FR3043348A1 - Bague d'expansion comprenant au moins deux portions cylindriques avec des proprietes mecaniques differentes, procede de fabrication d'une telle bague d'expansion et procede d'expansion a froid utilisant ladite bague d'expansion - Google Patents
Bague d'expansion comprenant au moins deux portions cylindriques avec des proprietes mecaniques differentes, procede de fabrication d'une telle bague d'expansion et procede d'expansion a froid utilisant ladite bague d'expansion Download PDFInfo
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Abstract
L'invention a pour objet une bague d'expansion pour réaliser une expansion à froid qui se caractérise en ce qu'elle comprend aux moins deux portions cylindriques (50a-50d) avec des propriétés mécaniques différentes, déterminées en fonction du taux d'expansion souhaité pour la pièce (32a-32d) de l'empilage (30) correspondante. Ainsi, il est possible d'obtenir un taux d'expansion qui varie d'une pièce à l'autre d'un empilage (30). L'invention a également pour objet un procédé d'expansion à froid qui utilise ladite bague d'expansion, un procédé de fabrication d'une bague d'expansion et un outillage pour traiter thermiquement une bague d'expansion.
Description
BAGUE D'EXPANSION COMPRENANT AU MOINS DEUX PORTIONS CYLINDRIQUES AVEC DES PROPRIETES MECANIQUES DIFFERENTES, PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE BAGUE D'EXPANSION ET PROCEDE D'EXPANSION A FROID UTILISANT LADITE BAGUE D'EXPANSION
La présente demande se rapporte à une bague d'expansion comprenant au moins deux portions cylindriques avec des propriétés mécaniques différentes, à un procédé de fabrication d'une telle bague d'expansion ainsi qu'à un procédé d'expansion à froid utilisant ladite bague d'expansion.
Comme illustré sur la figure 2, un procédé d'expansion à froid d'un trou 12 traversant un empilage de pièces 14, 14', 14'' (comme par exemple des plaques) a pour objectif de générer un champ compressif radial 10 autour du trou 12 à l'aide d'une bague d'expansion 16 et d'un outil d'expansion 18 afin de renforcer les caractéristiques mécaniques des pièces 14,14', 14" autour du trou 12.
Pour la suite de la description, une direction longitudinale correspond à une direction confondue avec l'axe d'un trou à expanser. Une hauteur d'un élément correspond à une dimension de l'élément prise selon la direction longitudinale. Un plan longitudinal est un plan passant par l'axe du trou. Une direction radiale est une direction perpendiculaire à la direction longitudinale. Une épaisseur d'un élément correspond à une dimension de l'élément prise selon la direction radiale. Un plan transversal est un plan perpendiculaire à la direction longitudinale.
Selon un mode de réalisation illustré par la figure 1, la bague d'expansion 16, fendue sur toute sa hauteur, comprend un corps 20 en forme de tube avec une épaisseur E, un diamètre intérieur Dint et un diamètre extérieur Dext.
Le corps 18 comprend à une extrémité une collerette 22 configurée pour venir en butée contre l'empilage de pièces 14, 14', 14" lorsque la bague d'expansion 16 est introduite dans le trou 12 afin d'immobiliser en translation selon la direction longitudinale la bague d'expansion 16 par rapport à l'empilage de pièces 14,14', 14". L'outil d'expansion 18 a un diamètre DA supérieur au diamètre intérieur Dint de la bague d'expansion 16. Ainsi, lorsque l'outil d'expansion 18 est introduit à l'intérieur de la bague d'expansion 16 et la traverse d'une extrémité à l'autre, il génère une expansion radiale de la bague d'expansion 16 qui génère à son tour un champ compressif radial 10 et une déformation plastique des pièces 14,14', 14'' autour du trou 12, sur toute la hauteur de l'empilage. Lorsque les pièces 14, 14', 14'' de l'empilage ne sont pas réalisées dans le même matériau, elles subissent toutes le même taux d'expansion qui n'est pas nécessairement adapté à toutes les pièces 14,14', 14''.
