BE517599A - Perfectionnements aux joints séparables - Google Patents
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Description
<Desc/Clms Page number 1> PERFECTIONNEMENTS AUX JOINTS A ELEMENTS SEPARABLES. La présente invention est relative à, des joints à éléments séparables, c'est-à-dire, des joints dans lesquels les pièces jointes sont maintenues ensemble par des éléments de fixation, tels que, par exemple, des boulons ou des goujons, Le principal objet de l'invention consiste à prévoir un joint perfectionné à éléments séparables, entre des pièces qui, à l'usage, tendent à se dilater ou à se contracter différemment autour d'un point foyer ou d'un axe. Des exemples de ..joints de ce genre se rencontrent dans les moteurs à turbines à gaz,. dans lesquels souvent deux pièces de matières différentes sont reliées à un joint à rebord ou similaire, parties qui sont soumises intérieurement ou extérieurement à un gaz chauffé, de sorte que, du fait des coefficients différents de dilatation thermique des matières, une dilatation différente tend à se produire entre les pièces.Un autre exemple consiste en un joint entre un agencement de chemin de roulement de palier, en acier, et un agencement en alliage léger dans lequel le chemin de roulement est fixé. Un autre exemple d'un tel joint se trouve là où deux pièces jointes, de matières sem- blables, sont soumises à des températures différentes, une dilatation relative tendant de ce fait à se réaliser au joint entre ces pièces. Suivant la présente invention, dans une construction comprenant des pièces fixées ensemble par un joint à éléments séparables comprenant une série d'éléments de fixation reliant les pièces entre elles, chacun desdits éléments de fixation présente une partie axiale dont la section transversale est sensiblement ovale et s'engage dans une ouverture circulaire prévue dans une au moins des pièces, les ouvertures qui reçoivent lesparties ovales ayant un diamètre propre à recevoir le grand axe des parties ovales, et les éléments de fixation sont disposés, par rapport aux pièces, de manière que les parties ovales aient leurs petits axes qui se rencontrent sensiblement en un point ou sur un axe, autour duquel une dilatation radiale relative des pièces tend <Desc/Clms Page number 2> à s'effectuer. L'invention peut être appliquée à des joints à éléments séparables, comprenant deux ou plusieurs pièces qui doivent être solidarisées les unes aux autres par une série d'éléments de fixation, et les parties ovales des éléments de fixation peuvent s'engager dans une ou plusieurs de ces pièces, Ainsi, dans le cas d'un joint à rebord simple, dans lequel les éléments de fixation sont des boulons, la partie formant le corps du boulon peut avantageusement être de section transversale ovale uniforme sur l'entièreté de sa longueur axiale non filetée.Ou encore, dans le cas d'un joint comprenant une série de goujons, comme éléments de fixation, les goujons seront vissés dans une pièce et auront une partie de section transversale ovale qui s'étendra dans des ouvertures circulaires d'une ou plusieurs pièces à fixer à la première pièce susdite. A nouveau, lorsque les éléments de fixation sont des goujons,ceux-ci peuvent être alésés axialement pour recevoir des boulons de retenue L'invention donne au joint une liberté de dilatation radiale relative autour d'un point ou axe sur lequel les petits axes des parties ovales se rencontrent, et en vertu du montage des éléments de fixation, avec contact suivant les grands axes de leurs parties ovales, les pièces sont retenues 1' une par rapport à l'autre afin de maintenir leurs dispositions relatives d' une manière correcte par rapport audit point ou axe. L'invention peut avantageusement être appliquée à des joints du type à rebords, dans lesquels une série d'éléments de fixation sont disposés de manière telle que leurs axes longitudinaux se disposent sensiblement suivant la surface d'un cylindre dont 1'axe central est l'axe autour duquel une dilatation radiale relative tend à se produireDans d'autres agencements, les rebords peuvent 4tre elliptiques, et les éléments de fixation peuvent être disposés avec leurs axes longitudinaux suivant une surface de section transversale elliptique, et, dans ce cas, les petits axes des parties ovales des éléments de fixation seront, de préférence, disposés pour se rencontrer au centre de l'ellipse. Suivant une caractéristique de