Brevet FR3082187A1 — publié le 20191213

CHARIOT DE SUPPORT D'UNE PIECE DE REVOLUTION DE TURBOMACHINE EN AERONAUTIQUE ET PROCEDE DE RETOURNEMENT DE LA PIECE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention présente a trait à un chariot de support d'une pièce de révolution de turbomachine en aéronautique, ainsi qu'à un procédé de retournement de la pièce. On rencontre des pièces de révolution de grandes dimensions et pesantes, comme des arbres appartenant à diverses machines, qu'il convient d'apporter à des machines d'usinage pour les y monter. Certaines de ces pièces doivent aussi être retournées pour présenter leurs extrémités opposées à l'outil d'usinage. La manutention et le retournement peuvent se révéler délicats et pénibles, d'autant plus que des éléments de montage à la machine-outil doivent souvent être fixés au préalable à la pièce quand un montage direct de la pièce est impossible, et accroissent encore le poids de la pièce. La fixation de ces éléments de montage, eux-mêmes pesants, peut se révéler aussi pénible. Les documents FR 2 952 921 Al et FR 2 952 922 Al décrivent des chariots de support de pièces de révolution pesantes et de grandes dimensions, aptes à les déplacer et les tourner, mais dont les caractéristiques sont différentes de celles de l'invention présente. Cette dernière exploite la présence de deux surfaces planes opposées d'une collerette saillant autour de la pièce à soutenir (soit sur la pièce elle- même, soit sur les éléments de montage au dispositif d'usinage) afin de retenir la pièce d'une manière particulièrement simple et fiable. De plus, elle permet un retournement complet, d'un demi-tour, de la pièce. Sous une forme générale, un aspect de l'invention est un chariot de support d'une pièce de révolution de turbomachine en aéronautique, apte à retourner la pièce, comprenant un châssis, caractérisé en ce qu'il comprend deux paires de mâchoires dont chacune est montée sur le châssis par un axe de pivotement horizontal et comprend une mâchoire d'appui et une mâchoire de contre-appui basculant devant la mâchoire 2 d'appui, les mâchoires d'appui comprenant chacune une face d'appui de la pièce et les mâchoires de contre-appui comprenant chacune une face de contre-appui de la pièce, les paires de mâchoires comprenant encore chacune un dispositif de blocage des mâchoires de contre-appui permettant de les bloquer à une position de serrage où les faces de 5 contre-appui sont opposées aux faces d'appui et parallèles à elles ; le chariot comprenant encore une liaison entre les mâchoires d'appui qui maintient les faces d'appui coplanaires entre elles ; les faces de contre-appui étant aussi coplanaires entre elles à la positions de serrage des paires de mâchoires ; les axes de pivotement étant en prolongement et fixés respectivement aux mâchoires d'appui ; un des axes de pivotement étant muni d'un 10 dispositif de commande de pivotement dudit axe. Les deux paires de mâchoires permettent de poser la pièce par sa collerette saillante sur les faces d'appui, puis de retenir la pièce en fermant les mâchoires de contre-appui. Le retournement de la pièce devient alors possible sans autre opération que la rotation des axes de pivotement. Les manipulations des dispositifs du chariot sont 15 particulièrement aisées et sûres. La fixation des éléments de montage sur la pièce principale de l'assemblage est aussi facilitée. Selon certaines améliorations possibles, aptes à permettre des manipulations de la pièce encore plus faciles et efficaces, le chariot peut comprendre un dispositif de blocage de pivotement des axes à deux positions angulaires opposées des 20 paires de mâchoires, où les mâchoires d'appui sont dirigées verticalement vers le haut et vers le bas ; chacune des mâchoires d'appui peut comprendre une face postérieure en épaulement au-dessus de la face d'appui, les faces postérieures étant en arcs de cercle opposés sur un même cercle ; le châssis peut comprendre un cadre amovible, enveloppant un volume de retournement de la pièce dans une région du chariot entre les 25 paires de mâchoires ; une des mâchoires de contre-appui peut comprendre un pion d'arrêt en rotation de la pièce ; et le chariot peut être complété par une paire de couronnes de serrage d'une collerette saillante de la pièce, les couronnes étant vissables entre elles et comprenant deux faces opposées destinées à venir respectivement en appui sur les faces d'appui et les faces de contre-appui pour composer un outillage de support de la pièce. 