Brevet FR2653874A1 — publié le 19910503

La présente invention concerne un banc de contrôle de trous curvilignes. Elle vise notamment un banc approprié au contrôle de trous curvilignes de prélèvement d'air centripète dans un disque de compresseur axial de turbomachine, comme celui qui fait l'objet de la demande FR 2 614 654. Dans un tel disque sont ménagés un certain nombre de trous curvilignes généralement centripètes régulièrement répartis autour de l'axe du disque. Il convient de contrôler rapidement et avec des moyens simples les divers paramètres de ces trous - inclinaison du plan du profil curviligne du trou par rapport au rayon, - position du centre du profil curviligne par rapport à l'axe du disque. Il est également nécessaire de contrôler le profil de la section transversale du trou lui-même qui peut être circulaire, ovale, elliptique, ou encore de tout autre profil choisi. A cet effet, l'invention concerne un banc de contrôle de trous curvilignes dans une pièce, caractérisé en ce qu'il comprend - une .table porte-pièce, - des organes dtindexation de la pièce par rapport à la table autour d'un axe vertical. - un arbre vertical solidaire de ladite table, - une poutre amovible fixée de manière coulissante horizontalement dudit arbre dans une orientation ptédéterminée par rapport audit arbre, - un étrier support pour un axe horizontal de balancement monté sur ladite poutre, avec faculté de rotation autour d'un axe vertical, - un bras de balancement autour de l'axe horizontal de balancement et suspendu sous ce dernier, - un bras palpeur courbe monté pivotant autour d'un axe horizontal à l'extrémité du bras oscillant, et - des dispositifs de mesure du coulissement de la poutre, de l'orientation angulaire de l'étrier support et de l'angle entre le bras palpeur et le bras oscillant. Ce banc de contrôle permet ainsi un contrôle simple et rapide des trous curvilignes de la pièce. I1 sera maintenant décrit en se référant à la figure unique annexée qui le représente en perspective. Le banc de contrôle-illustré en perspective d'ensemble à la figure 1 est destiné au contôle de perçages curvilignes dans une pièce 10, notamment un disque de turbomachine à prélèvement d'ir centripète tel que décrit et illustré dans le document FR-A-2 614 654. Le disque 10 est représenté schématiquement à la figure en traits fins. Le banc comporte une table horizontale 12 et un arbre vertical 14 fixé à celle-ci, de telle sorte que le disque puisse être enfilé sur l'arbre jusqu'à reposer sur la table. La table et l'arbre sont usinés et rectifiés avec précision afin d'obtenir un positionnement précis du disque. Dans la mesure où le disque comporte une pluralité de perçages curvilignes 16 à espacement angulaire régulier, la table et le disque comportent des moyens coopérants afin d'indexer le disque en rotation autour de l'arbre selon autant de positions angulaires de référence correspondantes. A titre d'exemple, le disque comporte une encoche externe 18 parallèle à son axe ZZ et la table comporte un certain nombre de trous d'indexage 20, au nombre de 24 dans l'exemple illustré, répartis régulièrement et avec précision autour de l'arbre 14. Une tige de blocage 22 amovible est introduite dans l'encoche externe 18 du disque et dans un trou d'indexage 20 respectif afin d'immobiliser le disque 10 dans une position angulaire de référence prédéterminée autour de l'arbre 14. Lorsque le disque est indexé dans l'une des 24 positions, le trou curviligne 16 à contrôler décrit un arc de cercle autour d'un centre A, disposé à des coordonnées prédéterminées par rapport à un trièdre de référence OXYZ dont les deux axes horizontaux OX, OY sont contenus dans le plan de la table, l'un d'eux OX passant par le centre du trou d'indexage 20, et dont l'axe vertical 07 coïncide avec l'axe ZZ de l'arbre vertical et du disque. Cet arc de cercle de rayon r est en outre contenu dans un plan vertical incliné suivant un angle prédéterminé a par rapport au plan vertical du trièdre de référence, passant par l'axe de l'arbre et par l'axe du trou d'indexage. Enfin, le trou curviligne 16 présente en section transversale divers profils, notamment circulaire ou elliptique. Afin de permettre une vérification rapide de la correspondance, ou de l'écart, des diverses coordonnées du trou curviligne réel par rapport aux coordonnées théoriques, l'invention prévoit de monter au sommet de l'arbre une poutre horizontale 24 amovible s'étendant suivant le même angle prédéterminé par rapport au plan vertical de référence OXZ. La poutre 24 est montée coulissante en direction horizontale par rapport à l'arbre 14 et il est prévu des moyens permettant une mesure précise du coulissement de la poutre par rapport à une position