FR2828654A1 - Buses a jets coherents pour des applications de meulage - Google Patents

Abstract

Un ensemble de buses et un procédé sont configurés pour appliquer des jets cohérents de fluide de refroidissement dans une direction tangentielle sur une meule, dans un procédé de meulage, à une température, une pression et un débit souhaités, afin de réduire au minimum les dommages thermiques de la pièce en cours de meulage. Des modes de réalisation de la présente invention peuvent être utiles lors du meulage de matières thermosensibles comme les alliages résistants au fluage pour les turbines à gaz et les aciers trempés. Les directives concernant la pression et le débit sont fournis pour faciliter une optimisation des modes de réalisation.

Description

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Buses à jets cohérents pour des applications Buses a Jets c de meulage.

La présente application revendique le bénéfice de la demande provisoire américaine, n de série 60/313 733, déposée le 20 août 2001.

1. Domaine technique
La présente invention concerne la fourniture d'un fluide de refroidissement en un point de contact entre une pièce à usiner et un outil enlevant de la matière, et plus particulièrement, concerne la fourniture d'un fluide de refroidissement lors d'opérations de meulage.

2. Informations concernant l'arrière-plan technologique
On sait équiper une meuleuse d'une buse qui peut délivrer un ou plusieurs jet (s), pulvérisation (s) ou flux d'un fluide de refroidissement approprié vers le point de contact entre une pièce à usiner et un outil enlevant de la matière, tel qu'une meule rotative. La buse peut être orientée ou dirigée vers le point de contact et peut être raccordée à une source de fluide de refroidissement, par exemple, au moyen d'un tuyau. Un tel refroidissement du point de contact entre une pièce à usiner et un outil de meulage affecte de manière avantageuse la qualité du produit fini. Ceci est particulièrement le cas dans une meuleuse moderne, dans laquelle l'outil doit enlever de grandes quantités de matière d'une pièce à usiner, lorsqu'un refroidissement inapproprié risquerait d'endommager l'intégrité de la surface de la matière de la pièce à usiner.

On sait également concevoir une buse de manière qu'elle puisse fournir des quantités appropriées de fluide de refroidissement en une répartition appropriée au point de contact entre une surface relativement

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importante d'une pièce à usiner et une surface à usiner profilée de manière appropriée d'une meule rotative ou d'un outil analogue. La buse peut satisfaire aux exigences relatives à la délivrance de quantités adéquates de fluide de refroidissement grâce à une répartition optimale tant que l'outil spécifique de meulage reste installé sur la machine et tant qu'un tel outil procède à l'enlèvement de matière d'une série particulière de pièces à usiner. Si l'outil spécifique de meulage est remplacé par un autre outil ayant un profil différent, ou si on fait entrer en contact d'enlèvement de matière avec la pièce à usiner un autre profil du même outil, la buse peut ne plus assurer un retrait maximum de chaleur des pièces à usiner. Ainsi, il est généralement nécessaire de remplacer la buse par une buse différente, ce qui constitue une opération qui prend du temps, ce qui peut créer de longues périodes d'inactivité de la machine. Cette situation est aggravée si plusieurs profils différents d'une pièce à usiner spécifique doivent être traités par un jeu d'outils différents ou par deux ou plusieurs jeux d'outils différents. Ceci requiert l'enlèvement de la machine d'un outil utilisé précédemment.

Un facteur supplémentaire qui affecte la qualité du refroidissement d'une pièce à usiner est la dispersion du jet de fluide de refroidissement appliqué à la pièce à usiner. La dispersion s'est révélée désavantageuse car elle tend à augmenter l'air entraîné, et l'air a tendance à exclure une partie du fluide de refroidissement de la zone de meulage (c'est-à-dire, l'interface meule/pièce à usiner). La dispersion a également tendance à réduire la précision du point d'impact du jet de fluide de refroidissement, ce qui fait que le fluide manque la zone de meulage ou rebondit sur celle-ci. La dispersion peut être réduite en utilisant des coupes droites relativement longues de tuyau/tube immédiatement en amont de la buse. Ceci, cependant, est peu pratique dans de nombreuses applications à cause des

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contraintes d'espace de nombreuses installations de meuleuses. Dans une tentative de surmonter ce problème de contraintes d'espace, des boîtes de répartition d'air ont été installées immédiatement en amont de la buse. La superficie de la coupe transversale relativement grande de la boîte de répartition d'air a pour but de ralentir la vitesse du fluide de refroidissement et de lui permettre de se stabiliser avant d'accélérer entre l'ouverture de sortie de la buse, afin d'améliorer la cohérence dans des applications, dans lesquelles des portions longues et droites de tuyauterie en amont de la buse sont peu pratiques. Cependant, la taille relativement importante de ces boîtes de répartition d'air rend difficile leur installation suffisamment près de la zone de meulage de manière à permettre un refroidissement optimal dans un grand nombre d'applications.

On a également découvert, d'une manière générale, que la qualité du refroidissement de la pièce à usiner peut être améliorée en faisant correspondre la vitesse du jet de refroidissement à celle de la surface de meulage de la meule. Pour réaliser cette correspondance de vitesse, et de manière à réduire au minimum la dispersion et l'air entraîné, on a généralement découvert que le jet devait atteindre la zone de meulage à moins d'environ 12 pouces (30,5 cm) de la buse.

Un besoin existe donc pour une buse à fluide de refroidissement améliorée capable de fournir des jets cohérents, et qui soit facilement ajustable de manière à fournir un flux optimal de fluide de refroidissement dans une variété d'applications de meulage et de distances à partir de la zone de meulage.

Selon un aspect de l'invention, un ensemble de buse est fourni, lequel comporte une boîte de répartition d'air, et une plaque modulaire frontale fixée, de manière amovible, du coté aval de la boîte de répartition d'air. L'ensemble comporte également au moins une buse à jet cohérent

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placée de manière à permettre le passage du fluide à travers la plaque modulaire frontale, et un conditionneur placé à l'intérieur de la boîte de répartition d'air.

Selon un autre aspect de l'invention, un ensemble de buse comporte une boîte de répartition d'air de coupe non-circulaire dans une direction transversale à celle d'une direction aval de circulation du fluide, au moins une buse à jet cohérent placée à une extrémité aval de la boîte de répartition d'air, et un conditionneur, dont les dimensions et la forme sont conçues de manière à correspondre sensiblement à la coupe de la boîte de répartition d'air, dans laquelle il est placé.

Selon encore un autre aspect, un ensemble de buse comporte une boîte de répartition d'air configurée de manière à faire passer du fluide de refroidissement dans une direction aval de circulation du fluide, et une pluralité de buses à jet cohérent placées à l'extrémité aval de la boîte de répartition d'air.

Selon encore un autre aspect, un ensemble de buse comporte une boîte de répartition d'air, une carte modulaire fixée de manière amovible du coté aval de la boîte de répartition d'air, au moins une buse à jet cohérent placée à l'intérieur de la carte de manière à permettre le passage du fluide en provenance de la boîte de répartition d'air, et un conditionneur placé à l'intérieur de la boîte de répartition d'air.

Un autre aspect de l'invention implique un procédé de délivrance d'un jet cohérent de fluide de refroidissement de meulage à une meule. Le procédé comporte la détermination d'un débit souhaité de fluide de refroidissement pour une opération de meulage, et l'obtention d'une vitesse de meulage à l'interface entre la meule et la pièce à usiner. Le procédé comporte en outre la détermination de la pression du fluide de refroidissement nécessaire pour générer une vitesse de jet de fluide de

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refroidissement qui corresponde à la vitesse de la meule, la détermination d'une surface de jet de sortie de la buse de manière à obtenir le débit désiré à la pression demandée, et la détermination d'une configuration de la buse.

