EP2869964A1 - Outil de frettage de pièces mécaniques et procédé de frettage utilisant un tel outil - Google Patents

Outil de frettage de pièces mécaniques et procédé de frettage utilisant un tel outil

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EP2869964A1
EP2869964A1 EP13744643.1A EP13744643A EP2869964A1 EP 2869964 A1 EP2869964 A1 EP 2869964A1 EP 13744643 A EP13744643 A EP 13744643A EP 2869964 A1 EP2869964 A1 EP 2869964A1
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EP
European Patent Office
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tool
hooping
hoop
fretted
support
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13744643.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Didier LERETOUR
Géraldine EUDIER
Christophe GUILLOU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Nacelles SAS
Original Assignee
Aircelle SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Aircelle SA filed Critical Aircelle SA
Publication of EP2869964A1 publication Critical patent/EP2869964A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/027—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for connecting objects by press fit or for detaching same using hydraulic or pneumatic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/02—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same
    • B25B27/06—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same inserting or withdrawing sleeves or bearing races
    • B25B27/064—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same inserting or withdrawing sleeves or bearing races fluid driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/04—Connecting rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/02—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
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    • Y10T29/53961—Means to assemble or disassemble with work-holder for assembly

Definitions

  • the present invention relates to a tool for hooping mechanical parts. It also relates to a hooping process using such a tool.
  • the hooping operation involves inserting a piece into a hole or cavity in another part. This is for example the case of the insertion of titanium rings in a rod whose drilling must then receive a rotating or sliding shaft on the titanium rings.
  • the hooping is the assembly of two pieces thanks to a tight fit.
  • the outer part is called “fret”
  • the inner part is called “fretted”.
  • the ring To enable the ring to be secured to the hoop, it is known to use a forcing of the ring in the drilling of the hoop.
  • the internal diameter of the bore is slightly less than the outer diameter of the ring. It is then possible to carry out a kind of press fitting of the ring in the bore and by elastic deformation and / or by material reflux, the mounting is permanent.
  • the fitting or shrinking operation itself is carried out in the state of the art by shocks applied using a mallet or a hammer.
  • the use of the mallet or hammer is preceded or not by soaking the part to be shrunk like a ring in a liquid nitrogen vessel in order to cool it to reduce its outside diameter.
  • shock hooping is numerous.
  • this type of hooping is not acceptable if one of the parts, particularly the hoop, is made of a composite material such as a molded resin type RTM (resin transfer molding).
  • shock binding does not manage the forces applied to the part to be fretted or on the hoop.
  • the direction and intensity of shocks are relatively random and depend on the skill of the operator.
  • the piece to be shrunk like a ring is placed before the first shock in an indeterminate position relative to the drilling of the band, again at the mercy of the skill of the operator.
  • the ergonomics and safety of the workstation used for hooping applied by mallet or hammer are very difficult to accept.
  • MSD musculoskeletal disorders
  • a hoop is constituted by a connecting rod 7 having on the left in the drawing a rod head provided with a receiving hole.
  • the connecting rod 7 is deposited by the operator on a lifting table 1.
  • the useful plane of the lifting table 1 carries a support 10 against which the connecting rod head 8 is supported.
  • a fitting cylinder 5 is arranged so that its movable rod 9, possibly equipped with a non-visible fitting tool, makes it possible to insert a ring by force, as piece to be fretted, in the bore visible on the small end 8.
  • the hooping station is arranged in a camber 2-4. It is controlled using an electrical box 6 and a control accessible by the operator (not shown). Doors 2 and 3 of the body, coupled with safety prohibits the actuation of the cylinder 5 if the doors are open, to improve the safety of the hooping station.
  • Such a device makes it possible to reduce the work of force, to respect the ergonomics of the work of the operator and to prevent safety problems.
  • the lift table occupies a large floor area and mobilizes masses that can be very important. Both of these characteristics remove small workshops and require significant lifting equipment.
  • the hooping time must be less than that of the return of the parts to temperatures in which the respective dimensions no longer allow in fitting or hooping in force.
  • the present invention relates to a tool for hooping mechanical parts, remarkable in that it comprises:
  • At least one fixed part comprising a fixed jaw and at least one housing
  • At least one movable portion relative to said fixed jaw having a movable jaw and at least one housing;
  • said at least one support and at least one docking piece being designed for specific sets of parts to be fretted and / or hooped for the same tool;
  • At least one actuator for moving said at least one moving part when the part to be fretted is detected in the hooping position on a hoop.
  • At least one movable jaw cooperates with a fluid jack engaged by its movable rod through the hoop and said at least one part to be fretted during at least one step of fitting the part to be fretted on the hoop, the movable rod the cylinder being engaged on one side of the part to be shrunk and the static part of the jack being integral with said at least one fixed part;
  • this tool cooperates with a mobile support arm
  • the arm comprises means for balancing the weight of the tool and maneuvering means assisted by a hooping operator.
  • the invention also relates to a process for shrinking mechanical parts using a tool according to the invention, remarkable in that it consists of: placing on at least one of said jaws, said at least one docking piece and said at least one support in geometric reference with at least one hoop;
  • this method also comprises a preliminary step for modifying the relative dimensions of at least one of the pieces before shrinking, by cooling them in the same way as in the case of cooling, as a liquid nitrogen chamber, or by heating in an oven;
  • This method consists in fretting a first ring in a bore of a big end taken as a hoop, then in a second hooping, to center two closure rings on the supports of two jaws of the tool, to arrange the shrinking tool carrying the two closure rings relative to the big end, the jaws being placed on either side of the big end, and then controlling an actuator of the tool to perform the simultaneous hooping of the two rings closure on either side of the first ring;
  • this method comprises a step for mounting a plurality of supports for parts to be fretted and / or several pieces to be fretted on the hooping tool, and a step for pressing all the fretting parts mounted on the tool in a single activation of actuator of the tool.
  • Figure 1 shows a device of the state of the art which has been described above;
  • Figure 2 shows a circuit diagram of various parts to be fretted on a hoop
  • Figure 3 shows a schematic top view of an embodiment of a hooping tool according to the invention
  • Fig. 4 shows a perspective view of the embodiment of the tool of Fig. 3;
  • Figures 5A to 5C show various steps of an embodiment of a hooping method according to the invention
  • Figures 6A-6C show various steps of an embodiment of a hooping method according to the invention.
  • Figures 7A to 7C show various steps of an embodiment of a hooping method according to the invention.
  • Figure 8 shows another embodiment of a hooping tool according to the invention.
  • FIG 2 there is shown a circuit diagram of various parts to be fretted on a hoop.
  • the hoop here consists of an aviation connecting rod designed to support a part such as the nacelle of a turbojet on the pylon of an aircraft.
  • a part such as the nacelle of a turbojet on the pylon of an aircraft.
  • Such a piece is typically made of a composite material based on resin injected by molding. It has at least one rod end provided with a bore allowing the passage of a connecting shaft of the rod to a support and / or a load.
  • the shaft must be able to move in a friction piece such as a titanium ring. It is then necessary to achieve the hooping of the friction ring in the big end.
  • the rod 17 made of composite material has at one of its ends a big end made of two fingers 16 and 12. Each finger of the big end is provided with a hole 18 in the finger 12. Only the hooping is described. on the finger 12.
  • the hole 18 must be occupied by three rings: a central ring 14 made of titanium surrounded by two closure rings 1 3 and 1 5 bronze.
