Brevet FR3016814A1 — publié le 20150731

Buse de dispositif de meulage, et dispositif de meulage La présente invention concerne une buse d'un dispositif de meulage, et le dispositif de meulage correspondant. La fabrication d'une pièce mécanique peut comprendre une étape de rectification. Durant cette étape de rectification, une meule est utilisée pour rectifier une pièce mécanique afin d'obtenir une forme particulière. Par exemple, une meule est appliquée contre un arbre pour former une gorge ou un bossage sur cet arbre. On appelle « meule » un disque abrasif mis en rotation pour arracher de la matière par friction sur la pièce mécanique à rectifier. Un dispositif de meulage comporte donc une meule et un organe moteur pour mettre en rotation la meule. Le frottement de la meule contre la pièce mécanique génère de la chaleur. Cette chaleur peut être à l'origine de dommages thermiques infligés à la pièce mécanique rectifiée. Ces dommages thermiques sont parfois appelés « brûlures de rectification ». Un dommage thermique induit une altération de l'intégrité de la surface de la pièce mécanique rectifiée, en lui faisant subir des transformations métallurgiques superficielles ayant pour conséquence l'apparition de défauts. Ces défauts peuvent être de type crique et/ ou « faïençage » par exemple. Ces défauts peuvent entraîner le rebut de la pièce mécanique rectifiée. D'un point de vue économique, la mise au rebut de pièces génère des coûts de production importants, d'autant plus que l'étape de rectification intervient souvent en fin de fabrication et donc quand la pièce mécanique a la plus grande valeur ajoutée. Pour éviter de tels dommages, un fluide de refroidissement peut être injecté à l'aide d'au moins une buse vers une zone dite zone de meulage par commodité. Cette zone de meulage représente la zone de contact entre la meule et la pièce mécanique à rectifier Ce fluide vise à limiter l'élévation de température résultant de l'étape de rectification, à des températures prédéterminées pour éviter le rebut de la pièce mécanique rectifiée. Pour être efficace et reproductible, il convient de garantir que le fluide de refroidissement soit correctement éjecté. Toutefois, un arrosage satisfaisant d'une pièce mécanique lors d'une étape de rectification peut être délicat à réaliser de manière répétée, notamment lorsque la forme de la pièce mécanique est complexe. Pour réaliser une piste de roulement à billes sur un arbre, un dispositif de meulage peut comprendre trois buses ayant une section de sortie parallélépipédique. Deux buses d'extrémité sont sensiblement parallèles à la meule en étant légèrement inclinées vers la zone de meulage. Une troisième buse est disposée perpendiculairement entre ces deux buses. Malgré cette installation, il peut être délicat de générer un flux de fluide de refroidissement couvrant de manière homogène la zone de meulage. Dès lors, des perturbations peuvent créer des ruptures locales et temporaires de lubrification sur certains secteurs de la zone de meulage. En outre, la mise en position de trois buses de manière précise peut être difficile à répéter, ce qui rend les résultats de l'étape de meulage aléatoires. Par ailleurs, l'utilisation d'une pluralité de buses tend à réduire la pression et le débit du fluide au niveau de la zone de meulage, comparé à l'utilisation d'un dispositif muni d'une seule buse. Par conséquent, on comprend que le meulage satisfaisant d'une pièce mécanique peut être parfois difficile à reproduire. Le document US 7150101 propose une buse munie d'un conduit s'étendant d'une entrée circulaire vers une sortie dirigée vers une zone de meulage. Cette sortie est conformée à la forme de la pièce mécanique à obtenir. En outre, la section de la buse diminue entre ladite entrée et ladite sortie. Le document EP 0 924 028 propose un dispositif muni d'un disque poreux pour meuler une pièce mécanique à rectifier. De plus, le dispositif comprend une buse qui permet de diriger un fluide dans une direction radiale du disque et en amont de la zone de meulage. Le document US 7182674 présente un dispositif de meulage mettant en oeuvre une pluralité de buses. La présente invention a alors pour objet de proposer une buse pour faciliter la répétabilité d'une étape de meulage. Cette buse d'un dispositif de meulage est munie d'un corps allongé creux s'étendant longitudinalement d'une section d'entrée vers une section de sortie, la section d'entrée étant creuse et apte à être connectée à un système d'acheminement pour acheminer un fluide de refroidissement pour permettre l'entrée de ce fluide dans la buse, la section de sortie étant creuse pour expulser un tel fluide. En outre, la section de sortie a une forme de haricot pour être conformée à une meule, le corps comprenant au niveau de la section de sortie