Selon un autre aspect de la présente invention, un kit d'outillage de meulage comporte une molette de dressage dont les dimensions et la forme permettent d'imprimer un profil à la meule et un module de dressage dont les dimensions et la forme permettent son accouplent à une boîte de répartition d'air. Le module de dressage comporte une pluralité de buses de meulage à jet cohérent dont les dimensions et la forme permettent de fournir du fluide de refroidissement d'une boîte de répartition d'air à une zone de dressage de la meule. Le kit comporte également un module de meulage dont les dimensions et la forme permettent un couplage à une autre boîte de répartition d'air. Le module de meulage comporte une pluralité de buses de meulage à jet cohérent dont les dimensions et la forme permettent de fournir du fluide de refroidissement de l'autre boîte de répartition d'air à une zone de meulage de la meule.

Les caractéristiques et les avantages de l'invention cités ci-dessus, ainsi que d'autres seront mieux compris à la lecture de la description détaillée de différents aspects de l'invention qui va suivre, et prise conjointement aux dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est une vue latérale en élévation d'une buse à fluide de refroidissement suivant l'art antérieur appliquant une pulvérisation de fluide de refroidissement tangentiellement à une meule rotative ; la figure 2 est une vue schématique en coupe de la buse utilisée dans différents modes de réalisation de la présente invention ;

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la figure 3 est une vue schématique en perspective et en coupe d'une variante de buse utilisée dans différents modes de réalisation de la présente invention ; les figures 4A et 4B sont des vues en plan et en élévation, respectivement, d'une boîte de répartition d'air utilisée dans différents modes de réalisation de la présente invention ; les figures 5A et 5B sont des vues en plan et en élévation, respectivement, d'une plaque de buse de sortie configurée pour être utilisée avec la boîte de répartition d'air des figures 4A et 4B, pour une application particulière ; la figure 5C est une vue similaire à celle de la figure 5A, d'un autre mode de réalisation de la plaque de buse ; la figure 6 est une vue en plan d'un conditionneur de flux configuré pour être utilisé avec la boîte de répartition d'air des figures 4A et 4B ; les figures 7A et 7B sont des vues en perspective, de cotés différents, d'un autre mode de réalisation de la présente invention ; la figure 7C est une vue latérale en élévation d'un composant du mode de réalisation des figures 7A et 7B ; et la figure 8 est une représentation graphique des résultats des tests comparant un mode de réalisation de la présente invention à un dispositif témoin.

En référence aux figures des dessins joints, les modes de réalisation de la présente invention vont être décrits en détail ci-dessous.

Pour une clarté de présentation, les caractéristiques semblables représentées sur les dessins joints seront indiquées par des numéros de référence semblables et les caractéristiques similaires représentées sur d'autres modes de réalisation des dessins seront indiquées par des numéros de référence similaires.

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Les modes de réalisation de la présente invention sont munis de toute une gamme de configurations de buses modulaires de manière à appliquer des jets cohérents de fluide de refroidissement dans une direction nominalement tangentielle (par exemple, figure 1) à une meule dans un procédé de meulage, à une température, une pression, une vitesse et un débit déterminés, de manière à réduire au minimum des dommages thermiques dans la pièce en cours de meulage, et tendent à améliorer les aspects économiques du procédé au travers d'une plus grande productivité, une plus longue vie utile de la meule et à réduire les besoins de dressage. L'ouverture de la sortie de buse est déterminée de manière à assurer un flux et une vitesse optimum pour refroidir la zone de meulage. Ces modes de réalisation peuvent être de manière avantageuse utilisés dans des procédés de rectification plane ou cylindrique externe, tel que le meulage en alimentation automatique, meulage de cannelure, meulage sans centre, et des procédés de meulage plane utilisés dans différentes applications de fabrication pour l'aérospatiale, l'automobile et les outillages.

Beaucoup de ces procédés utilisent une meule profilée afin d'imprimer une forme profilée à la surface de la pièce à usiner. Les modes de réalisation de la présente invention peuvent, de plus, être avantageux dans le cas du meulage de matières thermosensibles telles que les alliages résistants au fluage communément utilisés dans la fabrication des turbines à gaz, et les aciers trempés. Les modes de réalisation de la présente invention fournissent ces jets cohérents en utilisant des géométries internes particulières de buse, des conditionneurs de flux, et en fournissant un groupe de buses modulaires de manière à correspondre nominalement au profil de meulage sur la pièce. Des aspects supplémentaires de ces modes de réalisation comportent des fourchettes particulières de débit et de pression associées aux géométries des buses. Différentes géométries

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prédéterminées de buses sont placées à l'intérieur d'une carte modulaire qui peut être engagée de manière amovible sur un système de fluide de refroidissement pour permettre une interchangeabilité pratique.

Quand il est utilisé dans la présente description, le terme"jet cohérent"signifie une pulvérisation qui augmente en épaisseur (par exemple, en diamètre) dans une proportion maximale de 4 fois sur une distance d'environ 12 pouces (30,5 cm) à partir de la sortie de buse. Le terme"axial"quand il est utilisé en liaison avec l'un des éléments décrits dans le présent document, sauf définition contraire, signifie la direction, par rapport à l'élément, qui est sensiblement parallèle à la direction aval du flux, tel que l'axe 23 de la buse 22 représentée sur la figure 2. Le terme "transversal" signifie une direction sensiblement orthogonale à la direction axiale. Le terme"coupe transversale"signifie une coupe réalisée le long d'un plan orienté sensiblement orthogonalement à la direction axiale.

La présente invention peut être utilisée nominalement sur tout type de meuleuse, sous réserve que la pression appliquée à la délivrance du fluide de refroidissement au travers des buses puisse être adaptée pour atteindre les niveaux souhaités enseignés dans le présent document. De manière avantageuse, plusieurs modes de réalisation de la présente invention peuvent résulter en économies en matière de temps de réglage nécessaire au réglage de la meuleuse, de la meule, de la pièce à usiner, de l'outil de dressage et du fluide de refroidissement pour effectuer une opération de meulage et une réduction du brûlage de la pièce à usiner, une amélioration de la qualité de la pièce, et une augmentation de la vie utile de la meule en améliorant l'efficacité de la molette de dressage.

Des avantages potentiels des différents modes de réalisation de la présente invention comportent la possibilité de situer l'ensemble de buse plus loin de la zone de meulage (c'est-à-dire, à plus de 12 pouces ou 30,5

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cm), de manière à réduire l'interférence mécanique avec la pièce à usiner et sa fixation. Certains modes de réalisation permettent d'effectuer un dressage de la meule moins souvent, ou dans une moindre mesure, que ceux utilisant des ensembles de refroidissement classiques, d'augmenter la vie utile de la meule et/ou de générer des temps d'arrêt réduits du fait des changements moins fréquents de meule. Une application améliorée du fluide de refroidissement tend à réduire les dommages thermiques sur les pièces à usiner, et/ou peut générer un rendement supérieur à celui qu'on peut atteindre en utilisant les ensembles de refroidissement classiques.

Des modes de réalisation de l'invention ont également tendance à réduire l'air entraîné dans la pulvérisation de fluide de refroidissement et à réduire la création de mousse quand des fluides de refroidissements à base d'eau sont utilisés. La dispersion relativement basse de la pulvérisation du fluide de refroidissement créée par ces modes de réalisation tend à améliorer l'action du fluide de refroidissement sur la zone de meulage grâce à une meilleure utilisation du fluide employé. Cette dispersion améliorée réduit également, de manière générale, la formation de brouillard de la pulvérisation de fluide de refroidissement. De plus, ces modes de réalisation comportent des buses modulaires qui peuvent être rapidement changées de manière à réduire les temps d'arrêt durant les changements.