3 Un autre aspect de l'invention est un procédé de retournement de la pièce, qui consiste à poser une portion saillante de la pièce sur les faces d'appui, les paires de mâchoires étant ouvertes, puis à basculer les mâchoires de contre-appui sur la portion saillante de sorte que la portion saillante soit serrée entre les faces d'appui et les 5 faces de contre-appui, à bloquer les paires de mâchoires en position de serrage, et à faire pivoter les paires de mâchoires pour placer les faces de contre-appui au-dessous des faces d'appui. Selon un perfectionnement possible, une des couronnes est posée sur les faces d'appui avant la portion saillante de la pièce, l'autre des couronnes est posée sur la portion saillante avant de basculer les mâchoires de contre-appui, et les couronnes sont 10 vissées entre elles. L'invention sera maintenant décrite en liaison aux figures suivantes, qui en feront connaître les aspects, caractéristiques et avantages au moyen de la description détaillée d'un mode de réalisation particulier purement illustratif : -la figure 1 illustre une pièce à installer sur le chariot ; 15 -la figure 2 est une vue générale du chariot ; -la figure 3, le détail du dispositif de saisie de la pièce ; -la figure 4, un autre état de ce dispositif ; -et les figures 5, 6, 7, 8, 9 et 10, des étapes successives de montage de la pièce sur le chariot et de retournement de la pièce. 20 La figure 1 représente un arbre 1 de compresseur de turbomachine en aéronautique à usiner, en y formant des cannelures internes 2 à une extrémité, en haut de la figure, et des cannelures externes 3 à une extrémité opposée à la précédente, ce qui imposera de retourner l'arbre 1 entre les deux opérations d'usinage correspondantes. L'assemblage à déplacer et retourner comprend, outre l'arbre 1, deux pièces de montage 25 à une machine-outil appelées gamelles 4 et 5, en forme de couronne, destinées à s'étendre autour de l'arbre 1 avec une saillie radiale extérieure suffisante. Les gamelles 4 et 5 sont unies l'une à l'autre par des vis 6 disposées sur leurs pourtours ; elles sont rendues concentriques l'une à l'autre par un emboîtement cylindrique 7 entre elles, s'appuient respectivement sur les faces opposées planes d'une collerette 8 de petites 30 dimensions radiales de l'arbre 1 et sur une face circulaire ou conique 9 adjacente à la 4 collerette 8, et elles possèdent des perçages 10 destinés au montage sur le chariot et sur une machine-outil. Un assemblage rigide est alors obtenu. L'invention pourrait aussi être mise en oeuvre sans les gamelles 4 et 5, sur des pièces de révolution qui disposeraient d'une collerette suffisamment saillante pour être retenue dans le chariot, dont la 5 description vient maintenant. D'après la figure 2, le chariot sujet de l'invention comprend principalement un châssis 11 monté sur des roulettes 12, un dispositif de support 13 et un cadre extérieur 14 amovible, ces deux derniers étant montés sur le châssis 11. Le dispositif de support 13 est représenté isolé à la figure 3. Il comprend 10 deux paires de mâchoires 15a et 15b, dont chacune comprend une mâchoire d'appui 16a ou 16b, une mâchoire de contre-appui 17a ou 17b, et un axe de pivotement 18a ou 18b. Les paires de mâchoires 15a et 15b sont semblables entre elles, et elles sont disposées symétriquement et en opposition l'une à l'autre. Les axes de pivotement 18a et 18b sont rigidement reliés aux mâchoires 15 d'appui 16a et 16b respectives. Chacune de celles-ci possède une face d'appui 19a ou 19b plane et horizontale, dirigée vers le haut dans l'état de la figure 3, ainsi qu'une partie arrière 20a ou 20b, qui comporte une face postérieure qui est une face de centrage 21a ou 21b en épaulement, se dressant au-dessus de la face d'appui 19a ou 19b. Les faces d'appui 19a et 19b sont coplanaires et les faces de centrage 21a et 21b sont en arcs de 20 cercle appartenant à un même cercle et sont à une même hauteur. Les mâchoires d'appui 16a et 16b sont unies entre elles par des arceaux 22a et 22b dont chacun est vissé à une extrémité respective de chaque partie arrière 20a et 20b en complétant approximativement le cercle des faces de centrage 21a et 22b. Les axes de pivotement 18a et 18b sont horizontaux, en prolongement et montés dans des chapes, 25 indistinctement référencées par 23, fixées au châssis 11. L'un des axes de pivotement 18b est muni d'un cabestan 24 qui permet de commander ou d'arrêter sa rotation. Les mâchoires de contre-appui 17a et 17b sont montées sur des axes 25a et 25b qui les articulent aux mâchoires d'appui 16a et 16b, les axes 25a et 25b étant horizontaux dans la