Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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Procédé pour augmenter la durée de vie des attaches d'aubes sur un rotor
Description
Domaine technique de l'invention
L'invention se rapporte aux attaches des aubes sur un rotor et plus
particulièrement à un
procédé pour en augmenter la durée de vie, ce procédé mettant en ceuvre une
forme
particulière de la technique de grenaillage dite "par ultrasons".
Etat de la technique et problème posé
Dans un turboréacteur pour avion, les rotors à aubes sont traditionnellement
constitués
d'une jante à la périphérie de laquelle sont montées une pluralité d'aubes
amovibles. Le
dispositif de montage est appelé dans la présente demande de brevet "attache
d'aube".
Ce dispositif comporte une rainure en queue d'aronde usinée dans la jante et
un pied
également en queue d'aronde usiné à la base de l'aube, l'assemblage
s'effectuant par
l'emboîtement du pied dans la rainure. Dans une forme plus élaborée dite "en
pied de
sapin", le queue d'aronde comporte plusieurs "bulbes" de taille décroissante,
typiquement trois bulbes, chaque bulbe assurant séparément la fonction de la
queue
d'aronde. Dans ce qui suit, ces deux formes d'attaches seront dites
indifféremment "en
queue d'aronde". Les pieds d'aubes sont emboîtés dans les rainures par
coulissement
avec un jeu limité, les pieds étant ensuite immobilisés sans jeu par divers
moyens de
verrouillage. On comprend que les rainures et les pieds d'aubes sont le siège
de fortes
concentrations de contrainte et que leur réalisation est de ce fait
particulièrement
soignée. Les rotors de turboréacteurs sont habituellement en acier, en alliage
de titane.
ou en superalliage à base de nickel ou de chrome.
Habituellement, les rotors font l'objet d'un grenaillage par projection de
petites billes en
matériau dur à l'aide d'une ou plusieurs buses à air comprimé. Ce grenaillage
a pour
effet de créer une précontrainte de compression à la surface du rotor sur une
profondeur
de quelques dixièmes de millimètres, cette précontrainte retardant
l'apparition des
fissures résultant de fortes sollicitations et augmentant ainsi la durée de
vie du rotor. En
cas de besoin, le grenaillage est précédé d'un traitement thermique de la
pièce à traiter
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pour libérer les contraintes résiduelles restant dans cette pièce. Dans le cas
où certaines
parties de la pièce ne doivent pas être grenaillées, on les protège
habituellement en les
enduisant d'un matériau, tel un élastomère, de dureté suffisante pour résister
aux
impacts des billes.
Un grenaillage fort d'intensité Almen de l'ordre de F15A à F17A et permettant
de créer à
la surface du rotor une précontrainte de compression de l'ordre de 900 à 1100
MPa
(méga pascals) est souhaitable, ces rotors étant habituellement en acier, en
alliage de
titane ou en superalliages à base de chrome ou de nickel. Malheureusement, un
tel
1o grenaillage augmente fortement la rugosité des surfaces traitées et réduit
ainsi la
résistance à l'usure par frottements vibratoires des surfaces des rainures et
des pieds
d'aubes en contact mutuel.
Cette augmentation de la rugosité d'une surface subissant un grenaillage fort
par
projection de petites billes est attestée par divers documents:
- Brevet EP 0 922 532 paragraphe [0005] colonne 1 lignes 33 à 38. L'une des
solutions
préconisée est de réduire l'intensité et le taux de recouvrement du
grenaillage
paragraphe [0006] lignes 39-40. Ce même brevet indique ligne 41 qu'il peut en
résulter
une réduction de la durée de vie de la pièce.
- Dans le magazine "Souder" n 5 de septembre 1998, l'étude "Le principe du
choc laser
et ses applications au traitement des matériaux" effectue une comparaison du
grenaillage dit "par choc laser" avec le grenaillage conventionnel et indique
page 13
avant demier paragraphe que le grenaillage conventionnel crée des
microcratères
résultant des impacts des billes et augmentant la rugosité. Selon les exemples
donnés
par le premier tableau page 14, la rugosité (Ra) d'une surface usinée peut
augmenter de
2,3 pm à 5,5 pm après un grenaillage fort.