Dans le cas d'un empilage comprenant des pièces 14,14'' en alliage d'aluminium et une pièce 14' en matériau composite, si le taux d'expansion est déterminé en fonction des pièces 14 et 14'' en alliage d'aluminium alors ce taux d'expansion est trop important pour la pièce 14' en matériau composite et l'expansion à froid risque de causer un endommagement de cette pièce 14'. Dans le cas contraire, si le taux d'expansion est déterminé en fonction de la pièce 14' en matériau composite alors ce taux d'expansion n'est pas suffisant pour les pièces 14 et 14" en alliage d'aluminium et les caractéristiques mécaniques de ces pièces 14 et 14" ne sont pas optimales après l'expansion à froid.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet une bague d'expansion pour réaliser une expansion à froid d'un trou dans un empilage de pièces. Cette bague d'expansion se caractérise en ce qu'elle comprend aux moins deux portions cylindriques avec des propriétés mécaniques différentes, lesdites propriétés mécaniques d'une portion cylindrique considérée étant déterminées en fonction d'un taux d'expansion souhaité pour la pièce de l'empilage positionnée à l'extérieur de la portion cylindrique considérée lors de l'expansion à froid.
Cette bague d'expansion permet d'obtenir lors du procédé d'expansion à froid des taux d'expansion qui varient d'une pièce à l'autre de l'empilage. Ainsi, chaque pièce est soumise à un taux d'expansion adapté et optimisé.
Avantageusement, les propriétés mécaniques déterminées en fonction du taux d'expansion souhaité sont la limite élastique du matériau et/ou la résistance à la compression selon la direction radiale.
De préférence, pour une portion cylindrique considérée, les propriétés mécaniques de la portion cylindrique considérée sont proportionnelles au taux d'expansion souhaité dans la pièce de l'empilage positionnée à l'extérieur de la portion cylindrique considérée lors de l'expansion à froid.
Selon une autre caractéristique, chaque portion cylindrique a une hauteur déterminée de sorte que, lorsque la bague d'expansion est positionnée dans un trou d'un empilage, chaque frontière entre les portions cylindriques est positionnée dans un même plan transversal qu'une zone de contact entre les pièces de l'empilage. L'invention a également pour objet un procédé d'expansion à froid d'un trou dans un empilage de pièces utilisant une bague d'expansion selon l'une des caractéristiques précédentes. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une bague d'expansion, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de traitement thermique différentiel de la bague d'expansion pour générer des propriétés mécaniques différentes entre au moins deux portions cylindriques de la bague d'expansion.
Selon une première variante, le traitement thermique est un revenu différentiel, chaque portion cylindrique étant soumise à une température de revenu déterminée en fonction des propriétés mécaniques souhaitées pour la portion cylindrique.
Selon une deuxième variante, le traitement thermique est un durcissement différentiel, la bague d'expansion étant soumise à un traitement thermique de type trempe suivi par un refroidissement, chaque portion cylindrique étant soumise à un refroidissement déterminé en fonction des propriétés mécaniques souhaitées pour la portion cylindrique. L'invention a également pour objet un outillage pour traiter thermiquement une bague d'expansion, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système de chauffage configuré pour générer sur la bague d'expansion au moins deux portions cylindriques avec des propriétés mécaniques différentes.
Avantageusement, le système de chauffage comprend plusieurs éléments chauffants annulaires et au moins un disque isolant interposé entre deux éléments chauffants.
