FR3111167A1 - FIXING COLLAR TIGHTENING DEVICE - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE SERRAGE DE COLLIER DE FIXATION Un aspect de l’invention concerne un dispositif de serrage (12), comprenant : une boucle (20) ouverte ayant un diamètre intérieur ; deux prolongements (21, 22) solidaires de la boucle ouverte (20), comportant chacun une ouverture et dont une distance (E) est appelée entrefer, l'entrefer (E) étant maximal lorsque le dispositif de serrage (12) est ouvert et minimal lorsque le dispositif de serrage (12) est fermé ; et une pièce d'assemblage (40) passant dans chaque ouverture des prolongements (21, 22) et exerçant une force de fermeture sur les deux prolongements (21, 22) ; le dispositif de serrage (12) comporte également un élément déformable élastiquement (30) présentant une raideur, disposé entre les deux prolongements (21, 22) et exerçant une force de rappel sur les deux prolongements (21, 22) proportionnellement opposée à la diminution de l'entrefer (E). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3COLLAR CLAMP DEVICE One aspect of the invention relates to a clamp device (12), comprising: an open loop (20) having an inside diameter; two extensions (21, 22) integral with the open loop (20), each comprising an opening and a distance (E) of which is called the air gap, the air gap (E) being maximum when the tightening device (12) is open and minimal when the clamping device (12) is closed; and an assembly part (40) passing through each opening of the extensions (21, 22) and exerting a closing force on the two extensions (21, 22); the tightening device (12) also comprises an elastically deformable element (30) having a stiffness, arranged between the two extensions (21, 22) and exerting a restoring force on the two extensions (21, 22) proportionally opposite to the reduction of the air gap (E). Figure to be published with abstract: Figure 3
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Le domaine technique de l’invention concerne le système de refroidissement d'un moteur pour aéronef, plus particulièrement la fixation des tubes de refroidissement.The technical field of the invention relates to the cooling system of an aircraft engine, more particularly the attachment of cooling tubes.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTIONTECHNOLOGICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
Les turboréacteurs à double corps présentent une partie, dite "turbine basse pression", comportant des tubes de refroidissement entourant le carter de la turbine basse pression et permettant le refroidissement du carter de turbine lorsque le moteur est en fonctionnement. Chaque tube de refroidissement longe la surface du carter afin de le refroidir permettant ainsi de venir contrôler le jeu entre les roues mobiles et le carter de turbine et ainsi optimiser le rendement du moteur.Twin-spool turbojets have a so-called “low-pressure turbine” part comprising cooling tubes surrounding the casing of the low-pressure turbine and allowing the turbine casing to be cooled when the engine is in operation. Each cooling tube runs along the surface of the casing in order to cool it, thus making it possible to control the play between the moving wheels and the turbine casing and thus optimize the efficiency of the engine.
Les tubes de refroidissement sont assemblés et maintenus en place par des supports de rampe à l’aide de colliers dans lesquels les tubes doivent pouvoir glisser. Toutefois les tubes de refroidissement peuvent montrer un endommagement dû aux frottements des tubes dans leurs colliers. Une analyse des causes montre que certains colliers sont trop serrés provoquant des vibrations ou des translations des tubes. Cela entraine une usure du tube en contact avec la gaine des colliers ou en cas d’arrachement de ladite gaine, un contact métal-métal entraînant une usure précoce.The cooling tubes are assembled and held in place by ramp supports using clamps in which the tubes must be able to slide. However, the cooling tubes may show damage due to the friction of the tubes in their collars. An analysis of the causes shows that certain collars are too tight causing vibrations or translations of the tubes. This leads to wear of the tube in contact with the sheath of the clamps or in the event of tearing of the said sheath, metal-metal contact leading to premature wear.
En position ouverte le jeu entre le tube et le collier varie de quelques dixième de millimètres. Deux constats se dégagent :
- le jeu pouvant être négatif en position ouverte (tube légèrement plus gros), la fermeture du collier va exercer un serrage trop important ; et
- les dispersions géométriques des colliers et des tubes ont une répercussion directe sur le serrage qui peut ainsi varier d’un montage à l’autre.