un arc externe apte à être en regard d'une pièce mécanique à rectifier et un arc interne apte à épouser la forme de ladite meule de manière autocentré, l'arc externe étant relié audit arc interne par deux zones de transition extrêmales. Ainsi, une première extrémité d'une première zone de transition est solidaire d'une première extrémité interne de l'arc interne, une deuxième extrémité de la première zone de transition étant solidaire d'une première extrémité externe de l'arc externe, une première extrémité d'une deuxième zone de transition étant solidaire d'une deuxième extrémité interne de l'arc interne, une deuxième extrémité de la deuxième zone de transition étant solidaire d'une deuxième extrémité externe de l'arc externe. On qualifie ainsi par le terme « interne » la partie de la section de sortie destinée à être accolée à la meule, sans toucher cette meule. A l'inverse, la partie opposée à la section de sortie est qualifiée par le terme « externe ». L'arc interne s'étend donc d'une extrémité dénommée par commodité « première extrémité interne » vers une autre extrémité dénommée par commodité « deuxième extrémité interne ». De même, l'arc externe s'étend donc d'une extrémité dénommée par commodité « première extrémité externe » vers une autre extrémité dénommée par commodité « deuxième extrémité externe ». La première zone de transition s'étend alors de la première extrémité interne vers la première extrémité externe. De même, la 25 deuxième zone de transition s'étend de la deuxième extrémité interne, vers la deuxième extrémité externe. Par suite, la section de sortie présente un contour du corps représentant une périphérie fermée en forme de haricot. Cette périphérie comprend successivement l'arc interne, la première zone de transition, l'arc externe, puis la deuxième zone transition reliée à l'arc interne. Cette périphérie fermée délimite une surface ouverte de passage du fluide. Un fluide de refroidissement peut alors pénétrer dans la buse par la section d'entrée et sortir de cette buse en traversant la section de sorite. Le jet de fluide expulsé a alors une forme de haricot en étant mis en forme par la section de sortie. L'invention concerne donc notamment une buse unique de forme rayonnée pour être conformée au profil d'une meule. La section de sortie rayonnée peut être conformé à des formes courbes multiples, par exemple des formes concave, convexe, parabolique... Cette forme de la buse adaptée à la forme de la meule permet de façon innovante et étonnante à la buse d'être autocentrée par rapport à la meule. Plus particulièrement, l'arc interne peut être adapté à une forme arrondie de type tore utilisée pour ménager une piste de roulement. Le jet de fluide obtenu peut alors arroser de manière homogène une zone de meulage sans rupture locale de lubrification. L'invention propose donc une buse présentant une section de sortie apte à coopérer avec une meule pour optimiser une opération de meulage, contrairement à des états de la technique définissant une section de sortie en fonction de la pièce à rectifier. Cette buse peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui suivent. Ainsi, l'arc interne peut être biseauté pour permettre de positionner et d'incliner ladite buse afin d'éjecter du fluide tangentiellement à une meule. Le biseau obtenu permet d'incliner la buse par rapport à la meule selon un angle prédéterminé par le constructeur. Cette angulation peut permettre de diriger le fluide expulsé vers une zone de meulage, à savoir à l'interface entre la meule et la pièce mécanique à rectifier durant une étape de rectification. La buse épouse alors efficacement la meule. Ce biseau permet notamment de positionner de la même manière la buse, durant une pluralité d'opérations de meulage. En effet, un opérateur peut facilement positionner la buse en orientant le biseau parallèlement à la meule. Le biseau peut être un biseau concave présentant une inclinaison de l'ordre de 20° par exemple par rapport à un axe longitudinal. Ce biseau permet de placer la buse au plus près de la meule avec la bonne inclinaison pour une utilisation optimale. Cet angle peut être ajusté en fonction notamment de la meule utilisée. Ce positionnement optimisé de la buse peut permettre de limiter le débit du fluide de refroidissement. Certains états de la technique peuvent tendre à maximiser ce débit de fluide pour éviter un défaut de lubrification au moins local. La direction de projection du fluide et sa forme étant optimisée, ce risque est minimisé. Par ailleurs, la section d'entrée peut délimiter une aire d'entrée supérieure à une aire de sortie délimitée par la section de sortie. La buse peut notamment avoir la forme d'un conduit convergeant pour optimiser les caractéristiques du flux de fluide de refroidissement expulsé. Par