L'article "Le grenaillage de précontrainte" publié en 1992 par le CETIM page
105-123
rend compte d'une conférence nationale ayant eu lieu les 25-26 septembre 1991
à
Senlis en France. Il indique page 108 avant dernier paragraphe que le
grenaillage d'une
surface usinée conduit à une augmentation de la valeur de la rugosité. Ce même
article
précise dans le dernier paragraphe de cette même page que l'on peut diminuer
la
rugosité en réalisant le grenaillage en plusieurs passes d'intensité
décroissantes. On
peut comprendre que le grenaillage fort au départ augmente la rugosité et que
les
grenaillages de plus en plus légers qui suivent réduisent la rugosité en
nivelant la
surface grenaillée. Cette solution présente cependant l'inconvénient d'être
longue car il
faut plusieurs grenaillages, le premier assurant la mise en précontrainte de
la surface
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grenaillée et les grenaillages suivant assurant progressivement la réduction
de la
rugosité qui est apparue pendant le premier grenaillage.
Le problème à résoudre est d'augmenter simultanément la résistance en fatigue
et la
résistance aux frottements vibratoires des rotors au niveau des attaches
d'aubes, cette
augmentation ne devant pas entraîner d'augmentation sensible du temps et du
coût de
fabrication des rotors.
Le grenaillage par projection de billes connait actuellement une nouvelle
forme de mise
en oeuvre dite "par ultrasons" dans laquelle les billes ne sont plus projetées
par une buse
à jet d'air comprimé mais par la percussion sur ces billes de la surface d'une
sonotrode
vibrant à des fréquences de l'ordre de 20 à 60 KHertz, les billes étant
maintenues à
l'intérieur d'une enceinte, la pièce à grenailler étant selon ses dimensions
immergée à
l'intérieur de l'enceinte ou présentée devant une ouverture de cette enceinte.
On connaît par le brevet FR 2 743 742 une application du grenaillage par
ultrasons aux
articles culinaires permettant de réduire les microcavités crées préalablement
à la
surface de l'ustensile pour favoriser l'accrochage d'un revêtement sur une
partie de
l'ustensile. Ce brevet indique page 5 ligne 32 que l'article culinaire est en
aluminium. Il
est connu que ce matériau est tendre, et sa mise en précontrainte ne dépasse
pas 150 à
200MPa. Elle est très inférieure à la mise en précontrainte recherchée de 900
à 1100
PMa. Ce brevet indique également page 1 lignes 31 que la surface obtenue est
lisse,
mais il précise page 5 ligne 14 que le grenaillage ou "billage" dure de 0,5 à
5 secondes.
Même pour un matériau tendre, il ne s'agit donc là que d'un grenaillage très
léger de
surfaçage sans rapport avec les grenaillages forts de mise en précontrainte de
compression pratiqués sur les pièces aéronautiques, les surfaces de ces pièces
devant
être exposées au grenaillage pendant une durée de quatre à dix minutes au
moins. Ce
brevet n'apporte donc pas de solution au problème à résoudre.
Exposé de l'invention
L'invention propose un procédé pour augmenter la durée de vie des attaches
d'aubes
sur un rotor, le rotor comportant une jante à la périphérie de laquelle sont
attachées une
pluralité d'aubes amovibles, les attaches d'aube comportant deux composants,
l'un des
composants étant une rainure en queue d'aronde disposée à la périphérie sur le
rotor,
l'autre composant étant un pied disposé sur l'aube, le pied étant de forme
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complémentaire à la rainure, le pied étant susceptible d'être emboîté dans la
rainure afin
de réaliser l'attache de l'aube sur le rotor, au moins un composant étant
grenaillée par
projection de billes afin de créer à sa surface une précontrainte de
compression.
Un tel procédé est remarquable en ce que le grenaillage est effectué par le
procédé dit
"par ultrasons", les billes étant projetées par la percussion d'une sonotrode
mise en
vibration, les billes étant contenues dans une enceinte et formant un
brouillard à
l'intérieur de enceinte, le constituant à grenailler étant amenée au contact
du brouillard
de billes,
et en ce que le grenaillage est effectué à un indice Almen au moins égal à
F8A.