origine.Dans l'exemple illustré, ces moyens comportent un bloc 26 porte-instrument, faisant partie intégrante ou fixée à l'arbre 14 , et une butée de mesure 28 faisant partie intégrante ou fixée à la poutre 24, la butée présentant une surface de mesure contre laquelle vient porter un palpeur de l'instrument de mesure, constitué dans cet exemple par un comparateur 30. Vers son extrémité distale, la poutre est traversée par un perçage 32 circulaire vertical, dont l'axe est situé à une abscisse et une ordonnée identiques à celles du centre A, par réglage de la poutre 24 en coulissement. Un support étrier 34 est monté dans le perçage 32 de la poutre 24 et porte un axe de balancement horizontal BB situé sous la poutre 24, à une cote identique à celle du centre A. L'étrier 34 est réglable en rotation par rapport à la poutre 24 et il est prévu des moyens pour détecter avec précision la rotation de l'étrier 34 par raport à une position origine dans laquelle l'axe de balancement BB est perpendiculaire à l'axe de la poutre. Dans cet exemple, ces moyens sont constitués par un bloc 36 porte-instrument, par exemple un comparateur 38, faisant partie intégrante ou fixé à la poutre 24, et une butée 40 de mesure faisant partie intégrante ou fixée à l'étrier 34, contre laquelle vient porter le palpeur de l'instrument de mesure 38. Sous l'étrier 34 est suspendu un bras de pendule 42, en libre balancement autour de l'axe de balancement BB de l'étrier 34. Le bras de pendule 42 porte à son extrémité opposée un axe de pivotement CC situé à une distance de l'axe de balancement BB identique au rayon r de la ligne médiane du perçage curviligne 16 et sur cet axe CC est monté en rotation un bras palpeur 44 courbe qui se termine par un doigt palpeur 46, par exemple sous la forme d'un galet. De l'autre côté de l'axe de pivotement CC, le bras de pendule 42 porte un prolongement 48 sensiblement perpendiculaire au bras de pendule 42, qui porte à son extrémité un instrument de mesure 50, par exemple un comparateur. De même, le bras palpeur courbe 44 comporte du même côté un prolongement 52 qui s'étend généralement parallélement au prolongement 48 du bras de pendule 42 et au dessous de ce dernier, et se termine en regard de l'instrument de mesure 50 correspondant. Le bras palpeur courbe 44 s'étend sur une longueur au moins égale à celle du perçage curviligne 16 à contrôleur. Il présente une ligne médiane formant un secteur semi-circulaire de rayon r identique à celui de la ligne médiane du secteur curviligne. Les différentes pièces décrites sont usinées et rectifiées avec précision, de telle sorte que la poutre 24 soit perfaitement horizontale et qu'elle s'étende exactement dans l'orientation angulaire "a" théorique voulue par rapport au plan vertical de référence OXZ. Par des moyens appropriés, on règle la poutre 24 en coulissement afin que l'axe du perçage circulaire vertical 32 soit situé exactement à l'abscisse et l'ordonnée théoriques du centre A. Dans la position obtenue, dite position origine, on ramène le premier comparateur 30 à zéro et ce zéro constituera la référence pour les mesures ultérieures concernant la position réelle en abscisse et en ordonnée du centre A. De même, par des moyens appropriés, on règle le support étrier 34 en rotation dans le perçage 32 de la poutre 24, afin que le plan de balancement du bras de pendule soit exactement dans l'orientation angulaire théorique "a." Dans la position obtenue, on ramène le second comparateur 38 à zéro, et ce zéro constituera la référence pour les mesures ultérieures relatives aux écarts angulaires des trous curvilignes 16 du disque 10 par rapport à l'angle théorique a. Enfin, on utilise une cale étalon, non représentée, posée directement sur la table 12 en l'absence du disque 10, dont l'épaisseur est telle que sa surface supérieure soit située à la cote théorique du point le plus bas des perçages survilignes 16, afin de procéder à la remise à zéro du troisième comparateur 50. A cet effet, on vient poser sur cette cale le doigt 46 palpeur à l'extrémité du bras palpeur 44 courbe, en relevant manuellement le bras de pendule 42. Dans cette position, on ramène à zéro le troisième comparateur 50, et ce zéro constituera la référence pour les mesures ultérieures relatives aux cotes des trous curvilignes 16. Une fois ces réglages et remises à zéro effectuées, on peut utiliser le dispositif et procéder au contrôle des trous curvilignes d'un disque. Pour ce faire, on démonte la poutre horizontale 24, ensemble avec le support étrier 34, le bras de pendule 42 et le bras palpeur 44, ce qui permet d'engager un disque 10 autour de l'arbre 14, de le poser sur la table 12 et de l'indexer angulairement à l'aide de la tige de blocage 