Brevet FR3142110A1 — publié le 20240524

Système d’ajustage et de précontrainte pour ajuster et mettre en compression une surface d’une pièce, comprenant une tige (2), au moins une première ailette et un deuxième ailette fixées sur la tige et disposées de part et d’autre de la tige, des billes (4) et des zones abrasives (5a,5b) sont disposées sur chaque ailette, le système comprenant en outre des moyens de rotation commandables configurés pour mettre la tige (2) en rotation dans au moins un sens de rotation de sorte que les billes (4) et les zones abrasives (5a,5b) entrent en contact avec la surface à ajuster. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Système et procédé d’ajustage et de précontrainte pour ajuster une surface d’une pièce L’invention a pour domaine technique les outils d’ajustage, et de retouche locale. Techniques antérieures L’ajustage par outil abrasif souple est généralement utilisé en fin de gamme de retouche d’une surface dans le but d’éliminer un défaut (choc, rayure, …) et d’obtenir à minimum l’état de surface prescrit au plan de la pièce. Il existe différents types d’outils abrasifs souples : des brosses à lamelles, imprégnées compactes (type « Scotch-Brite™ »), ou combinées (lamelles et imprégnée compacte) sont les principaux types d’outil utilisés. Ces outils peuvent avoir des formes différentes, choisies selon la nature de l’opération et de la zone à traiter. Au-delà de la forme, les caractéristiques de l’abrasif ont aussi leur importance. On distingue deux principales caractéristiques, la nature de l’abrasif, autrement dit le matériau constituant l’abrasif ; et le grade de l’abrasif autrement dit la taille des particules abrasives. Le Carbure de Silicium (SiC) et l’Oxyde d’Alumine (Al 2 O 3 ) sont les deux natures d’abrasifs les plus utilisées et leur choix dépend du matériau de la pièce à retoucher. Concernant le grade d’abrasif, il est choisi selon l’objectif recherché : pour réaliser des enlèvements de matière importants lors des premières phases d’ajustage, des grains grossiers seront utilisés, et pour « adoucir » la surface et abaisser sa rugosité, des grains fins seront préférés. Pour effectuer une retouche, il est nécessaire d’utiliser une succession d’outils abrasifs, en commençant par un grade grossier, afin de réaliser l’essentiel de l’enlèvement de matière, puis de réaliser une finition à l’aide d’abrasifs à grades plus fins afin d’obtenir l’état de surface désiré. Le roto-grenaillage est un procédé de mise en compression locale, qui s’utilise généralement sur une surface préalablement ajustée, à l’aide d’un outil abrasif souple ou non. L’outil de roto-grenaillage est composé d’une tige fendue sur laquelle est fixée une bande tissée imprégnée de résine avec une ou plusieurs rangés de billes (de 1 à 4 rangées de 4 à 16 billes) en carbure de Tungstène. La bande est mise en rotation à l’aide d’un dispositif portatif de manière à ce que les billes en carbure impactent la surface à traiter et y introduisent des contraintes résiduelles de compression. La mise en œuvre de ce procédé pour la mise en compression locale d’une zone retouchée nécessite une préparation préalable de la surface par ajustage avec un abrasif souple. Si cette préparation n’est pas suffisamment bien réalisée, la vérification de l’efficacité de l’opération via l’examen visuel n’est pas possible. Il est alors nécessaire de répéter l’opération d’ajustage. En alternative au roto-grenaillage, il est possible d’utiliser le grenaillage conventionnel (ou grenaillage de précontrainte) pour effectuer la remise en compression de la zone retouchée. Cette opération est classiquement utilisée dans le processus normal de fabrication d’une pièce pour introduire des contraintes de compression dans de larges zones. Lorsqu’il est utilisé pour traiter des zones retouchées, de longues opérations de masquage des surfaces non-retouchées sont nécessaires, et des opérations de manutention de la pièce augmentant le risque de créer de nouveaux défauts. Les problèmes suivants découlent de l’utilisation de cet état de l’art antérieur : - l’ajustage et la retouche locale ne sont pas nécessairement réalisés par la même personne, ce qui peut engendrer un manque de reproductibilité, ou une mise en compression locale incomplète si la zone ajustée n’est pas totalement recouverte lors de l’opération de roto-grenaillage, - les deux opérations étant réalisées de manière distinctes dans des lieux pouvant être