Brevet FR3046558A1 — publié le 20170714

SOUDAGE PAR FRICTION INERTIELLE A INERTIE VARIABLE La présente invention concerne le domaine du soudage par friction dans le processus de fabrication de pièces, notamment des 5 constituants de turbomachines (compresseurs, turbines, etc...). Une machine de soudage par friction inertielle (FI) et un volant d'inertie équipant cette machine sont visés. Sur ces machines, il est ainsi connu d'installer au moins un volant d'inertie comprenant une masse tournante adaptée à tourner 10 autour d'un axe de rotation. L'énergie (E) apportée à la soudure est calculée par le produit entre la vitesse de rotation (w) et le moment d'inertie (J) de la partie tournante: E=1/2 J w2 Lors d'un tel soudage par friction inertielle, l'inertie est réglée 15 en ajoutant ou en enlevant des volants d'inertie dont la valeur d'inertie est prédéterminée et fixe. Les valeurs du paramètre J accessible sont donc limitées par les combinaisons de volants disponibles. Il faut alors démonter et remonter des volants d'inertie et 20 toutes les valeurs d'inertie ne sont pas disponibles. L'opérateur doit alors prévoir de modifier la vitesse de rotation des volants au lieu de leurs inerties, ce qui modifie la vitesse linéaire de la soudure (paramètre opératoire figé) et a donc d'autres conséquences sur le déroulé du soudage. Un problème demeure donc. 25 Une solution proposée consiste en ce que le(chaque) volant d'inertie comprenne en outre au moins une masse additionnelle montée mobile sur la masse tournante pour pouvoir modifier la distance où se situe la masse additionnelle par rapport à l'axe de rotation. 30 Ainsi, on évitera l'essentiel des inconvénients précédemment énoncés. 3046558 2 De préférence, le(chaque) volant d'inertie comprendra en outre des moyens de réglage pour établir la position radiale de la masse additionnelle par rapport audit axe de rotation. Le réglage sera plus simple et rapide à mettre en place qu'avec une solution non fondée sur la mobilité d'au moins une masse additionnelle mobile, donc à effet d'inertie variable. Et le réglage permettra de modifier mais aussi donc d'établir là où l'aura définie la position de la(chaque) masse additionnelle, ceci radialement, donc avec un maximum d'efficacité. Et pour sécuriser le mouvement de la(chaque) masse additionnelle et faciliter le mode d'action sur elle, il est proposé que la(chaque) masse tournante comprenne au moins une glissière radiale le long de laquelle est montée coulissante la masse additionnelle et des moyens de coulissement, accessibles depuis l'extérieur de de la masse tournante (et de la masse additionnelle), pour déplacer la masse additionnelle le long de la glissière. Dans ce cadre et en liaison avec le réglage ci-avant cité, il est par ailleurs proposé que lesdits moyens de réglage comprennent les moyens précités de coulissement, lesquels comprendront alors (au moins) une vis fixe en position radiale sur la masse tournante, mais montée tournante sur elle autour d'un axe radial et engagée avec des filets dont sera pourvue la masse additionnelle. Ainsi, on alliera facilité, précision et fiabilité. Et pour favoriser l'équilibre d'ensemble du volant d'inertie, on 25 conseille que soit prévue au moins une paire de dites masses additionnelles, diamétralement opposées. Trois masses additionnelles à 120° conviendraient aussi. Dans ce cadre, il est même alors recommandé que, si une solution à vis de réglage est retenue, on trouve une vis par masse 30 additionnelle, avec un engrenage commun pour que les vis 3046558 3 déplacent de façon commune les masses additionnelles, à égale distance radiale dudit axe de rotation. On évitera ainsi les balourds et facilitera le réglage à prévoir en conséquence. 5 Il est par ailleurs proposé que soit aussi prévu sur le volant un support d'information sur les valeurs du moment d'inertie (J) de la partie tournante en fonction de la position de la(des) masse(s) additionnelle(s) et/ou de l'énergie (E) apportée à une vitesse de rotation (w) définie, pour ces valeurs du moment d'inertie . 10 Si nécessaire, l'invention sera encore mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : 15 - la figure 1 représente schématiquement de côté une machine de soudage par friction inertielle, - les figures 2,3 et 5 schématisent des vues de face d'un volant d'inertie à plusieurs masses additionnelles, les positions étant différentes entre les figures 2 et 3 ; l'inertie est plus élevée dans la 20 situation de la figure 3 que dans celle de la figure 2, - et la figure 4 montre une solution à vis de réglage de la position de la masse additionnelle considérée. Un objectif de la présente invention est ainsi de proposer une solution à volant d'inertie pouvant permettre d'obtenir une inertie 25 variable. Une machine de soudage par friction inertielle pouvant convenir est schématisée figure 1. Elle comprend essentiellement : - une première partie où un mandrin 12 est couplé à un ou plusieurs volants d'inertie 14 et dans laquelle l'une, 26, des deux parties à 30 souder est maintenue par une pince 16 et mise en rotation par un moteur 18, 3046558 4 - et seconde partie pourvue d'un chariot 20 mobile en translation et sur lequel est montée une semelle 22 dans la couronne dentée de reprise de couple 24 (ou le mors) de laquelle est maintenue l'autre, 28, des deux parties à souder. 