- as the clearance may be negative in the open position (slightly larger tube), closing the collar will exert excessive tightening; And
- the geometric dispersions of the collars and the tubes have a direct impact on the tightening which can thus vary from one assembly to another.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant de contrôler le niveau de serrage des colliers de sorte à offrir un serrage optimal et compenser la dispersion géométrique des tubes en évitant un serrage trop important des colliers autour des tubes.The invention offers a solution to the problems mentioned above, by making it possible to control the level of tightening of the collars so as to provide optimum tightening and compensate for the geometric dispersion of the tubes by avoiding excessive tightening of the collars around the tubes.
L’invention concerne un dispositif de serrage pouvant passer d'un état ouvert à un état fermé, comprenant :
- une boucle ouverte ayant un diamètre intérieur, le diamètre intérieur étant maximal lorsque le dispositif de serrage est ouvert et minimal lorsque le dispositif de serrage est fermé ;
- deux prolongements solidaires de la boucle ouverte, chaque prolongement comportant une ouverture et dont une distance entre lesdits prolongements mesurée au niveau des ouvertures est appelée entrefer, l'entrefer étant maximal lorsque le dispositif de serrage est ouvert et minimal lorsque le dispositif de serrage est fermé ; et
- une pièce d'assemblage passant dans chaque ouverture des prolongements et exerçant une force de fermeture sur les deux prolongements ;
- an open loop having an inside diameter, the inside diameter being maximum when the clamp is open and minimum when the clamp is closed;
- two extensions integral with the open loop, each extension comprising an opening and of which a distance between the said extensions measured at the level of the openings is called air gap, the air gap being maximum when the tightening device is open and minimum when the tightening device is closed ; And
- an assembly part passing through each opening of the extensions and exerting a closing force on the two extensions;
Le dispositif de serrage est remarquable en ce qu'il comporte également un élément déformable élastiquement présentant une raideur, disposé entre les deux prolongements et exerçant une force de rappel sur les deux prolongements proportionnellement opposée à la diminution de l'entrefer.The clamping device is remarkable in that it also comprises an elastically deformable element having a stiffness, arranged between the two extensions and exerting a restoring force on the two extensions proportionally opposite to the reduction in the air gap.
Par "diminution de l'entrefer" ou "réduction de l'entrefer", nous entendons la réduction de la distance entre les deux prolongements.By "reduction of the air gap" or "reduction of the air gap", we mean the reduction of the distance between the two extensions.
Nous appellerons "serrage" l'opération consistant à faire passer le dispositif de serrage de l'état ouvert à l'état fermé. À l'inverse nous appellerons "ouverture" l'opération consistant à faire passer le dispositif de serrage de l'état fermé à l'état ouvert.We will call "tightening" the operation consisting in passing the clamping device from the open state to the closed state. Conversely, we will call "opening" the operation consisting in changing the clamping device from the closed state to the open state.
Lors du serrage du dispositif au moyen de la pièce d'assemblage, l'utilisateur compense la force de rappel exercée par l'élément déformable élastiquement, proportionnelle à la diminution de l'entrefer. La force de rappel offre un retour mesurable par l'utilisateur quant à la diminution de l'entrefer.When tightening the device by means of the assembly part, the user compensates for the restoring force exerted by the elastically deformable element, proportional to the reduction in the air gap. The spring force provides measurable feedback to the user of the decrease in air gap.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le dispositif de serrage peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.In addition to the characteristics which have just been mentioned in the previous paragraph, the clamping device may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in all technically possible combinations.
Selon un premier mode de réalisation du dispositif de serrage, l'élément déformable élastiquement est un ressort. Le ressort comprend deux extrémités, chaque extrémité étant couplée à un des prolongements du dispositif de serrage. De la sorte, le ressort est comprimé lorsque l'entrefer est réduit.According to a first embodiment of the clamping device, the elastically deformable element is a spring. The spring has two ends, each end being coupled to one of the extensions of the clamp. In this way, the spring is compressed when the air gap is reduced.