En référence, maintenant, aux figures 2-8, la présente invention sera décrite plus en détails. Sur la figure 2, une buse à jet cohérent 20, donnée à titre d'exemple, utilisée dans la présente invention est représentée. La buse 20 présente une géométrie qui comporte une base cylindrique 22 ayant un axe 23 et un diamètre D. La base 22 se profile (c'est-à-dire se termine) dans une section médiane 24 présentant un rayon de 1,5 D et une longueur axiale de - D. La section médiane se termine en une extrémité distale conique 26 disposée suivant un angle de 30 degrés

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par rapport à l'axe 23, et qui présente une sortie d'un diamètre d. La buse 20 présente un rapport D/d (c'est-à-dire, un"rapport de contraction") d'au moins environ 2/1. Ces buses 20 peuvent être pourvues de diamètres de sortie de 0,040 pouces (1 mm) à 1 pouce (2,5 cm) pour la plupart des applications de meulage. Pour une pression de fluide donnée, plus le diamètre augmente plus le débit augmente proportionnellement au carré du changement de diamètre, ce qui amène un débit total relativement élevé, ce qui fait qu'une buse de forme rectangulaire 20' (décrite ci-dessous) peut être plus souhaitable dans certaines applications. Une pluralité de buses 20 peuvent être rassemblées de manière à refroidir une largeur de meulage relativement grande, comme cela sera expliqué ci-dessous.

Une autre buse à jet cohérent appropriée pour une utilisation dans le cadre de la présente invention est une buse rectangulaire 20' représentée sur la figure 3. La buse 20'présente une coupe longitudinale qui est nominalement identique à celle de la buse circulaire 20. Cependant, la buse 20'présente une géométrie en coupe transversale rectangulaire plutôt que circulaire. Ainsi, la buse 20'comporte une sortie définie par une hauteur h (qui correspond au diamètre d de la buse 20), et une largeur w.

Les buses 20'peuvent être effectivement utilisées dans des applications où la zone de meulage ou de coupe présente une largeur (c'est-à-dire, la dimension de la zone de meulage parallèle à l'axe de rotation de la meule) de 0,5 pouces (1,3 cm) ou supérieure.

En référence aux figures 4-6, un mode de réalisation particulier de la présente invention est décrit. Tel que représenté sur les figures 4A et 4B, une boîte de répartition d'air 30, qui sert de moyens formant boîte de répartition d'air, est configurée pour être accouplée à l'extrémité finale (c'est-à-dire, en aval) d'une tuyauterie classique d'alimentation en fluide de refroidissement 32 à l'entrée de la boîte 34. Une face aval 36 de la boîte

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est fermée au moyen d'une plaque de buse 38 (figures 5A, 5B, 5C) disposée en cet endroit en un contact étanche. La boîte de répartition d'air présente une surface de coupe transversale relativement grande par rapport à celle de la tuyauterie 32. Cette grande surface sert à réduire la vitesse du fluide de refroidissement qui entre par l'entrée 32, et permet au fluide de refroidissement de se stabiliser au moins partiellement avant de sortir de la boîte. La boîte 30 peut présenter une géométrie sensiblement quelconque capable de fournir cette grande surface de coupe transversale. Dans le mode de réalisation représenté, la boîte 30 est généralement rectiligne, présentant une longueur interne L, et une surface de coupe transversale définie par une hauteur H et une largeur W internes. La hauteur H et la largeur W peuvent être déterminées par rapport à la taille de la meule qui est utilisée pour une application particulière. Par exemple, la largeur W peut être environ égale à la largeur de la zone de meulage ou de coupe, la hauteur H de boîte étant suffisamment grande pour pouvoir y loger suffisamment de buses 20,20'pour correspondre au profil en cours de meulage. Ces dimensions seront expliquées de manière plus détaillée ci-dessous, par exemple en référence au mode de réalisation de la figure 7.

La longueur L est typiquement au moins égale à la plus grande dimension de W et H, et peut être encore plus grande sans réellement affecter la performance de la présente invention.

La boîte 30 comporte également un conditionneur de flux 40, qui s'étend transversalement dans celle-ci. Le conditionneur 40 sera présenté en plus amples détails ci-dessous en référence à la figure 6.

L'homme de l'art saura reconnaître que les tuyauteries 32 d'alimentation de fluide de refroidissement typiquement utilisées sur les meuleuses sont généralement choisies avec le plus petit diamètre ou la plus petite coupe possibles, en se fondant sur le débit de fluide de

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refroidissement exigé par une application particulière de meulage, et la capacité de la pompe d'alimentation en fluide de refroidissement.

Telle que représentée sur les figures 5A, 5B et 5C, la plaque de buse 38 est configurée pour être fixée de manière amovible (par exemple, avec des vis passant par les trous de boulons 41) dans la boîte 30. La plaque 38 comporte également une pluralité de buses 20,20'disposées selon un agencement prédéterminé. Cette construction permet la fourniture de différentes plaques 38 présentant des configurations de buses 20,20' distinctes, lesquelles sont facilement interchangeables (par exemple, en retirant les vis) dans une boîte de répartition d'air 30 commune, servant de moyens modulaires pour s'adapter à différentes opérations de meulage.

Par exemple, dans le mode de réalisation de la figure 5A, la plaque de buse 38 comporte quatre buses 20 accouplées proches les unes des autres. Selon une autre solution, dans une variante de ce mode de réalisation, des buses 20'rectangulaires (figure 3), au lieu de multiples buses 20 circulaires, peuvent être disposées dans la plaque 38, tel que représenté sur la figure 5C. En référence à la figure 5B, dans ces modes de réalisation ainsi que dans d'autres présentés ci-dessous, les buses 20,20' peuvent être aussi près les unes des autres que possible, sans qu'elles interfèrent entre elles. Par exemple, les buses 20 peuvent être placées de manière que les diamètres D des buses adjacentes soient tangentiels, ou même présentent des intersections tel que représenté sur la figure 7C.

Les buses 20,20'peuvent être fabriquées en utilisant un grand nombre de techniques bien connues, telles que l'usinage, la fonderie, ou le forgeage. Par exemple, les buses 20 peuvent être facilement fabriquées, de manière pratique, en utilisant un outil de fraisage ayant une forme spéciale.

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En référence maintenant à la figure 6, le conditionneur de flux 40 s'étend transversalement à l'intérieur de la boîte de répartition d'air 30 telle que représentée sur la figure 4B, en présentant une périphérie dont la taille et la forme s'emboîtent par coulissement dans la partie interne de la boîte 30 dont la coupe est sensiblement rectangulaire. Le conditionneur peut être placé sensiblement en n'importe quel endroit de la boîte 30, bien qu'en plusieurs applications, il puisse être placé de manière optimale dans la deuxième moitié aval, tel que représenté sur la figure 4B. Des dents ou des cliquets classiques, ou tout autre moyen (non représenté), peuvent être prévus sur ou dans la périphérie du conditionneur 40 pour placer le conditionneur suivant une position axiale souhaitée dans la boîte 30. Tel que représenté sur la figure 6, le conditionneur de flux comporte un ensemble de trous traversants 42 qui s'étendent uniformément sensiblement le long de toute la surface. Les trous traversants peuvent être prévus suivant une fourchette de diamètres, en fonction de l'application de meulage. Bien que sensiblement n'importe quel diamètre puisse être utilisé, une fourchette d'environ 0,064 à 0,25 pouces (0,16 à 0,64 cm) peut être utilisée dans une grande variété d'applications. Dans un mode de réalisation représentatif, un conditionneur 40 de 2 pouces x 4 pouces x 0,25 pouce (5 cm x 10 cm x 0,6 cm) est muni d'un ensemble de trous traversants 42 ayant 0,125 pouce (0,32 cm) de diamètre, espacés de 0,19 pouces (0,48 cm) (bord à bord) les uns des autres. Le conditionneur 40 sert ainsi de moyen pour conditionner le fluide entreposé à l'intérieur de la boîte de répartition d'air.