distants, des opérations de manutention de la pièce sont nécessaires et augmentent le risque de créer de nouveaux chocs et rayures et allongent le temps de traitement, - la multiplication du nombre d’outils employés dans le process d’ajustage et de roto-grenaillage conduit à l’augmentation du risque de créer de nouveaux chocs sur la pièce en raison de coups d’outils, l’opération étant manuelle, et - l’utilisation du grenaillage conventionnel nécessite de longues opérations de masquage des zones non traitées. L’invention a pour objet un système d’ajustage et de précontrainte pour ajuster et mettre en compression une surface d’une pièce, comprenant une tige, au moins une première ailette et une deuxième ailette fixées sur la tige et disposées de part et d’autre de la tige, des billes et des zones abrasives sont disposées sur chaque ailette, le système comprenant en outre des moyens de rotation commandables configurés pour mettre la tige en rotation dans au moins un sens de rotation de sorte que les billes et les zones abrasives entrent en contact avec la surface à ajuster. Les billes peuvent être disposées de sorte à être plus éloignées de la tige que les zones abrasives. Les zones abrasives peuvent être disposées de sorte que les zones abrasives recouvertes de grains abrasifs de plus grande taille de grain soient disposées plus près de la tige que les zones abrasives recouvertes de grains abrasifs de plus petite taille de grain. Chaque ailette comprend une première face et une deuxième face en regard de la première face, les premières faces étant disposées d’un même côté de l’ensemble formé par la première ailette et la deuxième ailette, les deuxièmes faces étant disposées également d’un même côté de cet ensemble, les billes et les zones abrasives peuvent être disposées sur la première face de la première ailette et sur la deuxième face de la deuxième ailette. Chaque ailette comprend une première face et une deuxième face en regard de la première face, les premières faces étant disposées d’un même côté de l’ensemble formé par la première ailette et la deuxième ailette, les deuxièmes faces étant disposées également d’un même côté de cet ensemble, les billes peuvent être disposées la première face de la première ailette et sur la deuxième face de la deuxième ailette, les zones abrasives étant disposées sur la deuxième face de la première ailette et sur la première face de la deuxième ailette. La première ailette et la deuxième ailette peuvent être formées respectivement par une première partie et une deuxième partie d’une même bande fixée sur la tige. Un autre objet de l’invention est un procédé d’ajustage et de précontrainte dans lequel la surface d’une pièce subit une étape d’ajustage et une étape de mise en compression locale par l’intermédiaire du système d’ajustage et de précontrainte décrit ci-dessus, dans lequel l’outil est mis en rotation dans au moins un sens de rotation de sorte que les billes et les zones abrasives soient mises successivement en contact avec la surface de la pièce. Encore un autre objet de l’invention est un procédé d’ajustage et de précontrainte dans lequel la surface d’une pièce subit une étape d’ajustage et une étape de mise en compression locale par l’intermédiaire du système d’ajustage et de précontrainte décrit plus haut, dans lequel l’outil est mis en rotation dans un seul sens de sorte que les zones abrasives recouvertes de grains de plus grosse taille entrent en contact avec la surface de la pièce à ajuster avant les zones abrasives recouvertes de grains de plus petite taille et les billes. Encore un autre objet de l’invention est un procédé d’ajustage et de précontrainte dans lequel la surface d’une pièce subit une étape d’ajustage et une étape de mise en compression locale par l’intermédiaire du système d’ajustage et de précontrainte décrit plus haut, dans lequel l’outil est mis en rotation dans un premier sens avec une première vitesse de rotation de sorte que les zones abrasives entrent en contact avec la surface de la pièce à ajuster et dans une deuxième sens avec une deuxième vitesse de rotation de sorte que les billes entrent en contact avec la surface de la pièce à ajuster et à mettre en compression. Le changement de sens de rotation peut alors être réalisé par requête de l’opérateur. Le changement de sens de rotation peut aussi être réalisé automatiquement, notamment en fonction de la durée écoulée. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure illustre le système d’ajustage et de précontrainte selon l’invention, - la figure illustre une vue latérale du système d’ajustage et de précontrainte lors d’une phase d’ajustage, - la figure illustre une vue latérale du système d’ajustage et de précontrainte lors d’une phase de précontrainte, - la figure illustre un autre mode de réalisation du système d’ajustage et de précontrainte. Description détaillée Le système d’ajustage et de précontrainte selon l’invention est illustré par la figure . Le système 1 d’ajustage et de précontrainte comprend une tige fendue 2, dans la fente de laquelle est disposée une bande tissée 3, de sorte qu’une partie de la bande tissée 3 soit disposée de chaque côté de la tige fendue 2, formant ainsi une première ailette et une deuxième ailette disposées de part et d’autre de la tige. On comprendra que ce mode de réalisation n’est pas limité à deux ailettes formées dans une même bande, et que ces deux ailettes pourraient être distinctes l’une de l’autre, sans continuité de matière entre elles. On comprendra aussi que ce mode de réalisation n’est pas limité à une tige fendue, et que la bande tissée 3 peut être maintenue par vissage ou clipsage, éventuellement par l’intermédiaire d’un méplat. De même, on comprendra que des alternatives à la bande tissée 3 peuvent être employées sans sortir de la portée de la présente invention, telles qu’un matériau plastique ou de la fibre de verre dès lors qu’une ailette ainsi réalisée soit souple, flexible (pour se déformer au contact d’une pièce à traiter, notamment pour s’adapter à la surface de cette pièce). En variante, un tel matériau peut être renforcé par un maillage ou un tissage. Le système d’ajustage et de précontrainte comprend des moyens de rotation commandables, non illustrés, aptes à mettre la tige fendue 2 en rotation. La bande tissée 3 est imprégnée de résine, pour lui conférer une certaine rigidité. La bande tissée 3 est définie comme comprenant une première face et une deuxième face opposée à la première face. Par analogie, on indique que la première face de la première ailette et la première face de la deuxième ailette font face à la même zone de l’espace par rapport à l’outil 1. De même, la deuxième face de la première ailette et la deuxième face de la deuxième ailette font face à la même zone de l’espace par rapport à l’outil 1 Une première partie de la bande tissée 3 s’étendant d’un premier côté de la tige fendue 2 comprend, sur sa première face, au moins deux billes 4, notamment en carbure de tungstène et deux zones abrasives 5a,5b recouvertes de grains abrasifs de différentes tailles. Une deuxième partie de la bande tissée 3 s’étendant d’un deuxième côté de la tige fendue 2 comprend, sur sa deuxième face, au moins deux billes 4, notamment en carbure de tungstène et deux zones abrasives 5a,5b recouvertes de grains abrasifs de différentes tailles. Des deux côtés de la tige fendue 2, les billes 4 sont disposées de sorte à être plus éloignées de la tige fendue 2 que les zones abrasives 5a,5b. De même, des deux côtés de la tige fendue 2, les zones abrasives 5b recouvertes de grains abrasifs d’une première taille sont disposées de sorte à être plus éloignées de la tige fendue 2 que les zones abrasives 5a recouvertes de grains abrasifs d’une deuxième taille supérieure à la première taille. La disposition des billes 4 et des zones abrasives 5a,5b est choisie avantageusement de manière à ce que, lors de l’utilisation, les grains d’abrasif les plus grossiers entrent en contact avec la matière en premier, suivis des grains les plus fins qui précèdent à leur tour les billes 4. Cette disposition permet de réaliser de manière concomitante l’enlèvement du défaut présent sur la surface à ajuster, tout en générant un état de surface adéquat, avant l’impact des billes 4 de tungstène permettant une mise en compression de la surface. Dans un tel mode de rotation, l’outil tourne dans un seul sens, de sorte que les faces de la bande tissée 3 recouvertes de grains et de billes 4 entrent en contact avec la surface. Dans un tel mode de réalisation, l’outil est mis en rotation à une vitesse intermédiaire entre la vitesse de rotation de l’outil lorsqu’une bande abrasive est utilisée pour l’ajustage par abrasion et la vitesse de rotation de l’outil lorsqu’un outil de rotogrenaillage. En particulier, la vitesse de rotation de l’outil est choisie pour obtenir un niveau de précontrainte requis pour la