De préférence, l'outillage comprend au moins un système de refroidissement configuré pour générer sur la bague d'expansion au moins deux portions cylindriques avec des propriétés mécaniques différentes. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une coupe longitudinale d'une bague d'expansion qui illustre un mode de réalisation de l'art antérieur,
La figure 2 est une coupe longitudinale d'une pièce comprenant un trou dans lequel est insérée une bague d'expansion qui illustre un procédé d'expansion à froid selon l'art antérieur,
La figure 3A est une demi-coupe longitudinale d'une pièce comprenant un trou dans lequel est insérée une bague d'expansion qui illustre un premier mode de réalisation de l'invention,
La figure 3B est une demi-coupe longitudinale d'une pièce comprenant un trou dans lequel est insérée une bague d'expansion qui illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention,
La figure 4 est une coupe d'un outillage utilisé pour traiter thermiquement une bague d'expansion qui illustre un mode de réalisation de l'invention,
Les figures 5A et 5B sont des schémas d'outils utilisés pour traiter thermiquement une bague d'expansion qui illustrent d'autres modes de réalisation.
Sur les figures 3A et 3B, on a représenté en 30 un empilage d'au moins deux pièces 32a-32d, au moins l'une des pièces 32a-32d n'ayant pas les mêmes propriétés mécaniques que celles des autres pièces, comme par exemple un empilage de plaques en matériaux différents. L'empilage 30 comprend au moins une interface 34 qui correspond à une zone de contact de deux pièces 32a-32d empilées adjacentes.
Selon une configuration, l'empilage 30 comprend quatre pièces 32a, 32b, 32c, 32d qui sont respectivement réalisées en alliage d'aluminium, en matériau composite, en alliage d'aluminium et en alliage de titane. Comme illustré sur les figures 3A et 3B, les pièces 32a à 32d ont respectivement des hauteurs Ha à Hd.
Cet empilage 30 comprend trois interfaces 34, 34', 34" positionnées entre une première face libre 36 et une seconde face libre 38. L'empilage 30 comprend un trou 40 traversant qui débouche au niveau de chacune des première et seconde faces libres 36 et 38 en traversant les pièces empilées 32a-32d.
Ce trou 40 a un diamètre initial avant la mise en oeuvre d'un procédé d'expansion à froid. Selon une configuration, les première et seconde faces libres 36 et 38 sont parallèles et le trou 40 comprend un axe A40 perpendiculaire aux première et seconde faces libres 36 et 38.
Selon un premier mode de réalisation visible sur la figure 3A, le trou 40 est droit.
Selon un deuxième mode de réalisation, le trou 40 comprend un chanfrein 41 au niveau d'au moins une des deux faces libres 36 et 38, comme illustré sur la figure 3B.
Le trou 40 de l'empilage 30 est soumis à un procédé d'expansion à froid en utilisant une bague d'expansion 42 positionnée dans le trou 40 et un outil d'expansion 44 qui passe dans la bague d'expansion 42. Après le procédé d'expansion à froid, la bague d'expansion 42 est retirée du trou 40 de l'empilage 30. L'outil d'expansion 44 a un diamètre Da maximal.
Pour des raisons de clarté, sur les figures 3A et 3B, les pièces 32a-32d de l'empilage 30 et l'outil d'expansion 44 sont représentés après l'opération d'expansion à froid alors que la bague d'expansion 42 est représentée avant l'opération d'expansion à froid. Ainsi, un jeu entre la bague d'expansion 42 et les pièces 32a-32d de l'empilage 30 est représenté alors qu'il n'existe pas à l'issue de l'opération d'expansion à froid, la bague d'expansion 42 étant déformée et comprimée contre les pièces 32a-32d de l'empilage 30.
Comme illustré sur les figures 3A et 3B, la bague d'expansion 42 comprend un corps 46 tubulaire avec un diamètre intérieur D46int, un diamètre extérieur D46ext et une épaisseur E46.
La bague d'expansion comprend également une butée 48 pour l'immobiliser en translation selon la direction longitudinale par rapport à l'empilage 30, notamment lors de l'opération d'expansion à froid.
Cette butée 48 est une collerette reliée à une des extrémités du corps 46.
Selon un premier mode de réalisation visible sur la figure 3A, la collerette s'étend dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale DL. Ce premier mode de réalisation est adapté pour les trous 40 droits.