Les inventeurs ont observé en qu'un grenaillage fort par ultrasons n'augmente
que
faiblement la rugosité de la pièce traitée, au contraire d'un grenaillage
conventionnel
mettant en oeuvre une buse à jet d'air comprimé. L'invention met ainsi à
profit cette
propriété inattendue pour augmenter la résistance à la fatigue des attaches
d'aubes tout
en maintenant une bonne résistance à l'usure par frottements vibratoires.
Un avantage de l'invention est d'augmenter également la résistance à l'usure
par
frottements vibratoires des attaches d'aubes, car la mise en précontrainte de
compression élevée des surfaces des composants des attaches d'aubes en
provoque le
durcissement par écrouissage.
Avantageusement, on utilisera des billes ayant un diamètre au moins égal à 0,8
mm afin
d'améliorer l'efficacité du grenaillage et de stabiliser, voire de réduire, la
rugosité des
pièces traitées.
Avantageusement, la précontrainte de compression sera au moins égale à 500
MPa.
Dans un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, l'invention en propose
l'application aux rainures dites "axiales" sur les jantes des rotors à aubes.
Dans un autre mode particulier de mise en eeuvre du procédé, l'invention en
propose
l'application aux rainures dites "annulaires" sur les jantes des rotors à
aubes.
Dans un autre mode particulier de mise en oeuvre du procédé, l'invention en
propose
l'application aux pieds des aubes.
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Description des figures
L'invention sera mieux comprises et les avantages qu'elle procure apparaîtront
plus
clairement au vu d'une description détaillée des propriétés du grenaillage par
ultrasons,
5 de trois exemples d'application aux attaches d'aubes et des figures
annexées.
La figure 1 illustre la déformation du matériau sous l'effet des impacts des
billes en
mouvement.
1o La figure 2 illustre la jante d'un rotor et fait apparaître les rainures
dites "axiales" à sa
périphérie.
La figure 3 illustre la montage d'une aube sur une jante à rainures axiales.
Les figures 4 et 5 illustrent par une vue de face et une vue de profil le
procédé de
grenaillage par ultrasons des rainures axiales, la figure 4 étant une vue en
coupe selon
B sur la figure 5, cette figure 5 étant elle-même une vue en coupe selon A sur
la figure 4.
La figure 6 illustre la jante d'un rotor à rainures dites "annulaires".
La figure 7 illustre le montage d'une aube sur une jante à rainures
annulaires.
Les figures 8 et 9 illustrent par une vue de face et une vue de profil le
procédé de
grenaillage par ultrasons des rainures annulaires. Sur le modèle de l'exemple
précédent,
la figure 8 est une coupe selon D sur la figure 9, cette figure 9 étant elle-
même une vue
en coupe selon C sur la figure 8..
Les figures 10 et 11 illustrent par une vue de face et une vue de dessus le
procédé de
grenaillage par ultrasons des pieds d'aubes, la figure 10 étant une vue en
coupe selon E
sur la figure 11.
Description détaillée
Des essais ont montré que le grenaillage dit "par ultrasons" de forte
intensité n'augmente
pas sensiblement la rugosité des surfaces traitées, au contraire du
grenaillage
conventionnel par projection de billes à l'aide d'une buse à jet d'air
comprimé. Le tableau
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ci-dessous montre quelques résultats comparatifs effectués sur une pièce en
superalliage réfractaire de base nickel-chrome :
- le première ligne indique les rugosités (Ra) mesurées avant le grenaillage,
- la seconde ligne indique les rugosités (Ra) mesurées sur ces mêmes surfaces
après un
grenaillage conventionnel fort d'indice Almen égal à F17A et une mise en
précontrainte
sous la surface grenaillée atteignant 1000 MPa,
- la troisième ligne indique les rugosités (Ra) mesurées sur ces mêmes
surfaces après
un grenaillage par ultrasons équivalent au précédent d'indice Almen égal à
F17A avec
une mise en précontrainte sous la surfaces atteignant 1000 MPa,
Surface n 1 Surface n 2
(fraisée) (tournée)
Rugosité (Ra) avant le grenaillage 0,27 pm 0,90 Nm
Rugosité (Ra) après un grenaillage
conventionnel, indice Almen = F17A, 1,53 Nm 1,94 pm
billes 0 = 0,315 mm.
