Brevet FR3080792A1 — publié le 20191108

DISPOSITIF PROTECTEUR POUR UNE PIECE A GRENAILLER CONTEXTE / RESUME DE L'INVENTION [001] La présente invention concerne un dispositif protecteur pour une pièce à grenailler présentant un axe de rotation, sur une turbomachine aéronautique. [002] Sur des pièces de moteurs ou turbomachines aéronautique, différents types de procédés spéciaux sont réalisés afin de contrôler la bonne réalisation des pièces et améliorer certaines propriétés de ces pièces. [003] Le grenaillage est une technique qui consiste à projeter des billes de métal sur la superficie d'une pièce. L'objectif est d'améliorer l'état de surface de la pièce et d'augmenter la résistance à la fatigue en supprimant les stries dues à l'usinage, et les microfissures. Cela permet d'augmenter la durée de vie de la pièce dans le moteur. [004] Mais, sur cette pièce, une zone peut ne pas devoir être grenaillée. [5] L'opérateur doit alors protéger cette zone avec un protecteur souvent peu ergonomique, difficile à bien positionner puis à retirer. De plus, il y a un risque de rayer alors la pièce. [6] En outre, si cette zone à ne pas grenailler est une zone de taillage, en particulier une zone où des dentures internes d'entraînement en rotation sont taillés par usinage, le problème de la protection de la zone à ne pas grenailler peut être particulièrement délicat à résoudre, d'autant que la zone de transition doit typiquement tenir compte d'un rayon de raccordement. [7] Une solution à tout ou partie de ces problèmes est proposée ci-après, avec un dispositif protecteur comprenant : - un anneau protecteur en matériau élastomère déformable, à placer contre une surface sensiblement cylindrique de la pièce à grenailler, l'anneau protecteur présentant un axe, autour duquel il s'étend, et un diamètre nominal dans un état non sollicité, et - un organe de positionnement pour positionner l'anneau protecteur, l'organe de positionnement présentant un diamètre variable entre un premier diamètre 2 réduit par rapport à un deuxième diamètre augmenté adapté à solliciter l'anneau protecteur en le plaquant radialement contre la surface sensiblement cylindrique de la pièce à grenailler, le dispositif protecteur étant de préférence tel que l'organe de positionnement 5 comprend un anneau ouvert en extrémités libres duquel des plaques s'articulent, entre elles et sur l'anneau ouvert : - entre un état radialement déployé dans lequel les plaques ferment l'anneau ouvert et le sollicite vers son deuxième diamètre augmenté, - et un état radialement replié dans lequel les plaques relâchent la sollicitation 10 de l'anneau ouvert qui présente alors son premier diamètre réduit. [008] Pour favoriser encore l'ergonomie, il est proposé que l'anneau protecteur et l'organe de positionnement soient liés ensemble, l'anneau ouvert étant alors favorablement collé contre une surface radialement interne de l'anneau protecteur. 15 [009] Coller permet d'assurer ladite liaison sans surépaisseur et de se dispenser de lier l'anneau et l'organe de positionnement à l'endroit des plaques. Il est ainsi d'ailleurs aussi proposé que l'anneau ouvert soit métallique et collé avec l'anneau protecteur sur uniquement une partie de la longueur de l'anneau ouvert, à distance de la zone où se situent les plaques articulées. 20 [010] Prévoir par ailleurs que l'anneau protecteur présente une gorge périphérique radialement interne de maintien de l'organe de positionnement permettra là encore de limiter l'épaisseur global du dispositif protecteur tout en favorisant l'ergonomie. [11] Encore pour l'ergonomie, il est proposé que le dispositif protecteur 25 comprenne en outre un anneau de manoeuvre lié à l'une des plaques articulées, en surface radialement intérieure de celle-ci, pour tirer ou pousser l'organe de positionnement entre ses états radialement déployé et radialement replié. [12] Pour renforcer l'efficacité de la protection dans des zones 30 géométriquement complexes, il est proposé que les plaques articulées comprennent, disposés en surface radialement extérieure et fixés à elles de 3 façon amovible, des bourrelets de compensation bombés s'appliquant contre l'anneau protecteur dans l'état radialement déployé. [013] Outre le dispositif protecteur qui précède, est aussi ici concerné un ensemble comprenant : 5 - en tant que dite pièce à grenailler, un disque aubagé monobloc présentant un axe de rotation, le long duquel s'étend un passage central axial limité périphériquement par une paroi, et - ledit dispositif protecteur avec tout ou partie des caractéristiques qui précèdent et qui sera alors disposé à l'endroit d'une zone de ladite paroi, en 10 forme de couronne dentée destinée à assurer un engrènement, l'anneau protecteur présentant une gorge périphérique radialement externe dont les rebords recouvrent, au-delà de ladite couronne dentée, des zones rayonnées adjacentes raccordant la couronne dentée à des surfaces cylindriques d'autres zones de ladite paroi. 