Le conditionneur de flux 40, de dimensions appropriées tel qu'expliqué dans le présent document, peut être utilisé pour conditionner le flux au travers de la boîte rectangulaire 30, en amont, soit des buses circulaires 20 soit des buses rectangulaires 20'. Les modes de réalisation

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précédents ont été présentés comme produisant un jet cohérent à plus de 12 pouces (30,5 cm) des buses 20,20'. Ces ensembles de buses sont, ainsi, capables de satisfaire aux besoins en refroidissement de plusieurs applications distinctes de meulage, tout en étant placés plus loin de l'interface meule/pièce à usiner que des ensembles similaires de l'art antérieur.

De plus, bien que la boîte 30 et le conditionneur 40 aient été présentés et décrits comme ayant des dimensions transversales rectangulaires, ils peuvent être configurés suivant d'autres formes, par exemple des géométries circulaires ou non circulaires, telles qu'ovales, pentagonales, ou toutes autres formes polygonales, dans différents modes de réalisation. En référence, maintenant, à la figure 7, d'autres modes de réalisation de la présente invention comportent une plaque frontale 38' programmable disposée sur la face aval de la boîte de répartition d'air 30.

La plaque frontale 38'programmable peut être utilisée comme alternative pour remplacer la plaque frontale 38 de manière à s'adapter à des opérations distinctes de meulage. Telle que représentée, la plaque frontale 38'comporte un ensemble uniforme de trous traversants 42 s'étendant sensiblement sur la face entière de celle-ci. La plaque 38'définit également une ouverture 44 dont les dimensions et la forme sont adaptées pour recevoir par coulissement une carte modulaire sensiblement plane 46. Telle que représentée, la carte peut être insérée dans la direction transversale dans l'évidement 44. Une fois en place, la carte 46 s'étend transversalement au niveau de l'extrémité aval de la boîte 30, en superposition avec la plaque 38'. Telle que représentée sur la figure 7C, la carte 46 comporte une ou plusieurs buses individuelles 20 (ou 20'non représentée) qui sont positionnées de manière à être alignées, axialement, avec les trous traversants 42 une fois totalement insérée et en orientation

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superposée. De cette manière, la carte 46 masque effectivement les trous 42 qui ne sont pas nécessaires pour une application particulière de meulage. Telle que représentée également, la carte 46 et la plaque 38' peuvent présenter une dent, une butée ou une structure, telle qu'assurée par la tête 50, qui, effectivement, empêche une insertion plus avant de la carte une fois que le point d'insertion totale désiré a été atteint.

De manière avantageuse, un pointeur laser ou tout autre dispositif de pointage adéquat, peut faire saillie de la plaque 38'vers le profil de la meule pour identifier quels trous 42 doivent être sélectionnés pour une opération de meulage donnée. Une carte 46 peut alors être usinée avec les trous correspondant aux buses 20,20'. De cette manière, une carte dédiée peut être fournie pour chaque profil en cours de meulage. De manière avantageuse, la configuration de la buse à fluide de refroidissement peut être ajustée pour différentes opérations de meulage distinctes en remplaçant simplement les cartes 46 à l'intérieur de la plaque 38' (par exemple, sans qu'il soit besoin de changer les autres composants du système de refroidissement tels que la boîte de répartition d'air 30 ou les tuyauteries, etc. ). Cet aspect de l'invention facilite ainsi le montage rapide des buses de fluide de refroidissement pour chaque opération de meulage, qui peut être indéfiniment répété, ce qui est plus particulièrement souhaitable pour des petits lots de production.

Dans une variante de ce mode de réalisation, la plaque frontale 38' peut être fabriquée avec une partie frontale 48 ouverte telle que représentée en pointillés sur la figure 7A. Cette partie ouverte peut ainsi éliminer certains ou tous les trous 42, tout en continuant à supporter et à retenir la carte 46 en position d'engagement superposé, tel que décrit cidessus. La partie frontale ouverte permet que des buses 20,20', de dimensions et types distincts soient positionnées à l'intérieur d'une carte 46

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particulière, afin de donner, de manière avantageuse, une plus grande flexibilité dans le motif et la concentration de la pulvérisation par jets. Par exemple, des buses de dimensions et de forme distinctes (par exemple, des buses à la fois circulaires et rectangulaires), peuvent être utilisées et peuvent être disposées en des emplacements, sur la carte 46, autres que ceux définis par l'ensemble des trous 42. L'homme de l'art saura reconnaître que la dimension de la partie ouverte 48 peut être déterminée en fonction des dimensions (y compris l'épaisseur) de la carte 46, de manière que la carte 46 soit capable de supporter la force générée par la pression du fluide à l'intérieur de la boîte.

Ainsi, tel que décrit ici, les plaques 38 et 38'servent de moyens d'installation amovibles pour une pluralité de buses à jet cohérent sur un côté aval de ladite boîte de répartition d'air. De plus, bien que la plaque 38' ait été décrite comme présentant 42 trous, et les cartes 46 comme présentant les buses 20,20', l'homme de l'art saura reconnaître que les trous et les buses peuvent être inversés sans qu'on s'éloigne de l'esprit et de l'étendue de la présente invention. Par exemple, la plaque 38'peut être pourvue d'un ensemble de buses, tandis que la carte est pourvue d'un motif souhaité de trous. Durant l'utilisation, à l'insertion, la carte peut effectivement fermer quelques unes des buses, et n'ouvrir seulement que celles qui doivent générer un motif de pulvérisation par jet.

Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, les buses 20,20', associées à une seule boîte de répartition d'air 30, peuvent être disposées de manière à former un profil. Ces buses peuvent être de la même taille (par exemple diamètre), ou peuvent présenter des tailles différentes. (Dans les modes de réalisation de la figure 7A, l'homme de l'art saura reconnaître que, sauf en cas d'utilisation d'une ouverture 48, la taille maximale des buses 20,20'sera limitée par la taille des trous 42). De manière

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avantageuse, l'utilisation de différentes tailles de buses dans la même boîte de répartition d'air 30 permet que des surfaces de zones de meulage de plus haute énergie (par exemple : les épaulements et les coupes minces) soient plus refroidies que des surfaces de basse énergie (par exemple : les surfaces plates/parallèles à l'axe de la meule).

Tels que mentionnés ici, les modes de réalisation de la présente invention peuvent être utilisés pour sensiblement tout type d'application de meulage, tel que meulage par alimentation automatique, plane, en cannelures, ou cylindrique. Dans les cas de meulage interne et de meulage plane, si on le souhaite, le jet peut être dirigé vers la zone de meulage suivant un certain angle par rapport à la surface en cours de meulage.

De plus, bien que les ensembles de buses de la présente invention aient été représentés et décrits pour le refroidissement d'une zone de meulage lors d'une opération de meulage, l'homme de l'art saura reconnaître que ces modes de réalisation de l'invention peuvent être utilisés de la même manière pour fournir du fluide de refroidissement dans une zone de dressage d'une opération classique de dressage, sans pour cela qu'on s'éloigne de l'esprit et de l'étendue de la présente invention. La "zone de dressage"se réfère à l'interface entre la meule et un outil de dressage classique utilisé dans les opérations classiques de dressage à la meule.