Rugosité après un grenaillage US,
indice Almen = F17A, 0,47 pm 0,93 pm
billes !'d = 1,5 mm
Dans un premier exemple illustré en colonne 1, la surface n 1 usinée par
fraisage avec
une rugosité Ra = 0,27pm voit sa rugosité augmenter de 1,67 pm après un
grenaillage
conventionnel alors que sa rugosité n'augmente que de 0,2 pm avec un
grenaillage par
ultrasons, cette surface n 1 étant disposée parallèlement à la sonotrode.
Dans un second exemple illustré en colonne 2, la surface n 2 usinée par
tournage avec
un Ra = 0,90 pm voit sa rugosité augmenter de 0,63 pm après un grenaillage
conventionnel, alors que cette rugosité reste sensiblement inchangée après un
grenaillage par ultrasons, cette surface n 2 étant cette fois disposée
perpendiculairement à la sonotrode.
Cette propriété remarquable du grenaillage par ultrasons, qui est de permettre
un
grenaillage fort sans augmenter sensiblement la rugosité de la surface
traitée, pourrait
s'expliquer ainsi au vu de la figure 1: Les billes 1 alimentées en énergie
cinétique par les
percussions de la sonotrode en vibration rebondissent sur la sonotrode elle-
même, sur
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les parois de l'enceinte et sur la surface 3 de la pièce 2 soumise au
grenaillage, ces
billes 1 rebondissant alors sur cette surface avec un angle a,R d'incidence
aléatoire
suivant une distribution sensiblement uniforme comprise entre 00 et 900 et
suivant une
direction quelconque. Dans ces conditions :
- Les billes la impactant la surface à grenailler avec un angle a proche de la
perpendiculaire à cette surface seront efficaces pour créer aux points
d'impacts une
précontrainte de compression importante, ces billes laissant cependant sur la
surface 3
impactée des cratères 4 entourés de bourrelets 5 formant aspérités.
- A l'inverse, les billes 1 b impactant la surface 3 avec un angle (3 faible,
c'est à dire
rasant plutôt la surface 3, tendront à niveler les bourrelets 5 et à résorber
au moins
partiellement les cratères 4, ces billes 1 b étant bien évidemment peu ou pas
du tout
efficaces pour créer une mise en précontrainte de compression suffisante. Ce
rôle des
billes rasantes est confirmé par le tableau précédent. En effet, la surface n
2 reçoit
préférentiellement des billes rasantes car elle est grenaillée par ultrasons
dans une
position perpendiculaire à la sonotrode, ce qui explique que la rugosité
n'augmente
sensiblement pas.
On peut donc dire qu'un grenaillage fort n'augmentant pas sensiblement la
rugosité de la
surface 3 grenaillée doit pouvoir combiner sur la surface traitée des impacts
de billes la
avec des angles d'incidence a proches de la perpendiculaire à cette surface 3
et des
impacts de billes lb rasant cette surface. Par un angle d'incidence a proche
de la
perpendiculaire, on entend un angle a au moins égal à 45 , l'efficacité de
l'impact étant
d'autant meilleure que cet angle a se rapproche de 90 . Par un angle
d'incidence ~i
rasant, on entend un angle P inférieur à 45 et compris de préférence entre 15
et 30 .
On notera que le grenaillage fort selon l'invention implique également un taux
dit "de
recouvrement" allant de 120% à 300%, c'est à dire que le grenaillage est
effectué
pendant une durée T égale à 120% à 300% de la durée T1 nécessaire pour obtenir
un
taux normal de recouvrement de 98%, le taux normal de recouvrement étant le
rapport
entre la surface impactée et la surface totale exposée au grenaillage.
Dans le cas du grenaillage conventionnel au contraire, les billes percutent la
surface
grenaillée avec un angle d'incidence et une direction préférentielle, cet
angle d'incidence
devant être suffisant pour mettre en précontrainte la surface grenaillée. De
ce fait, les
bourrelets se formant autours des cratères ne sont pas nivelés et tendent au
contraire à
se rassembler en vagues bien visibles au microscope avec un grandissement x50
à
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ô
xlOO, les cratères tendant eux-mêmes à se rassembler en sillons plus ou moins
perpendiculaires aux vagues.