15 [014] Les remarques précédentes liée aux zones de taillage prendront alors d'autant plus leurs sens. [015] L'invention pourra être mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention pourront apparaître à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux 20 dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES - la figure 1 est une demi-coupe schématique axiale d'un DAM (Disque Aubagé Monobloc) ; - la figure 2 correspond au détail II de la figure 1 ; 25 - les figures 3,4 illustrent en perspective un mode de réalisation d'un dispositif protecteur conforme à l'invention, avec l'organe de positionnement en états radialement replié et radialement déployé, respectivement ; et - la figure 5 est une vue éclatée de ce dispositif protecteur. 4 DESCRIPTION DETAILLEE [16] La figure 1 schématise une pièce 1 dénommée DAM (Disque Aubagé Monobloc), mise en place depuis plusieurs années sur les moteurs d'avion. [17] Ce DAM est une structure monobloc dans laquelle sont usinés des 5 aubes 3 périphériques et un disque 5 de turbomachine aéronautique pour aéronef. Ce DAM, qui peut être un dit « DAM 2 » (pièce située dans la partie haute pression du moteur), présente un axe de rotation (et de révolution) 1 a, le long duquel s'étend un passage central 7 axial limité périphériquement par une paroi 9. Dans le cas de l'exemple, le passage central 7 traverse toute la 10 pièce 1 et limite de façon radialement intérieure le disque 5, autour duquel s'étendent localement et radialement les aubes 3. [18] On aura compris que, dans le présent texte attaché à cet exemple de réalisation, est axial ce qui s'étend suivant l'axe la ou lui est parallèle et est radial ce qui lui est (sensiblement) perpendiculaire. Ceci ne s'applique pas à 15 l'organe 19 de positionnement sur lequel la référence axiale est l'axe 17a, qui est l'axe du dispositif protecteur 15. [19] La zone 11 avec les flèches marque, figure 2, là où il faut protéger la pièce 1 d'un grenaillage, par ailleurs nécessaire à sa fabrication. [20] Cette zone est une zone de taillage d'une denture 13 en face 20 radialement intérieure de la partie formant le disque 5. [21] C'est donc sur cette zone qu'est à installer le dispositif protecteur 15 objet de la présente invention. La zone 11 est en forme de couronne dentée destinée à assurer un engrènement. [22] Comme illustré figures 3,4, le dispositif protecteur 15 pour pièce à 25 grenailler comprend : - un anneau protecteur 17 en matériau élastomère déformable, et - un organe 19 de positionnement pour positionner l'anneau protecteur 17. [023] L'élastomère pourra en particulier être un élastomère de polyuréthane entrant dans la famille des polymères thermodurcissables. Il aura 30 avantageusement une excellente tenue au vieillissement et à la température. 5 [024] Autour de l'organe 19 de positionnement, l'anneau protecteur 17 est à placer contre une surface sensiblement cylindrique de la pièce à grenailler, la zone de taillage de denture 13 dans l'exemple dont la section est circulaire et constante sur la hauteur (axiale) des dents. 5 [025] L'anneau protecteur 17 présente un axe 17a autour duquel il s'étend, avec un diamètre nominal D1 dans un état non sollicité. [026] L'organe 19 de positionnement présente un diamètre variable entre un premier diamètre D2a réduit, qui peut inférieur ou égal au diamètre nominal D1 de l'anneau protecteur, et un deuxième diamètre augmenté D2b adapté à 10 solliciter l'anneau protecteur 17 en le plaquant radialement contre la surface ou zone sensiblement cylindrique 11 de la pièce à grenailler ; ici les dents de la pièce. Donc D2b est supérieur au premier diamètre D2a réduit. Et ce deuxième diamètre D2b sera a priori supérieur au diamètre nominal, au repos, D1 15 [027] Pour assurer une protection au grenaillage notablement efficace en termes d'appui, l'organe 19 de positionnement comprend un anneau 21 ouvert. [28] Aux extrémités libres 21a,21b de l'anneau 21, des plaques 23a,23b s'articulent, entre elles et sur l'anneau ouvert : 20 - entre un état radialement déployé (figure 4) dans lequel les plaques 23a,23b ferment l'anneau ouvert 21 et le sollicite vers son deuxième diamètre augmenté D2b, - et un état radialement replié (figure 3) dans lequel les plaques 23a,23b relâchent la sollicitation de l'anneau ouvert 21 qui présente alors son premier 25 diamètre réduit D2a. [29] Les trois pivots 25a,25b,25c des deux plaques 23a,23b sont parallèles à l'axe 17a. [30] Suivant donc l'état radialement replié ou radialement déployé, le dispositif protecteur 15 sera inactif ou actif quant à la protection contre le 30 grenaillage. 6 [31] Pour faciliter les manoeuvres de montage/retrait du dispositif protecteur 15, l'anneau 17 et l'organe de positionnement 19 sont liés ensemble. Coller extérieurement l'anneau ouvert 21 contre une surface 170 radialement interne de l'anneau protecteur 17 est pertinent et évite les surépaisseurs. A cet égard, 5 il sera pertinent que l'anneau ouvert 21 soit métallique et collé avec l'anneau protecteur 17 sur uniquement une partie de la longueur (circonférence) de l'anneau ouvert, la partie collée étant située à distance de la zone où se situent les plaques articulées 23a,23b. Ainsi, la liaison anneau protecteur/organe de positionnement sera assurée sans gêner l'articulation relative des plaques. 