pièce. Habituellement, pour des outils rotatifs de taille comparable, la vitesse de rotation est environ 10 fois plus élevée pour l’ajustage que pour le grenaillage. Plus précisément, la vitesse de rotation pour l’ajustage est habituellement comprise entre 3000 et 30000 tours/min. typiquement 10000 ou 20000 tours/min, alors que la vitesse pour le roto-grenaillage est d’environ 1000 tours/min. Par contraste, dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, une vitesse de rotation comprise en 500 et 15000 tours/min, voire entre 700 et 5000 tours/min ou même entre 1000 et 3000 tours/min conviendrait. La figure illustre une phase d’ajustage au cours de laquelle des grains abrasifs entrent en contact avec la surface. La figure illustre une phase de modification de la précontrainte au cours de laquelle des billes 4 entrent en contact avec la surface. Dans un deuxième mode de réalisation illustré par la figure , la disposition des billes 4 et des zones abrasives 5a,5b de chaque côté de la tige fendue 2 diffère. La bande tissée 3 s’étendant d’un premier côté de la tige fendue 2 comprend au moins deux billes 4, sur la première face de la bande tissée 3 et deux zones abrasives 5a,5b recouvertes de grains abrasifs de différentes tailles sur la deuxième face de la bande tissée 3. La bande tissée 3 s’étendant d’un deuxième côté de la tige fendue 2 comprend au moins deux billes 4, sur la deuxième face de la bande tissée 3 et deux zones abrasives 5a,5b recouvertes de grains abrasifs de différentes tailles sur la première face de la bande tissée 3. Des deux côtés de la tige fendue 2, les billes 4 sont disposées de sorte à être plus éloignées de la tige fendue 2 que les zones abrasives 5a,5b disposées en regard sur la face opposée. De même, des deux côtés de la tige fendue 2, les zones abrasives 5a,5b recouvertes de grains abrasifs d’une première taille sont disposées de sorte à être plus éloignées de la tige fendue 2 que les zones abrasives recouvertes de grains abrasifs d’une deuxième taille supérieure à la première taille. Dans un tel mode de réalisation, la tige fendue 2 est mise en rotation d’abord dans un premier sens avec une première vitesse de sorte que seules les zones abrasives 5a,5b entrent en contact avec la surface. La tige fendue 2 est mise en rotation ensuite dans un deuxième sens avec une deuxième vitesse de sorte que seules les billes 4 entrent en contact avec la surface. Il est ainsi possible d’utiliser un même système d’ajustage et de précontrainte pour ne faire que de l’ajustage ou que de la précontrainte par un même opérateur. Un autre avantage de ce mode de réalisation est de ne pas nécessiter d’avoir recours à une vitesse de rotation intermédiaire résultant d’un compromis entre la vitesse de rotation lors de l’ajustage et la vitesse de rotation lors du roto-grenaillage. Le changement de sens de rotation peut être réalisé automatiquement, par exemple après une durée prédéterminée, ou sur consigne de l’opérateur. Indépendamment du mode de réalisation décrit ci-dessus considéré, et dans un mode de réalisation spécifique, la partie de la bande tissée 3 s’étendant d’un premier côté de la tige fendue 2 présente la même taille que la partie de la bande tissée 3 partie s’étendant du deuxième côté de la tige fendue 2. De même, le système d’ajustage et de précontrainte a été décrit avec une seule bande tissée 3. Néanmoins, un nombre plus important de bandes tissées peut être considéré, notamment deux bandes tissées. Le système d’ajustage et de précontrainte combine ainsi l’action d’un outil abrasif souple à celui d’une bande de roto-grenaillage en combinant sur le même support, des billes 4 de carbure de tungstène, et zones 5a,5b de grains abrasifs de natures et de grades divers, afin de réaliser l’opération d’ajustage et de mise en compression locale à l’aide d’un seul outil. Une telle combinaison d’actions présente une synergie importante, notamment lorsqu’elles sont réalisées conjointement, en limitant la répétition des opérations de masquage et la manutention de la pièce. Il en résulte également un gain de temps et de fiabilité du fait de la difficulté d’oublier de réaliser l’une ou l’autre des actions. Le système d’ajustage et de précontrainte peut se présenter sous la forme d’un outil portatif pouvant être tenu à au moins une main par un opérateur, bien adapté pour la retouche locale. Enfin, de manière surprenante, il est possible de contrôler visuellement que le grenaillage a été bien