Brevet FR3126917A1 — publié le 20230317

Système de fixation des deux moitiés de fû t d’un moule d’injection d’un carter de soufflante Moule (400) destiné à être utilisé pour la fabrication d’un carter de soufflante de turbine à gaz en matériau composite comprenant un mandrin sur lequel est destinée à être enroulée une préforme fibreuse de carter de soufflante comprenant une paroi annulaire dont le profil de la surface extérieure correspond à celui de la surface interne du carter à fabriquer et deux flasques latéraux dont les profils correspondent à ceux de brides externes du carter à fabriquer, la paroi annulaire étant formée d’un premier et d’un deuxième demi-fûts (411, 412) assemblés entre eux par au moins un système vis-écrou, caractérisé en ce que ledit système vis-écrou comprend : une vis (421) placée sur une surface du premier demi-fût (412) et insérée dans un premier trou présent dans le premier demi-fût (412) et dans un deuxième trou présent dans le deuxième demi-fût (411), et un écrou (422) intégré à une plaque (423) fixée sur une surface du deuxième demi-fût (411) et la vis étant vissée dans l’écrou. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Système de fixation des deux moitiés de fût d’un moule d’injection d’un carter de soufflante La présente invention se rapporte au domaine général de la fabrication des carters de turbine à gaz, et plus particulièrement aux moules utilisés pour la fabrication de carters de rétention pour soufflante de turbine à gaz pour moteur aéronautique. Dans un moteur aéronautique à turbine à gaz, un carter de soufflante remplit plusieurs fonctions. Il définit la veine d’entrée d’air dans le moteur, supporte un matériau abradable en regard du sommet des aubes de la soufflante, supporte une structure éventuelle d’absorption d’ondes sonores pour le traitement acoustique en entrée du moteur et incorpore ou supporte un bouclier de rétention. Ce dernier constitue un piège retenant les débris, tels que les objets ingérés ou des fragments d’aubes endommagées, projetés par la centrifugation, afin d’éviter qu’ils traversent le carter et atteignent d’autres parties de l’aéronef. La réalisation d’un carter de soufflante en matériau composite a déjà été proposée. On pourra, par exemple se référer au brevet EP 1 961 923 qui décrit la fabrication d’un carter en matériau composite à épaisseur évolutive comprenant la formation d’une préforme fibreuse par des couches superposées d’une texture fibreuse et la densification du renfort fibreux par une matrice. Plus précisément, ce document prévoit d’utiliser un mandrin d’appel pour le tissage tridimensionnel de la texture fibreuse, celle-ci étant ensuite enroulée en couches superposées sur un mandrin d’imprégnation présentant une surface extérieure dont le profil correspond à celui de la partie centrale du carter à fabriquer et deux flasques latéraux correspondant à des brides de fixation du carter. La préforme fibreuse est maintenue sur le mandrin d’imprégnation et une imprégnation par résine est réalisée avant polymérisation. Pour réaliser l’imprégnation de la préforme fibreuse par un procédé d’injection de type RTM (« Resin Transfer Molding »), il est connu de venir positionner les éléments d’un contre-moule sur le mandrin d’imprégnation et former ainsi un moule d’injection. On pourra, par exemple, se référer à la demande WO 2013/060978 qui divulgue la mise en place de secteurs angulaires pour fermer le moule d’injection de résine sur le mandrin d’imprégnation. Après l’injection, il faut ouvrir le moule pour démouler le carter ainsi fabriqué. Les moules actuels sont formés d’un mandrin comprenant deux demi-fûts assemblés entre eux par des vis vissées dans un écrou. Plus particulièrement, chaque couple vis-écrou se compose d’une vis et d’un insert fileté inséré dans l’un des demi-fûts, l’insert, en acier, étant lui-même vissé dans le demi-fût, en aluminium. Une des caractéristiques majeures de ce couple vis-écrou est que l’écrou ne doit pas tomber lors du démoulage du moule, la vis étant dévissée vers le haut pour pouvoir être récupérée par un opérateur. Les inserts actuels respectent ce critère, mais ils sont difficiles à entretenir. En effet, comme le coefficient de dilatation des demi-fûts est deux fois plus élevé que celui du couple vis-écrou, les demi-fûts ont tendance à tirer sur la vis, et les efforts générés par les dilatations différentielles abiment alors le filetage entre le demi-fût en aluminium et