position de la figure (et perpendiculaires aux axes 18a et 18b), de sorte que les mâchoires 30 de contre-appui 17a et 17b peuvent être basculées pour s'éloigner ou s'approcher des 5 mâchoires d'appui 16a et 16b. Cela peut être réalisé par la préhension de poignées 26a et 26b. L'extrémité des mâchoires de contre-appui 17a et 17b comporte une face de contre-appui 27a ou 27b qui, dans une position de serrage correspondant à un rapprochement maximal des paires de mâchoires 15a et 15b, se retrouve opposée à la face d'appui 19a 5 ou 19b respectives et parallèle à elle, les faces de contre-appui 27a et 27b étant alors coplanaires et horizontales. Les mâchoires de contre-appui 17a et 17b peuvent être basculées d'un quart de tour environ, en dégageant alors nettement les faces d'appui 19a et 19b et le volume cylindrique englobé par les faces de centrage 21a et 21b ainsi que les arceaux 22a et 22b. 10 On se reportera à la figure 4 pour la description d'autres parties du dispositif 13 : les paires de mâchoires 15a et 15b comportent des pions de verrouillage 28a et 28b, dont chacun traverse à la fois une des mâchoires d'appui 16a et 16b et la mâchoire de contre-appui 17a et 17b correspondante. Quand les pions de verrouillage 28a et 28b sont engagés, les paires de mâchoires 15a et 15b sont maintenues dans la 15 position de serrage ; les mâchoires de contre-appui 17a et 17b peuvent être écartées l'une de l'autre dans le cas contraire. Un autre pion de verrouillage 29 permet d'immobiliser le cabestan 24 quand il est engagé, et permet sa rotation dans le cas contraire. L'engagement du pion de verrouillage 29 s'effectue à travers l'un ou l'autre de deux perçages 31 diamétralement opposés sur un moyeu 30 du cabestan 24 et un 20 perçage 35 unique, sur le châssis 11. Les mâchoires d'appui 16a, 16b et de contre-appui 17a, 17b sont traversées de fentes 34a ou 34b qui débouchent sur les faces d'appui 19a ou 19b et de contre-appui 27a ou 27b. Une des mâchoires de contre-appui 17a est munie d'un pion de sécurité en rotation 32 qui la traverse par la fente 34a, dépasse de la face de contre-appui 27a et pointe vers la face d'appui 19a en regard. 25 L'utilisation du chariot va être décrite en partant de l'état de la figure 2. Le cadre extérieur 14 peut d'abord être retiré temporairement pour permettre un accès plus facile au dispositif de support 13. Il comprend à cet effet des liaisons à vis ou emboîtement de tenons par exemple, non représentées en détail et qui l'unissent au châssis 11 à des emplacements de raccord 33. Les pions de verrouillage 28a et 28b sont 30 alors dégagés, les paires de mâchoires 15a et 15b ouvertes en écartant les mâchoires de 6 contre-appui 17a et 17b, puis (figures 5, 6 et 7) une des gamelles 5 dite gamelle inférieure est posée sur les faces d'appui 19a et 19b, l'arbre 1 est ensuite posé sur la gamelle 5 inférieure, et la gamelle 4 dite gamelle supérieure est posée sur la collerette 8 de l'arbre 1 et les gamelles 4 et 5 sont vissées entre elles. L'assemblage de la figure 1 est constitué 5 avec facilité. L'assemblage repose donc sur le chariot par un premier appui plan constitué par les faces d'appui 19a et 19b, et il est retenu en direction horizontale grâce au centrage créé par les faces 27a et 27b. Les portions arrière 21a et 21b ont à peu près la même hauteur que la hauteur totale des gamelles 4 et 5. 10 L'opération suivante (figure 8) consiste à basculer les mâchoires de contre-appui 17a et 17b et instaurer la position de serrage des paires de mâchoires 15a et 15b afin de poser les faces de mâchoires de contre-appui 27a et 27b sur la face supérieure de la gamelle 4 supérieure en formant un second appui plan pour l'assemblage, engager les pions de verrouillage 28a et 28b pour bloquer la position de 15 serrage et engager le pion anti-rotation 32 dans un des perçages 10 après l'avoir mis en place le long de la fente 34a. L'assemblage est alors parfaitement en place à une position déterminée et invariable sur le chariot, et il peut être déplacé sans souci. Le cadre extérieur 14 peut être remis en place à ce moment ou plus tard, quand un retournement de l'assemblage est effectué. On retire pour cela le pion de verrouillage 29 (figure 9) et on 20 tourne le cabestan 24, ce qui entraîne la rotation des paires de mâchoires 15b, 15a par l'axe 18b et les arceaux 22a et 22b. L'assemblage reste fermement maintenu en place entre les paires de mâchoires 15a et 15b grâce aux deux appuis plans, au centrage et à l'anti-rotation. Le cadre extérieur 14 évite de placer par inadvertance un objet solide quelconque dans le volume de retournement de l'assemblage. Quand la position 25 retournée a été atteinte, le pion de verrouillage 29 peut être glissé dans le perçage 31 opposé du cabestan 24. Quand l'assemblage a été placé à l'une ou l'autre de ses deux positions opposées, il peut être libéré du chariot en ouvrant les mâchoires de contre-appui 17a et 17b, après avoir été saisi par une grue ou un moyen analogue et apporté à la machine-outil. 