réalisé, alors même que les deux opérations sont réalisées en même temps. Système d’ajustage et de précontrainte pour ajuster et mettre en compression une surface d’une pièce, comprenant une tige (2), au moins une première ailette et une deuxième ailette fixées sur la tige (2) et disposées de part et d’autre de la tige (2), des billes (4) et des zones abrasives (5a,5b) sont disposées sur chaque ailette, le système comprenant en outre des moyens de rotation commandables configurés pour mettre la tige (2) en rotation dans au moins un sens de rotation de sorte que les billes (4) et les zones abrasives (5a,5b) entrent en contact avec la surface à ajuster et à mettre en compression. Système d’ajustage et de précontrainte selon la revendication 1, dans lequel les billes (4) sont disposées de sorte à être plus éloignées de la tige (2) que les zones abrasives (5a,5b). Système d’ajustage et de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les zones abrasives (5a,5b) sont disposées de sorte que les zones abrasives recouvertes de grains abrasifs de plus grande taille de grain (5a) soient disposées plus près de la tige (2) que les zones abrasives recouvertes de grains abrasifs de plus petite taille de grain (5b). Système d’ajustage et de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque ailette comprend une première face et une deuxième face en regard de la première face, les premières faces étant disposées d’un même côté de l’ensemble formé par la première ailette et la deuxième ailette, les deuxièmes faces étant disposées également d’un même côté de cet ensemble, les billes (4) et les zones abrasives (5a,5b) étant disposées sur la première face de la première ailette et sur la deuxième face de la deuxième ailette. Système d’ajustage et de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque ailette comprend une première face et une deuxième face en regard de la première face, les premières faces étant disposées d’un même côté de l’ensemble formé par la première ailette et la deuxième ailette, les deuxièmes faces étant disposées également d’un même côté de cet ensemble, les billes (4) étant disposées sur la première face de la première ailette et sur la deuxième face de la deuxième ailette, les zones abrasives (5a,5b) étant disposées sur la deuxième face de la première ailette et sur la première face de la deuxième ailette. Système d’ajustage et de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la première ailette et la deuxième ailette sont formées respectivement par une première partie et une deuxième partie d’une même bande (3) fixée sur la tige (2). Procédé d’ajustage et de précontrainte dans lequel la surface d’une pièce subit une étape d’ajustage et une étape de mise en compression locale par l’intermédiaire du système d’ajustage et de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’outil est mis en rotation dans au moins un sens de rotation de sorte que les billes et les zones abrasives soient mises successivement en contact avec la surface de la pièce. Procédé d’ajustage et de précontrainte dans lequel la surface d’une pièce subit une étape d’ajustage et une étape de mise en compression locale par l’intermédiaire du système d’ajustage et de précontrainte selon la revendication 4, dans lequel l’outil est mis en rotation dans un seul sens de sorte que les zones abrasives recouvertes de grains de plus grosse taille entrent en contact avec la surface de la pièce à ajuster avant les zones abrasives recouvertes de grains de plus petite taille et les billes. Procédé d’ajustage et de précontrainte dans lequel la surface d’une pièce subit une étape d’ajustage et une étape de mise en compression locale par l’intermédiaire du système d’ajustage et de précontrainte selon la revendication 5, dans lequel l’outil est mis en rotation dans un premier sens avec une première vitesse de rotation de sorte que les zones abrasives entrent en contact avec la surface de la pièce à ajuster et dans une deuxième sens avec une deuxième vitesse de rotation de sorte que les billes entrent en contact avec la surface de la pièce à ajuster et à mettre en compression. Procédé d’ajustage et de précontrainte selon la revendication 9, dans lequel le changement de sens de rotation est réalisé par requête de l’opérateur. Procédé d’ajustage et de précontrainte selon la revendication 9, dans lequel le changement de sens de rotation est réalisé automatiquement, notamment en fonction de la durée écoulée.