abradables 5 disposés de part et d'autre de l'élément 2. Les flèches F correspondent à un flux d'air. Il existe des outillages pour tester la perméabilité de différents profils de labyrinthes. L’objectif des tests est de quantifier les pertes de charge du système en fonction du jeu 7 entre les léchettes 3 et l’élément abradable 5. A cette fin, on mesure un débit d'air en amont et en aval du système d’étanchéité à tester. Le véhicule d’essai permettant d'effectuer les tests d'étanchéité est appelé "machine de perméabilité". Cette machine comporte un conduit dans lequel les profils de labyrinthes sont disposés en regard l'un de l'autre. Ces profils sont réalisés sous forme de profils en deux dimensions et non sous forme de pièces à 360° comme sur les moteurs. Comme cela est illustré par la , la machine de perméabilité 8 est reliée à une arrivée d’air 9 par l’intermédiaire d’une cuve de tranquillisation 12. A cet effet, la machine de perméabilité 8 est montée sur une plaque de support 13 par l'intermédiaire d'un joint 14. La plaque de support 13 est fixée hermétiquement à une extrémité de la cuve 12 par l'intermédiaire d'un autre joint 15. L'arrivée d'air 9 débouche du côté d'une extrémité opposée de la cuve 12. La cuve 12 pourra être montée sur un support 16 installé sur une table 17. Classiquement, on utilise un montage d’essai faisant intervenir autant de couples {labyrinthe; jeu} que de configurations à tester. Comme cela est illustré par la , le jeu 7 entre les éléments 2 et 5 du joint 1 est créé au moyen de cales 19. Toutefois, le jeu 7 obtenu en essai par un tel système dépend des tolérances de fabrication des pièces. En outre, du fait des configurations de jeux discrètes, il est nécessaire de fabriquer autant de cales 19 que de configurations de jeux à tester. En conséquence, en cas de configuration de jeu supplémentaire à tester, il est nécessaire de fabriquer de nouvelles cales 19. L'invention vise notamment à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant une machine de perméabilité destinée à effectuer un test de perméabilité d'un joint à labyrinthe comportant: - un bâti, - une cartouche comportant un premier élément dudit joint à labyrinthe muni de léchettes dit "élément à léchettes", et - au moins un support portant un deuxième élément dudit joint à labyrinthe réalisé dans un matériau abradable, dit "élément abradable", - ladite machine de perméabilité comporte en outre un système de réglage continu d'un jeu entre l'élément à léchettes et l'élément abradable comprenant: au moins une molette de réglage montée rotative par rapport au bâti et bloquée en translation par rapport au bâti, au moins un coulisseau lié à la molette de réglage par l'intermédiaire d'une liaison hélicoïdale, ledit coulisseau étant apte à être guidé en translation par rapport au bâti, ledit coulisseau étant en appui plan incliné avec le support de l'élément abradable, de telle façon qu'un mouvement de rotation de la molette de réglage engendre un déplacement en translation suivant une première direction du coulisseau lequel déplace en translation le support de l'élément abradable suivant une deuxième direction de manière à pouvoir faire varier de façon continue le jeu entre l'élément abradable et l'élément à léchettes. L'invention permet ainsi de passer d’un réglage "discret" avec cales à un réglage de type "continu" du jeu entre les léchettes et l'élément abradable du joint, ce qui évite d'avoir à établir à l'avance la liste des valeurs de jeux à explorer. Il est ainsi possible de tester sans contrainte une multitude de valeurs de jeux entre les éléments du joint. Le jeu peut en outre être réglé finement et ne dépend plus des tolérances de fabrication des composants à tester et des cales de réglages. Des configurations de jeux additionnelles peuvent donc être mises en œuvre au banc d’essai sans délai de fabrication supplémentaire. L'invention permet également de réduire le nombre de pièces à fabriquer ainsi que la durée d’occupation du banc d’essai. Selon une réalisation de l'invention, ladite machine de perméabilité comporte une plaque de blocage en translation de la molette de réglage. Selon une réalisation de l'invention, le bâti comporte un conduit d'arrivée d'air débouchant dans un espace de test où sont disposés l'élément à léchettes et l'élément abradable du joint à labyrinthe. Selon une réalisation de l'invention, un ensemble formé par le coulisseau et le support portant l'élément