ailleurs, chaque zone de transition peut comprendre un arc de transition. En outre, la buse est éventuellement monobloc. La buse peut être fabriquée à partir de matériaux métalliques, composites ou plastiques par exemple. Ces matériaux peuvent permettre de former une buse 5 comprenant une unique pièce pour minimiser son coût de fabrication par exemple. Ainsi, la buse peut être fabriquée en utilisant une technique économique, par exemple une technique classique de formation d'une pièce unitaire partir d'un bloc de matière unique, voire une technique connue sous l'expression 10 « impression 3D » par exemple. Outre une buse, l'invention concerne un dispositif de meulage pour rectifier une pièce mécanique, le dispositif de meulage comprenant une meule et un organe moteur pour mettre en rotation ladite meule, ledit dispositif de meulage comportant une buse 15 reliée à un système d'acheminement d'un fluide de refroidissement, La buse est du type décrit précédemment, l'arc externe de la buse étant en regard de la pièce mécanique, l'arc interne de la buse épousant la forme de la meule en étant séparé de la meule par un jeu prédéterminé, la buse étant orientée tangentiellement à 20 la meule et expulsant le fluide tangentiellement à la meule sur une zone de meulage dans laquelle la meule est en contact avec la pièce mécanique. L'invention propose donc un dispositif de meulage muni d'une unique buse disposée autour de la meule, en épousant la 25 périphérie abrasive de cette meule. A cet effet, la buse est rayonnée pour comporter un arc interne épousant la forme de cette périphérie abrasive. La buse est de ce fait positionnée de manière autocentrée ce qui garantit de manière induite, de diriger le fluide de refroidissement sur la zone de meulage. Selon une variante, la meule présente une périphérie arrondie pour ménager une gorge, ledit arc interne étant concave pour épouser ladite périphérie arrondie, ledit arc externe étant convexe. La meule permet alors de ménager un chemin de roulement à la périphérie d'un arbre. Dès lors, l'arc interne est concave pour pouvoir enrober le profil arrondi de la périphérie abrasive de la meule. Par exemple, l'arc interne présente un premier rayon inférieur à un deuxième rayon de l'arc externe. A titre d'exemple, le premier rayon peut être de l'ordre de 4 millimètres, le deuxième rayon étant de l'ordre de 12 millimètres par exemple soit le triple du premier rayon. Dans cette configuration, chaque zone de transition peut présenter un rayon de l'ordre de 2 millimètres par exemple. Selon une autre variante, la meule peut présenter une périphérie en creux pour ménager un bossage, l'arc interne étant convexe pour se positionner en épousant la périphérie en creux, l'arc externe étant concave. La meule permet de ménager un bossage sur un arbre. Dès lors, l'arc interne est convexe pour pouvoir pénétrer dans le profil en creux de la périphérie abrasive de la meule Par suite, l'arc interne peut présenter un premier rayon supérieur à un deuxième rayon de l'arc externe. Par ailleurs, le dispositif de meulage peut comporter un moyen d'immobilisation pour immobiliser la buse par rapport à ladite meule. Un opérateur positionne la buse par rapport à la meule de manière adéquate, et fige la position de la buse à l'aide de ce moyen d'immobilisation. Un tel moyen d'immobilisation peut comprendre une pince portée par un bras fixé sur le carter de protection de la meule par exemple. L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, un schéma présentant un dispositif de meulage, - la figure 2, une vue de face d'une buse adaptée à un profil arrondi, - la figure 3, une coupe d'une buse, - la figure 4, un schéma présentant une buse selon la figure 2 épousant la forme d'une meule ayant une périphérie abrasive arrondie, - la figure 5, une vue de face d'une buse adaptée à un profil en creux, et - la figure 6, un schéma présentant une buse selon la figure 5 épousant la forme d'une meule ayant une périphérie abrasive en creux. Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d'une seule et même référence. La figure 1 présente un dispositif de meulage 1 pour rectifier une pièce mécanique 2. Par exemple, cette pièce mécanique 2 est un arbre devant être rectifier pour présenter une gorge 3 représentant une piste de roulement à billes, ou pour présenter un bossage. Ce dispositif de meulage 1 est alors pourvu d'une meule 5. La meule comporte un disque muni d'une périphérie abrasive 100 afin d'arracher de la matière par friction contre la pièce mécanique à rectifier. La figure 1 présente une périphérie abrasive qui a la 5 forme d'une périphérie arrondie 6 pour ménager une gorge 3 dans la pièce mécanique 2. Dès lors, le dispositif de meulage possède un organe moteur 10 pour mettre en rotation la meule 5. L'organe moteur peut être d'un type usuel, tel que par exemple un moteur thermique ou 10 électrique voire mécanique. Lors de l'étape de rectification, la pièce mécanique 2 à rectifier est alors mise en contact contre la périphérie abrasive 100 de la meule. L'interface entre la meule 5 et la pièce mécanique 2 est dénommée « zone de meulage 60 ». 