Selon un deuxième mode de réalisation du dispositif de serrage, l'élément déformable élastiquement comprend au moins une rondelle ressort, dite rondelle Belleville, présentant une raideur à l'aplatissement. La rondelle Belleville présente une forme de cône tronqué comportant une petite base (autrement appelée sommet) et une grande base. La rondelle Belleville comprend une orientation perpendiculaire à la grande base et à la petite base et dirigée de la grande base vers la petite base. Lorsque la rondelle Belleville est aplatie, la petite base se rapproche de la grande base. Lorsque la rondelle Belleville est aplatie, une force de rappel apparaît, opposée à l'aplatissement, proportionnelle à la raideur à l'aplatissement. La rondelle Belleville est disposée entre les deux prolongements de sorte que la diminution de l'entrefer aplatisse la rondelle Belleville. De la sorte, la rondelle Belleville exerce la force de rappel, opposée à la diminution de l'entrefer, proportionnelle à la raideur à l'aplatissement.According to a second embodiment of the clamping device, the elastically deformable element comprises at least one spring washer, called Belleville washer, having a flattening stiffness. The Belleville washer features a truncated cone shape with a small base (otherwise known as apex) and a large base. The Belleville puck includes an orientation perpendicular to the large base and the small base and directed from the large base to the small base. When the Belleville washer is flattened, the small base moves closer to the large base. When the Belleville washer is flattened, a restoring force appears, opposite to the flattening, proportional to the stiffness at the flattening. The Belleville washer is arranged between the two extensions so that the reduction in the air gap flattens the Belleville washer. In this way, the Belleville washer exerts the restoring force, opposed to the reduction of the air gap, proportional to the stiffness on flattening.
Selon une première variante du deuxième mode de réalisation, combinable avec une deuxième variante décrite ci-dessous, l'élément déformable élastiquement comprend au moins deux rondelles Belleville empilées en série, également appelé empilement en opposition. L'orientation de chaque rondelles Belleville est alternée. Les rondelles Belleville sont superposées et connectées deux à deux, tête-bêche, par leurs petites bases respectives ou leurs grandes bases respectives. La raideur totale d'un empilement série de rondelles Belleville présentant une même raideur à l'aplatissement est égale à la raideur à l'aplatissement divisée par le nombre de rondelle Belleville au sein de l'empilement.According to a first variant of the second embodiment, which can be combined with a second variant described below, the elastically deformable element comprises at least two Belleville washers stacked in series, also called stacking in opposition. The orientation of each Belleville washer is alternated. The Belleville washers are superimposed and connected two by two, head to tail, by their respective small bases or their respective large bases. The total stiffness of a series stack of Belleville washers having the same flattening stiffness is equal to the flattening stiffness divided by the number of Belleville washers within the stack.
Selon la deuxième variante du deuxième mode de réalisation, combinable avec la première variante décrite ci-dessus, l'élément déformable élastiquement comprend au moins deux rondelles Belleville empilées en parallèle, également appelé empilement en paquet. Dans un empilement parallèle, l'orientation de chaque rondelle Belleville superposée est la même. La raideur totale d'un empilement parallèle est égale à la somme de la raideur à l'aplatissement de chaque rondelle Belleville.According to the second variant of the second embodiment, which can be combined with the first variant described above, the elastically deformable element comprises at least two Belleville washers stacked in parallel, also called stacking in a packet. In a parallel stack, the orientation of each overlapping Belleville washer is the same. The total stiffness of a parallel stack is equal to the sum of the flattening stiffness of each Belleville washer.
L'empilement de rondelles Belleville en série et/ou en parallèle permet d'ajuster la raideur totale de l'élément déformable élastiquement. Il permet également d'ajuster la hauteur de l'élément déformable élastiquement.The stack of Belleville washers in series and/or in parallel makes it possible to adjust the total stiffness of the elastically deformable element. It also makes it possible to adjust the height of the elastically deformable element.
L'élément déformable élastiquement peut comprendre une ouverture dans laquelle passe la pièce d'assemblage. De la sorte la pièce d'assemblage retient et centre le ressort ou les rondelles Belleville lors de l'aplatissement de l'élément déformable, évitant par exemple l'effondrement de l'empilement des rondelles Belleville et la variation incontrôlée de la raideur totale dudit l'empilement. La pièce d'assemblage permet également de garantir l'orientation et la disposition de chaque rondelle pendant la fabrication ou l'utilisation du dispositif.The elastically deformable element may comprise an opening through which the assembly part passes. In this way, the assembly part retains and centers the spring or the Belleville washers during the flattening of the deformable element, avoiding for example the collapse of the stack of Belleville washers and the uncontrolled variation of the total stiffness of said stacking. The assembly part also makes it possible to guarantee the orientation and the arrangement of each washer during the manufacture or use of the device.