l'invention, les éléments de fixation utilisés dans les joints à éléments séparables, sont pourvus de moyens coopérant avec des moyens complémentaires d'une ou plusieurs des pièces, pour assurer qu'à l'assemblage, les axes des parties ovales se disposent d'une manière déterminée. Ainsi, par exemple, une surface plane de blocage peut 4tre prévue sur la tête d'un boulon dans une position choisie par rapport aux axes de la partie ovale du corps de boulon, surface plane qui coopère avec une surface choisie sur l'une des pièces. Certaines réalisations suivant la présente invention seront maintenant décrites, à titre d'exemples, avec référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique illustrant l'invention. La figure 2 illustre en coupe une réalisation pratique de joint suivant la présente invention. La figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2. La figure 5 est une coupe axiale à travers une seconde réalisation de joint à éléments séparables suivant la présente invention. La figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5. La figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 5. La figure 8 illustre, en coupe axiale, une autre réalisation encore de joint à éléments séparables suivant la présente invention. La figure 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 8. La figure 10 illustre une autre réalisation encore de joint à éléments séparables suivant la présente invention. <Desc/Clms Page number 3> La figure 11 est une vue suivant la flèche 11 de la figure 10. La figure 12 e st une coupe suivant la ligne 12-12 de la figure 10. La figure 13 illustre une autre réalisation de joint à éléments séparables suivant l'invention,appliquée à des pièces rotatives. La figure 14 est une coupe suivant la ligne 14-14 de la figure 13. A la figure 1, est représenté schématiquement une forme de joint à éléments séparables, suivant l'invention, grâce auquel deux pièces 10 et 11 peuvent être fixées l'une à l'autre au moyen d'une couronne d'éléments de fixation 12 qui peuvent être des boulons, des goujons, etc. Ies éléments de fixation 12 ont des parties de section transversale circulaire, qui se mon- tent dans des trous de la pièce 10, et des parties 12a, de section transver- sale sensiblement ovale,qui s'étendent à travers les trous de la pièce 11, lesdits trous ayant un diamètre approprié pour convenir au grand axe des par- ties de section ovale 12a. Les éléments de fixation sont tous disposés de manière que les petits axas 13 de leurs parties de section ovale 12a se ren- contrent au centre 13a du cercle primitif des trous réalisés dans les pièces 10 et 11 pour recevoir les éléments de fixation 12. Avec cet agencement, les pièces 10 et 11 sont laissées libres de se dilater l'une par rapport à l'autre dans une direction radiale depuis le centre 13a, mais elles sont maintenues coaxiales et sont également préservées de tout déplacement circonférentiel l'une par rapport à l'autre. En se référant maintenant aux figures 2à 4., l'invention est illustrée dans son application à un assemblage de rebords ou brides par boulons, grâce auquel un logement de palier de turbine 14 est supporté par une section de carter inte'rmédiaire 15, ledit assemblage à plateaux ou à rebords soutenant en plus un élément de paroi 16 d'une botte à tuyère de turbine. Dans cet agencement, le carter intermédiaire 15 est supposé être formé en alliage de magnésium ; on suppose que le support de palier de turbine 14 est formé en alliage d'aluminimum et que l'élément de paroi 16 de la botte à tuyère est formé en acier résistant à la chaleur. Comme la température dans la région du joint, en cours de fonctionnement du moteur, peut être de l'ordre de 200 à 250 C, une dilatation différente et importante se produi- ra entre les pièces. Les pièces 14, 15, 16 sont pourvues chacune d'un rebord s'étendant radialement, respectivement 17, 18, 19, de forme circulaire, et les rebords sont percés de trous circulaires disposés en des points espacés circonférentiellement et destinés à recevoir les boulons de fixation. Ceux-ci sont à têtes rondes 20 dont une partie est enlevée pour que chaque tête présente une surface plane d'appui 21; ces boulons ont un corps terminé par une partie filetée 22 destinée à recevoir un écrou 23. Les corps des boulons ont encore des parties non filetées 24 qui sont usinées à l'origine pour être circulaires et avoir un diamètre correspondant