Selon un deuxième mode de réalisation visible sur la figure 4B, la collerette est évasée et forme un angle inférieur à 90°, de préférence compris entre 30 et 60° avec la direction longitudinale DL. Ce deuxième mode de réalisation est adapté pour les trous 40 avec un chanfrein 41.
Selon un mode de réalisation, le corps 46 de la bague d'expansion 42 est fendu sur toute sa hauteur.
Le corps 46 de la bague d'expansion 42 est réalisé d'un seul tenant en un même matériau et comprend au moins deux portions cylindriques 50a-50d avec des propriétés mécaniques différentes.
Avantageusement, la bague d'expansion 42 comprend une portion cylindrique 50a-50d pour chaque pièce 32a-32d de l'empilage 30, chaque portion cylindrique 50a-50d ayant une hauteur égale à la hauteur de la pièce 32a-32d à laquelle elle correspond.
Comme illustré sur la figure 3A, les portions cylindriques 50a à 50d ont respectivement des hauteurs Ha à Hd.
Lorsque le trou 40 comprend un chanfrein 41 au niveau d'une pièce 32a, comme illustré sur la figure 3B, la portion cylindrique 50a qui correspond à la pièce 32a avec le chanfrein 41, a une hauteur égale à la hauteur Ha' de la portion droite du trou de la pièce 32a.
Quel que soit le mode de réalisation, la hauteur de chaque portion cylindrique 50a-50d est déterminée de sorte que, lorsque la bague expansion 42 est positionnée dans le trou 40, les frontières entre les portions cylindriques 50a-50d soient disposées dans les mêmes plans transversaux que les interfaces 34, 34', 34'' de l'empilage 30.
De préférence, chaque portion cylindrique 50a-50d a des propriétés mécaniques adaptées à la pièce 32a-32d correspondante.
Selon un mode de réalisation, les propriétés mécaniques des portions cylindriques déterminées en fonction du taux d'expansion souhaité sont la limite élastique du matériau et/ou la résistance à la compression selon la direction radiale.
Avantageusement, les propriétés mécaniques de chaque portion cylindrique 50a-50d sont proportionnelles au taux d'expansion souhaité pour la pièce 32a-32d correspondante. Pour la limite élastique, plus le taux d'expansion souhaité pour la pièce 32a-32d est élevé et plus la limite élastique de la portion cylindrique 50a-50d est élevée.
La bague d'expansion 42 est soumise à un traitement thermique dit différentiel, sélectif ou local pour obtenir des propriétés mécaniques différentes d'une portion cylindrique 50a-50d à l'autre.
Selon une première variante, le traitement thermique est un revenu différentiel. La réduction de la limite élastique étant fonction de la température du revenu, la température du revenu à laquelle est soumise chaque portion cylindrique 50a-50d est déterminée en fonction des propriétés mécaniques souhaitées pour chaque portion cylindrique 50a-50d.
Pour une première famille de matériaux pour lesquels un traitement thermique de type trempe tend à augmenter la limite élastique, une température de revenu basse va permettre de conserver une limite élastique élevée alors qu'une température de revenu élevée va permettre de réduire la limite élastique.
Lorsque la bague d'expansion 42 est réalisée en un matériau de la première famille, elle subit un premier traitement thermique de type trempe de manière à obtenir une limite élastique élevée supérieure ou égale à celle de la portion cylindrique 50a-50d ayant la limite élastique la plus élevée. En suivant, la bague d'expansion 42 est soumise à un deuxième traitement thermique de type revenu différentiel. Les portions cylindriques 50a-50d sont soumises à une température de revenu adaptée en fonction de la réduction de la limite élastique souhaitée. A titre d'exemple, un acier en carbone trempé, comprenant entre 0,12 et 2% de carbone correspond à un matériau de la première famille. Pour un tel matériau, la limite élastique reste inchangée si la température du revenu est en deçà de 200°C, elle diminue de l'ordre de 25% pour une température de l'ordre de 400°C et de plus de 50% pour une température de l'ordre de 600°C.