Un avantage non négligeable du grenaillage par ultrasons est que sa mise en
oruvre ne
nécessite qu'une faible quantité de billes. On peut donc dans le cas présent
utiliser des
billes de haute qualité comparables aux billes pour paliers à roulement en
acier ou en
céramique. Au contraire de la grenaille classique :
= ces billes sont parfaitement sphériques et donnent donc un meilleur état de
surface,
= ces billes très dures ne se cassent pas et ne produisent donc pas d'arrêtes
vives
susceptibles d'altérer l'état de surface de la pièce grenaillée.
On se reportera maintenant à la figure 2. Le rotor à aubes comporte une jante
10 ayant
une forme générale de révolution autours d'un axe géométrique 11, cette jante
10 étant
limitée radialement vers l'extérieur par une surface périphérique 12 et
latéralement par
deux flancs 13. La jante 10 comporte à sa périphérie 12 une pluralité de
rainures 14
sensiblement rectilignes dites "axiales" comportant chacune une embouchure 15
prolongée latéralement par deux ouvertures latérales 16, l'embouchure 15
débouchant
sur la périphérie 12, les ouvertures latérales 16 débouchant sur les flancs
13. Les
rainures 14 ont un profil sensiblement trapézoïdal dit "en queue d'aronde"
avec une
embouchure 15 plus étroite. Ces rainures 14 peuvent être parallèles à l'axe
géométrique
11 ou obliques. Elles peuvent être rectilignes ou en arc de cercle.
On se reportera maintenant à la figure 3. Une aube 20 comporte successivement
de
haut en bas sur cette figure une pale 21 mince, une plate-forme 22 s'étendant
latéralement de chaque coté de l'aube 20 et un pied 23 de forme sensiblement
trapézoïdale et complémentaire à celle de la rainure 14. L'aube 20 est
emboîtée par son
pied 23 dans la rainure 14 avec un jeu limité, le pied 23 étant ensuite
immobilisé dans la
rainure 14 par divers moyens de verrouillage non représentés. Le pied 23 amve
au
contact de la rainure 14 suivant deux lignes de contact 24 situées à l'arrière
de
l'embouchure 15 et en retrait de cette embouchure 15. L'attache 26 de l'aube
20
comporte la rainure 14 et le pied 23.
On se reportera maintenant simultanément aux figures 4 et 5. La sonotrode 30
comporte
une surface vibrante 31 susceptible d'être introduite dans l'embouchure 15 de
la rainure
14. La sonotrode 30 coulisse dans un fourreau 32 avec un jeu E inférieur au
diamètre
des billes 1. L'étanchéité aux billes de la sonotrode 30 par rapport à
l'embouchure 15
peut être assurée par le fourreau 32. Dans un mode préféré de réalisation
toutefois,
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cette étanchéité est plus simplement assurée en donnant à la sonotrode 30 une
forme
complémentaire à celle de l'embouchure 15, par exemple rectangulaire dans le
cas de
rainures droites, avec un jeu E inférieur au diamètre des billes 1. Le
fourreau 32
supporte deux obturateurs ou oreilles 33 de part et d'autre de la sonotrode
30, ces
oreilles étant susceptibles de recouvrir les ouvertures 16 de la rainure 14
avec un jeu E
inférieur au diamètre des billes 1. On comprend que la sonotrode 30 et les
oreilles 33
coopèrent pour fermer la rainure 14 et contenir les billes dans cette rainure
14 pendant
le grenaillage.