à celui des trous circulaires des rebords 17, 18, 19 ; ces parties non filetées 24 des corps de boulons sont alors dépouillées, comme indiqué en 24a, sur une partie de leur longueur, de portions opposées l'une à l'autre de leur surface cylindrique, et ce par meulage de la surface, de manière à réaliser une section sensiblement ovale, dont le grand axe est sensiblement parallèle à la surface plane d'appui 21 de la tête ronde 20. La surface d'appui 21 coopère avec une surface, faisant face vers l'extérieur, 25, du rebord 17, de manière que, lorsque le boulon est introduit, le grand axe de la partie ovale de la portion non filetée 24 du corps du boulon se dispose sensiblement suivant la circonférence du cercle primitif des trous pour boulons.Les petits axes des parties à section ovale des corps de boulons se disposent, par conséquent, sensiblement radialement pour se rencontrer au centre du cercle primitif, c'est-à-dire, le point autour duquel une dilatation radiale relative des pièces 14, 15, 16 s'effectuera au cours du fonctionnement du moteur, du fait des coefficients de dilatation différents <Desc/Clms Page number 4> des matières utilisées. Les corps de boulons présentent également une petite portion 24b, non usinée en forme ovale, qui se monte à l'extrémité du trou du rebord 17, de sorte qu'il n'y a pas de déplacement radial relatif entre la pièce 15 et les boulons. En se référant maintenant aux figures 5 à 7, celles-ci représentent un agencement de joints à éléments séparables, tel que celui qui peut 4tre utilisé; dans un moteur à turbine à gaz pour relier entre eux un rebord 26 d'un logement de palier 27 d'un palier de turbine, à un large rebord 28 d'un élément de carter intermédiaire 29, qui entoure l'arbre du moteur, reliant une turbine et un compresseur, et qui est supporté par le palier, et à un large rebord 30 d'un carter de tuyère 31 pour les tuyères d'entrée de. la turbine, ledit carter de tuyères reliant l'élément intermédiaire et le carter de turbine Le joint à éléments séparables comprend encore une rondelle 32 et un deuxième élément de carter 33 Les rebords 26, 28, 30, la rondelle 32 et le carter 33 présen- tent une couronne d'alésages 34, 35, 36, 37, 38 disposés en alignement, les alésages 38 du rebord 30 sur le carter de tuyères ayant, à leurs extrémités opposées aux autres alésages 34 à 37, des parties de diamètre réduit et filetées intérieurement 38a. les rebords sont fixés circonférentiellement et concentriquement par des éléments de fixation en forme de goujons creux 39. Chaque goujon 39 présente une tête à rebord 40 à une extrémité, et s'étend à travers une série d'alésages alignés 34, 35, 36, 37 prévus dans les rebords 28 et 26, et dans la rondelle 32 et le carter 33, pour entrer dans l'extrémité à diamètre supérieur de l'alésage 38 dans le rebord 30 du carter de tuyères 31. Chaque goujon présente une portion de corps 41, de faible longueur axiale, et ayant une section transversale circulaire, portion 41 destinée à s'introduire dans une extrémité de l'alésage 34 du rebord 28 du carter intermédiaire 29, le restant du corps du goujon étant dépouillé pour être de section transversale sensiblement ovale (fig. 7) avec le grand axe égal au diamètre de l'alésage et avec le petit axe dirigé vers l'axe du moteur pour permettre ainsi une dilatation relative entre les pièces présentant des rebords. On verra que, comme dans la réalisation des figures 2 à 4, la forme ovale est produite par meulage ou autre enlèvement de parties opposées de la surface cylindrique du corps, de manière à laisser entre lesdites parties enlevées des portions de surface cylindrique. Les têtes 40 présentent des surfaces planes 40a destinées à coopérer avec des surfaces planes 45 du rebord 28, de manière que les goujons creux puissent être disposés de telle sorte que les petits axes des parties ovales se rencontrent au centre du cercle primitif des alésages de boulons. Les rebords sont maintenus ensemble par des goujons 42 qui se vissent à une extrémité dans les parties filetées intérieurement 38a des alésages 38 dans le rebord de carter de tuyères 30. Les goujons 42 s'étendent dans les goujons creux 39 mais avec un jeu, sauf localement suivant d'étroites saillies 43, voisines de têtes à rebords 40, et, à l'autre extrémité des goujons 42, se vissent des écrous 44. En se référant maintenant aux figures 8 et 9, celles-ci représentent un agencement de