Il est possible de contrôler le bon fonctionnement et la bonne répartition des propriétés mécaniques de la bague d'expansion 42 grâce à l'observation de la couleur des différents portions cylindriques 50a-50d, ces dernières ayant des couleurs différentes en fonction de la température du revenu à laquelle elles ont été soumises.
Pour une deuxième famille de matériaux pour lesquels un traitement thermique de type trempe tend à réduire la limite élastique, une température de revenu basse va permettre de conserver la limite élastique basse alors qu'une température de revenu élevée va permettre d'augmenter la limite élastique.
Lorsque la bague d'expansion 42 est réalisée en un matériau de la deuxième famille, elle subit un premier traitement thermique de type trempe de manière à obtenir une limite élastique réduite inférieure ou égale à celle de la portion cylindrique 50a-50d ayant la limite élastique la plus faible. En suivant, la bague d'expansion 42 est soumise à un deuxième traitement thermique de type revenu différentiel. Les portions cylindriques 50a-50d sont soumises à une température de revenu adaptée en fonction de l'augmentation de la limite élastique souhaitée.
Selon une deuxième variante, le traitement thermique est un durcissement différentiel.
Selon un mode opératoire, la bague d'expansion 42 est soumise à un traitement thermique de type trempe suivi par un refroidissement différent d'une portion cylindrique 50a-50d à l'autre, chaque portion cylindrique 50a-50d étant soumise à un refroidissement déterminé en fonction des propriétés mécaniques souhaitées pour la portion cylindrique 50a-50d. A titre d'exemple, un refroidissement rapide permet d'obtenir une limite élastique élevée alors qu'un refroidissement plus lent permet d'obtenir une limite élastique moins élevée.
Sur les figures 4, 5A et 5B, on a représenté des outillages pour traiter thermiquement une bague d'expansion 42 et appliquer un traitement thermique différent d'une portion cylindrique 50a-50d à l'autre.
Cet outillage 52.1, 52.2, 52.3 comprend au moins un système de chauffage configuré pour générer sur la bague d'expansion 42 au moins deux portions cylindriques 50a-50d avec des propriétés mécaniques différentes.
Selon un premier mode de réalisation visible sur la figure 4, l'outillage 52.1 comprend un système de chauffage 54.1 positionné à l'extérieur de la bague d'expansion 42.
Selon un deuxième mode de réalisation visible sur la figure 5A, l'outillage 52.2 comprend un système de chauffage 54.2 positionné à l'intérieur de la bague d'expansion 42.
Selon un troisième mode de réalisation visible sur la figure 5B, l'outillage comprend un premier système de chauffage 54.3 positionné à l'extérieur de la bague d'expansion 42 et un second système de chauffage 54.4 positionné à l'intérieur de la bague d'expansion 42.
Selon les variantes, le système de chauffage 54.1, 54.2, 54.3 peut fonctionner par induction ou par conduction.
Sur la figure 4, l'outillage 52.1 comprend un système de chauffage fonctionnant par induction. Cet outillage 52.1 comprend, en plus du système de chauffage 54.1, un châssis 56 qui comporte une paroi extérieure 58, une paroi intérieure 60 qui délimite une cavité interne cylindrique dans laquelle est inséré le système de chauffage 54.1, une cavité intermédiaire périphérique 62 dans laquelle est inséré un isolant, un conduit de passage 64 traversant les parois extérieure et intérieure configuré pour loger un câble d'alimentation en énergie 66 pour le système de chauffage 54.1. L'outillage 52.1 comprend un centreur 68 relié au châssis 56 par une liaison 70, le centreur 68 étant configuré pour supporter une bague d'expansion 42 sans l'endommager.
La liaison 70 permet de positionner le centreur 68 par rapport au châssis 56 de sorte à positionner correctement la bague d'expansion 42 par rapport au système de chauffage 54.1. Avantageusement, la liaison 70 est réglable pour adapter la position du centreur 68 par rapport au châssis 56 afin de pouvoir traiter des bagues d'expansion de différentes dimensions avec le même outillage 52.1.