  • the hooping of the first ring or central ring 14 is first performed in a step S1 by forcing by force of the hammer or the fitting cylinder the ring 14 into the Hole 1 8. Then, the hooping of the closure ring 13 is carried out during a step S2 with the same technique. Finally, the closure ring 15 is shrunk during a step S3 with the same technique.
  • the disadvantages of these methods and the risks they pose to the operator and the parts involved have been described above.
  • the hooping method that uses the hooping tool of the invention solves these disadvantages and to prevent these risks. But moreover, it makes it possible to limit to two hooping operations, the three operations S1 to S3 that one is forced to execute according to the state of the art, as will be described later.
  • FIG 3 there is shown a schematic top view of an embodiment of a hooping tool according to the invention.
  • the hooping tool comprises a fixed part 21, 28, 31 and a movable part 20, 22, 24.
  • the fixed part has a fixing plate 27 at the end of a manipulator arm (not shown) which will be described more far. It is provided with gripping and / or manipulation means comprising two ergonomic handles 29, 30.
  • the movable part 20 is in the form of a jaw or a long leaf which is driven in translation according to a direction perpendicular to its plan of situation using an actuator 28.
  • the actuator 28 of the movable jaw 20 is an actuating cylinder which comprises an electric motor 28 which drives, as well as it will be seen later, a screw which penetrates into a nut (not shown) sol ida ry delam acho ry or pl aq ue mobi 20.
  • ai nsi the operator by ordering in a known manner the direction of rotation the motor 28 can move the movable jaw 20 closer to or away from the stationary facing part which comprises a fixed plate or jaw 21.
  • the jack actuating the movable jaw 20 is a pneumatic cylinder whose stator is integral with the fixed part of the tool and the free end of the rod is integral with the movable jaw.
  • the actuating cylinder is disposed between two movable jaws, so that they can, on command of the operator, move closer or apart as will be described later.
  • one of the movable jaws acts as a fixed part for the other mobile jaw, the fixed and mobile characters being relative.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the embodiment of the tool of FIG. 3.
  • the same elements of FIG. the hooping tool have the same reference numbers and are described with either Figure.
  • the fixed part of the hooping tool is contained in a housing whose front face is open to allow the free end of each of the two jaws 20 and 21 to pass. Extending over the width between the two jaws, columns such as column 26 have been arranged which makes it possible to guide the relative movements of bringing the two jaws 20 and 21 closer together or away.
  • the drive cylinder 34 as described has a worm whose end is visible through an opening of the housing.
  • the movable jaw 20 can thus move perpendicularly to its plane of position along the screw and columns like the column 26 which prevent its rotation and force it to remain parallel to itself during the relative movements of the jaws 20 and 21 during a frettage.
  • the hooping tool then comprises means 22, 23 for centering and fixing the parts to be shirred on one and / or the other of the jaws 20 and 21, and on one and / or the other face of these jaws.
  • the centering and fixing means of the parts to be fretted constitute a support for a part to be fretted.
  • Such a support 22, 23 cooperates with relative positioning means of the part to be fretted with respect to a position reference on the hoop.
  • the workpiece support is constituted by a cylindrical tube which is intended to carry a ring like the rings 13-15 ( Figure 2).
  • the position of the cylindrical tube is referenced with respect to another point of each jaw which will allow the operator to come to deposit the hooping tool in a guaranteed hooping position relative to the hoop.
  • the hooping tool also has a bearing portion on the hoop so as to determine a reference position of the tool in the hooping position.
  • This bearing portion is in the embodiment of Figures 3 and 4 made using docking pieces 24, 25 which are mounted on one and / or the other of the jaws 20 and 21.
  • the provision of a docking piece on the hooping tool is provided so as to position the part or parts to shrink relative to a reference docking the hoop.
  • a docking piece may be releasably disposed in a housing on either one of the jaws.
  • Each piece of accsotage Like the piece 24, has a profile 32 adapted to come to rest on a bearing surface or docking on the hoop.
  • Each docking piece is profiled according to the hoop to which it is intended. This ensures the re-use of the hooping tool for a range of frets which is not limited to the use of the hooping tool of the invention to the only given example of a connecting rod described in Figure 2.
  • the support 22, 23 of a part to be engaged cooperates with relative positioning means of the part to be fretted with respect to a docking reference of the hoop.
  • the fixed jaw 21 constitutes a fixed station or support for exerting the shrinking force on the hoop and on the part to be shrunk when the movable jaw 20 is driven in a movement of approaching the fixed jaw 21.
  • FIGS. 5A to 5C show various steps of an embodiment of a hooping method according to the invention in which a particular embodiment of a hooping tool according to the invention has been used.
  • the same elements bear the same reference numbers.
  • the operator 40 has previously arranged the hoop, here an aviation rod 41 on a support 42.
  • a manipulator arm 43 has an end portion 44 on which is fixed the hooping tool 45 by its plate (see 27, Fig ure 3).
  • the operator loads at least one coin to be hooped onto the hooping tool 45. He grasps the hooping tool by his handles (see 29, 30 in FIG. and 3) and with minimal effort, moves the hooping tool with the part or pieces to be fretted towards the hoop 41 on the support 42.
  • the manipulator arm 43 comprises means for balancing and / or assisting the operator when driving the load of the arm, here constituted by the hooping tool equipped with one or more pieces to fret. Examples of such an arm are commercially available as the manipulator arms of Dalmec.
  • the head 47 of the connecting rod 41 has a determined and known profile.
  • the hooping tool 45 is then equipped with at least one docking piece 46 which provides a determined guidance of the hooping tool 45 when the operator 40 approaches the big end 47.
  • the operator 40 controls the activation of the drive cylinder (see 28, 34 in FIGS. 2 and 3) so that during the movement of approaching the movable jaw carrying a part to be shrunk, the piece to be engaged engages in the hole provided of the hoop 41.
  • This hooping method using the hooping tool of the invention provides the following results.
  • the method of the invention ensures self-centering of the parts to be fretted, such as the rings at the time of hooping. It allows a limitation of the risks of delamination of the composite when the band is made of a composite material. It avoids any stress setting of the hoop and allows the removal of shocks caused during hammering.
  • the method of the invention is performed without manipulation of the coin to be fretted during the post operations but it is ensured by movements of the hooping tool around the collar thanks to the manipulator arm. This results in a real weight of the hooping tool which can be limited for example to 1 kg. This results in a risk limitation TMS (Musculoskeletal Disorders) which ensures compliance with the rules of hygiene and ergonomics. Thanks to the method of the invention, the recurrent and non-recurrent costs are controlled.
  • the hooping process makes it possible to adapt the hooping tool to all references of parts to be fretted, such as rings to be mounted.
  • the method of the invention finally makes it possible to manage the fitting force by controlling the force of the jack, for example by limiting its engine torque in the event of jamming during fitting by means of an automatic control system. range of the skilled person.
  • FIGS. 5A-6C various steps of an embodiment of a hooping method according to the invention are shown.
  • the elements common to those of FIGS. 5A to 5C have been taken up with the same reference numbers.
  • It is also taken under the reference 50 a schematic representation of the shrinking tool defined with the help of Figures 3 and 4.
  • the method of the invention has been applied to the hooping of a connecting rod aviation with the three rings described in Figure 2.