22 et des trous d'indexage 20. On remonte la poutre horizontale 24 au sommet de l'arbre 14 et on la règle en coulissement jusqu'à ce que le premier compartateur 30 indique zéro. On fait alors parcourir au doigt de palpeur 46 toute la longueur des trous curvilignes 16, en faisant pivoter manuellement le bras de pendule 42 autour de son axe de balancement BB. On contrôle tout d'abord la verticale du centre A en maintenant le doigt palpeur 46 en contact avec la paroi inférieure du trou curviligne 16 d'une extrémité à l'autre de celui-ci et en relevant les indications du troisième comparateur 50. Si des indications sont différentes à l'entrée et à la sortie, on déplace la poutre 24 par coulissement jusqu'à obtenir sur le troisième comparateur 50 des indications identiques à l'entrée et à la sortie du trou 16. On relève alors sur le premier comparateur 30 l'écart éventuel par rapport au réglage du zéro initial. On contrôle ensuite le déport angulaire du trou 16 par rapport à l'angle théorique a, en maintenant le doigt palpeur 46 en contact avec l'une des parois latérales du trou curviligne 16 d'une extrémité à l'autre de celui-ci et en relevant les indications du deuxième comparateur 38. Si les indications sont différentes à l'entrée et à la sortie, elles résultent d'un pivotement de l'étrier support et sont alors représentatives de l'écart angulaire éventuel par rapport à l'angle théorique"a" On contôle également les dimensions transversale du trou - d'une part, la distance entre sa paroi inférieure et sa paroi supérieure, en amenant le doigt de palpeur 46 en contact successivement avec l'une et avec 11 autre pour différentes positions angulaires du bras de pendule 42 et en notant les indications du troisième comparateur 50. Si la différence entre ces indications varie sensiblement selon la position angulaire du bras de pendule 42, il y a rétrécissement ou élargissement du trou 16 dans le sens radial. - d'autre part, la distance entre ses parois latérales opposées, en amenant le doigt de palpeur 46 en contact successivement avec l'une et avec l'autre pour différentes positions angulaires du bras de pendule 42, et en notant les indications du deuxième comparateur 38. Si la différence entre ces indications varie sensiblement selon la position angulaire du bras de pendule 42, il y a rétrécissement ou élargissement du trou 16 dans le sens transversal. Dans les deux cas, ces différences sont comparées aux valeurs théoriques et si l'écart dépasse un seuil de tolérance prédéterminé, le disque est mis au rebut, ou doit faire l'objet d'une opération de rectification. Après avoir procédé au contrôle de l'un des trous, on recommence les mêmes opérations pour les trous successifs du disque, en faisant pivoter celui-ci autour de l'arbre et en bloquant grâce aux moyens d'indexation. L'appareil qui vient d'être décrit est utilisé de façon manuelle et convient à des contrôles d'un nombre limité de pièces. I1 peut bien entendu être complété par des organes de contrôle et de commande automatique afin de permettre un contrôle de série des disques. A cet effet, les trois comparateurs pourront être remplacés par des capteurs de déplacement électromagnétiques, par exemple des capteurs inductifs. De même, les déplacements des divers composants : coulissement de la poutre, rotation du support-étrier, balancement du bras de balancier, maintien du galet palpeur contre les parois du trou, pourront être assurés par des moteurs appropriés. Une unité de commande dotée d'un microprocesseur spécifiquement programmé et reliée aux différents capteurs et moteurs, assurera une commande des différents moteurs suivant une séquence reproduisant les étapes de fonctionnement décrites ci-avant. REVENDICATION Banc de contrôle de trous curvilignes (16) dans une pièce (10), caractérisé en ce qu'il comprend une table (12) horizontale porte-pièce, un arbre vertical (14) solidaire de ladite table (12), des organes d'indexation (18, 20, 22) de la pièce (10) autour de l'axe (27) de l'arbre vertical (14), une poutre (24) amovible fixée de manière coulissante horizontalement au sommet de l'arbre, dans une orientation angulaire prédéterminée (a) par rapport audit arbre (14), un support-étrier (34) monté sur ladite poutre (24) avec faculté de rotation autour d'un axe vertical et portant un axe de balancement horizontal (BB), un bras de balancement (42) suspendu sous le support-étrier (34) et pivotant autour de l'axe de balancement, un bras palpeur (44) courbe monté pivotant autour d'un axe horizontal (CC) à l'extrémité du bras de balancement (42) et des dispositifs de mesure (30, 38, 50) du coulissement de la poutre (24), de la rotation du support-étrier (34) et de la rotation du bras palpeur (44).