Dans une brève description, le dressage signifie généralement que l'on applique un profil désiré à une meule en engageant la face de meulage de la meule sur un plongeur ou un outil de dressage diamanté, ou sur un outil diamanté rotatif. Puisque la zone de dressage est distincte de la zone de meulage (par exemple, typiquement du coté de la meule opposé à celui de la zone de meulage) une buse (ou des buses) séparée (s) est (sont) utilisée (s). Quand des profils de meules profonds et compliqués doivent

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être réalisés au moyen d'une telle opération de dressage/d'affûtage, il est courant d'utiliser une buse droite à fluide de refroidissement se rapprochant du profil réel désiré. De manière désavantageuse, ceci peut entraîner une application insuffisante du fluide de refroidissement dans certaines parties de la zone de dressage, et peut générer une usure excessive de l'outil de dressage/d'affûtage, spécialement dans le cas où la meule contient des abrasifs de céramique d'oxyde d'aluminium sol-gel frittés. Les différents modes de réalisation de la présente invention, cependant, peuvent être utilisés, comme décrit ici, pour fournir un ensemble de buses qui correspond au profil souhaité (par exemple en utilisant un ensemble de buses 20,20'dans une plaque 38 ou dans une carte 46) dans la zone de dressage, mais qui est dimensionné pour fournir un plus faible débit qui conviendra aux opérations de dressage. (Pour simplifier, le terme"module" peut être utilisé ici pour désigner soit la plaque 38 soit la carte 46). Par exemple, une boîte de répartition d'air 30 (par exemple avec une plaque 38') peut être fournie pour les deux zones de meulage et de dressage. Un kit peut être prévu, qui comporte un premier module (par exemple une carte 46), présentant un profil de buses ou de trous préalablement configurés afin d'appliquer un profil souhaité de débit dans la zone de meulage ; un autre module (par exemple la carte 46), présentant un profil de buses ou de trous préalablement configurés afin d'appliquer un profil souhaité de débit dans la zone de dressage ; et, éventuellement, une molette de dressage configurée pour réaliser un certain profil désiré (lequel correspond au profil des cartes) dans la meule. L'utilisation des modules permet le réglage de la configuration des buses à fluide de refroidissement, à la fois dans la zone de meulage et dans la zone de dressage, pour les différentes opérations distinctes de meulage en installant simplement les modules, par exemple, en installant des cartes 46 ou des plaques 38 dans leurs boîtes de

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répartition d'air respectives, et éventuellement, en installant la molette de dressage.

Bien que la description précédente décrive des ensembles de buses associés à une seule boîte de répartition d'air, il est reconnu qu'une seule boîte de répartition d'air peut être cloisonnée, ou, d'une autre manière, divisée en deux ou plusieurs sous-boîtes sans qu'on s'éloigne de l'esprit ou de l'étendue de l'invention. Par exemple, une boîte de répartition d'air peut être divisée en deux parties parallèles, placées côte-à-côte, qui peuvent être ouvertes ou fermées, de manière sélective, en fonction de la configuration des buses dans une carte 46 ou une plaque 38 qui y est accouplée.

Après avoir décrit plusieurs modes de réalisation de l'invention, vient à suivre la description du réglage et de l'opération. Ce procédé est décrit en référence au Tableau 1 ci-dessous.

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Tableau 1

<tb>
<tb> 100 <SEP> Déterminer <SEP> le <SEP> débit <SEP> de <SEP> refroidissement <SEP> souhaité
<tb> 102 <SEP> en <SEP> utilisant <SEP> la <SEP> largeur <SEP> de <SEP> la <SEP> zone <SEP> de <SEP> meulage, <SEP> ou
<tb> 104 <SEP> en <SEP> utilisant <SEP> la <SEP> puissance <SEP> consommée <SEP> durant <SEP> le <SEP> meulage
<tb> 106 <SEP> Déterminer <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> la <SEP> meule <SEP> dans <SEP> la <SEP> zone <SEP> de <SEP> meulage <SEP> (par
<tb> exemple <SEP> empiriquement)
<tb> Déterminer <SEP> la <SEP> pression <SEP> demandée <SEP> pour <SEP> obtenir <SEP> une <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> jet
<tb> 108 <SEP> de <SEP> fluide <SEP> de <SEP> refroidissement <SEP> qui <SEP> correspond <SEP> à <SEP> peu <SEP> près <SEP> à <SEP> la <SEP> vitesse
<tb> de <SEP> la <SEP> meule
<tb> 110 <SEP> Déterminer <SEP> la <SEP> superficie <SEP> totale <SEP> des <SEP> sorties <SEP> de <SEP> buses <SEP> de <SEP> manière <SEP> à
<tb> obtenir <SEP> un <SEP> débit <SEP> désiré <SEP> sous <SEP> une <SEP> pression <SEP> déterminée
<tb> 112
<tb> 112 <SEP> Déterminer <SEP> la <SEP> configuration <SEP> de <SEP> la <SEP> buse <SEP> (des <SEP> buses)
<tb> 114 <SEP> Quantité <SEP> et <SEP> pas <SEP> des <SEP> buses <SEP> cylindriques
<tb> 116 <SEP> Buses <SEP> rectangulaires
<tb>

Le débit du fluide de refroidissement appliqué à une zone de meulage peut être déterminé 100 soit en utilisant 102 la largeur de la zone de meulage soit en utilisant 104 la puissance consommée par le procédé de meulage. Par exemple, 25 GPM par pouce (4 litres par minute par mm) de largeur de contact de meulage est généralement suffisant dans de nombreux cas d'applications de meulage. Selon une autre solution, un modèle basé sur la puissance de 1,5 à 2 GPM par cheval vapeur de la broche (8-10 litres par min. par kW) peut être plus précis dans de nombreuses applications, puisqu'il correspond à la rigueur de l'opération de meulage.

Comme expliqué ci-dessus, le jet de fluide de refroidissement peut être réglé de manière optimale afin d'atteindre la zone de meulage à une vitesse proche de celle de la surface de meulage de la meule. Cette vitesse de la meule peut être déterminée 106 empiriquement, c'est-à-dire, au

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travers d'une mesure directe ou par simple calcul en utilisant la vitesse de rotation de la meule et le diamètre de la meule.

La pression exigée pour créer le jet à une vitesse connue peut être déterminée 108 en utilisant une approximation de l'équation de Bernoulli représentée comme étant l'Equation n 1 :
Equation 1 :

ou où SG = Masse volumique du fluide de refroidissement, et v, = vitesse du fluide de refroidissement en mètre/seconde ou surface en pied/minute (c'est-à-dire, la vitesse de la meule déterminée en 106).

En utilisant le tableau 2 ci-dessous, la surface totale des sorties de buse (s) peut être déterminée 110 en utilisant le débit et la pression déterminés en 100 et 108. Tel que présenté, le tableau 2 est un exemple (en versions française et métrique) de tableau optimisé qui lie la pression et la vitesse du jet de fluide de refroidissement, à la taille de l'ouverture de sortie en se basant aussi bien sur le diamètre de sortie d d'une simple buse 20 cylindrique que sur la surface de sortie combinée d'une buse 20' rectangulaire ou d'un ensemble de buses.

Tableau 2 (français)

<tb>
<tb> Pression <SEP> de <SEP> la <SEP> buse <SEP> à <SEP> Débit <SEP> (GPM) <SEP> pour <SEP> la <SEP> liste <SEP> des <SEP> diamètres <SEP> d <SEP> des <SEP> extrémités <SEP> de
<tb> fluide <SEP> sortie
<tb> Vitesse <SEP> de <SEP> refroidissement <SEP> (psi) <SEP> (pouce) <SEP> ou <SEP> superficie <SEP> équivalente <SEP> (pouce <SEP> 2)
<tb> du <SEP> jet <SEP> Huile <SEP> 0,01 <SEP> 0,02 <SEP> 0,04 <SEP> 0,07
<tb> (fpm) <SEP> Eau <SEP> 0,003 <SEP> 0,11 <SEP> 0,15 <SEP> 0,196 <SEP> Superficie
<tb> minerale <SEP> 2 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 7
<tb> SG <SEP> =1, <SEP> 0 <SEP> SG=0,87 <SEP> 1/16 <SEP> 1/8 <SEP> 3/16 <SEP> 1/4 <SEP> 5/26 <SEP> 3/8 <SEP> 7/16 <SEP> 1/2 <SEP> diamètre
<tb> 4000 <SEP> 30 <SEP> 26 <SEP> 0,62 <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 22 <SEP> 30 <SEP> 39
<tb> 5000 <SEP> 47 <SEP> 41 <SEP> 0,73 <SEP> 7 <SEP> 12 <SEP> 19 <SEP> 28 <SEP> 37 <SEP> 47
<tb> 6000 <SEP> 67 <SEP> 58 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 4 <SEP> 8 <SEP> 15 <SEP> 23 <SEP> 3345 <SEP> 58
<tb>