  • FIG 6A there is shown the arrangement of the means used in one embodiment of the method of the invention.
  • the method is in a state before the start of the actual hooping operation.
  • Two docking pieces 54 and 55 have been arranged on housings referenced in position on the fixed and movable jaws 21. These docking pieces are easily removable so as to make it possible to process a predetermined range of pieces to be fretted and hooped. with the same tool.
  • Supports ensuring the referencing in position, and the centering of a coin to be fretted are arranged in a reserve 51.
  • the operator takes a support 53 to mount it in the housing provided for this purpose on the inner face of the fixed jaw 20 relative to the movable jaw 21.
  • the operator in step E1, also has a support 53 'in front of the support 53.
  • the support 53 ' is profiled so as to cooperate with a part of the coin to be mounted which is mounted on the support 53 vis-à-vis as will be explained later.
  • the support 53 'unused here cooperates in centering means and support of the part to be fretted.
  • the operator mounts a cooling ring on the centering support 53, the reference 53 designating in the drawing at the same time the titanium ring as a piece to be shirred, its support 53 vis-à-vis the support 53 'cooperating in support and centering means of the part to be fretted and the combination of the part to be fretted, here a titanium ring, and its support.
  • the hooping time is then constrained by the heating time of the cooled ring.
  • a step E3 the operator then moves the hooping tool 50 carrying the ring to fret towards the hoop 41 disposed on its support 42 by using the manipulator arm 43, 44.
  • the hooping tool 50 has been disposed on the hoop 41 using the docking piece 54 which contacts on a hoop positioning reference surface 55 'of the hooping tool 50 on the fret 41.
  • the ring to shrink on its self-centering support 53 is correctly aligned, thanks to the docking piece 54 in front of the hole 57 on the finger 56 of the big end to be hooped.
  • the support 53 ' has been introduced into the hole 57 of the hoop, here the connecting rod 41.
  • the portion of the support 53 'facing the support 53 carrying the ring to be fretted is profiled so as to engage in a part of the ring when the latter
  • This part of the part to be shirred is preferably constituted by the bore (not shown) of the titanium ring on its support 53.
  • the support 53 penetrates on one side of the bore of the bag. Ue to fretted, but conserves libre the other end of the bore by a predetermined length of the support 53 less than the thickness of the ring to fret.
  • a predetermined thickness is maintained in the bore of the fretting ring supported by the support 53 to receive the guide of the support 53 'during the fitting itself of the ring in the hole 57 of the head of connecting rod. This ensures a centering or guiding of the part to be fretted during fitting.
  • FIGS. 7A to 7C show various steps of an embodiment of a hooping method according to the invention.
  • elements similar to those of FIGS. 6A to 6C are taken with the same reference numerals.
  • the operator has two bronze locking rings (of the kind of the rings 13 and 15, Figure 2) on their self-centering support 60 and 61 after extracting them from their cold store 52 to reduce their outer diameter and facilitate their insertion on the hoop 41.
  • step E8 identical to the previous step E3, the operator approaches the hooping tool 50 equipped with the closure rings of the hoop on the connecting rod 41.
  • FIG. 7B the state E9 is shown in which the hooping tool 50 carrying the two rings to be shrunk on each of the fixed and movable jaws 21.
  • the jaws are placed as before (FIG. 6B) on either side of the finger of the small end which has already received the ring 58 in the hole 57 (FIG. 6B).
  • the operator applies the docking pieces 59 and 59 'to corresponding parts on the ends 62 and 63 of the fingers making up the big end of the connecting rod 41.
  • step E10 the operator observes the alignment and the correct positioning of the closure rings on the hooping tool 50 relative to the hole in which the bag 58 has been hooped. previously, activates the drive cylinder of the movable jaw 21 on the fixed jaw 20 so that the two locking rings are shrunk on either side of the ring 58 to form a hoop 64.
  • FIG. 8 there is shown another embodiment of a hooping tool according to the invention.
  • a fluidic unit 70 cooperates with a fluid jack 70 disposed at the free end of the stationary and mobile parts 21 of the tool.
  • This arrangement makes it possible to apply greater forces and to avoid or limit the overhang when the shrinking force is applied by the single electric jack 28 of the embodiment of the preceding figures.
  • the fluidic unit 70 applies a first motor force with the aid of a first jack (not visible in FIG. whose movable rod is similar to and acts as the worm 34 of the previous embodiment.
  • a second jack 71 supplied by the fluidic unit 70 using hoses not shown, has a movable rod 72 which passes through the jaws or fixed and movable portions 21.
  • the body of the cylinder 71 bears on the outer face of the cylinder. fixed part 21 while the free end of the movable rod 72 of the cylinder is provided with a thread receiving a quarter turn nut 73 which allows the cylinder rod 72 to take up against the outer face of the jaw or part mobile 20.
  • the first jack actuated by the fluidic unit 70 (as 34 in FIGS. 3 and 4) operates to arrange the jaws 20 and 21 in the hooping position on the hoop. Then, only the second cylinder 71, once d isposé, works for fitting. Otherwise, the first and second jacks cooperate during fitting.
  • the hooping process of the invention is then modified as follows.
  • the hooping tool receives fretted coin holders as taught above.
  • the self-centering supports are only pierced with a bore to allow the moving rod of the jack to pass.
  • the hooping tool receives the part or parts to be fretted and is approached in the hooping position on the hoop.
  • the hooping process is then modified.
  • the operator has disposed (left arrow, Figure 8) the second cylinder 71 bearing on the outer faces of the fixed portion 21 and movable 20. It passes the movable rod 72 of the second cylinder 70 through the openings of the tool frettage, fretted parts which are mounted thereon, and the bore on the hoop in which the fretting part (s) must be fitted. Finally, it locks the quarter turn nut 73 on the free end of the movable rod 72 of the cylinder 71. The re-entry pressure of the movable rod 72 is then controlled (arrow to the right, FIG. 8) on the pressure control unit 70 and the movable rod 72 enters the body of the jack 71. This results in a rimpedement of the movable part 20 on the fixed part 21 and a fitting of the part to be fretted on the hoop.
  • the method of the invention thus has the following advantages. It ensures a control time hooping l imitated by the time of return to ambient temperature of the rings cooled with liquid nitrogen. It allows a limitation of the risks to which the human operator and the equipment are exposed in the state of the art.
  • the frettage station is open to all operators without selection criteria (size, musculature, sex). In addition, investments to produce the hooping tool and to implement it in the production workshop are weak. The process provides control of recurring production costs and avoids the use of consumables.
  • the method of the invention allows the low-cost re-adaptability of the hooping tool for other productions concerning other parts to fret and other frets.

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Abstract

Outil de frettage de pièces mécaniques et procédé de frettage utilisant un tel outil La présente invention concerne un outil de frettage de pièces mécaniques. Elle concerne aussi un procédé de frettage utilisant un tel outil. L'outil de frettage de pièces mécaniques comporte: au moins une mâchoire (21) comportant au moins un support (22) d'une pièce à fretter, au moins une partie fixe (20) relativement à ladite mâchoire (21),et au moins un actionneur (28) pour mobiliser ladite au moins une mâchoire (21) lorsque la pièce à fretter est détectée en position de frettage sur une frette.

Description

OUTIL DE FRETTAGE DE PIÈCES MÉCANIQUES ET PROCÉDÉ DE FRETTAGE UTILISANT
UN TEL OUTIL
La présente invention concerne un outil de frettage de pièces mécaniques. Elle concerne aussi un procédé de frettage utilisant un tel outil.