10 Pour en outre favoriser de toute façon leur positionnement relatif, il est conseillé que l'anneau protecteur 17 présente une gorge périphérique radialement interne 27 de maintien de l'organe de positionnement 19. [32] En particulier dans l'application de taillage de denture illustrée, l'anneau protecteur présente par ailleurs une gorge périphérique radialement externe 15 29 dont les rebords latéraux 29a,29b recouvrent, au-delà de ladite couronne dentée 11, des zones rayonnées adjacentes 31a,31b raccordant la couronne dentée à des surfaces cylindriques 33a,33b d'autres zones de ladite paroi. Ces surfaces cylindriques 33a,33b, et donc ces dites autres zones, sont, comme on l'aura compris, situées axialement de part et d'autre de la zone en couronne 20 dentée et de ses zones rayonnées adjacentes 31a,31b 11, à protéger. [33] Bien calé, coaxialement à elle, par rapport à la zone 11 à protéger, il importe aussi que le dispositif protecteur 15 puisse être très efficacement appliqué contre cette zone. Aussi propose-t-on que les plaques articulées 23a,23b comprennent, disposés sur leurs surfaces radialement extérieures 25 respectives, des bourrelets 35a,35b de compensation, bombés vers l'extérieur, s'appliquant contre l'intérieur de l'anneau protecteur 17 en matériau élastomère deformable, dans l'état radialement déployé de la figure 4. Les bourrelets 35a,35b pourront être montés amovibles, pour être remplacés. [34] Pour aider au passage entre ces états radialement déployé et 30 radialement replié, on pourra trouver utile que le dispositif protecteur 15 comprenne en outre un doigt ou anneau 37 de manoeuvre lié à l'une des 7 plaques articulées 23a,23b, et situé en surface radialement intérieure de celle-ci, pour tirer ou pousser l'organe de positionnement 19, REVENDICATIONS1. Dispositif protecteur (15) pour une pièce à grenailler (1) présentant un axe de rotation, sur une turbomachine aéronautique, le dispositif protecteur comprenant : - un anneau protecteur (17) en matériau élastomère déformable, à placer contre une surface sensiblement cylindrique de la pièce à grenailler, l'anneau protecteur présentant un axe, autour duquel il s'étend, et un diamètre nominal dans un état non sollicité, et - un organe de positionnement (19) pour positionner l'anneau protecteur, l'organe de positionnement présentant un diamètre variable entre un premier diamètre réduit (D2a) par rapport à un deuxième diamètre augmenté (D2b) adapté à solliciter l'anneau protecteur en le plaquant radialement contre la surface sensiblement cylindrique de la pièce à grenailler (1), caractérisé en ce que l'organe de positionnement (19) comprend un anneau ouvert (21), en extrémités libres duquel des plaques (23a,23b) s'articulent, entre elles et sur l'anneau ouvert : - entre un état radialement déployé dans lequel les plaques ferment l'anneau ouvert et le sollicite vers son deuxième diamètre augmenté, - et un état radialement replié dans lequel les plaques relâchent la sollicitation de l'anneau ouvert qui présente alors son premier diamètre réduit. 2. Dispositif protecteur selon la revendication 1, dans lequel l'anneau protecteur (17) et l'organe de positionnement (19) sont liés ensemble, l'anneau ouvert (21) étant collé contre une surface radialement interne de l'anneau protecteur. 3. Dispositif protecteur selon la revendication 2, dans lequel l'anneau ouvert (21) est métallique et collé avec l'anneau protecteur (17) sur uniquement une partie de la longueur de l'anneau ouvert, à distance de la zone où se situent les plaques articulées (23a,23b). 4. Dispositif protecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'anneau protecteur (17) présente une gorge 9 périphérique radialement interne (27) de maintien de l'organe de positionnement. 5. Dispositif protecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les plaques articulées (23a,23b) comprennent, 5 disposés en surface radialement extérieure et fixés à elles de façon amovible, des bourrelets de compensation (35a,35b) bombés s'appliquant contre l'anneau protecteur (17) dans l'état radialement déployé. 6. Dispositif protecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un anneau (37) de manoeuvre lié à l'une 10 des plaques articulées (23a,23b), en surface radialement intérieure de celle- ci, pour tirer ou pousser l'organe de positionnement entre ses états radialement déployé et radialement replié. 7. Ensemble comprenant : - en tant que dite pièce à grenailler (1), un disque aubagé monobloc présentant 15 un axe de rotation (1), le long duquel s'étend un passage central axial (7) limité périphériquement par une paroi (9), et - le dispositif protecteur (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes disposé à l'endroit d'une zone de ladite paroi, en forme de couronne dentée (11) destinée à assurer un engrènement, l'anneau protecteur 20 (17) présentant une gorge périphérique radialement externe (29) dont les rebords recouvrent, au-delà de ladite couronne dentée, des zones rayonnées (31a,31b) adjacentes raccordant la couronne dentée à des surfaces cylindriques (33a,33b) d'autres zones de ladite paroi.