Brevet FR2501544A1 — publié le 19820917

La présente invnltioln concerne un assemblage de matrices pour le retaçonnaItd- d'un article ayant une forme irrégulière tel qu'une pale de ventilateur avec lequel assemblage on déforme une pale de ventilateur pour l'ajuster aux dimensions requises afin de restaurer cette pale de ven- tilateur et lui rendre sa forme originale, et l'invention est particulièrement utile pour la remise en forme d'une pale de ventilateur usée d'un moteur à turbine à gaz pour lui rendre ses dimensions originales. Des matrices ont été utilisées pour le façonnage d'articles composites tels que des pales de ventilateur et une membrane flexible est employée dans le but d'appliquer une pression uniforme sur la totalité de l'article. Un Temple est décrit dans le brevet US No. 3 701 190. Le but de ce dispositif est de réaliser une compression uniforme sur la totalité de la surface de la pale. Au contraire, lorsqu'on déforme une pale ou aube pour établir les dimensions souhai- tées au bord d'attaque et/ou au bord de fuite, il est plus essentiel d'avoir des pressions localisées pour déformer la pale en des endroits choisis. En outre, cette structure breve- tée concerne une pale composite et est façonnée contre une surface de façonnage de pale dans une des matrices. L'autre surface de pale, non en contact avec la matrice mais en con- tact avec une membrane flexible n'est pas nécessairement façonnée Pour obtenir le contour souhaité. Lorsqu'une nouvelle pale ou aube de ventilateur n'est pas dans les limites de tolérances requises, il est fréquemment possible de déformer la pale en des endroits choisis contre une matrice dans le but d'établir les angles et dimensions souhaités pour satisfaire aux exigences des dimensions établies. Ceci est également vrai pour des pales de ventilateurs usées lorsqu'elles peuvent avoir été quelque peu pliées lors de leur utilisation. Un but de l'invention est un arrangement pour chauffer la pale dans une paire de matrices lorsqu'on soumet la pale à un pressage à chaud contre une de ces matrices pour façonner la pale afin qu'elle sie conforme à la matrice, en utilisant un gaz de pressage inerte contre un diaphragme venant en contact avec au moins À) une partie de la pale. Pour empêcher la fuite des gaz aux 2- hautes températures nécessaires, le diaphragme doit être métallique et soudé à sa périphérie à la matrice sur laquelle il est positionnée. Des pales de ventilateurs de ce type, par exemple ceux utilisés comme ventilateur à l'entrée des moteurs à réaction comportaient deux zones critiques, l'une du côté d'aspiration ou-de basse pression de la partie d'attaque de la pale et l'autre du côté de haute pression et près du bord de fuite. Au cours des procédés d'inspection exigés, on mesurait les angles de la pale dans ces deux zones et la pale doit se conformer aux tolérances ou limites d'inspec- tion. Une caractéristique de la présente invention est un dispositif dans lequel les deux côtés de la pale sont mis en contact avec la matrice et sont maintenus fermement dans celle-ci, et une pression localisée est appliquée pour fa- çonner seulement une partie de la pale afin d'obtenir le contour souhaité. Donc, par exemple, lorsqu'au bord d'atta- que de l'aube c'est la surface convexe, le côté A basse pression, qui est critique, le dispositif est conçu de telle façon que le restant de la pale est maintenu fermement dans les matrices et une pression localisée est appliquée au côté concave de la pale pour la forcer contre la matrice opposée et restaurer la pale pour lui donner la forme de la matrice dans cette partie de surface. Les pales et aubes varient constamment jusqu'à un certain point en ce qui concerne l'épaisseur.dans des limites permisEsdans les différentes parties de surfaces, en particulier près de la partie d'emplanture et de la partie plate-forme et une ma- trice dure presse contre les points élevés et la forme de la partie aérodynamique ne peut être contrôlée plus que ces épaisseurs de corde de ces parties de l'aube. Une carac- téristique de l'invention est une aire de pression dans -les matrices qui