Le système de chauffage 54.1 comprend plusieurs éléments chauffants 72a-72d annulaires. De préférence, le nombre d'éléments chauffants 72a-72d est égal au nombre de portions cylindriques 50a-50d à générer sur la bague d'expansion 42.
Selon un mode de réalisation, un élément chauffant 72a-72d est une inductance. Avantageusement, le système de chauffage 54.1 comprend au moins un disque isolant 74 interposé entre deux éléments chauffants 72a-72d. Les caractéristiques (épaisseur, matériau,..) de chaque disque isolant 74 sont ajustées en fonction du gradient de température entre deux éléments chauffants adjacents afin de maîtriser les propriétés mécaniques de la bague d'expansion 42 à la frontière de deux portions cylindriques adjacentes 50a-50d. Avantageusement, l'outillage comprend au moins un système de refroidissement configuré pour générer sur la bague d'expansion 42 au moins deux portions cylindriques 50a-50d avec des propriétés mécaniques différentes.
Pour obtenir un refroidissement différent d'une portion cylindrique à l'autre, l'outillage comprend des systèmes de refroidissement, un pour chaque portion cylindrique, qui ont des capacités différentes pour évacuer les calories, par exemple en différentiant, d'un système de refroidissement à l'autre, le fluide caloporteur, le débit du fluide caloporteur, la géométrie des conduits canalisant le fluide caloporteur.
Pour obtenir un durcissement différent d'une portion cylindrique à l'autre, il est possible lors d'une trempe de protéger certaines portions cylindriques lors de la trempe en utilisant un isolant avec une conductivité thermique plus ou moins importante.
Ainsi, comme illustré sur les figures 3A et 3B, la bague d'expansion 42 permet d'obtenir lors du procédé d'expansion à froid des taux d'expansion qui varient d'une pièce 32a-32d à l'autre de l'empilage 30. Contrairement à l'art antérieur, le taux d'expansion n'est pas constant sur toute la hauteur de l'empilage 30. Il varie d'une pièce32a-32d à l'autre. De ce fait, chaque pièce est soumise à un taux d'expansion adapté et optimisé.
La bague d'expansion 42 peut être utilisée pour améliorer les performances des pièces 32a-32d de l'empilage 30 en générant un champ circonférentiel compressif bénéfique en fatigue, comme précédemment décrit.
Selon une autre application, la bague d'expansion 42 peut être posée en interférence dans l'empilage 30 de pièces 32a-32d pour obtenir un insert. Dans ce cas, la bague d'expansion 42 n'est pas retirée après le passage de l'outil 44 et on obtient un filtrage de l'amplitude du chargement en fatigue.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Bague d'expansion pour réaliser une expansion à froid d'un trou (40) dans un empilage (30) de pièces (32a-32d), caractérisée en ce que la bague expansion (42) comprend aux moins deux portions cylindriques (50a-50d) avec des propriétés mécaniques différentes, lesdites propriétés mécaniques d'une portion cylindrique considérée étant déterminées en fonction d'un taux d'expansion souhaité pour la pièce (32a-32d) de l'empilage (30) positionnée à l'extérieur de la portion cylindrique (50a-50d) considérée lors de l'expansion à froid.
- 2. Bague d'expansion selon la revendication 1, caractérisée en ce que les propriétés mécaniques déterminées en fonction du taux d'expansion souhaité sont la limite élastique du matériau et/ou la résistance à la compression selon la direction radiale.
- 3. Bague d'expansion selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que pour une portion cylindrique (50a-50d) considérée, les propriétés mécaniques de la portion cylindrique (50a-50b) considérée sont proportionnelles au taux d'expansion souhaité dans la pièce (32a-32d) de l'empilage (30) positionnée à l'extérieur de la portion cylindrique (50a-50d) considérée lors de l'expansion à froid.
- 4. Bague d'expansion selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque portion cylindrique (50a-50d) a une hauteur déterminée de sorte que, lorsque la bague d'expansion (42) est positionnée dans un trou (40) d'un empilage (30), chaque frontière entre les portions cylindriques (50a-50d) est positionnée dans un même plan transversal qu'une zone de contact entre les pièces (32a-32d) de l'empilage (30).
