Brevet FR2331690A1 — publié le 19770610

La présente invention se rapporte à un composant mécanique léger à haute résistance, en particulier un composant pour une chambre de combustion de mote--r-fuséeX présentant un profil creux, anguleux, avec une épaisseur de paroi non uni fú-=e, ce composant comportant aux angles des renforcements extérieurs en forme de bourrelets ou nervures en vue de l'augmentation du moment résistant. La fabrication de composants mécaniques légers de ce type qui, pour des raisons de résistance, ne peuvent pas entre réalisés sous la forme de pièces moulées1 est généralement très difficile et conteuse, notamment lorsque ces composants doivent être fabriqués par usinage (par enlèvement de copeaux) à partir de matériaux à haute résistance, par exemple des alliages au nickel-chrome, auquel cas les frais de fabrication et, par suite du coût important du matériau utilisé, également les pertes de matériau dues à l'usinage (par enlèvement de copeaux) qui sont souvent considérables, dans le cas de composants de forme compliquée, ont des répercussions particulièrement importantes sur le prix de revient.A cela s'ajoute que 11 épaisseur de paroi minimale du point de vue fabrication est souvent supérieure, pour le moins localement, à l'épaisseur nécessaire du point de vue résistance, ce qui représente un inconvénient con sidérable, notamment dans le cas de pièces pour des chambres de combustion ou tuyères de poussée de moteurs-fusées, Ûù le poids réduit est un critère décisif en dehors de la résistance thermique et mécanique élevée. Le but de la présente invention est de créer un conposant mécanique léger à résistance élevée, présentant des renforcements réalisés d'une seule pièce avec le composant sous la forme d'une ossature dans l'espace, ce composant pouvant simultanément être fabriqué d'une manière plus simple et moins coûteuse que les composants connus jusqu'à présent. Ce but est atteint,selon l'inventions à l'aide d'un composant mécanique léger du type décrit ci-dessus,qui est caractérisé par le fait qu'il est fabriqué d'uB seule pièce par galvanoplastie à l'aide d'un noyau intérieur conformé avec des angles vifs aux endroits auxquels le profil creux du composant doit entre renforcé. Contrairement au mode de fabrication connu par usinage (par enlèvement de copeaux), le composant léger conforme à l'invention peut, tout en présentant une haute résistance, être fabriqué moyennant des dépenses extrEmement faibles et sans pertes de matériau, meme si l'on exige une précision de forme très élevée et, pour des raisons de poids, des épaisseurs de paroi localement très faibles, avec l'effet particulier que le dép8t renforcé de matériau par suite de l'effet dit "de pointe", à ltendroit de parties saillantes des surfaces devant recevoir un dép8t par galvanoplastie, lequel dépôt renforcé est normalement très indésirable et n'a été reconnu avantageux jusqu'à présent que pour le cas particulier d'une augmentation de surface sur les canaux de refroidissement de chambres de combustion de moteurs-fusées fabriquées par galvanoplastique suivant le brevet RFA n 2 015 024 est utilisé, selon l'invention, sciemment pour munir le composant léger, grâce à une conformåtion appropriée du noyau de galvanoplastie lui-même, d'un dessin dans l'espace de nervures de renforcement formées d'une seule pièce et sans raccord avec le composant, lesdites nervures étant déposées simultanément avec les autres parties de paroi, sans que cela exige une galvanoplastie partielle , par exemple par des électrodes supplémentaires ou un masquage local du noyau de galvanoplastie.Pour cette raison, le composant léger conforme à l'invention convient particulièrement en tant que composant pour une chambre de combustion ou une tuyère de poussée de moteur-fusée et se présente, dans ce cas, avantageusement sous la forme d'une patte de fixation reliée à l'enveloppe extérieure de la chambre de combustion ou de la tuyère de poussée, cette patte présentant une section rectangulaire qui va en diminuant vers l'extrémité de la patte et qui est renforcée en forme de bourrelets aux angles du profil. Pour des raisons de résistance, il est recommandé de fabriquer le composant à partir de nickel déposé par galvanoplastie, ce qui présente simultanément l'avantage que le composant peut être relié sans difficulté, par exemple par soudage, à des chambres de combustion de moteurs-fusées ou d'autres parties à haute résistance qui, la plupart du temps, sont également en nickel. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, la densité de courant moyenne pour le dép8t par galvanoplastie est réglée, lors de la fabrication du composant, à unevaleur de référence correspondant au degré de renforcement aux angles du profil creux, ce qui permet, en complément à la conformation du noyau de galvanoplastie à ces angles, d'établir d'une manière simple l'importance des renforcements en forme de nervures sur le composant terminé. En se référant au dessin annexé, on va décrire ciaprès plus en détail un exemple de réalisation non limitatif de l'objet de l'invention. Sur ce dessin la figure 1 est une vue en perspective d'un composant léger conforme à l'invention, avec son noyau de galvanoplastie ; la figure 2 est une coupe longitudinale du composant léger de la figure 1 la figure 3 est une coupe transversale suivant III- III de la figure 2 Sur 1h figure 1, on reconnatt un composant léger sous la forme d'une patte de fixation 2, avec son noyau de galvanoplastie 4.La patte de fixation 2 comprend une plaque de base 6 en forme de partie de cylindre au moyen de laquelle la patte est par exemple soudée à la bague d'entrée d'une chambre de combustion non représentée de moteur -fusée , et un bras porteur 8 formé d'lme seule pièce avec la placue de base 6 et servant à appuyer la chambre de combustion, le cas échéant en passant par un trou de passage non représenté et devant entre pratiqué ultérieurement à l'extrémité libre 10 du bras 8, sur une eonstruction de support également non représentée. Comme le montrent les figures 2 et 3, le bras porteur 8 présente un profil creux 12 rectangulaire, allant en se rétrécissant vers 1' extrémité libre 10 , ce profil comportant, aux angles 14, des renforcements 16 faisant saillie à l'extérieur à la manière de bourrelets. Les renforcements 16 formés par le matériau du bras et agencés suivant une ossature dans l'espace avec un dessin correspondant à la forme spatiale du composant 2, dans la zone des bords du profil creux 12, assurent, conjointement avec les parties de paroi 18 intermédiaires minces, une construction solide garantissant une résistance mécanique élevée-sous un poids très faible. On fabrique le composant 2 par galvanoplastie à l'ai- de d'un noyau de galvanoplastie 4 grâce à la conformation duquel les renforcements 16 en forme de nervures sont déposés sur le noyau simultanément avec les autres parties de paroi du conposant léger 2, sans que cela implique une galvanoplastie partielle. Dans ce but, le noyau de galvanoplastie 4 est réalisé avec des angles vifs à ses bords 20, de sorte que, sous l'effet dit de pointe, il se produit, lors de la galvanoplastie, une forte concentration de la densité de courant électrique le long des bords 20 ce qui entraxe dans ces zones un dép8t de matériau sensiblement plus élevé que dans les zones restantes lorsque le noyau de galvanoplastie 4, constitué par de l'aluminium ou un autre matériau bon conducteur, ou, pour le moins, recouvert d'une couche de revêtement conductrice, est animé, pendant le processus de galvanoplastie, d'un mouvement de rotation autour de son axe central, en regard d'une électrode fixe.La densité de courant moyenne de galvanoplastie est réglée, dans la mesure du possible, d'autant plus élevée que l'augmentation d'épaisseur désirée des renforcements 16 par rapport à l'épais- seur des autres parties de paroi du composant 2 est plus importante. Par la conformation du noyau intérieur 4 et un réglage approprié de la densité de courant moyenne de galvanoplastie, on peut donc, sans dépenses supplémentaires, fabriquer un composant tridimensionnel avec une épaisseur de paroi variant de façonédéterndnee'Iors de l'utilisation du composant conforma à l'invention en tant que composant pour des chambres de combustion ou tuyères de poussée de moteurs-fusées, la pièce 2 obtenue par galvanoplastie est constituée par du nickel déposé par galvanoplastie ou un matériau équivalent à haute résistance mécanique et thermique et, éventuellement, également résistant à la corrosion. R E V E N D I C A T I O N S 1. Composant mécanique léger à haute résistance, en particulier composant pour une chambre de combustion de moteur fusée , présentant un profil creux anguleux, à épaisseur de paroi non uniforme, pourvu aux angles de renforcements extérieurs en forme de bourrelets ou nervures en vue dtune augmentation du moment résistant, caractérisé par le fait qu1il est fabriqué d'une seule pièce, par galvanoplastie au moyen d'un noyau interieur comportant des angles vifs à l'endroit des renforcements du profil creux. 2. Composant suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est fabriqué en nickel déposé par galvanoplastie. 3. Composant suivant la revendication 1 ou 2, ca racterise par le fait qu'il constitue une patte de fixation reliée à l'enveloppe extérieure d'une chambre de combustion ou tuyère de poussée d'un moteur-fusée, ayant un profil rectangulaire qui va e e rétrécissant en direction de l'extrémité de la patte et qui est renforcé en forme de bourrelet aux angles. 4. Composant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la densité de courant moyenne de dépôt par galvanoplastie est réglée à une valeur de référence correspondant au degré de renforcement désiré aux angles du profil creux.