applique une pression pour donner une forme à la pale dans ces parties de surface venant contre la matrice quelle que sdentces parties d'aubes plus épaisses. Selon la présente invention, le dispositif comprend des matrices opposées, une pour chaque côté de l'aube ou de la pale, et dans une matrice pour une zone choisie de la -3- pale, un diaphragme est iicorpl)oré pour appliquer une pression contre la pale dans cette zone seulement et la force contre I 'autre ttatrice pour façonner la pale et obte- nir le contour souhaité dans cette zone. Lorsque les pro- cédés d'inspection exigent des angles ou dimensions par- ticulières d'un côté de la pale au bord d'attaque et sur le côté opposé près du bord de fuite, chacune des matrices peut incorporer un diaphragme de pression localisé, posi- tionné de telle façon qu'il donne une forme au bord d'attaque le long du côté convexe ou d'aspiration en le pressant contre la matrice opposée, et un autre diaphragme disposé de telle façon près du hard de fdte qu'il presse le côté concave ou du bord de ftite contre la matrice opposée. Au sens large, l'invention décrit le principe d'utilisation d'un diaphragme flexible disposé au-dessus d'une zone d'une matrice de cette paire de matrices et positionné de façon à appliquer une pression sur une zone choisie del'article entre les matrices et forcer la partie choisie de l'article contre l'autre matrice, le diaphragme étant fermement soudé à la matrice autour de la périphérie d'un creux dans la matrice coétendu avec le diaphragme de façon à empêcher toute fuite de fluide depuis le bas du diaphragme. Il doit être compris que dans une opération de ce type, la pale doit être élevée à haute température de façon à la façonner de sorte que le diaphragme doit être en une matière qui résiste à la chaleur nécessaire. Par conséquent, des moyens d'étanchéités habituels sont inuti- 3o lisables dans cet environnement. Pour que l'invention puisse être mieux comprise, référence est faite aux dessins suivants o La figure 1 est une vue en coupe verticale au tra- vers d'un assemblage de matrices comprenant l'invention o la zone choisie à façonner de la pale est la totalité d'un côté. La figure 2 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation o deux diaphragmes et deux creux de pres- sion sont utilisés pour de petites zones choisies écar- tées sur les côtés opposés de la pale. 250 1544 -4- La présente invention est décrite en rapport avec une presse comprenant une base 2 et à l'opposé de celle-ci ure table supérieure 4 qui est mobile vers la base 2 et peut s'en écarter. A la fois sur la base et la table supé- rieure 4 se trouvent des supports de dispositifs de chauffage 6 et 8 comprenant des dispositifs de chauffage convenables, ces dispositifs de chauffage 10 étant montrés seulement dans le support 8. Une matrice fixe 12 est montée sur le support 6 de dispositifs de chauffage et comprend sur sa surface supérieure un creux 14 ayant la forme se conformant à un côté de l'article à traiter, sur une pale 16 de ventilateur dans ce cas. A l'opposé de la matrice 12 se trouve la matrice mobile 18 montée sur le support 8 et comprenant un creux 20 opposé au creux 14. Un diaphragme métallique 22 s'étend sur le creux 20 et est soudé le long de ses bords à la matrice 18 à la périphérie du creux 20 pour former une enceinte étanche au gaz. Ce diaphragme 22 porte contre le côté supérieur de la pale, le côté opposé à celui face au creux 14. Les matrices 12 et 18 comportent des rainures périphé- riques 24 et 26 coopérant entr'elles et des plaques 28 et 30 sont fixées à la base du creux 24 et au sommet du creux 26 respectivement. La plaque 28 comprend une auge 32 ouverte vers le haut et la plaque 30 comprend un rebord 34 pendant vers le bas pour s'ajuster dans l'auge. Le rebord et l'auge sont réalisés de telle façon que lorsqu' ils sont engagés l'un dans l'autre, ils définissent une chambre 36 entourant les matrices opposées, qui peut être remplie d'un gaz inerte pendant le fonctionnement du dis- positif. Un conduit 38 d'amenée de gaz est montré s'éten- dant au travers de l'auge 32 et un conduit de