Avec un tel dispositif, le procédé de grenaillage par ultrasons des rainures
axiales 14
1o comporte les opérations suivantes :
- disposer la jante 10 au dessus de la sonotrode 30 dans une position
appropriée pour
amener chaque rainure 14 au dessus de la sonotrode 30 par rotation de la jante
10
selon son axe géométrique 11,
- disposer une dose de billes 1 sur la sonotrode 30, la sonotrode étant de
préférence
rentrée dans le fourreau 32 afin de constituer au dessus de sa surface
vibrante 31 un
récipient susceptible de contenir les billes 1,
- faire toumer la jante 10 pour amener successivement chaque rainure 14 au
dessus de
la sonotrode 30, chaque rainure 14 faisant alors l'objet des opérations
suivantes :
- recouvrir les ouvertures 16 avec les oreilles 33 et amener la sonotrode 30
dans
l'embouchure 15 de la rainure 14, cette opération se faisant de préférence en
remontant
simultanément la sonotrode 30 et le fourreau 32 jusqu'à ce que les oreilles 33
recouvrent
les ouvertures 16, la sonotrode 30 étant ensuite remontée seule dans
l'embouchure 15,
ce qui a pour effet simultanément d'amener les billes 1 dans la rainure 14 et
de mettre la
sonotrode 30 en position de travail,
- effectuer le grenaillage de la rainure 14 par la mise en vibration de la
sonotrode 30,
- retirer la sonotrode 30.
Il est avantageux d'amener la surface vibrante 31 de la sonotrode 30 dans
l'embouchure
15 elle-même, la surface vibrante 31 étant sensiblement au niveau de la
section la plus
étroite de cette embouchure. Ceci a pour effet :
- d'améliorer l'homogénéité et l'isotropie du brouillard de bille 1 produit à
l'intérieur de la
rainure 14, afin de mieux combiner une forte mise en précontrainte et une
faible rugosité
notamment sur les lignes de contact 24 à l'arrière et en retrait de
l'embouchure 15,
- de protéger du grenaillage l'embouchure 15 elle-même, cette embouchure 15
formant
aspérités et étant de ce fait susceptible d'être écrasée par les impacts des
billes 1.
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On se reportera maintenant à la figure 6. Le rotor à aube comporte dans ce
second
exemple une jante 10 ayant une forme générale de révolution autours d'un axe
géométrique 11, cette jante 10 étant limitée radialement vers l'extérieur par
une surface
périphérique 12 annulaire. La jante 10 comporte dans cet exemple à la
périphérie 12
5 trois rainures 14 annulaires dont les descriptions sont identiques : Chaque
rainure
annulaire 14 comporte une embouchure 15 également annulaire et débouchant sur
la
périphérie 12. Chaque rainure comporte aussi une ouverture locale 18
débouchant
également sur la périphérie 12, cette ouverture dite "locale" 18. Chaque
rainures
annulaire 14 a un profil sensiblement trapézoïdal dit "en queue d'aronde" avec
une
1o embouchure 15 plus étroite.
On se reportera maintenant à la figure 7. Une aube 20 comporte successivement
de
haut en bas sur cette figure une pale 21 mince, une plate-forme 22 s'étendant
latéralement de chaque coté de l'aube 20 et un pied 23 de forme sensiblement
trapézoïdale et complémentaire à celle de la rainure 14, le pied 23 étant dans
cet
exemple disposé transversalement à la pale 21. Cette figure montre également
pour
information la section 21 a de la pale 21. L'aube 20 est emboîtée par son pied
23 dans la
rainure annulaire 14 avec un jeu limité et bloquée par des moyens de
verrouillage non
représentés. Chaque rainure annulaire 14 reçoit ainsi une pluralité d'aubes 20
dont le
pied 23 est introduit par l'ouverture locale, référencée 18 sur la figure 6,
et amené en
position par coulissement dans la rainure annulaire 14. Le pied 23 arrive au
contact de la
rainure annulaire 14 suivant deux lignes de contact 24 annulaires également et
situées à
l'arrière de l'embouchure 15. Par le terme attaches 26 des aubes 20, on entend
également la rainure annulaire 14 et les pieds 23.