abradable est disposé à l'intérieur d'un logement débouchant vers l'espace de test. Selon une réalisation de l'invention, ladite machine de perméabilité comporte un couvercle de fermeture du logement. Selon une réalisation de l'invention, ladite machine de perméabilité comporte une vis de blocage insérée dans une ouverture traversante du couvercle de fermeture, ladite vis de blocage étant munie d'une extrémité venant en appui contre une face du support de l'élément abradable. Selon une réalisation de l'invention, ladite machine de perméabilité comporte deux supports portant chacun un élément abradable, lesdits supports étant disposés de part et d'autre d'un élément à léchettes muni d'une double rangée de léchettes dans le cas d'une configuration de joint à tester de type labyrinthe crocodile. Selon une réalisation de l'invention, l'élément à léchettes et l'élément abradable sont réalisés sous forme de profils en deux dimensions. Selon une réalisation de l'invention, la première direction de translation et la deuxième direction de translation sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. Selon une réalisation de l'invention, la première direction de translation est de préférence une direction horizontale tandis que la deuxième direction de translation est une direction verticale. La présente invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentées à titre d’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles: Les figures 1a à 1e, déjà décrites, sont des vues en coupe d'exemples de configurations de joints à labyrinthe; La , déjà décrite, montre une machine de perméabilité connectée à un banc d’essai permettant d'effectuer des tests d'étanchéité sur des joints à labyrinthe; La , déjà décrite, est une vue en coupe d'un système classique de réglage de jeu entre un élément à léchettes et un élément abradable d'un joint à labyrinthe basé sur l'utilisation de cales discrètes; La est une vue en perspective éclatée d'une machine de perméabilité selon la présente invention munie d'un système de réglage continu de jeu entre un élément à léchettes et un élément abradable d'un joint à labyrinthe; La est une représentation schématique d'une cinématique d'un système de réglage continu de jeu intégré à la machine de perméabilité de la ; La est une vue en coupe illustrant la liaison mécanique d'une molette de réglage avec un bâti et un coulisseau du système de réglage continu de jeu; La est une vue en perspective de dessus d'un système de réglage continu de jeu intégré à la machine de perméabilité selon l'invention; La est une vue en coupe d'un système de réglage continu de jeu utilisé avec une configuration de joint à labyrinthe de type crocodile. Il est à noter que les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Par ailleurs, dans la suite de la description, les termes relatifs du type "horizontal", "vertical", "supérieur", "inférieur", sont entendus par référence à une machine de perméabilité en position d'utilisation sur un banc d'essai. La montre une machine de perméabilité 8 selon l'invention destinée à effectuer un test de perméabilité d'un joint à labyrinthe 1. Le joint à labyrinthe 1 comporte un premier élément 2 muni de léchettes dit "élément à léchettes" et un deuxième élément 5 réalisé dans un matériau abradable, dit "élément abradable 5". Le joint 1 pourra être choisi parmi ceux représentés sur les figures 1a à 1e. Dans le cadre de la réalisation d'un test d'étanchéité, l'élément à léchettes 2 et l'élément abradable 5 sont réalisés sous forme de profils en deux dimensions et non sous forme de pièces à 360° comme sur les moteurs. Une cartouche 20 comporte l'élément à léchettes 2, tandis que l'élément abradable 5 est porté par un support 21. Un bâti 22 de la machine de perméabilité 8 comporte un conduit d'arrivée d'air 24 débouchant dans un espace de test 25 où sont disposés l'élément à léchettes 2 et l'élément abradable 5. En outre, un système 27 permet d'assurer un réglage continu d'un jeu 7 entre l'élément à léchettes 2 et l'élément abradable 5. Ce système 27 de réglage de jeu comporte une molette de réglage 28 montée rotative par rapport au bâti 22 et bloquée en translation par rapport au bâti 22. A cet effet, comme on peut le voir sur la , la molette de réglage 28 est prolongée par une tige 30 insérée à l'intérieur d'une ouverture traversante 31 réalisée dans une paroi du bâti 22. Un joint 32 assure l'étanchéité de l'ensemble. Une plaque 34 assure un blocage