Brevet FR2403865A1 — publié le 19790420

La présente invention concerne les machines hydrauliques Francis et, plus précisément, les procédés de fabrication des aubes de roues soudées des machines hélicocentripètes utilisées,par exemple dans les turbines et pompes hydrauliques. On connaît parfaitement le procédé de fabrication des aubes de roues des machines hydrauliques Francis, qui c-onsiste en ce qu'on forme une ébauche plate venue de fonderie ou découpée drune tôle laminée suivant le contour de développement de l'aube, on soumet l'ébauche à une coupe jusqu'à l'obtention d'un profil voulu de l'ébauche de l'aube, et on procède ensuite au cintrage de l'ébauche pour obtenir la forme prescrite de l'aube. En cas d'utilisation d'une ébauche venue de fonderie, son profil avant la coupe est sensiblement voisin du profil théorique. Toutefois, la présence inevitable de défauts de coulée intérieurs intolérables dans les zones de jonction par soudage des aubes à la roue et sur l'arrête de sortie de l'aube impose leur localisation opportune, une élimination des points défectueux et une rectification -ultérieure par soudage. On considère comme préférablele procédé selon lequel l'é- bauche est fabriquée à partir d'une tôle laminée en métal plus dense et ayant des défauts insignifiants qui peuvent être tolérés en règle générale, sans rectification dans les aubes des machines hydrauliques. Cependant, dans les procédés connus d'obtention de l'ébauche à partir de tôles laminées, l'épaisseur de la tôle est choisie quelque peu supérieure à l'épaisseur maximale de l'ébauche afin de compenser l'ondulation tolérable de la tôle laminée et d'assurer une surépaisseur due à la coupe suivant le profil.En tenant compte de ce que les epaisseurs de l'ébauche varient sensiblement, surtout dans le sens de l'arête d'entrée de l'aube vers son arête de sortie, la technique mentionnée du choix de l'épaisseur de la tôle laminée conduit à un coefficient d'utilisation des tôles laminées très bas (0,3 à 0,4 compte tenu de la découpe de l'é- bauche suivant le contour), tandis que la-main d'oeuvre nécessaire pour la coupe suivant le profil de l'ébauche est importante. Le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication d'aubes de roues de machines hydrauliques Francis qui permette d'élever le coefficient d'utilisation du matériau de l'ébauche tout en conservant en même temps une haute qualité de l'ébauche grâce à l'utilisation d'une tôle laminée. Suivant l'invention, ce but est atteint au moyen d'un pro cédé de fabrication d'aubes de roues de machines hydrauliques Fran cis dans lequel-on forme une ébauche plane, on soumet l'ébauche à une coupe jusqu'à l'obtention, d'un profil voulu de l'ébauche de l'aube et on procède ensuite au cintrage de l'ébauche plane pour ob tenir une aube de la forme prescrite, caractérisé en ce que llébau- che est obtenue par soudage d'au moins deux partie de tôle assemblées pour former l'ébauche dans le sens de la modification ou variation préférentielle ou principale de 11 épaisseur du profil de I'ébauche, l'épaisseur de chaque partie étant choisie au moins égale à l'épais- seur maximale du profil de l'ébauche de l'aube dans le tronçon déterminé par ladite partie Ce procédé d'obtention d'ébauches à partir de plusieurs parties rend possible un découpage plus rationnel de la tôle laminée et, en outre, pour les parties situées dans la zone de l'arête de sortie, l'utilisation de tôles plus minces.De ce fait, il est possible d'élever le coefficient d'utilisation du produit plat de 1,5 à 2 fois Le fart que la forme de la surface convexe de l'ébauche se rapproche partiellement de la surface curviligne prescrite permet de réduire presque de deux fois la quantité de travail nécessité par la coupe du métal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels la Fig.l est une vue en plan de l'ébauche en tôles soudées d'une aube réalisée conformément à l'invention; la Fig.2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Fig.l; la Fig.3 est une vue analogue à la Fig.2 montrant l'ébauche après la coupe du métal; la Fig.4 montre l'ébauche de la Fig.3 mise dans les blocs de façonnage d'une machine à estamper; et la Fig.5 est une vue en perspective de l'aube finie. Le procédé suivant l'invention de fabrication d'aubes de roues de machines hydrauliques Francis est le suivant On découpe à partir d'une tôle laminée, suivant le contour de développement de l'aube à fabriquer au moins deux parties (trois dans le cas de l'exemple illustré par les Fig. 1, 2, 3, (Fig.1) de l'ebau- che 4 plane, ces parties étant assemblées pour former l'ébauche 4 suivant la direction de la modification ou variation préférentielle ou principale de l'épaisseur de son profil, depuis l'arête de sortie vers celle d'entrée. Les épaisseurs des tôles laminées déterminant les épaisseurs 1 J 2 g3 (Fig.2) des parties 1, 2, 3 respectivement sont choisies de façon à être quelque peu supérieures aux épaisseurs maxima 1 1 1 les g 1 J du profil de l'ébauche 4 (celui-ci étant réprésen- 1 2 3 té par un trait interrompu) dans les tronçons déterminés par les parties 1, 2, 3 respectivement. Les parties 1, 2, 3 sont réunis entre elles par soudage, la référence 5 désignant les cordons de soudure. La ligne en traits mixtes sur la Fig.2 montre le contour de l'ebau- che dans le cas où elle est exécutée à partir d'une seule tôle. On voit que lors de la fabrication de l'ébauche 4, conformément au procédé proposé, on obtient une réduction de la consommation du laminé plat correspondant aux zones 6 et 7. L'ébauche 4 est ensuite soumise à usinage , par découpe, pour obtenir le profil voulu de l'ébauche 4. L'ébauche 4, après l'usinage par découpe, est représentée sur la Fig.3. Pour cette opération, on voit, que la main-d'oeuvre est réduite lors de la coupe du fait qu'il n'y a pas de métal dans les zones 6, 7 (Fig.2) L'ébauche 4 usinée suivant le profil (Fig.3)- est mise entre les blocs 8, 9 (Fig.4) de façonnage d'une machine à estamper où elle est cintrée jusqu'à l'obtention de la forme prescrite de l'aube 10. L'aube 10 finieest représentée en perspective sur la Fig.5 I1 convient de noter que pour le choix du nombre de parties d'une ébauche plane il faut prendre en considération la courbure réelle du profil, les capacités de production en laminés plats et le coût des opérations de soudage des parties. Quoiqu'il en soit, dans tous les cas l'ébauche soudée en plusieurs parties permet de réaliser une économie par rapport au procédé dans lequel l'ébauche est réalisée à partir d'une seule tôle complète du produit plat. REVENDICATION Procédé de fabrication -d'aubes de roues de machines hélico- centripètes dans lequel on forme une ébauche plane; on soumet l'ébauche à un usinage jusqu'à l'obtention d'un profil voulu de l'ébauche de l'aube et on procède ensuite au cintrage de l'ébauche plane pour obtenir-une aube de la forme prescrite, caractérisé en ce que l'ébau- che est obtenue par soudage d'au moins deux parties de tôles assem blées pour former l'ébauche dans le sens de la variation principale de l'épaisseur du profil de l'ébauche1 l'épaisseur de chaque partie étant choisie au moins égale à l'épaisseur maximale du profil de l'é- bauche de l'aube dans le tronçon déterminé par ladite partie.