palier d'arbre, qui comprend un élément rotatif 50 supporté dans des paliers à billes et à rouleaux coaxiaux 51, 52, les paliers étant disposés dans un carter 54, en alliage léger, de la manière suivante Le chemin de roulement extérieur 52a du palier à rouleaux 52 est pourvu d'un rebord radial 52b, et le chemin de roulement extérieur 51a du palier à billes 51 se dispose dans un anneau de serrage 53 comportant un rebord radial 53a en saillie vers l'extérieur depuis une portion de cet anneau, s'étendant axialementLe rebord 52b du chemin de roulement 52 est pris entre le rebord 53a de l'anneau de serrage 53 et une surface s'étendant radialement 54a du carter 54. Le carter 54 et les rebords 52 et 52a présentent chacun une cou- <Desc/Clms Page number 5> rouas de trous circulaires prévus suivant des cercles primitifs identiques et espacés d'une manière égale ; les trous dans le carter 54 et le rebord 52b sont d'un diamètre supérieur à ceux prévus dans le rebord 53a, ces derniers étant taraudés. Des groupes creux 55 sont prévus et s'étendent à travers les trous du carter 54 et du rebord 52b ; chaque goujon creux a une tête à rebord 56 destinée à buter contre le carter 54 ; il est de section transversale circu- laire pour s'adapter dans le trou du carter 54 et est dépouillé en 57, de manière à être oval là où il passe dans le trou du rebord 52b. Les têtes à rebord 56 sont encochées en 56a et ces encoches sont mises en face de cavités 58 du carter 54, Les boulons 59 passent à travers les goujons creux 55 et se vis- sent par leurs extrémités filetées 59a dans les trous taraudés du rebord 53a pour serrer et fixer les pièces ensemble. Des rondelles de blocage 60 sont prévues ; elles présentent des pattes 60a destinées à pénétrer dans les encoches 56a et les cavités 58, de manière que les goujons creux 55 soient disposés avec leurs petits ages se rencontrant sur l'axe du palier. En se référant maintenant aux figures 10 à 12, celles-ci représen- tent un agencement dans lequel une pièce rotative 70 est supportée dans un palier 71 se disposant dans un ensemble fixe formé par un certain nombre de pièces, en alliage léger, 72 ,73, 75, 76, de manière à permettre une dilatation relative entre le chemin de roulement extérieur 71a du palier 71 et ces pièces. le chemin de roulement extérieur 71a comporte un rebord radial 71b présentant une couronne de trous circulaires destinés à recevoir des boulons 74., les corps des boulons étant dépouillés comme montré en 79 dans la région du rebord 71b pour leur donner une forme ovaleLes pièces 72, 73 sont fixées par une saillie conique 77 des boulons, s'engageant dans des alésages coniques de ces pièces, et les parties 75, 76 sont fixées par une partie circulaire 78 du corps de boulon, se disposant dans des alésages correspondants.Les boulons 74 ont leurs têtes 80 pourvues de surfaces planes 81 destinées à coopérer avec des surfaces planes 82 prévues sur la pièce 76, de manière à disposer ainsi les boulons 74 avec les petits axes de leurs parties ovales 79, dirigés vers l'axe du palier. En se référant maintenant aux figures 13 et 14, celles-ci montrent Inapplication de l'invention à la fixation d'un élément d'étanchéité rotatif à labyrinthe 90 à un rebord 91 prévu à l'extrémité d'un arbre 92 d'un rotor de turbine 93. Comme dans les autres agencements, les pièces 90,91 à solidariser présentent une couronne d'alésages pour boulons, prévus en alignement dans les deux pièces, chaque jeu d'alésages alignés recevant un boulon 94 qui traverse ces derniers, le corps du boulon ayant une partie dépouillée 95 dans la région d'une des pièces 90, 91, de manière que le corps de boulon dans cette région soit de section sensiblement ovale avec le petit axe de cette section passant par l'axe de rotation des pièces rotatives. Le boulon 94 comporte une surface plane 94' a coopérant avec une saillie 91a du rebord de la pièce 91. REVENDICATIONS. **ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Claims (1)