15 Pour au moins limiter l'échauffement de la pièce mécanique lors de l'étape de rectification, le dispositif de meulage comporte un système de refroidissement. Ce système de refroidissement inclut une unique buse 30 alimentée en fluide 20 de refroidissement par un système 20 d'acheminement 15. Ce système d'acheminement 15 peut comporter un réservoir 16 stockant le fluide 20, et au moins une pompe 17 pour déplacer le fluide 20 du réservoir 16 vers la buse 30. Dès lors, la buse 30 inclut un corps 31 creux qui s'étend 25 longitudinalement d'une section d'entrée 35 vers une section de sortie 40. Ce corps peut être monobloc. La section d'entrée 35 est alors reliée au système d'acheminement 15, alors que la section de sortie 40 est libre pour expulser un fluide vers la zone de meulage 60. On comprend que l'on appelle « section » une coupe du corps 31. La section d'entrée représente donc une coupe du corps 31 à l'extrémité d'entrée de la buse, et la section de sortie représente une coupe du corps 31 à l'extrémité de sortie de la buse. Dès lors, le corps 31 représente une conduite éjectant le fluide 20 de refroidissement. Ainsi, la buse 30 est orientée tangentiellement à la meule 5 pour expulser le fluide 20 tangentiellement à cette meule 5 sur la zone de meulage 60 selon la flèche 200. Un jeu 50 non visible sur la figure 1, mais représenté sur la 10 figure 4, sépare alors la meule 5 de la buse 30. Eventuellement et en référence à la figure 1, le dispositif de meulage 1 comprend un moyen d'immobilisation 25 pour maintenir la buse dans une telle position. Ce moyen d'immobilisation est fixé sur le carter de protection de la meule 26 et comporte un bras 27 15 muni d'une pince 28 portant la buse 30. La figure 2 présente une vue de face d'une buse selon un premier mode de réalisation. Indépendamment de la réalisation, la buse est pourvue d'une section de sortie 40 ayant une forme de haricot. Cette forme de 20 haricot correspond à une section sensiblement oblongue qui est arquée. Le contour de la section de sortie comprend donc un arc interne 41, un arc externe 43 et deux zones de transition 42, 44 du corps 31. Chaque zone de transition est éventuellement arquée. 25 Chaque zone de transition 42, 44 peut donc comporter un arc de transition 42', 44'. Dès lors, la buse peut être qualifiée de « rayonnée » en présentant une section de sortie délimitée par un contour présentant une succession d'arcs. Ce contour peut avoir une épaisseur EP constante, de l'ordre de deux millimètres par exemple. Ce contour présente donc une boucle fermée en passant successivement par l'arc interne 41, une première zone de transition 42, l'arc externe 43, puis la deuxième zone de transition 44. Une première extrémité 42" d'une première zone de transition 42 est ainsi solidaire d'une première extrémité interne de l'arc interne 41. Une deuxième extrémité 42"' de la première zone de transition 42 est solidaire d'une première extrémité externe de l'arc externe 43. De même, une première extrémité 44" d'une deuxième zone de transition 44 est solidaire d'une deuxième extrémité interne de l'arc interne 41, alors qu'une deuxième extrémité 44"' de la deuxième zone de transition 44 est solidaire d'une deuxième extrémité externe de l'arc externe 43. L'arc interne 41 est conformé à la forme de la périphérie abrasive de la meule à équiper. Dès lors, on qualifie par « interne » l'arc épousant la forme de la meule au sein d'un dispositif de meulage. A l'inverse, on qualifie par « externe » l'arc 20 opposé à l'arc interne et en regard de la pièce mécanique à rectifier au sein d'un dispositif de meulage. Selon une direction radiale partant de la meule, l'arc externe est alors au dessus de l'arc interne, du moins en son centre. En référence à la figure 3 et indépendamment du mode de 25 réalisation, l'arc interne 41 peut être biseauté. En effet, l'arc interne peut comprendre un biseau 80 présentant une inclinaison 81 de l'ordre de 20° par rapport un axe longitudinal AX d'extension de la buse. Cet axe longitudinal peut être un axe de symétrie centrale de la section d'entrée. Ce biseau permet de positionner et d'incliner la buse par rapport à la meule pour diriger le flux tangentiellement à la buse. La figure 3 illustre en outre une variante d'un corps 31 définissant un conduit convergeant. Ainsi, la section d'entrée 35 délimite une aire d'entrée 36 qui est supérieure à l'aire de sortie 46 délimitée par la section de sortie 40. On appelle par « aire » d'une section, l'aire