5 L'axe 30 est celui du/des volants d'inertie 14. C'est aussi l'axe de déplacement en translation du chariot 20 et l'axe général suivant lequel les pièces 26,28 sont approchées l'une de l'autre pour être soudées ensemble. Les figures 2,3,5 montrent un volant d'inertie 14, annulaire ou 10 en forme de disque, qui comprend une masse tournante 32 adaptée à tourner autour de l'axe de rotation 30 et au moins une, ici deux ou trois, masse(s) additionnelle(s) 34a,34b,34c montée(s) mobile(s) sur la masse tournante 32, pour que l'on puisse modifier la distance, dans l'exemple la distance radiale D, où se situe la/chaque masse 15 additionnelle 34a,34b,34c par rapport à l'axe 30. Des moyens 36 de réglage, montés sur le volant, peuvent permettent d'établir la position radiale de chaque masse additionnelle par rapport à l'axe 30, donc d'amener cette masse additionnelle à l'endroit attendu et l'y maintenir. 20 Pour autoriser un déplacement guidée de chaque masse additionnelle 34a,34b, voire 34c, la masse tournante 32 peut comprendre au moins une glissière radiale 38 le long de laquelle est montée coulissante la masse additionnelle concernée. Les moyens de réglage pourront aussi comprendre des 25 moyens 40 de coulissement, accessibles depuis l'extérieur de la masse tournante et des masses additionnelles, pour déplacer chaque masse additionnelle le long de la glissière 38 concernée. Ces moyens de coulissement pourront quant à eux comprendre, par masse additionnelle, une vis 42 fixe en position 30 radiale sur la masse tournante 32, mais montée tournante sur elle 3046558 5 autour d'un axe radial 44 et également engagée avec des filets 46 dont est pourvue la masse additionnelle. Les filets 46 pourront être ceux d'un taraudage prévu radialement dans la masse additionnelle concernée. 5 Pour éviter de créer un balourd, il est donc schématisé figures 2,3, un volant 14 avec une paire de masses additionnelles 34a,34b diamétralement opposées, avec une vis 42 et une glissière 38 par masse additionnelle. Figure 5, c'est une solution à trois masses additionnelles 10 34a,34b,34c circonférentiellement décalées de 120° qui est schématisée. Dans cet exemple, il y a aussi une vis 42 par masse additionnelle, avec un engrenage commun 48 disposé vers le centre de la masse tournante 32 et prévu pour que les vis déplacent de 15 façon commune les masses additionnelles, à égale distance radiale de l'axe 30. Pour qu'en fonction de la position de la(des) masse(s) additionnelle(s) 34a,34b....34c l'utilisateur sache quel effet il peut attendre, il est en outre montré figure 5 que le volant d'inertie peut 20 comprendre un support 50 d'informations sur les valeurs du moment d'inertie (J) de la partie tournante 32 en fonction de la position de ces masses additionnelles et/ou de l'énergie (E) apportée à une vitesse de rotation (w) définie, pour ces valeurs du moment d'inertie (J). Ce support d'informations peut donc être un tableau de concordance entre position radiale des masse(s) additionnelle(s) 34a,34b....34c et les valeurs ci-dessus. REVENDICATIONS1. Volant d'inertie pour un dispositif de soudage (10) par friction inertielle, le volant d'inertie comprenant une masse tournante (32) adaptée à tourner autour d'un axe de rotation (30) caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une masse additionnelle (34a,34b,34c) montée mobile sur la masse tournante pour pouvoir modifier la distance (D) où se situe la masse additionnelle par rapport à l' axe de rotation. 2. Volant d'inertie selon la revendication 1, qui comprend en outre des moyens (36) de réglage pour établir la position radiale de la masse additionnelle (34a,34b,34c) par rapport audit axe de rotation. 3. Volant d'inertie selon la revendication 1 ou 2, où la masse tournante (32) comprend au moins une glissière (38) radiale le long de laquelle est montée coulissante la masse additionnelle et des moyens de coulissement (40), accessibles depuis l'extérieur de la masse tournante, pour déplacer la masse additionnelle le long de la glissière. 4. Volant d'inertie selon les revendications 2 et 3, où les moyens de réglage comprennent les moyens de coulissement (40), lesquels comprennent une vis (42) fixe en position radiale sur la masse tournante, mais montée tournante sur elle autour d'un axe radial et engagée avec des filets dont est pourvue la masse additionnelle (34a,34b,34c). 5. Volant d'inertie selon l'une des revendications précédentes, qui comprend au moins une paire de dites masses additionnelles (34a,34b,34c) diamétralement opposées. 6. Volant d'inertie selon les revendications 4 et 5, qui comprend une dite vis (42) par masse additionnelle (34a,34b,34c), avec un 30 engrenage commun pour que les vis déplacent de façon commune 3046558 7 les masses additionnelles, à égale distance radiale dudit axe de rotation (30). 7. Volant d'inertie selon l'une des revendications précédentes, qui comprend en outre un support (50) d'information sur les valeurs du 5 moment d'inertie (J) de la partie tournante en fonction de la position de la(des) masse(s) additionnelle(s) (34a,34b,34c)et/ou de l'énergie (E) apportée à une vitesse de rotation (w) définie, pour ces valeurs du moment d'inertie (J) . 8. Machine de soudage par friction inertielle comprenant au moins 10 un volant d'inertie (14) selon l'une des revendications précédentes.