sortie 40 du gaz s'étend hors du rebord 34. Ce rebord 34 est creux et étant fermé à la fois au sommet à la base peut être rempli d'une matière isolante convenable pour réduire au minimum la perte de chaleur à partir d'une matrice. L'auge peut également être remplie d'une matière isolante à comprimer lorsque le rebord pénètre dans l'auge. En fonctionnement, une pale à façonner ou refaçon- ner contre le creux dans la matrice 12 est mise en place 250 1544 et les matrices sont alors amunées l'une vers l'autre dans la position montrée. LIn qaz inerte, par exemple l'argon, est alors fourni à la chambre 36 et les matrices, étant déjà chaudes grâce aux dispositifs de chauffage amène la pale à la température de façonnage. Un gaz inerte sous pression élevée est alors fourni dans le creux 20, par exemple au travers d'un conduit d'amenée 42 pour forcer la pale contre les contours du creux 14 dans la matrice 12 déformant ainsi la pale pour lui donner la forme souhai- tée. La pression élevée du gaz dans le creux 29 est main- tenue par la fixation sûre du diaphragme à la périphérie des zones. Lorsque le temps nécessaire pour le chauffage et le façonnage de la pale est écoulé, la pression dans le creux 20 est libérée, par exemple, par la valve 44 dans le conduit d'amenée 42, la pression dans la chambre 36 est libérée par exemple par la valve 45 dans le conduit 38, les matrices sont écartées l'une de l'autre et la pale peut être enlevée du creux 14. Le dispositif décrit ci-dessus convient lorsque la pale peut être façonnée contre une surface unique, la paroi du creux 14, pour établir la forme souhaitée de la pale. Cependant, lorsque les surfaces à inspecter sont aux côtCsopposés de la pale ou de l'aube, comme par exemple lors.ue la surface convexe près du bord d'attaque est critique et la surface concave du bord de fuite est critique, il peut être souhaitable d'appliquer des pres- sions de façonnage aux côtés opposés des pales seulement dans des parties choisies. Donc, dans la figure 2, qui montre seulement les deux matrices 52 et 54 correpondant aux matrices 12 ou 18 respectivement de la figure 1, la matrice 52 comprend un creux 56 correspondant en géné- ral à la forme de côté convexe de la pale mais avec un creux 58 plus profond près du bord de fuite de la pale. Le creux 58 a un diaphragme 60 soudé à la matrice 52 autour de la périphérie du creux 58 et du gaz inerte à pression (levée est admis dans le creux par le conduit 61. Similairement, la matrice 54 comprend un creux 62 correspondant de manière générale à la forme du côté conca- ve de la pale et ayant un creux plus profond 64 près du -6- bord d'attaque de la pale et le creux 64 a un diaphragme 66 le recouvrant et soudé à la matrice 54 à la périphérie du creux 64. Du gaz inerte sous pression élevée est admis dans ce creux 64 à travers un conduit 68 pour appliquer une pression élevée à la pale dans cette zone choisie et pour la forcer contre le creux 56 qui correspond dans cette zone à la forme souhaitée de la pale. Avec cet arrangement, lorsqu'une pale a été refaçonnée dans ce dispositif, la surface convexe de la pale près du bord d'attaque et la surface concave de la paroi de la pale près du bord de fuite auront toutes les deux été pressées fermement et façonnées contre les surfaces de précision de la matrice dans ces zones. Ces surfaces de la pale auront, lorsqu'elles auront été façonnées, la relation souhaitée l'une envers l'autre et par rapport au restant de la pale de sorte que la totalité de la pale passera l'inspection des dimensions et peut être utilisée de nouveau dans le moteur. Il sera compris que les pales ainsi refaçonnées sont métalliques, par exemple en titane, et les diaphragmes sont nécessairement des diaphragmes métalliques, flexibles, capables de résister aux tempê- ratures élevées requises et également capables d'être soudées aux matrices pour garantir l'obtention d'enceintes étanches aux gaz aux températures impliquées. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux assemblages de matrices qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. -7- Revendications: 1. Assullb]agju du matri ices pour le refaçonnage d'un article ayant une formut irrégulière tel qu'une pale de ventilateur, caractérisC3 un ce qu'il consiste en une matrice, (12) ayant une surface formée s'adaptant à une surface de l'article (16), une:atrice opposée (18) ayant une surface formée coopérante, 1 i matrices coopérant l'une avec l'autre pour former tne cavité pour recevoir l'article, un diaphragme flexible (22) recouvrant au moins une partie d'une de ces surfaces de l'une de ces matrices (12) et dans une position pour venir contre cet article (16), ce diaphragme (22) étant soudé le long de ses bords à la matrice associée (18), et un dispositif (42) pour ramener un fluide sous pression dans le dos de ce diaphragme (22) pour le presser contre la partie adjacente de l'article (16). 2. Assemblage de matrices selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (10) pour chauffer chacune de ces matrices (12,18) afin de chauffer l'article (16) se trouvant entre celles-ci. 3. Assemblage de matrices selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour dépla- cer ces matrices, (12,18) l'une vers l'autre pour maintenir un article (16) entr'elles; et un dispositif (34,32) entourant ces matrices (19,18) pour former une chambre de gaz (36) autour de ces matrices (12,18) lorsqu'elles sont l'une contre l'autre. 4. Assemblage de matrices selon la revendication 3, caractérisé en ce que ce dispositif (34,32) entourant ces matrices comprend une auge (32) entourant l'une de ces matrices (12) et un rebord (34) sur l'autre matrice (18) pour pénétrer dans l'auge (32). 5. Assemblage de matrices selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rebord (34) est creux et isolé. 6. Assemblage de matrices selon la revenckcation 3, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (38) pour amener le même gaz vers la chambre (36) que le gaz rour le diaphragme (22). 7. Assemblage de matrices pour le refaçonnage d'un article de forme irrégulière ttl qu'une pale de ventilateur, o les surfaces critiques près des bords de fuite et d'atta- que sont de part et d'autre de la pale, caractérisé en ce qu'il comprend une matrice (52) avant une surface formée se conformant à une surface de l'article; une matrice opposée (54) ayant une surface formée coopérante, ces matrices (52,54) coopérant pour former une cavité pour re- cevoir l'article; un diaphragme flexible (66) sur une des matrices (54) adjacente à une extrémité d'un creux (64) dans une position pour venir contre l'article adjacent à un bord de celui-ci, ce diaphragme (66) étant soudé le long de ses bords à la matrice associée (54); un autre diaphragme flexible (60) sur l'autre matrice (52) adjacent à l'extrémité opposée d'un creux (58) dans une position pour venir contre l'article adjacentà scn bord opposé, ce diaphragme (60) étant soudé le long de ses Lords à cette autre matrice (52); un dispositif pour déplacer les matrices l'une vers l'autre les et/fcarter l'une de l'autre pour introduire un article et pour fixer l'article dans celles-ci en fermant les matrices (52,54); et un dispositif (68,69) pour amener du fluide sous pression vers chaque diaphragme (66,60) pour les presser contre la zone adjacente à l'article de sorte qu'un côté de l'article est pressé contre une partie de l'une de ces matrices le long d'un bord de l'article et l'autre côté de l'article est pressé contre l'autre matrice le long de l'autre bord. 8. Assemblage de matrices selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (10) pour chauffer à la fois ces matrices (52,54) et pour chauffer l'article dans celles-ci. 9. Assemblage de matrices selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (32,34) entourant ces matrices (52,54) pour former une chambre à gaz (36) lorsque les matrices (52,54) sont fermées et un dispo- sitif (38) pour amener un gaz inerte vers cette chambre (36). 10. Assemblage de matrice selon la revendication 9, caractérisé en ce que ce dispositif (32,34) entourant les matrices comprend une auge (32) entourant l'une de ces wratrices (52) et un rebord (36) sur l'autre matrice (54) pour -9 - s'engager dans l'auge (32).