L'opération de frettage consiste à insérer une pièce à l'intérieur d'un perçage ou d'une cavité d'une autre pièce. C'est par exemple le cas de l'insertion de bagues de titane dans une bielle dont un perçage doit ensuite recevoir un arbre tournant ou coulissant sur les bagues de titane. Le frettage est l'assemblage de deux pièces grâce à un ajustement serré. La pièce extérieure est appelée « frette », la pièce intérieure est dite « frettée ».
Pour permettre une solidarisation de la bague sur la frette, il est connu d'utiliser un forçage de la bague dans le perçage de la frette. A cette fin, le diamètre intérieur du perçage est légèrement inférieur au diamètre extérieur de la bague. Il est alors possible de réaliser une sorte d'emmanchement à force de la bague dans le perçage et par déformation élastique et/ou par reflux de matière, le montage est permanent.
Pour améliorer cette opération de frettage, il est aussi connu de dilater le diamètre intérieur du perçage et/ou de rétrécir le diamètre intérieur de la pièce à fretter comme une bague, respectivement par réchauffement e/ou par refroidissement.
L'opération d'emmanchement ou de frettage proprement dite est réalisée dans l'état de la technique par chocs appliqués à l'aide d'un maillet ou d'un marteau. L'utilisation du maillet ou du marteau est ou non précédée d'un trempage de la pièce à fretter comme une bague dans un vase d'azote liquide dans le but de la refroidir pour réduire son diamètre extérieur.
Les inconvénients du frettage par chocs sont nombreux. Tout d'abord, ce type de frettage n'est pas acceptable si l'une des pièces, la frette notamment, est réalisée en un matériau composite comme une résine moulée de type RTM (resin transfer moulding).
Le frettage par chocs ne permet pas de gérer les efforts appliqués sur la pièce à fretter ou sur la frette. Ainsi, la direction et l'intensité des chocs sont relativement aléatoires et elles dépendent de l'habileté de l'opérateur.
La pièce à fretter comme une bague est placée avant le premier choc dans une position indéterminée relativement au perçage de la frette, là aussi à la merci de l'habileté de l'opérateur. L'ergonomie et la sécurité du poste de travail utilisé pour le frettage par chocs appliqués par maillet ou marteau sont très difficilement acceptables.
L'opérateur subit des risques importants de troubles musculo- squelettiques (TMS) surtout lorsque les pièces à fretter et/ou de frettage sont lourdes. Ces troubles sont aggravés par la force à développer lors des chocs et la longueur des opérations sur un même poste de travail lors de la production de pièces frettées en séries importantes.
Il en résulte enfin que l'opérateur du poste de travail du frettage par chocs appl iqués par maillet ou marteau doit présenter une musculature importante des membres supérieurs, ce qui écarte dans une entreprise donnée un nombre important d'opérateurs possibles.
On a déjà cherché à remédier à certains de ces inconvénients. Dans un autre état de la technique représenté à la Figure 1 , une frette est constituée par une bielle 7 comportant à gauche au dessin une tête de bielle pourvue d'un trou de réception. La bielle 7 est déposée par l'opérateur sur une table élévatrice 1 . Le plan utile de la table élévatrice 1 porte un support 10 contre lequel la tête de bielle 8 est appuyée. A l'opposé du support 10, un vérin d'emmanchement 5 est d isposé de man ière à ce que sa tige mobile 9, éventuellement équipée d'un outil d'emmanchement non visible, permet d'insérer à force une bague, comme pièce à fretter, dans le perçage visible sur la tête de bielle 8.
Le poste de frettage est disposé dans un carrossage 2-4. Il est contrôlé à l'aide d'un coffret électrique 6 et d'une commande accessible par l'opérateur (non représentée). Des portes 2 et 3 de la carrosserie, couplées à des sécurités interdise la manœuvre du vérin 5 si les portes sont ouvertes, pour améliorer la sécurité du poste de frettage. Un tel dispositif permet de réduire le travail de force, de respecter l'ergonomie du travail de l'opérateur et de prévenir des problèmes de sécurité.
Cependant, l'utilisation à distance du vérin d'emmanchement rend difficile la mise en référence de la pièce à fretter. Il en résulte des coûts importants de production, coûts à la fois récurrents et non récurrents.
L'ergonomie du poste de travail est améliorée par la table élévatrice. Mais, il reste des opérations manuelles qui exigent des efforts importants et font courir des risques de chute des pièces les plus lourdes. On s'est aussi aperçu que le temps de manutention des différentes pièces mises en œuvre était anormalement élevé par rapport au temps de frettage proprement dit.
Il existe aussi un risque d'écrasement et de chocs inattendus dans le cas où l'une de la pièce à fretter ou de la frette est dans une position initiale incorrecte. Particulièrement, si l'une des pièces est réalisée en un matériau composite, il existe un risque de délaminage de la pièce endommagée.
De même, la mise en référence de la pièce à fretter sur la frette est une étape dangereuse pour l'avenir des pièces. Il n'est pas possible de réaliser une mise en référence correcte et durable avec le vérin d'emmanchement.
Par ailleurs, dans un atelier de production, la table élévatrice occupe une surface au sol importante et mobilise des masses qui peuvent être très importantes. Ces deux caractéristiques écartent des ateliers trop petits et exigent des moyens de levage importants.
Enfin aussi bien dans la technique du frettage au marteau que dans celle du frettage au vérin d'emmanchement, si l'on utilise des techniques de refroidissement et/ou de réchauffement de l'une ou l'autre des deux pièces, il faut noter que le temps de frettage doit être inférieur à celui du retour des pièces à des températures dans lesquels les dimensions respectives ne permettent plus en emmanchement ou frettage en force.
Dans ces deux techniques antérieures, on remarque aussi que si l'une des pièces est réalisée en un matériau composite, elle ne peut pas être dilatée. Il en résulte que comme le refroidissement permet une réduction limitée de dimensions, l'application d'un effort trop important est interdite.
II ressort de ce qui précède qu'il existe un besoin pour un outil de frettage :
qui soit mobile ou portatif ;
dont le volume et la masse soient réduits ;
dont la manipulation par un opérateur soit aisée, notamment parce qu'il n'exige pas de dispositions physiques particulières pour son emploi ;
dont la durée d'opération pour une opération complète de frettage soit inscrit de manière sûre dans un temps imparti, comme la durée limite de réchauffement d'une bague à fretter ; et
qui doit être adaptable à divers matériels. A cette fin, la présente invention concerne un outil de frettage de pièces mécaniques, remarquable en ce qu'il comporte :
- au moins une partie fixe comportant une mâchoire fixe et au moins un logement ;
- au moins une partie mobile relativement à ladite mâchoire fixe comportant une mâchoire mobile et au moins un logement ;
- au moins un support d'une pièce à fretter disposé dans au moins un desdits logements ;
- au moins une pièce d'accostage de l'outil sur la frette disposée dans au moins un autre desdits logements ;
- lesdits au moins un support et au moins une pièce d'accostage étant conçus pour des ensembles déterminés de pièces à fretter et/ou de frette pour le même outil ;
- lesdits logements permettant de disposer sur l'outil ladite au moins une pièce d'accostage et ledit au moins un support en référence géométrique avec une frette destinée à recevoir une pièce à fretter ; et
- au moins un actionneur pour déplacer ladite au moins une partie mobile lorsque la pièce à fretter est détectée en position de frettage sur une frette.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de cet outil de frettage :
- lad ite au moins une mâchoire mobile coopère avec un vérin fluidique engagé par sa tige mobile à travers la frette et ladite au moins une pièce à fretter pendant au moins une étape d'emmanchement de la pièce à fretter sur la frette, la tige mobile du vérin étant engagée sur un côté de la pièce à fretter et la partie statique du vérin étant solidaire de la dite au moins une partie fixe ;
- cet outil coopère avec un bras mobile de support ;
- le bras comporte des moyens d'équilibrage du poids de l'outil et des moyens de manœuvre assistée par un opérateur de frettage.