- 5. Procédé d'expansion à froid d'un trou (40) dans un empilage (30) de pièces (32a-32d) utilisant une bague d'expansion selon l'une des revendications précédentes.
- 6. Procédé de fabrication d'une bague d'expansion (42) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de traitement thermique différentiel de la bague d'expansion (42) pour générer des propriétés mécaniques différentes entre au moins deux portions cylindriques (50a-50b) de la bague d'expansion (42).
- 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le traitement thermique est un revenu différentiel, chaque portion cylindrique (50a-50d) étant soumise à une température de revenu déterminée en fonction des propriétés mécaniques souhaitées pour la portion cylindrique (50a-50d).
- 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le traitement thermique est un durcissement différentiel, la bague d'expansion étant soumise à un traitement thermique de type trempe suivi par un refroidissement, chaque portion cylindrique (50a-50d) étant soumise à un refroidissement déterminé en fonction des propriétés mécaniques souhaitées pour la portion cylindrique (50a-50d).
- 9. Outillage pour traiter thermiquement une bague d'expansion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système de chauffage (54.1, 54.2, 54.3) configuré pour générer sur la bague d'expansion (42) au moins deux portions cylindriques (50a-50d) avec des propriétés mécaniques différentes.
- 10. Outillage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de chauffage (54.1) comprend plusieurs éléments chauffants (72a-72d) annulaires et au moins un disque isolant (74) interposé entre deux éléments chauffants (72a-72d).
- 11. Outillage selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système de refroidissement configuré pour générer sur la bague d'expansion (42) au moins deux portions cylindriques (50a-50d) avec des propriétés mécaniques différentes.
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| US2229565A (en) * | 1938-09-17 | 1941-01-21 | Standard Pressed Steel Co | Socketed metallic article |
| EP1020536A1 (fr) * | 1999-01-13 | 2000-07-19 | Illinois Tool Works Inc. | Vis avec traitement thermique et durcissement sélectionné |
| FR2915913A1 (fr) * | 2007-05-09 | 2008-11-14 | Airbus France Sas | Procede d'assemblage entre une piece en materiau metallique et une piece en materiau composite au moyen d'une fixation. |
| FR2929352A1 (fr) * | 2008-03-28 | 2009-10-02 | Airbus France Sas | Procede d'assemblage entre une piece en materiau metallique et une piece en materiau composite |
| EP2792892A1 (fr) * | 2013-04-16 | 2014-10-22 | GESIPA Blindniettechnik GmbH | Ecrou à sertir |
| EP2865481A1 (fr) * | 2013-10-24 | 2015-04-29 | The Boeing Company | Déformation à froid de trous dans un empilement composite et métallique |
-
2015
- 2015-11-09 FR FR1560695A patent/FR3043348B1/fr active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2229565A (en) * | 1938-09-17 | 1941-01-21 | Standard Pressed Steel Co | Socketed metallic article |
| EP1020536A1 (fr) * | 1999-01-13 | 2000-07-19 | Illinois Tool Works Inc. | Vis avec traitement thermique et durcissement sélectionné |
| FR2915913A1 (fr) * | 2007-05-09 | 2008-11-14 | Airbus France Sas | Procede d'assemblage entre une piece en materiau metallique et une piece en materiau composite au moyen d'une fixation. |
| FR2929352A1 (fr) * | 2008-03-28 | 2009-10-02 | Airbus France Sas | Procede d'assemblage entre une piece en materiau metallique et une piece en materiau composite |
| EP2792892A1 (fr) * | 2013-04-16 | 2014-10-22 | GESIPA Blindniettechnik GmbH | Ecrou à sertir |
| EP2865481A1 (fr) * | 2013-10-24 | 2015-04-29 | The Boeing Company | Déformation à froid de trous dans un empilement composite et métallique |
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