l’insert en acier ou entre tout autre système utilisé pour maintenir l’insert en place. Si la liaison entre l’insert et le demi-fût s’abime, le retrait de l’insert devient alors de plus en plus difficile après plusieurs cycles thermiques, ce qui rend l’opération de maintenance difficile. De plus, le filetage entre la vis et l’insert est démonté à chaque injection et doit donc rester en bon état, car si le filetage est abimé, il faut remplacer l’insert. Donc plus cette liaison s’abime, plus la maintenance sera fréquente. Par ailleurs, lors du démoulage, les vis sont difficilement accessibles et doivent être dévissées alors que le moule est encore chaud (autour de 180 °C), ce qui rend alors l’opération de démoulage peu ergonomique pour l’opérateur. Il est donc souhaitable de disposer d’un nouveau système d’assemblage des deux demi-fûts qui soit plus simple à entretenir et à démonter lors du démoulage du moule. Selon un premier mode de réalisation, l’invention concerne un moule destiné à être utilisé pour la fabrication d’un carter de soufflante de turbine à gaz en matériau composite comprenant un mandrin sur lequel est destinée à être enroulée une préforme fibreuse de carter de soufflante comprenant une paroi annulaire dont le profil de la surface extérieure correspond à celui de la surface interne du carter à fabriquer et deux flasques latéraux dont les profils correspondent à ceux de brides externes du carter à fabriquer, la paroi annulaire étant formée d’un premier et d’un deuxième demi-fûts assemblés entre eux par au moins un système vis-écrou, caractérisé en ce que ledit système vis-écrou comprend : une vis placée sur une surface du premier demi-fût et insérée dans un premier trou présent dans le premier demi-fût et dans un deuxième trou présent dans le deuxième demi-fût, et un écrou intégré à une plaque fixée sur une surface du deuxième demi-fût et la vis étant vissée dans l’écrou. Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’écrou est soudé à la plaque. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, la plaque intègre l’écrou dans sa structure initiale. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, la plaque est fixée au deuxième demi-fût par au moins une vis d’assemblage. Grâce au nouveau système vis-écrou, la vis qui maintient la plaque avec l’écrou intégré n’est plus sollicitée en traction pendant les cycles thermiques. Les filetages s’abiment peu et l’opération de maintenance est ainsi facilitée. Selon un deuxième mode de réalisation, l’invention concerne un moule destiné à être utilisé pour la fabrication d’un carter de soufflante de turbine à gaz en matériau composite comprenant un mandrin sur lequel est destinée à être enroulée une préforme fibreuse de carter de soufflante comprenant une paroi annulaire dont le profil de la surface extérieure correspond à celui de la surface interne du carter à fabriquer et deux flasques latéraux dont les profils correspondent à ceux de brides externes du carter à fabriquer, la paroi annulaire étant formée d’un premier et d’un deuxième demi-fûts assemblés entre eux par au moins un système vis-écrou, caractérisé en ce que ledit système vis-écrou comprend : une vis placée sur une surface du premier demi-fût et insérée dans un premier trou présent dans le premier demi-fût et dans un deuxième trou présent dans le deuxième demi-fût, et un écrou placé dans un insert présent sur une surface du deuxième demi-fût, l’insert étant fermé de manière à maintenir l’écrou sur la surface du deuxième demi-fût et la vis étant vissée dans l’écrou. Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’insert est maintenu fermé par au moins une rondelle maintenue par au moins une vis sur la surface du deuxième demi-fût. Grâce au système vis-écrou selon ce deuxième mode réalisation, l’écrou n’est pas fixé dans son insert, mais seulement maintenu en place dans l’insert fermé pour qu’il ne sorte pas de l’insert. Quand l’insert est ouvert, on peut retirer facilement l’écrou de son logement formé par l’insert, alors qu’actuellement il faut dévisser l’insert ou le décoller. Les rondelles sont un exemple de moyens de fermeture de cet insert. Les vis de maintien des rondelles ne sont pas sollicitées en traction pendant les cycles thermiques et leur filetage s’abime peu, donc le retrait des écrous est facilité par rapport à l’art antérieur. Néanmoins, comme pour le premier mode de réalisation, il est toujours nécessaire de récupérer les vis lors du démoulage. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’insert est une cavité creusée sur la surface du deuxième demi-fût, l’écrou étant placé dans cette cavité. Selon un troisième mode de réalisation, l’invention concerne un moule destiné à être utilisé pour la fabrication d’un carter de soufflante de turbine à gaz en matériau composite comprenant un mandrin sur lequel est destinée à être enroulée une préforme fibreuse de carter de soufflante comprenant une paroi annulaire dont le profil de la surface extérieure correspond à celui de la surface interne du carter à fabriquer et deux flasques latéraux dont les profils correspondent à ceux de brides externes du carter à fabriquer, la paroi annulaire étant formée d’un premier et d’un deuxième demi-fûts assemblés entre eux par au moins un système vis-écrou, caractérisé en ce que ledit système vis-écrou comprend : une vis insérée dans une première encoche présente dans le premier demi-fût et dans une deuxième encoche présente dans le deuxième demi-fût, et fixée sur une surface du premier demi-fût par une liaison pivot lui permettant de pivoter et de sortir des première et deuxième encoches, et un écrou placé sur une surface du deuxième demi-fût et vissé à ladite vis de manière à ce que la vis soit maintenue dans les première et deuxième encoches. Dans ce mode de réalisation, c’est l’écrou qui est dévissé lors du démoulage. L’avantage supplémentaire de ce système vis-écrou par rapport aux deux autres modes de réalisation précédents est que lors du démoulage, il n’est pas nécessaire de récupérer l’écrou, car il suffit de le dévisser partiellement pour que la vis pivote et sorte des encoches des demi-fûts libérant ainsi les demi-fûts. L’opérateur n’a donc plus besoin de récupérer la vis ou l’écrou lors du démoulage et donc sa présence auprès du moule chaud sera moins longue. Selon une caractéristique particulière de l’invention compatible avec tous les modes de réalisation, les premier et deuxième demi-fûts sont en aluminium et la vis et l’écrou du système vis-écrou sont en acier. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. La représente, de manière schématique, un carter de soufflante de turbine à gaz. La représente, de manière schématique et partielle, un moule d’injection selon l’art antérieur. La représente, de manière schématique et partielle, un système vis-écrou assemblant deux demi-fûts d’un moule selon l’art antérieur. La représente, de manière schématique et partielle, un système vis-écrou assemblant deux demi-fûts d’un moule selon un mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, un système vis-écrou assemblant deux demi-fûts d’un moule selon un autre mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, un système vis-écrou assemblant deux demi-fûts d’un moule selon un autre mode de réalisation de l’invention. Moule (400) destiné à être utilisé pour la fabrication d’un carter de soufflante (10) de turbine à gaz en matériau composite comprenant un mandrin (210) sur lequel est destinée à être enroulée une préforme fibreuse (250) de carter de soufflante comprenant une paroi annulaire dont le profil de la surface extérieure correspond à celui de la surface interne du carter à fabriquer et deux flasques latéraux (213, 214) dont les profils correspondent à ceux de brides externes (12, 13) du carter à fabriquer, la paroi annulaire étant formée d’un premier et d’un deuxième demi-fûts (411, 412) assemblés entre eux par au moins un système vis-écrou (220), caractérisé en ce que ledit système vis-écrou comprend : une vis (421) placée sur une surface du premier demi-fût (412) et insérée dans un premier trou présent dans le premier demi-fût (412) et dans un deuxième trou présent dans le deuxième demi-fût (411), et un écrou (422) intégré à une plaque (423) fixée sur une surface du deuxième demi-fût (411) et la vis étant vissée dans l’écrou. Moule selon la revendication 1, dans lequel l’écrou est soudé à la plaque. Moule selon la revendication 1, dans lequel la plaque intègre l’écrou dans sa structure initiale. Moule selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la plaque (423) est fixée au deuxième demi-fût (411) par au moins une vis d’assemblage (424). Moule (400, 500, 600) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les premier (412, 512, 612) et deuxième (411, 511, 611) demi-fûts sont en aluminium, et les vis (421, 521, 621) et les écrous (422, 522, 622) du système vis-écrou (620) sont en acier.