L'invention concerne aussi un procédé de frettage de pièces mécaniques à l'aide d'un outil selon l'invention, remarquable en ce qu'il consiste à : - disposer sur au moins l'une desdites mâchoire, ladite au moins une pièce d'accostage et ledit au moins un support en référence géométrique avec au moins une frette ;
- monter au moins une des pièces à fretter sur un support monté sur au moins une mâchoire de l'outil ;
- approcher l'outil d'au moins une frette ;
- établir le contact entre l'outil et au moins une frette au moyen de ladite au moins une pièce d'accostage en référence géométrique avec ledit au moins un support ; et
- activer au moins un actionneur de la mâchoire mobile et/ou le cas échéant la tige mobile d'un vérin fluidique disposée en relation avec la dite au moins une pièce à fretter et la dite frette de façon à fretter la dite au moins une pièce à fretter sur la frette.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du procédé selon l'invention :
- ce procédé comporte aussi une étape préalable pour modifier les d imensions relatives d'au moins l 'u ne des pièces avant frettage, par refro id i sse m en t nota m m e nt pa r trem pag e d a n s u n e e n ce i n te d e refroidissement, comme une enceinte à azote liquide, ou par chauffage dans un four ;
- ce procédé consiste à fretter une première bague dans un perçage d'une tête de bielle prise comme frette, puis lors d'un second frettage, à centrer deux bagues de fermeture sur les supports de deux mâchoires de l'outil, à disposer l'outil de frettage portant les deux bagues de fermeture relativement à la tête de bielle, les mâchoires étant placées de part et d'autre de la tête de bielle, puis à commander un actionneur de l'outil pour effectuer le frettage simultané des deux bagues de fermeture de part et d'autre de la première bague ;
- ce procédé comporte une étape pour monter plusieurs supports de pièces à fretter et/ou plusieurs pièces à fretter sur l'outil de frettage, et une étape pour emmancher l'ensemble des pièces à fretter montées sur l'outil en une seule activation d'actionneur de l'outil.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des figures annexées parmi lesquelles : La Figure 1 représente un dispositif de l'état de la technique qui a été décrit plus haut ;
La Figure 2 représente un schéma de montage de diverses pièces à fretter sur une frette ;
La Figure 3 représente une vue de dessus schématique d'un mode de réalisation d'un outil de frettage selon l'invention ;
La F ig u re 4 représente u ne vue en perspective du mode de réalisation de l'outil de la Figure 3 ;
Les Figures 5A à 5C représentent diverses étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de frettage selon l'invention ;
Les Figures 6A à 6C représentent diverses étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de frettage selon l'invention ;
Les Figures 7A à 7C représentent diverses étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de frettage selon l'invention ; et
La Figure 8 représente une autre mode de réalisation d'un outil de frettage selon l'invention.
A la Figure 2, on a représenté un schéma de montage de diverses pièces à fretter sur une frette. La frette est ici constituée par une bielle d'aviation destinée à supporter une partie comme la nacelle d'un turboréacteur sur le pylône d'un avion. Une telle pièce est typiquement réalisée en un matériau composite à base de résine injectée par moulage. Elle présente au moins une tête de bielle pourvue d'un perçage permettant le passage d'un arbre de fixation de la bielle à un support et/ou à une charge.
Notamment du fait que la bielle est en un matériau composite, l'arbre devra pouvoir se déplacer dans une pièce de friction comme une bague en titane. Il faut alors réaliser le frettage de la bague de friction dans la tête de bielle.
La bielle 17 en matériau composite présente à l'une de ses extrémités une tête de bielle composée de deux doigts 16 et 12. Chaque doigt de la tête de bielle est muni d'un trou 18 dans le doigt 12. Seul le frettage est décrit sur le doigt 12. Le trou 18 doit être occupé par trois bagues : une bague centrale 14 en titane entourée de deux bagues de fermeture 1 3 et 1 5 en bronze.
Dans l'état de la technique, le frettage de la première bague ou bague centrale 14 est d'abord réalisée lors d'une étape S1 en insérant à force par la technique du marteau ou du vérin d'emmanchement la bague 14 dans le trou 1 8. Puis, on réalise le frettage de la bague de fermeture 13 lors d'une étape S2 avec la même technique. Enfin, on réalise le frettage de la bague de fermeture 15 lors d'une étape S3 avec la même technique.
On a décrit plus haut les inconvénients de ces méthodes et les risques qu'elles font courir à l'opérateur et aux pièces intervenant. Le procédé de frettage qui utilise l'outil de frettage de l'invention permet de résoudre ces inconvénients et d'empêcher ces risques. Mais de plus, il permet de limiter à deux opérations de frettage, les trois opérations S1 à S3 que l'on est contraint d'exécuter selon l'état de la technique, ainsi qu'il sera décrit plus loin.
A la Figure 3, on a représenté une vue de dessus schématique d'un mode de réalisation d'un outil de frettage selon l'invention.
L'outil de frettage comporte une partie fixe 21 , 28, 31 et une partie mobile 20, 22, 24. La partie fixe présente une platine de fixation 27 à l'extrémité d'un bras manipulateur (non représenté) qui sera décrit plus loin. Elle est munie de moyens de préhension et/ou de manipulation comportant deux poignées ergonomiques 29, 30. La partie mobile 20 présente la forme d'une mâchoire ou pl aq ue a l longée q u i est entraînée en translation selon u ne d irection perpendiculaire à son plan de situation à l'aide d'un actionneur 28. Dans le mode de réalisation de la Figure 3, l'actionneur 28 de la mâchoire mobile 20 est un vérin d'actionnement qui comporte un moteur électrique 28 qui entraîne, ainsi qu'il sera vu plus loin, une vis qui pénètre dans un écrou (non représenté) sol ida i re d e l a m âcho ire ou pl aq ue mobi l e 20. Ai nsi , l 'opérateu r en commandant d'une manière connue le sens de rotation du moteur 28 peut rapprocher ou éloigner la mâchoire mobile 20 de la partie fixe en regard qui comporte une plaque ou mâchoire fixe 21 .
Dans d'autres modes de réalisation, le vérin d'actionnement de la mâchoire mobile 20 est un vérin pneumatique dont le stator est solidaire de la partie fixe de l'outil et l'extrémité libre de la tige est solidaire de la mâchoire mobile.
Dans d'autres modes de réalisation, le vérin d'actionnement est disposé entre deux mâchoires mobiles, de sorte que celles-ci peuvent, sur commande de l'opérateur, se rapprocher ou s'écarter ainsi qu'il sera décrit plus loin. Dans ce cas, l'une des mâchoires mobiles joue le rôle d'une partie fixe pour l'autre mâchoire mobile, les caractères fixe et mobile étant relatifs.