en mètre carré par exemple de la surface de passage délimitée par la section concernée. La buse de la figure 2 est adaptée à une meule présentant une périphérie arrondie. Dès lors, l'arc interne 41 est concave pour pouvoir épouser cette périphérie arrondie. A l'inverse, l'arc externe 43 est convexe. Par exemple, l'arc interne 41 présente un premier rayon 71 qui est inférieur à un deuxième rayon 73 de l'arc externe 43. La figure 4 illustre le positionnement autocentré de cette buse 30 sur une meule à périphérie arrondie. On constate que l'arc interne 41 épouse cette périphérie arrondie 6. La buse de la figure 5 est adaptée à une meule présentant une périphérie en creux. Dès lors, l'arc interne 41 est convexe pour pouvoir épouser cette périphérie arrondie. A l'inverse, l'arc externe 43 est concave. En outre, l'arc interne 41 peut comprendre un biseau 80 qui permet de positionner et d'incliner la buse par rapport à la meule pour diriger le flux tangentiellement à la meule. Par exemple, l'arc interne 41 présente un premier rayon 71 qui est supérieur à un deuxième rayon 73 de l'arc externe 43. La figure 6 illustre le positionnement autocentrée de cette buse 30 sur une meule à périphérie en creux 7. On constate que l'arc interne épouse cette périphérie en creux 7. Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1. Buse (30) d'un dispositif de meulage (1) munie d'un corps (31) allongé creux s'étendant longitudinalement d'une section d'entrée (35) vers une section de sortie (40), ladite section d'entrée (35) étant creuse et apte à être connectée à un système d'acheminement (15) acheminant un fluide (20) de refroidissement pour permettre l'entrée de ce fluide (20) dans ladite buse (30), ladite section de sortie (40) étant creuse pour expulser un tel fluide (20), caractérisée en ce que ladite section de sortie (40) a une forme de haricot pour être conformée à une meule (5), ledit corps (31) comprenant au niveau de la section de sortie (40) un arc externe (43) apte à être en regard d'une pièce mécanique (2) à rectifier et un arc interne (41) apte à épouser la forme de ladite meule (5) de manière autocentrée, ledit arc externe (43) étant relié audit arc interne (41) par deux zones de transition extrémales (42, 44). 2. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit arc interne (41) est biseauté (80) pour permettre de positionner et d'incliner ladite buse (30) afin d'éjecter ledit fluide (20) tangentiellement à une meule (5). 3. Buse selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que ladite section d'entrée (35) délimite une aire d'entrée (36) supérieure à une aire de sortie (46) délimitée par la section de sortie (40). 4. Buse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque zone de transition (42, 44) comprend un arc de transition (42', 44'). 5. Buse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la buse (30) est monobloc. 6. Dispositif de meulage (1) pour rectifier une pièce mécanique (2), le dispositif de meulage (1) comprenant une meule (5) et un organe moteur (10) pour mettre en rotation ladite meule (5), ledit dispositif de meulage (1) comportant une buse (30) reliée à un système d'acheminement (15) d'un fluide (20) de refroidissement, caractérisé en ce que ladite buse (30) est selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ledit arc externe (43) étant en regard de ladite pièce mécanique (2), ledit arc interne (41) épousant la forme de ladite meule (5) en étant séparé de ladite meule (5) par un jeu (50) prédéterminé, ladite buse (30) étant orientée tangentiellement à ladite meule (5) et expulsant ledit fluide (20) tangentiellement à ladite meule (5) sur une zone de meulage (60) dans laquelle la meule (5) est en contact avec ladite pièce mécanique (2). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite meule (5) présente une périphérie arrondie (6) pour ménager une gorge (3), ledit arc interne (41) est 20 concave pour épouser ladite périphérie arrondie (6), ledit arc externe (43) étant convexe. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit arc interne (41) présente un premier rayon (71) inférieur à un deuxième rayon (73) dudit arc externe 25 (43). 9. Dispositif selon la revendication 6,caractérisé en ce que ladite meule (5) présente une périphérie en creux (7) pour ménager un bossage, ledit arc interne (41) est convexe pour se positionner en épousant ladite périphérie en creux (7), ledit arc externe (43) étant concave. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit arc interne (41) présente un premier rayon (71) supérieur à un deuxième rayon (73) dudit arc externe (43). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que ledit dispositif de meulage (1) comporte un moyen d'immobilisation (25) pour immobiliser ladite buse (30) par rapport à ladite meule (5).