- 1. Un agencement comportant des pièces fixées ensemble par un joint à éléments séparables comprenant une série d'éléments de fixation reliant les pièces entre elles, dans lequel chacun desdits éléments de fixation comporte une partie axiale dont la section transversale est sensiblement ovala et qui s'engage dans une ouverture circulaire dans une au moins des pièces, les ouvertures qui reçoivent les parties ovales ayant un diamètre approprié pour recevoir le grand axe des parties ovales, et dans lequel les éléments de fixation sont disposés par rapport aux pièces de manière que les parties ovales aient leurs petits axes qui se rencontrent sensiblement en un point ou sur un axe autour duquel une dilatation radiale relative des pièces tend <Desc/Clms Page number 6> à se produire.2. Un agencement suivant la revendication 1, dans lequel les parties sensiblement ovales des éléments de fixation ont leurs portions de surfaces partiellement cylindriques et disposées à l'opposé l'une de l'autre, qui sont reliées entre elles par des portions de surfaces dépouillées et disposées à l'opposé l'une de l'autre.3. Un agencement suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel l'élément de fixation comporte aussi une partie à section transversale circulaire destinée à se monter dans l'ouverture d'une au moins des pièces à solidariser.4.Un agencement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément de fixation comporte une tête pouvant coopérer avec une autre partie de l'agencement, de manière à disposer les éléments de fixation, par rapport à l'agencement, pour qu'ils aient leurs petits axes qui se rencontrent audit point ou sur ledit axe, autour duquel une dilatation relative tend à se produire 5. Un agencement suivant la revendication 4, dans lequel la tête de chaque élément de fixation comporte une surface plane coopérant avec une surface plane prévue sur une structure voisine 6.Un agencement suivant la revendication 4, dans lequel la tête de chaque élément de fixation comporte une encoche destinée à recevoir une languette prévue sur une rondelle de blocage, ladite languette s'engageant aussi dans une cavité prévue dans une structure voisine.7. Un agencement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les éléments de fixation comportent des parties coniques destinées à s'engager dans des trous coniques prévus dans d'autres pièces de la construction afin de bloquer lesdites pièces les unes par rapport aux autres.8. Un agencement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les éléments de fixation sont des boulons ou éléments filetés similaires.9. Un agencement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les éléments de fixation sont des goujons ou éléments sem- blable s.10. Un agencement suivant la revendication 9, dans lequel les goujons susdits sont creux et les boulons de retenue ou éléments filetés similaires s'étendent à travers les goujons creux pour maintenir les pièces contre toute séparation suivant l'axe desdits goujons creux.11. Un agencement comportant des pièces fixées ensemble par un joint à éléments séparables comprenant des éléments de fixation reliant les pièces entre elles., établi et organisé substantiellement comme décrit ciavant avec référence à et comme représenté à la figure 1 des dessins anne- xés.12. Un agencement comportant des pièces fixées ensemble par un joint à éléments séparables comprenant des éléments de fixation reliant les pièces entre elles, établi, et organisé substantiellement comme décrit ciavant avec référence à et comme représenté aux figures 2 à 4 des dessins an- nexés, 13. Un agencement comportant des pièces fixées ensemble par un joint à éléments séparables comprenant des éléments de fixation reliant les pièces entre elles, établi et organisé substantiellement comme décrit ci-a- vant avec référence à et comme représenté aux figures 5 à 7 des dessins anne- xés.14. Un agencement comportant des pièces fixées ensemble par un joint à éléments séparables comprenant des éléments de fixation reliant les pièces entre elles, établi et organisé substantiellement comme décrit ci-avant <Desc/Clms Page number 7> avec référence à et comme représenté aux figures 8 et 9 des dessins annexés.15.Un agencement comportant des piècesfixées ensemble par un joint à éléments séparables comprenant des éléments de fixation reliant les pièces entre elles, établi et organisé substantiellement comme décrit ciavant avec référence à et comme représenté aux figures 10 à 12 des dessins annexés.16. Un agencement comportant des pièces fixées ensemble par un joint à éléments séparables comprenant des éléments de fixation reliant les pièces entre elles, établi et organisé substantiellement comme décrit ciavant avec référence à et comme représenté aux figures 13 et 14 des dessins annexés.
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