A la Figure 4, on a représenté une vue en perspective du mode de réalisation de l'outil de la Figure 3. Aux Figures 3 et 4, les mêmes éléments de l'outil de frettage portent les mêmes numéros de référence et sont décrits avec l'une ou l'autre Figure.
La partie fixe de l'outil de frettage est contenue dans un carter dont la face avant est ouverte pour laisser passer l'extrémité libre de chacune des deux mâchoires 20 et 21 . S'étendant sur la largeur entre les deux mâchoires, on a disposées des colonnes comme la colonne 26 qui permet de réaliser un guidage des mouvements relatifs de rapprochement ou d'éloignement des deux mâchoires 20 et 21 .
Le vérin 34 d'entraînement ainsi qu'il a été décrit comporte une vis sans fin dont le bout est visible à travers une ouverture du carter. La mâchoire mobile 20 peut ainsi se déplacer perpendiculairement à son plan de situation le long de la vis et des colonnes comme la colonne 26 qui empêchent sa rotation et la contraignent à rester parallèle à elle-même lors des mouvements relatifs des mâchoires 20 et 21 lors d'un frettage.
L'outil de frettage comporte ensuite des moyens 22, 23 de centrage et de fixation des pièces à fretter sur l'une et/ou l'autre des mâchoires 20 et 21 , et sur l'une et/ou l'autre face de ces mâchoires. Dans ce but les moyens de centrage et de fixation des pièces à fretter constituent un support d'une pièce à fretter. Un tel support 22, 23 coopère avec des moyens de positionnement relatif de la pièce à fretter par rapport à une référence de position sur la frette.
Dans un mode de réalisation, le support de pièce à fretter est constitué par un tube cylindrique qui est destiné à porter une bague comme les bagues 13-15 (Figure 2). La position du tube cylindrique est référencée par rapport à un autre point de chaque mâchoire qui permettra à l'opérateur de venir d isposer l'outil de frettage dans une position de frettage garantie relativement à la frette.
Dans ce but, l'outil de frettage comporte aussi une partie d'appui sur la frette de manière à déterminer une position de référence de l'outil en position de frettage. Cette partie d'appui est dans le mode de réalisation des Figures 3 et 4 réalisée à l'aide de pièces d'accostage 24, 25 qui sont montées sur l'une et/ou l'autre des mâchoires 20 et 21 . La disposition d'une pièce d'accostage sur l'outil de frettage est prévue de manière à positionner la ou les pièces à fretter relativement à une référence d'accostage de la frette. Une pièce d'accostage peut être d isposée d'une manière amovible dans un logement sur l'une ou l'autres des mâchoires. Chaque pièce d'accsotage comme la pièce 24, présente un profil 32 adapté à venir s'appuyer sur une surface d'appui ou d'accostage sur la frette. Chaque pièce d'accostage est donc profilée en fonction de la frette à laquelle elle est destinée. On assure ainsi la ré-utilisation de l'outil de frettage pour une gamme de frettes qui ne se limite pas l'emploi de l'outil de frettage de l'invention au seul exemple donné d'une bielle décrite à la Figure 2.
Il en résulte que le support 22, 23 d'une pièce à fretter coopère avec des moyens de positionnement relatif de la pièce à fretter par rapport à une référence d'accostage de la frette. Une fois l'accostage exécuté, il est alors possible à l'opérateur d'activer le vérin 34 ce qui a pour effet de rapprocher la mâchoire mobile 20 de la mâchoire fixe 21 et d'emmancher ainsi sans effort et de manière précise la ou les pièces à fretter sur la frette de part et d'autre de laquelle les mâchoires mobile 20 et fixe 21 sont préalablement disposées.
Dans un mode de réalisation, la mâchoire fixe 21 constitue un poste fixe ou appui permettant d'exercer l'effort de frettage sur la frette et sur la pièce à fretter quand la mâchoire mobile 20 est entraînée dans un mouvement de rapprochement de la mâchoire fixe 21 .
Aux Fig u res 5A à 5C, on a représentées diverses étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de frettage selon l'invention dans lequel on a utilisé un mode particulier de réalisation d'un outil de frettage selon l'invention. Aux Figures 5A à 5C, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence.
L'opérateur 40 a préalablement disposée la frette, ici une bielle d'aviation 41 sur un support 42. Un bras manipulateur 43 comporte une partie d'extrémité 44 sur laquelle est fixé l'outil de frettage 45 par sa platine (voir 27, Fig u re 3) . Dans u ne position écartée du support 42 (non représentée) , l'opérateur vient charger au moins une pièce à fretter sur l'outil de frettage 45. Il saisit l'outil de frettage par ses poignées (voir 29, 30 aux Figures 2 et 3) et avec un effort minimal, déplace l'outil de frettage avec la ou les pièces à fretter vers la frette 41 sur le support 42.
Dans un mode préféré de réalisation, le bras manipulateur 43, comporte des moyens pour équilibrer et/ou assister l'opérateur lors de l'entraînement de la charge du bras, ici constituée par l'outil de frettage équipée d'une ou plusieurs pièces à fretter. Des exemples d'un tel bras sont disponibles dans le commerce comme les bras manipulateurs de la société Dalmec. La tête 47 de la bielle 41 présente un profil déterminé et connu. L'outil de frettage 45 est alors équipé d'au moins une pièce d'accostage 46 qui assure un guidage déterminé de l'outil de frettage 45 lorsque l'opérateur 40 l'approche de la tête de bielle 47.
Lorsque le contact est parfaitement établi, l'opérateur 40 commande l'activation du vérin d'entraînement (voir 28, 34 aux Figures 2 et 3) de sorte que lors du mouvement de rapprochement de la mâchoire mobile portant une pièce à fretter, la pièce à fretter s'engage dans le trou prévu de la frette 41 .
Ce procédé de frettage à l'aide de l'outil de frettage de l'invention assure les résultats suivants.
Le procédé de l'invention assure un autocentrage des pièces à fretter comme les bagues au moment du frettage. Il permet une limitation des risques de délaminage du composite quand la frette est réal isée en un matériau composite. Il évite toute mise en contraintes de la frette et permet la suppression des chocs occasionnés lors de l'emmanchement au marteau.
Le procédé de l'invention est exécuté sans manipulation de la pièce à fretter durant les opérations à poste mais il est assuré par des déplacements de l'outil de frettage autour de la frette grâce au bras manipulateur. Il en résulte un poids réel de l'outil de frettage qui peut être limité par exemple à 1 kg. Il en résulte une limitation des risques TMS (Troubles Musculo Squelettiques) ce qui assure un respect des règles d'hygiène et d'ergonomie. Grâce au procédé de l'invention, les coûts récurrents et non récurrents sont maîtrisés.
Par ailleurs, le procédé de frettage permet d'adapter l'outil de frettage sur toutes les références de pièces à fretter comme des bagues à monter.
Il devient ainsi possible d'assurer le respect du temps de frettage maximum autorisé entre la sortie de la bague de l'azote et le début de la phase de frettage
Le procédé de l'invention permet enfin la gestion de l'effort d'emmanchement en contrôlant la force du vérin, par exemple en limitant son couple moteur en cas de blocage lors de l'emmanchement à l'aide d'un automatisme à la portée de l'homme de métier.