en translation de la molette de réglage 28. Cette plaque 34 est destinée à retenir une collerette 35 issue de la tige 30 de la molette de réglage 28. La collerette 35 est disposée à l'intérieur d'une cavité 36 du bâti 22 fermée par la plaque de blocage 34. La plaque de blocage 34 est fixée sur le bâti 22 au moyen d'organes de fixation, tels que des vis, ou des rivets ou tout autre organe de fixation adapté à l'application. Comme cela est visible sur les figures 4 à 7, un coulisseau 38 est lié à la molette de réglage 28 par l'intermédiaire d'une liaison hélicoïdale 39. A cet effet, comme cela est illustré par la , la tige 30 connectée à la molette de réglage 28 présente une extrémité filetée coopérant avec un trou taraudé 40 ménagé dans le coulisseau 38 de manière à créer une liaison de type vis-écrou. Le coulisseau 38 est guidé en translation par rapport au bâti 22. Le coulisseau 38 est en appui plan incliné avec le support 21 de l'élément abradable 5. A cet effet, le coulisseau 38 présente au moins une face inclinée 41 plaquée contre une face inclinée 42 correspondante du support 21. Un angle du plan incliné est de l'ordre de 45 degrés par rapport à un plan horizontal (cf. ). Comme on peut le voir sur les figures 4 et 7, le coulisseau 38 pourra comporter une gorge 43 de réception d'une nervure 47 du support 21 afin de faciliter le guidage lors d'un déplacement relatif de ces deux pièces. Le support 21 est apte à être guidé en translation par rapport au bâti 22. Ainsi, comme on peut le voir sur la , un mouvement de rotation de la molette de réglage 28 suivant la flèche 48 engendre un déplacement en translation du coulisseau 38 suivant une première direction 49 lequel déplace en translation le support 21 portant l'élément abradable 5 suivant une deuxième direction 50 de translation de manière à pouvoir faire varier de façon continue le jeu 7 entre l'élément à léchettes 2 et l'élément abradable 5. La première direction 49 de translation et la deuxième direction 50 de translation sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. La première direction 49 de translation est de préférence une direction horizontale tandis que la deuxième direction 50 de translation est une direction verticale. Un mouvement dans un sens de rotation de la molette de réglage 28 permet de rapprocher l'élément abradable 5 par rapport à l'élément à léchettes 2 de façon à réduire le jeu 7. Tandis qu'un mouvement dans un sens de rotation opposé de la molette de réglage 28 permet d'éloigner l'élément abradable 5 par rapport à l'élément à léchettes 2 de façon à augmenter le jeu 7. Dans l'exemple représenté sur les figures 4 et 8, la machine de perméabilité 8 comporte deux ensembles 52.1, 52.2 formés chacun par un coulisseau 38 et un support 21 portant l'élément abradable 5. Un premier ensemble 52.1 est disposé à l'intérieur d'un logement supérieur 53.1 débouchant vers l'espace de test 25. Le logement supérieur 53.1 comporte deux parois 54 assurant un guidage en translation du coulisseau 38 par rapport au bâti 22. La face supérieure du logement 53.1 est fermée par un couvercle de fermeture 56. Une vis de blocage 57 insérée dans une ouverture traverse le couvercle de fermeture 56. La vis de blocage 57 est munie d'une extrémité venant en appui contre une face du support 21 de façon à garantir l'appui plan incliné entre le coulisseau 38 et le support 21, tel que montré sur la . Un deuxième ensemble 52.2 est disposé à l'intérieur d'un logement inférieur 53.2 débouchant vers l'espace de test 25. La face inférieure du logement 53.2 est fermée par un couvercle de fermeture 56. Le guidage en translation du coulisseau 38 par rapport au bâti 22 est assuré au moyen d'une première paroi 58 du logement 53.2 et d'une deuxième paroi 59 réalisée dans le couvercle de fermeture 56. La cartouche 20 comportant l'élément à léchettes 2 est disposée entre les deux logements 53.1 et 53.2. La cartouche 20 pourra présenter une forme de tiroir inséré à l'intérieur de l'espace de test 25. Dans le cas d'une configuration de joint à labyrinthe 1 crocodile, il est ainsi possible de prévoir deux supports 21 portant chacun un élément abradable 5 et disposés de part et d'autre d'un élément à léchettes 2 muni d'une double rangée de léchettes 3, à savoir une rangée 60.1 de léchettes 3 supérieures et une rangée 60.2 de léchettes 3 inférieures. Dans ce cas, une portion d'un flux d'air 61 injecté passe à travers l'espace 7 s'étendant entre