<Desc/Clms Page number 22>

<tb>
<tb> 7000 <SEP> 91801, <SEP> 0 <SEP> 410172739 <SEP> 52 <SEP> 66
<tb> 8000 <SEP> 119 <SEP> 104 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 11 <SEP> 19 <SEP> 30 <SEP> 44 <SEP> 59 <SEP> 78
<tb> 9000 <SEP> 151 <SEP> 132 <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 12 <SEP> 21 <SEP> 34 <SEP> 50 <SEP> 67 <SEP> 85
<tb> 10000 <SEP> 187 <SEP> 163 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 14 <SEP> 24 <SEP> 38 <SEP> 55 <SEP> 74 <SEP> 97
<tb> 11000 <SEP> 226 <SEP> 196 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 15 <SEP> 26 <SEP> 42 <SEP> 61 <SEP> 81 <SEP> 104
<tb> 12000 <SEP> 269 <SEP> 234 <SEP> 1,8 <SEP> 7 <SEP> 16 <SEP> 29 <SEP> 45 <SEP> 65 <SEP> 89 <SEP> 116
<tb> 13000 <SEP> 315 <SEP> 274 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP> 8 <SEP> 18 <SEP> 31 <SEP> 49 <SEP> 72 <SEP> 96 <SEP> 123
<tb> 14000 <SEP> 366 <SEP> 318 <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> 8 <SEP> 19 <SEP> 34 <SEP> 53 <SEP> 76 <SEP> 104 <SEP> 136
<tb> 15000 <SEP> 420 <SEP> 365 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP> 9 <SEP> 21 <SEP> 36 <SEP> 57 <SEP> 82 <SEP> 111 <SEP> 142
<tb> 16000 <SEP> 478 <SEP> 416 <SEP> 2, <SEP> 4 <SEP> 10 <SEP> 22 <SEP> 39 <SEP> 61 <SEP> 87 <SEP> 119 <SEP> 155
<tb> 17000 <SEP> 539 <SEP> 469 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 23 <SEP> 40 <SEP> 65 <SEP> 94 <SEP> 126 <SEP> 161
<tb> 18000 <SEP> 605 <SEP> 526 <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP> 11 <SEP> 25 <SEP> 44 <SEP> 68 <SEP> 98 <SEP> 134 <SEP> 174
<tb> 19000 <SEP> 674 <SEP> 586 <SEP> 2,8 <SEP> 11 <SEP> 26 <SEP> 45 <SEP> 72 <SEP> 105 <SEP> 141 <SEP> 180
<tb> 20000 <SEP> 747 <SEP> 650 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 12 <SEP> 27 <SEP> 48 <SEP> 76 <SEP> 109 <SEP> 148 <SEP> 194
<tb>
Tableau 2 (métrique)

<tb>
<tb> Pression <SEP> de <SEP> la <SEP> buse <SEP> à <SEP> Débit <SEP> (I/min) <SEP> pour <SEP> la <SEP> liste <SEP> des <SEP> diamètres <SEP> d <SEP> des <SEP> extrémités <SEP> de
<tb> fluide <SEP> sortie
<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> de <SEP> refroidissement <SEP> (bar) <SEP> (mm) <SEP> ou <SEP> superficie <SEP> équivalente <SEP> (mm <SEP> 2)
<tb> (jet <SEP> (m/s) <SEP> Huile
<tb> Eau <SEP> 0,79 <SEP> 3,1 <SEP> 7,1 <SEP> 12,6 <SEP> 28 <SEP> 50 <SEP> 79 <SEP> 113 <SEP> Superficie
<tb> minérale
<tb> SG <SEP> = <SEP> 1,0 <SEP> SG=0,87 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> 10 <SEP> 12 <SEP> diamètre
<tb> 20 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 3,5 <SEP> 8,1 <SEP> 15 <SEP> 33 <SEP> 57 <SEP> 90 <SEP> 129
<tb> 30 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP> 12 <SEP> 22 <SEP> 49 <SEP> 86 <SEP> 134 <SEP> 193
<tb> 40 <SEP> 8 <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 7, <SEP> 1 <SEP> 16 <SEP> 29 <SEP> 64 <SEP> 115 <SEP> 179 <SEP> 258
<tb> 50 <SEP> 13 <SEP> 11 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 20 <SEP> 36 <SEP> 80 <SEP> 144 <SEP> 224 <SEP> 322
<tb> 60 <SEP> 18 <SEP> 16 <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> 11 <SEP> 24 <SEP> 43 <SEP> 97 <SEP> 172 <SEP> 268 <SEP> 386
<tb> 80 <SEP> 32 <SEP> 28 <SEP> 2, <SEP> 4 <SEP> 14 <SEP> 32 <SEP> 57 <SEP> 129 <SEP> 229 <SEP> 358 <SEP> 516
<tb> 100 <SEP> 50 <SEP> 44 <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP> 18 <SEP> 40 <SEP> 72 <SEP> 162 <SEP> 287 <SEP> 448 <SEP> 645
<tb> 120 <SEP> 72 <SEP> 63 <SEP> 3 <SEP> 21 <SEP> 49 <SEP> 86 <SEP> 193 <SEP> 344 <SEP> 537 <SEP> 774
<tb> 140 <SEP> 98 <SEP> 85 <SEP> 3,8 <SEP> 25 <SEP> 56 <SEP> 100 <SEP> 226 <SEP> 401 <SEP> 627 <SEP> 903
<tb> 160 <SEP> 128 <SEP> 111 <SEP> 4,5 <SEP> 28 <SEP> 64 <SEP> 115 <SEP> 259 <SEP> 458 <SEP> 716 <SEP> 1031
<tb> 180 <SEP> 162 <SEP> 141 <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP> 33 <SEP> 73 <SEP> 129 <SEP> 290 <SEP> 516 <SEP> 805 <SEP> 1160
<tb> 200 <SEP> 200 <SEP> 174 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> 35 <SEP> 81 <SEP> 144 <SEP> 323 <SEP> 573 <SEP> 895 <SEP> 1289
<tb>

Lorsqu'on connaît la superficie totale des sorties de buses, la configuration des buses peut être déterminée 112. Par exemple, une simple buse circulaire 20 ou une buse rectangulaire 20'peuvent être utilisées 116, ou un ensemble/une matrice de buses 20 peut être utilisé 114.

Dans le cas où une matrice de buses 20 est utilisée, le débit de fluide de refroidissement provenant d'une telle matrice peut être décrit comme étant une fonction du diamètre de sortie d et du pas linéaire des

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buses. (Tel qu'il est utilisé ici, le terme "pas linéaire" signifie la distance entre les axes centraux de buses 20 adjacentes). Pour effectuer les calculs suivants, on suppose que les buses 20 sont serrées les unes contre les autres, c'est-à-dire que les buses 20 adjacentes sont disposées de telle manière qu'une distance inférieure à - 0 sépare leurs diamètres externes D, tel que représenté sur la figure 5B. Éventuellement, les diamètres D peuvent être avoir des intersections, tel que représenté sur la figure 7C.