Aux Figures 6A à 6C, on a représentées diverses étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de frettage selon l'invention. A ces Figures, on a repris les éléments communs à ceux des Figures 5A à 5C avec les mêmes numéros de référence. On a par ailleurs repris sous la référence 50 une représentation schématique de l'outil de frettage défini à l'aide des Figures 3 et 4. Particulièrement, on a appliqué le procédé de l'invention au frettage d'une bielle d'aviation avec les trois bagues décrites à l'aide de la Figure 2.
A la Figure 6A, on a représenté la disposition des moyens utilisés dans un mode de réal isation du procédé de l'invention . A la Figure 6A, le procédé se trouve dans un état avant le début de l'opération de frettage proprement dite. Deux pièces d'accostage 54 et 55 ont été disposées sur des logements référencés en position sur les mâchoires fixe 21 et mobile 20. Ces pièces d'accostage sont démontables facilement de façon à permettre de traiter une gamme prédéterminée de pièces à fretter et de frettes avec le même outil.
Des supports assurant le référencement en position, et le centrage d'une pièce à fretter sont disposés dans une réserve 51 . Lors d'une étape E1 , l'opérateur prélève un support 53 pour le monter dans le logement prévu à cet effet sur la face intérieure de la mâchoire fixe 20 relativement à la mâchoire mobile 21 . Bien que l'autre mâchoire ou partie fixe ne doive pas porter une seconde pièce à fretter dans cette étape du procédé, l'opérateur, lors de l'étape E1 , dispose aussi un support 53' en face du support 53. Pour aider le centrage lors de l'emmanchement, le support 53' est profilé de façon à venir coopérer avec une partie de la pièce à fretter qui est montée sur le support 53 en vis-à- vis ainsi qu'il sera expliqué plus loin . Le support 53' inutilisé ici coopère dans des moyens de centrage et de support de la pièce à fretter.
Une réserve 52 de pièces à fretter, ici des bagues en titane et des bagues de fermeture en bronze ainsi qu'on l'a expliqué à l'aide de la Figure 2, les garde en refroidissement à l'azote liquide. Lors d'une étape E2, l'opérateur monte une bague refroid ie sur le support de centrage 53, la référence 53 désignant au dessin à la fois la bague en titane comme pièce à fretter, son support 53 en vis-à-vis du support 53' coopérant dans des moyens de support et de centrage de la pièce à fretter et l'association de la pièce à fretter, ici une bague en titane, et de son support.
Le temps de frettage est alors contraint par la durée de réchauffement de la bague refroidie.
Lors d'une étape E3, l'opérateur déplace ensuite l'outil de frettage 50 portant la bague à fretter vers la frette 41 disposée sur son support 42 en utilisant le bras manipulateur 43, 44. A la Figure 6B, l'outil de frettage 50 a été disposé sur la frette 41 en utilisant la pièce d'accostage 54 qui vient en contact sur une surface 55' de référence de positionnement de frettage de l'outil de frettage 50 sur la frette 41 . Dans cette étape E4, la bague à fretter sur son support à autocentrage 53 est correctement alignée, grâce la pièce d'accostage 54 devant le trou 57 sur le doigt 56 de la tête de bielle pour être frettée. Dans le même temps, le support 53' a été introduit dans le trou 57 de la frette, ici la bielle 41 . Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, la partie du support 53' en vis-à-vis du support 53 portant la bague à fretter est profilée de façon à venir s'engager dans une partie de la baque lorsque celle-ci sera emmanchée dans le trou 57. Cette partie de la pièce à fretter est préférentiellement constituée par l'alésage (non représenté) de la bague en titane sur son support 53. Le support 53 pénètre d'un côté de l 'alésage de la bag ue à fretter, mais conserve l ibre l'autre extrém ité de l'alésage par une longueur déterminée du support 53 inférieure à l'épaisseur de la bague à fretter. Il en résulte qu'il est conservé une épaisseur déterminée dans l'alésage de la bague à fretter supportée par le support 53 pour recevoir le guidage du support 53' lors de l'emmanchement proprement dit de la bague dans le trou 57 de la tête de bielle. On assure ainsi un centrage ou un guidage de la pièce à fretter lors de l'emmanchement.
A la Figure 6C, lors d'une étape E5, l'opérateur 50 a activé le vérin d'entraînement de la mâchoire mobile 21 relativement à la mâchoire fixe 20, de sorte que la bague 58 se trouve finalement correctement frettée dans le trou 57. Par commodité, les deux supports 53 et 53' sur les parties fixe 20 et mobile 21 n'ont pas été représentés.
Aux Figures 7A à 7C, on a représentées diverses étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de frettage selon l'invention . A ces Figures, on a repris les éléments commu ns à ceux des Figures 6A à 6C avec les mêmes numéros de référence.
Dans l'exemple décrit, le procédé exécuté et décrit à l'aide des Figures 6A à 6C se poursuit ici. L'opérateur a ramené l'outil de frettage 50 vers le poste contenant les bagues de fermeture qu'il faut maintenant fretter pardessus la bague 58 déjà frettée (Figure 6C). Après avoir déséquipé l'outil de frettage 50 de son support à autocentrage 53 (Figure 6A), l'opérateur dispose des pièces d'accostage 59 et 59' sur des logements prévus à cette fin sur les mâchoires fixe 20 et mobile 21 . Puis, l'opérateur, lors d'une étape E6, sélectionne depuis la réserve de supports de pièces à fretter 51 , deux supports à autocentrage 60 et 61 sur chacune des mâchoires fixe 20 et mobile 21 , vis-à-vis l'un de l'autre.
Lors d'une étape El, l'opérateur dispose deux bagues de fermeture en bronze (du genre des bagues 13 et 15, Figure 2) sur leur support à autocentrage 60 et 61 après les avoir extrait de leur réserve de froid 52 pour réduire leur diamètre extérieur et faciliter leur insertion sur la frette 41 .
Lors d'une étape E8 identique à l'étape E3 précédente, l'opérateur approche l'outil de frettage 50 équipé des bagues de fermeture de la frette sur la bielle 41 .
A la Fig ure 7B, on a représenté l'état E9 dans lequel l'outil de frettage 50 portant les deux bagues à fretter sur chacune des mâchoires fixe 20 et mobile 21 . Les mâchoires sont placées comme précédemment (Figure 6B) de part et d'autre du doigt de la tête de bielle qui a déjà reçue la bague 58 frettée dans le trou 57 (Figure 6B). Pour placer l'outil de frettage dans une position correcte de frettage, l'opérateur applique les pièces d'accostage 59 et 59' sur des parties correspondantes sur les extrém ités 62 et 63 des doigts composant la tête de bielle de la bielle 41 .
A la Figure 7C, lors d'une étape E10, l'opérateur constatant l'alignement et le positionnement correct des bagues de fermeture sur l'outil de frettag e 50 rel ativement au trou d ans leq uel l a bag ue 58 a été frettée précédemment, active le vérin d'entraînement de la mâchoire mobile 21 sur la mâchoire fixe 20 de sorte que les deux bagues de fermeture sont frettées de part de d'autre de la bague 58 pour former un ensemble fretté 64.
La même opération de frettage en deux étapes, respectivement aux Figures 6A à 6C, puis aux Figures 7A à 7C, est reproduite sur le deuxième doigt de la tête de bielle.