On se reportera maintenant simultanément aux figures 8 et 9. La sonotrode 30
comporte
une surface vibrante 31 susceptible d'être introduite dans l'embouchure 15 de
la rainure
14. La sonotrode 30 coulisse dans un fourreau 32 avec un jeu E inférieur au
diamètre
des billes 1. L'étanchéité aux billes de la sonotrode 30 par rapport à
l'embouchure 15
peut être assurée par le fourreau ou par tout autre moyen. Dans un mode
préféré de
réalisation toutefois, cette étanchéité est plus simplement assurée en donnant
à la
sonotrode 30 une section rectangulaire avec une largeur égale à celle de
l'embouchure
15 retranchée d'un jeu E inférieur au diamètre des billes 1. Le fourreau 32
supporte deux
oreilles 33 de part et d'autre de la sonotrode 30, ces oreilles étant
susceptibles de
coulisser dans la rainure annulaire 14 avec un jeu E inférieur au diamètre des
billes 1.
On comprend que la sonotrode 30 et les oreilles 33 coopèrent pour contenir les
billes 1 à
l'intérieur d'une portion de la rainure annulaire 14 et contre les parois de
cette rainure 14.
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Avec un tel dispositif, le procédé de grenaillage par ultrasons d'une rainure
annulaire 14
comporte les opérations suivantes :
- disposer la jante 10 au dessus de la sonotrode 30 dans une position
appropriée pour
faire défiler la rainure annulaire 14 au dessus de la sonotrode 30 par
rotation de la jante
selon son axe géométrique 11,
- disposer une dose de billes 1 sur la sonotrode 30, la sonotrode étant de
préférence
rentrée dans le fourreau 32 afin de constituer au dessus de sa surface
vibrante 31 un
récipient susceptible de contenir les billes 1,
1o - présenter l'ouverture locale 18 au dessus de la sonotrode 30,
- amener la sonotrode 30 et les deux oreilles 33 dans l'ouverture locale 18,
la sonotrode
30 étant au niveau de l'embouchure 15 et dans l'alignement de cette embouchure
15, les
deux oreilles 33 étant de part et d'autre de la sonotrode 30 et dans
l'alignement de la
rainure 14,
- faire toumer la jante 10 et mettre la sonotrode 30 en vibration quand les
deux oreilles
33 et la sonotrode 30 sont dans la rainure annulaire 14,
- arrêter la sonotrode 30 dès qu'une oreille 33 ressort dans l'ouverture
locale 18,
- arrêter la rotation de la jante 10 quand les deux oreilles 33 et la
sonotrode 30 sont dans
l'ouverture locale 18.
On se reportera maintenant simultanément aux figures 10 et 11. Pour grenailler
les pieds
23 des aubes 20, on emploie une enceinte 40 dont le fond 41 comporte une
ouverture
42 par laquelle passe une sonotrode 30 avec un jeu E inférieur au diamètre des
billes 1,
l'enceinte 40 étant recouverte par un couvercle 45 de préférence mince, le
couvercle 45
comportant une pluralité d'ouvertures 46 de forme complémentaire aux pieds 23
à traiter,
la distance entre le couvercle 45 et la sonotrode 30 étant au moins égale à la
hauteur
des pieds 23 afin que les bases 23a des pieds 23 ne touchent pas la sonotrode
30.
Avec un tel dispositif, le procédé de grenaillage par ultrasons des pieds 23
des aubes 20
comporte les opérations suivantes :
- introduire une dose de billes 1 dans l'enceinte 40,
- introduire les pieds 23 dans les ouvertures 46 du couvercle 45 et
immobiliser les aubes
20 sur le couvercle 45,
- mettre la sonotrode 30 en vibration pour effectuer le grenaillage.
Un avantage du procédé est d'éviter l'enduction par un revêtement protecteur
des
parties de l'aube qui ne sont pas à grenailler, soit la plate-forme 22 et la
pale 21, cette
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protection étant assurée par le couvercle, la plate-forme 22 et la pale 21
restant derrière
le couvercle 45 à l'extérieur de l'enceinte 40.
Avantageusement, les pieds 23 sont positionnées au dessus de la surface
vibrante 31
de la sonotrode 30 afin d'assurer un grenaillage homogène de tous les pieds
23.
Avantageusement encore, les aubes 20 comportant une cavité de refroidissemerit
débouchant à la base 23a du pied 23, cette base 23a est positionnée à une
distance de
la sonotrode 30 inférieure au diamètre des billes 1 afin d'empêcher les billes
1 de
pénétrer dans la cavité de refroidissement.