Les débits pour une matrice de Y buses présentant un diamètre externe D2, (et ainsi un pas de D2) et un diamètre de sortie d, peuvent être déterminés en utilisant l'Equation 2. (Dans de nombreuses applications, un jet cohérent raisonnable est formé en utilisant une valeur de d qui est inférieure ou égale à environ 1/2 D). Par exemple, lors d'une opération de meulage dans laquelle la meule présente une vitesse superficielle dans la zone de meulage (vs) de 30 m/s, et lorsqu'une pression de 4,5 bar est utilisée, les débits pour une pluralité de buses ayant un diamètre externe D de 6 mm, (et ainsi un pas de 6 mm) et un d de 3 mm, peuvent être déterminés de la manière suivante :
Equation 2 :

= 1,9 litres par mm de largeur où Cd = coefficient d'alimentation de la buse, qui est environ 0,9 pour les buses 20,20'. décrites dans le présent document.

Par conséquent, le débit spécifique Q', = 1,9 litres par mm à 30 m/s, quel que soit le nombre de buses.

Les résultats de débit spécifiques, si l'on utilise l'Equation 2, pour quatre pas de buses dédiées (c'est-à-dire, diamètres D) sont représentés

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dans le Tableau 3 ci-dessous, pour les différentes vitesses de jet de fluide de refroidissement.

Tableau 3

<tb>
<tb> Pas <SEP> 20 <SEP> m/s <SEP> 30 <SEP> m/s <SEP> 40 <SEP> m/s <SEP> 50 <SEP> m/s <SEP> 60 <SEP> m/s
<tb> (et <SEP> D) <SEP> (mm)
<tb> Q't= <SEP> Q'f= <SEP> Q'f= <SEP> Q'f= <SEP> Q'f=
<tb> 6 <SEP> 1,3 <SEP> 1,9 <SEP> 2,5 <SEP> 3,2 <SEP> 3,8
<tb> 10 <SEP> 2,1 <SEP> 3,2 <SEP> 4,2 <SEP> 5,3 <SEP> 6,4
<tb> 12 <SEP> 2,6 <SEP> 3,8 <SEP> 5,1 <SEP> 6,4 <SEP> 7,6
<tb> 15 <SEP> 3,2 <SEP> 4,8 <SEP> 6,4 <SEP> 8,0 <SEP> 9,5
<tb>

Quand la pompe installée sur la meuleuse est incapable de fournir une pression pour faire correspondre la vitesse du jet à celle de la meule, les ouvertures des buses peuvent être d'une dimension telle (par exemple en utilisant le Tableau 1) qu'elles supportent le débit demandé en basse pression.

Les exemples illustratifs à suivre prétendent démontrer certains aspects de la présente invention. Il faut comprendre que ces exemples ne constituent pas une limite.

Exemple 1 (Témoin)
Des composants de turbines à gaz ont été meulés en deux endroits (Découpe A et Découpe B), en utilisant une meuleuse classique équipée d'une buse à fluide de refroidissement BLOHM# de 100 mm de large et ayant une sortie effilée de hauteur h qui varie de 0,75 mm à 1,5 mm, alimentée par une tuyauterie verticale classique de 25 mm BLOHM# munie d'un coude en amont de la buse. La pompe à fluide de refroidissement avait été réglée à un débit de 400 litres/min à 8 bar. Les conditions de meulage supplémentaires étaient les suivantes :
Découpe A - Largeur de meulage de 17 mm

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Vitesse de la table de 800 mm/min ;
Profondeur de la découpe de 0,5 mm ;
Vitesse de la meule v de 30 m/s ;
Taux d'enlèvement de métal de 113 mm2/s ;
La buse BLOHMO avait une superficie de sortie de 26 mm2 correspondant exactement à la largeur de la zone de meulage (Une largeur supplémentaire de la buse BLOHMO aurait généré une perte de flux)
Découpe B - Largeur de meulage de 5 mm - Vitesse de la table de 1000 mm/min ; - Profondeur de la découpe de 0,5 mm ; - Vitesse de la meule v de 30 mis ; - Taux d'enlèvement de métal de 42 mm2/s ; et - La buse BLOHMO avait une superficie de sortie de 4 mm2 correspondant exactement à la largeur de la zone de meulage (Une largeur supplémentaire de la buse BLOHMO aurait généré une perte de flux).

Exemple 2
Dans des conditions sensiblement identiques à celles de l'exemple 1, à l'exception des buses BLOHM (ID qui furent remplacées par deux buses 20 à jet cohérent placées à l'extrémité d'un tuyau d'alimentation en fluide de refroidissement relativement long (supérieur à 12 pouces ou 30,5 cm) et droit et d'un diamètre d'un pouce. Les buses 20 étaient dirigées vers la zone de meulage à partir d'une position plus éloignée de la zone de meulage que celle des buses BLOHM#. Le débit sélectionné pour la découpe A avait été déterminé, en utilisant les Tableaux ci-dessus, et en se basant sur une correspondance de la vitesse de la meule, sous 5 bar de

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pression, à environ 136 litres/minute. Le débit sélectionné pour la découpe B fut de la même manière déterminé pour se situer à environ 49 litres/minutes. En se basant sur le débit, la buse 20 choisie pour la découpe avait un diamètre d de 10 mm, pour une superficie de sortie de 79 mm2. La buse 20 choisie pour la découpe B avait un diamètre de 6 mm, pour une superficie de sortie de 28 mm2.

La meule de cet exemple 2 demanda environ 50 pour cent en moins de dressage que la meule de l'exemple 1, avec une augmentation correspondante de la vie utile de la meule, un temps de cycle réduit, et une perte minimale du fluide de refroidissement.

Exemple 3
Un ensemble de buses avait été fabriqué comme sensiblement représenté et décrit ci-dessus en référence aux figures 4A-6, avec une boîte de répartition d'air 30 d'une largeur de W = 4,0 pouces (10 cm), une longueur de 4 pouces (10 cm), et une hauteur H = 2 pouces (5 cm), avec les angles arrondis par un rayon R de 0,5 pouce (1,27 cm). La plaque 38 avait été fixée sur la face aval 36 de la boîte 30, et comportait quatre buses 20 présentant chacune un diamètre D d'entrée de 10 mm, et un diamètre d de sortie de 3 mm. Les buses 20 furent placées au centre de la plaque 38 tel que représenté sur la figure 5. La boîte 30 fut munie d'une ouverture de sortie 34 d'un pouce (2,5 cm), qui était couplée à un tuyau d'alimentation en fluide de refroidissement d'un diamètre de un pouce (2,5 cm). Le fluide de refroidissement était fourni dans la boîte à 65 psi. La dispersion de la pulvérisation émise par les buses 20 fut déterminée par la mesure de la hauteur de la pulvérisation à des distances différentes de la plaque 38.

Exemple 4
L'ensemble de l'Exemple 3 était muni d'un conditionneur 40 présentant un ensemble de trous 42 de 0,125 pouce (0,32 cm) de diamètre,

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et un espacement de centre à centre de 0,19 pouce (0,48 cm) sensiblement comme représenté. Le conditionneur fut placé à environ 1,5 pouces (3,8 cm) en amont de la face aval 36 de la boîte 30. La dispersion du fluide de refroidissement fut mesurée de la même manière que celle décrite dans l'exemple 3.

Tel que représenté sur la figure 8, les résultats des tests de dispersion indiquent que le conditionneur rectangulaire de l'Exemple 4 réduit de manière cohérente la dispersion dans une fourchette de 1 à 6 pouces (2,5 cm à 15,2 cm) à partir de la sortie de la buse, et réduit la dispersion d'environ 30 pour cent à une distance de 6 pouces (15,2 cm) de la sortie de la buse.

Bien que les différents modes de réalisation représentés et décrits ici concernent les buses circulaires ou rectangulaires 20,20', l'homme de l'art saura reconnaître que n'importe quelle buse d'une géométrie sensiblement transversale peut être utilisée, en utilisant les approximations adéquates des divers paramètres dimensionnels inclus ici, de manière qu'elles produisent des jets cohérents tels que définis ici, sans qu'on s'éloigne de l'esprit et de l'étendue de la présente invention.