A la Figure 8, on a représenté un autre mode de réalisation d'un outil de frettage selon l'invention. A la figure 8, une centrale fluidique 70 coopère avec un vérin fluidique 70 disposé à l'extrémité libre des parties fixe 21 et mobile 20 de l'outil . Cette disposition permet d'appl iquer des efforts plus importants et d'éviter ou de limiter le porte-à-faux quand l'effort de frettage est appl iqué par le seul vérin électrique 28 du mode de réalisation des figures précédentes.
Dans un mode de réalisation, la centrale fluidique 70 applique un premier effort moteur à l'aide d'un premier vérin (non visible à la Figure 8) mais dont la tige mobile est analogue à et agit comme la vis sans fin 34 du mode de réalisation précédent. Un second vérin 71 , alimenté par la centrale fluidique 70 à l'aide de flexibles non représentés, présente une tige mobile 72 qui traverse les mâchoires ou parties fixe 21 et mobile 20. Le corps du vérin 71 prend appui sur la face externe de la partie fixe 21 tandis que l'extrémité libre de la tige mobile 72 du vérin est dotée d'un filetage recevant un écrou quart de tour 73 qui permet à la tige de vérin 72 de prendre appu i sur la face externe de la mâchoire ou partie mobile 20.
Selon des variantes d'exécution, le premier vérin actionné par la centrale fluidique 70 (comme 34 aux Figures 3 et 4) fonctionne pour disposer les mâchoires 20 et 21 en position de frettage sur la frette. Puis, seul le second vérin 71 , une fois d isposé, travaille pour l'emmanchement. Autrement, les premier et second vérins coopèrent lors de l'emmanchement.
Le procédé de frettage de l'invention est alors modifié de la façon suivante. L'outil de frettage reçoit des supports de pièces à fretter comme il a été enseigné plus haut. Les supports à autocentrage sont seulement percés d'un alésage pour laisser passer la tige mobile du vérin. Puis, l'outil de frettage reçoit la ou les pièces à fretter et il est approché en position de frettage sur la frette. Le procédé de frettage est alors modifié.
L'opérateur vient disposer (flèche à gauche, Figure 8) le second vérin 71 en appui sur les faces externes des parties fixe 21 et mobile 20. Il fait passer la tige mobile 72 du second vérin 70 à travers les ouvertures de l'outil de frettage, des pièces à fretter qui y sont montées, et de l'alésage sur la frette dans laquelle la ou les pièces à fretter doivent être emmanchées. Enfin , il verrouille l'écrou quart de tour 73 sur le bout libre de la tige mobile 72 du vérin 71 . La pression de rentrée de la tige mobile 72 est alors commandée (flèche à droite, Figure 8) sur la centrale de pression 70 et la tige mobile 72 rentre dans le corps du vérin 71 . Il en résulte un rapprochement de la partie mobile 20 sur la partie fixe 21 et un emmanchement de la pièce à fretter sur la frette.
Le procédé de l'invention présente ainsi les avantages suivants. Il assure une maîtrise du temps de frettage l imité par le temps de retour à la température ambiante des bagues refroidies à l'azote liquide. Il permet une limitation des risques auxquels sont exposés dans l 'état de la techn ique l'opérateur humain et le matériel . Le poste de frettage est ouvert à tous les opérateurs sans critères de sélection (taille, musculature, sexe). Par ailleurs, les investissements pour produire l'outil de frettage et l'implanter en atel ier de production sont faibles. Le procédé apporte une maîtrise des coûts récurrents de production et év ite l 'utilisation de consommables.
Par ailleurs, le procédé de l'invention permet la ré-adaptabilité à faible coût de l'outil de frettage pour d'autres productions concernant d'autres pièces à fretter et d'autres frettes.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Outil de frettage de pièces mécaniques, caractérisé en ce qu'il comporte :
- au moins une partie fixe (20) comportant une mâchoire fixe et au moins un logement ;
- au moins une partie mobile relativement à ladite mâchoire fixe comportant une mâchoire mobile (21 ) et au moins un logement ;
- au moins un support (22) d'une pièce à fretter disposé dans au moins un desdits logements ;
- au moins une pièce d'accostage (46) de l'outil sur la frette (41 ) disposée dans au moins un autre desdits logements ; - l esd its au mo in s u n su pport (22 ) et a u moi ns une pièce d'accostage (46) étant conçus pour des ensembles déterminés de pièces à fretter et/ou de frette pour le même outil ; - lesdits logements permettant de disposer sur l'outil ladite au moins une pièce d'accostage (46) et ledit au moins un support (22) en référence géométrique avec une frette destinée à recevoir une pièce à fretter ; et
- au moins un actionneur (28) pour déplacer ladite au moins une partie mobile (21 ) lorsque la pièce à fretter est détectée en position de frettage sur une frette.
2 - Outil de frettage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite au moins une mâchoire mobile (21 ) coopère avec un vérin fluidique (71 ) engagé par sa tige mobile à travers la frette et ladite au moins une pièce à fretter pendant au moins une étape d'emmanchement de la pièce à fretter sur la frette, la tige mobile (72) du vérin étant engagée (73) sur un côté de la pièce à fretter et la partie statique du vérin étant solidaire de la dite au moins une partie fixe (20).
3 - Outil de frettage selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il coopère avec un bras mobile de support (43).
4 - Outil de frettage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bras comporte des moyens d'équilibrage du poids de l'outil et des moyens de manœuvre assistée par un opérateur de frettage.
5 - Procédé de frettage de pièces mécaniques à l'aide d'un outil selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à : - disposer (E1 ) sur au moins l'une desdites mâchoire, ladite au moins une pièce d'accostage et ledit au moins un support en référence géométrique avec au moins une frette ;
- monter (E2) au moins une des pièces à fretter sur un support monté sur au moins une mâchoire de l'outil ;
- approcher (E3) l'outil d'au moins une frette ;
- établir le contact (E4) entre l'outil et au moins une frette au moyen de ladite au moins u ne pièce d'accostage (46) en référence géométrique avec ledit au moins un support (22) ; et - activer (E5) au moins un actionneur de la mâchoire mobile et/ou le cas échéant la tige mobile d'un vérin fluidique disposée en relation avec la dite au moins une pièce à fretter et la dite frette de façon à fretter la dite au moins une pièce à fretter sur la frette.
6 - Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte aussi une étape préalable pour modifier les dimensions relatives d'au moins l'une des pièces avant frettage, par refroidissement notamment par trempage dans une enceinte de refroidissement, comme une enceinte à azote liquide, ou par chauffage dans un four.
7 - Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il consiste (E1 -E5) à fretter une première bague dans un perçage d'une tête de bielle prise comme frette, puis lors d'un second frettage, à centrer (E6) deux bagues de fermeture sur les supports de deux mâchoires de l'outil, à disposer l'outil de frettage portant les deux bagues de fermeture relativement à la tête de bielle, les mâchoires étant placées de part et d'autre de la tête de bielle, puis à commander (E10) un actionneur de l'outil pour effectuer le frettage simultané des deux bagues de fermeture de part et d'autre de la première bague.
8 - Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (E6, E7) pour monter plusieurs supports de pièces à fretter et/ou plusieurs pièces à fretter sur l'outil de frettage, et une étape (E10) pour emmancher l'ensemble des pièces à fretter montées sur l'outil en une seule activation d'actionneur de l'outil.
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