7 L'assemblage ayant été mis à la bonne orientation sur le chariot, aucune rotation n'est REVENDICATIONS1. Chariot de support d'une pièce de révolution (1, 4, 5) de turbomachine en aéronautique, apte à retourner la pièce (1), comprenant un châssis (11), caractérisé en ce qu'il comprend deux paires de mâchoires (15a, 15b) dont chacune est montée sur le châssis (11) par un axe de pivotement horizontal (18a, 18b) et comprend une mâchoire d'appui (16a, 16b) et une mâchoire de contre-appui (17a, 17b) basculant devant la mâchoire d'appui, les mâchoires d'appui comprenant chacune une face d'appui (19a, 19b) de la pièce et les mâchoires de contre-appui (27a, 27b) comprenant chacune une face de contre-appui (27a, 27b) de la pièce, les paires de mâchoires comprenant encore chacune un dispositif de blocage (28a, 28b) des mâchoires de contre-appui (17a, 17b) permettant de les bloquer à une position de serrage où les faces de contre-appui (27a, 27b) sont opposées aux faces d'appui (19a, 19b) et parallèles à elles ; le chariot comprenant encore une liaison (22a, 22b) entre les mâchoires d'appui qui maintient les faces d'appui (19a, 19b) coplanaires entre elles ; les faces de contre-appui étant aussi coplanaires entre elles à la position de serrage des paires de mâchoires ; les axes de pivotement étant en prolongement et fixés respectivement aux mâchoires d'appui ; un des axes de pivotement étant muni d'un dispositif de commande de pivotement dudit axe. 2. Chariot de support d'une pièce de révolution de turbomachine en aéronautique selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif de blocage de pivotement (29, 31) des axes (18a, 18b) à deux positions angulaires opposées des paires de mâchoires, où les mâchoires d'appui sont dirigées verticalement vers le haut et vers le bas. 3. Chariot de support d'une pièce de révolution de turbomachine en aéronautique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chacune des mâchoires d'appui comprend une face postérieure (21a, 21b) en épaulement 9 au-dessus de la face d'appui, les faces postérieures étant en arcs de cercle opposés sur un même cercle. 4. Chariot de support d'une pièce de révolution de turbomachine en 5 aéronautique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le châssis comprend un cadre amovible (14), enveloppant un volume de retournement de la pièce dans une région du chariot entre les paires de mâchoires. 5. Chariot de support de turbomachine en aéronautique des 10 revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une des mâchoires comprend un pion (32) d'arrêt en rotation de la pièce. 6. Outillage de support d'une pièce de révolution de turbomachine en aéronautique comprenant, outre le chariot de support selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 5, une paire de couronnes (4, 5) de serrage d'une collerette (8) saillante de la pièce (1), les couronnes étant vissables entre elles et comprenant deux faces opposées destinées à venir respectivement en appui sur les faces d'appui et les faces de contre-appui. 20 7. Procédé de retournement d'une pièce de révolution de turbomachine en aéronautique, comprenant le chariot ou l'outillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à poser une portion saillante (8) de la pièce sur les faces d'appui (19a, 19b), les paires de mâchoires (15a, 15b) étant ouvertes, puis à basculer les mâchoires de contre-appui sur la portion saillante de sorte 25 que la portion saillante soit serrée entre les faces d'appui (19a, 19b) et les faces de contre-appui (27a, 27b), à bloquer les paires de mâchoires (15a, 15b) en position de serrage, et à faire pivoter les paires de mâchoires pour placer les faces de contre-appui au-dessous des faces d'appui. 10 8. Procédé de retournement d'une pièce selon la revendication 7, avec l'outillage de la revendication 6, caractérisé en ce qu'une des couronnes (5) est posée sur les faces d'appui (19a, 19b) avant la portion saillante (8) de la pièce, l'autre des couronnes (4) est posée sur la portion saillante avant de basculer les mâchoires de contre-appui, et 5 les couronnes (4, 5) sont vissées entre elles.