De plus, l'homme de l'art saura reconnaître que tout moyen adéquat peut être utilisé pour remplacer les modules (c'est-à-dire, les plaques et les cartes) de la présente invention. Par exemple, les modules peuvent être remplacés manuellement, ou selon une autre solution, peuvent être remplacés automatiquement, tel que par une version modifiée d'un manipulateur classique communément utilisé pour des changements automatiques de meules entre des traitements successifs d'une pièce à usiner sur une meuleuse.

Dans la description précédente, l'invention a été décrite en référence aux modes de réalisation spécifiquement représentés en exemple ici. Il est évident que différentes modifications et différents

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changements peuvent être apportés sans qu'on s'éloigne de l'esprit et de l'étendue de la présente l'invention telle qu'elle est définie dans les revendications ci-dessous. La description et les dessins doivent être considérés comme étant simplement illustratifs plus qu'ayant un sens restrictif.

Ayant donc décrit l'invention, les revendications sont les suivantes :

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Ensemble de buses comportant : une boîte de répartition d'air ; une plaque frontale modulaire fixée, de manière amovible, sur un coté aval de ladite boîte de répartition d'air ; au moins une buse à jet cohérent placée pour permettre le passage du fluide au travers de ladite plaque frontale modulaire ; et un conditionneur placé à l'intérieur de ladite boîte de répartition d'air.

2. Ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel au moins une buse à jet cohérent comprend : une partie d'extrémité proximale cylindrique comportant un axe aval et un diamètre D ; ladite partie d'extrémité proximale se terminant en une partie médiane comportant un rayon de courbure d'environ 1,5 D ;

ladite partie médiane présentant une dimension axiale d'environ D ; ladite partie médiane se terminant en une partie d'extrémité en forme d'enveloppe conique présentant une surface placée suivant un angle d'environ 30 degrés par rapport à l'axe ; ladite partie d'extrémité conique se terminant par une ouverture de diamètre d ; et dans lequel le rapport de D/d est d'environ 2/1.

3. Ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel au moins une buse à jet cohérent est placée à l'intérieur de ladite plaque frontale.

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4. Ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel au moins une buse à jet cohérent est placée à l'intérieur d'une carte, ellemême, qui peut être montée d'une manière superposée avec ladite plaque frontale.

5. Ensemble de buse selon la revendication 4, comprenant une pluralité de buses à jet cohérent.

6. Ensemble de buse selon la revendication 5, dans lequel : ladite plaque frontale comprend au moins une ouverture pouvant être placée en alignement axial avec lesdites buses à jet cohérent.

7. Ensemble de buse selon la revendication 6, dans lequel ladite ouverture comporte une pluralité de trous, chaque trou pouvant être placé en alignement axial avec lesdites buses à jet cohérent.

8. Ensemble de buse selon la revendication 6, dans lequel une pluralité de buses à jet cohérent est configurée afin de faire passer simultanément du fluide au travers de ladite ouverture.

9. Ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel ledit conditionneur s'étend transversalement par rapport à une direction aval du débit du fluide au travers de la boîte de répartition d'air.

10. Ensemble de buse selon la revendication 9, dans lequel ledit conditionneur présente une coupe transversale sensiblement polygonale.

11. Ensemble de buse selon la revendication 10, dans lequel ledit conditionneur présente une coupe transversale sensiblement rectangulaire.

12. Ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel ladite buse à jet cohérent est configurée pour générer une pulvérisation qui augmente dans sa dimension transversale au maximum d'environ 4 fois sur une distance d'environ 30,5 cm de la buse.

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13. Ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel au moins une buse à jet cohérent comprend au moins une buse à jet rectangulaire.

14. Ensemble de buse comportant : une boîte de répartition d'air de coupe non circulaire dans une direction transversale à celle du flux du fluide ; au moins une buse à jet cohérent placée à une extrémité aval de ladite boîte de répartition d'air, et un conditionneur de dimension et de forme appropriées pour correspondre sensiblement à ladite coupe, étant placé dans ladite boîte de répartition d'air.

15. Ensemble de buse selon la revendication 14, dans lequel au moins une buse à jet cohérent comprend un ensemble de buses à jet cohérent.

16. Ensemble de buse comprenant : une boîte de répartition d'air configurée pour permettre le passage d'un fluide de refroidissement suivant un flux vers l'aval la traversant ; et une pluralité de buses à jet cohérent placées à une extrémité aval de ladite boîte de répartition d'air.

17. Ensemble de buse selon la revendication 16, comprenant en outre un conditionneur placé dans ladite boîte de répartition d'air.

18. Ensemble de buse comprenant : une boîte de répartition d'air configurée pour permettre le passage d'un fluide de refroidissement suivant un flux aval la traversant ; et au moins une buse rectangulaire à jet cohérent disposée à l'extrémité aval de ladite boîte de répartition d'air.

19. Ensemble de buse selon la revendication 18, comprenant en outre un conditionneur placé à l'intérieur de ladite boîte de répartition d'air.

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20. Ensemble de buse comprenant : une boîte de répartition d'air ; une carte modulaire fixée, de manière amovible, sur une extrémité aval de ladite boîte de répartition d'air ; au moins une buse à jet cohérent placée à l'intérieur de ladite carte afin de permettre le passage du fluide au travers de ladite boîte de répartition d'air ; et un conditionneur placé à l'intérieur de ladite boîte de répartition d'air.

21. Ensemble de buse comprenant : des moyens formant la boîte de répartition d'air ; des moyens pour accoupler, de manière amovible, au moins une buse à jet cohérent sur un côté aval des moyens formant ladite boîte de répartition d'air ; et des moyens pour conditionner le fluide placé à l'intérieur de ladite boîte de répartition d'air.

22. Procédé de délivrance d'un jet cohérent de fluide de refroidissement de meulage sur une meule, ledit procédé comprenant : la détermination d'un débit de fluide de refroidissement souhaité pour une opération de meulage ; l'obtention d'une vitesse de meule à l'interface d'une meule et d'une pièce à usiner ; la détermination d'une pression de fluide de refroidissement nécessaire pour générer une vitesse de jet de refroidissement qui correspond à la vitesse de la meule ; la détermination d'une superficie de sortie de la buse capable de maintenir le débit à la pression voulue ; et la détermination d'une configuration d'une buse.

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23. Procédé selon la revendication 22, dans lequel ladite détermination d'un débit souhaité comprend l'utilisation de la largeur de la zone de meulage.

24. Procédé selon la revendication 22, dans lequel ladite détermination d'un débit souhaité comprend l'utilisation de la consommation de puissance au cours de l'opération de meulage.

25. Procédé selon la revendication 22, dans lequel ladite détermination de la configuration d'une buse comprend la détermination d'un nombre et d'un pas de buses.

26. Procédé selon la revendication 22, dans lequel ladite détermination de la configuration d'une buse comprend la détermination de l'utilisation d'une buse présentant une coupe transversale asymétrique.

27. Procédé selon la revendication 22, dans lequel ladite détermination de la configuration d'une buse comprend la détermination de l'utilisation d'une buse présentant une coupe transversale rectangulaire.

28. Kit d'outillage de meulage comprenant : une molette de dressage dont les dimensions et la forme impriment un profil à une meule ; un module de dressage dont les dimensions et la forme permettent un accouplement à une boîte de répartition d'air ; ledit module de dressage comportant une pluralité de buses à jet cohérent ; lesdites buses de dressage dont les dimensions et la forme permettent la fourniture d'un fluide de refroidissement entre la boîte de répartition d'air et une zone de dressage de la meule ; un module de meulage dont les dimensions et la forme permettent un accouplement à une autre boîte de répartition d'air ;

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ledit module de meulage comportant une pluralité de buses de meulage à jet cohérent ; et lesdites buses de meulage dont les dimensions et la forme permettent de fournir le fluide de refroidissement entre l'autre boîte de répartition d'air et une zone de meulage de la meule.