l'élément abradable 5 supérieur et la rangée 60.1 de léchettes supérieures, puis est dévié par un déflecteur 62 vers l'espace entre l'élément abradable 5 inférieure et une rangée de léchettes 60.2 inférieures avant d'être évacué par un trou 63 traversant réalisé dans le couvercle 56 du logement inférieur 53.2. Les deux molettes de réglage 28 permettent de régler indépendamment le jeu 7 entre l'élément abradable 5 supérieur et la rangée de léchettes supérieures 60.1 et le jeu 7 entre l'élément abradable 5 inférieur et la rangée de léchettes inférieures 60.2. En variante, la machine de perméabilité 8 pourra bien entendu comporter un seul logement contenant un seul ensemble "coulisseau-support d'élément abradable" dans le cas où le joint d'étanchéité est de type mono-étage. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En outre, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association. Machine de perméabilité (8) destinée à effectuer un test de perméabilité d'un joint à labyrinthe (1) comportant: - un bâti (22), - une cartouche (20) comportant un premier élément (2) dudit joint à labyrinthe (1) muni de léchettes dit "élément à léchettes", et - au moins un support (21) portant un deuxième élément (5) dudit joint à labyrinthe (1) réalisé dans un matériau abradable, dit "élément abradable", caractérisée en ce que ladite machine de perméabilité (8) comporte en outre un système (27) de réglage continu d'un jeu (7) entre l'élément à léchettes (2) et l'élément abradable (5) comprenant: - au moins une molette de réglage (28) montée rotative par rapport au bâti (22) et bloquée en translation par rapport au bâti (22), - au moins un coulisseau (38) lié à la molette de réglage (28) par l'intermédiaire d'une liaison hélicoïdale (39), ledit coulisseau (38) étant apte à être guidé en translation par rapport au bâti (22), - ledit coulisseau (38) étant en appui plan incliné avec le support (21) de l'élément abradable (5), - de telle façon qu'un mouvement de rotation de la molette de réglage (28) engendre un déplacement en translation suivant une première direction (49) du coulisseau (38) lequel déplace en translation le support (21) de l'élément abradable (5) suivant une deuxième direction (50) de manière à pouvoir faire varier de façon continue le jeu (7) entre l'élément abradable (5) et l'élément à léchettes (2). Machine de perméabilité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une plaque (34) de blocage en translation de la molette de réglage (28). Machine de perméabilité selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bâti (22) comporte un conduit d'arrivée d'air (24) débouchant dans un espace de test (25) où sont disposés l'élément à léchettes (2) et l'élément abradable (5) du joint à labyrinthe (1). Machine de perméabilité selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un ensemble (52.1, 52.2) formé par le coulisseau (38) et le support (21) portant l'élément abradable (5) est disposé à l'intérieur d'un logement (53.1, 53.2) débouchant vers l'espace de test (25). Machine de perméabilité selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un couvercle de fermeture (56) du logement. Machine de perméabilité selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte une vis de blocage (57) insérée dans une ouverture traversante du couvercle de fermeture (56), ladite vis de blocage (57) étant munie d'une extrémité venant en appui contre une face du support (21) de l'élément abradable (5). Machine de perméabilité selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte deux supports (21) portant chacun un élément abradable (5), lesdits supports (21) étant disposés de part et d'autre d'un élément à léchettes (2) muni d'une double rangée de léchettes dans le cas d'une configuration de joint à tester de type labyrinthe crocodile. Machine de perméabilité selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'élément à léchettes (2) et l'élément abradable (5) sont réalisés sous forme de profils en deux dimensions. Machine de perméabilité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la première direction (49) de translation et la deuxième direction (50) de translation sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. Machine de perméabilité selon la revendication 9, caractérisée en ce que la première direction (49) de translation est de préférence une direction horizontale tandis que la deuxième direction (50) de translation est une direction verticale.