La pièce d'assemblage peut par exemple comprendre une vis et un écrou. La vis passe par chaque ouverture des prolongements. La tête de la vis et l'écrou sont disposés de part et d'autre des deux prolongements. Ainsi le serrage de l'écrou sur la vis permet d'appliquer une force sur chaque prolongement visant à fermer le dispositif de serrage. La force de fermeture appliquée sur les prolongements est proportionnelle au couple de serrage de l'écrou sur la vis. Une clé dynamométrique permet par exemple d'appliquer un couple de serrage déterminé sur l'ensemble vis/écrou.The assembly part can for example comprise a screw and a nut. The screw passes through each opening of the extensions. The head of the screw and the nut are arranged on either side of the two extensions. Thus the tightening of the nut on the screw makes it possible to apply a force to each extension aimed at closing the tightening device. The closing force applied to the extensions is proportional to the tightening torque of the nut on the screw. A torque wrench makes it possible, for example, to apply a determined tightening torque to the screw/nut assembly.
L'invention concerne également un système de maintien comprenant :
- un tube ;
- un ancrage ;
- un dispositif de serrage présentant l'une quelconque des caractéristiques précédentes ;
- a tube ;
- an anchor;
- a clamping device having any of the preceding characteristics;
Le système de maintien est remarquable en ce que le dispositif serrant la circonférence du tube et fixé à l'ancrage par l'intermédiaire de la pièce d'assemblage.The holding system is remarkable in that the device tightens the circumference of the tube and is fixed to the anchorage via the assembly part.
Préférentiellement le diamètre nominal du tube est inférieur ou égal au diamètre maximal de la boucle ouverte et supérieur ou égal au diamètre minimal de la boucle ouverte.Preferably, the nominal diameter of the tube is less than or equal to the maximum diameter of the open loop and greater than or equal to the minimum diameter of the open loop.
L'invention concerne en outre un carter de turbine basse pression comprenant :
- un tube de refroidissement ;
- un support de rampe ;
- un dispositif de serrage présentant l'une quelconque des caractéristiques précédentes ;
- a cooling tube;
- a ramp support;
- a clamping device having any of the preceding features;
Le carter de turbine basse pression est remarquable en ce que le tube de refroidissement est maintenu par le dispositif de serrage sur le support de rampe.The low pressure turbine housing is remarkable in that the cooling tube is held by the clamping device on the rail support.
L'invention concerne également un procédé de serrage d'un tube au moyen d'un dispositif de serrage présentant l'une quelconque des caractéristiques précédentes et d'un moyen de mesure de la force de fermeture appliquée par la pièce d'assemblage, le diamètre nominal du tube étant inférieur ou égal au diamètre maximal de le boucle ouverte du dispositif de serrage et supérieur ou égal au diamètre minimal de la boucle ouverte du dispositif de serrage, le procédé de serrage comprenant les étapes suivantes :
- une étape de détermination d'une force de fermeture seuil à partir de la raideur de l'élément déformable élastiquement, de l'entrefer, du diamètre maximal de la boucle ouverte et du diamètre nominal du tube ;
- une étape de serrage du dispositif de serrage autour de la circonférence du tube au cours de laquelle la force de fermeture appliquée par la pièce d'assemblage est mesurée en continue par le moyen de mesure, l'étape de serrage étant interrompue lorsque la force de fermeture mesurée atteint la force de fermeture seuil.
- a step of determining a threshold closing force from the stiffness of the elastically deformable element, the air gap, the maximum diameter of the open loop and the nominal diameter of the tube;
- a clamping step of the clamping device around the circumference of the tube during which the closing force applied by the assembly part is continuously measured by the measuring means, the clamping step being interrupted when the clamping force measured closing reaches the closing force threshold.
Le serrage optimal du dispositif autour du tube doit maintenir le tube en position mais également permettre au tube de glisser dans le dispositif. Le diamètre optimal de la boucle ouverte est donc supérieur ou égal au diamètre nominal du tube.The optimal tightening of the device around the tube must maintain the tube in position but also allow the tube to slide in the device. The optimum diameter of the open loop is therefore greater than or equal to the nominal diameter of the tube.
À un diamètre optimal de la boucle ouverte correspond une réduction optimale de l'entrefer. Cette réduction optimale de l'entrefer, qui est égale à une déformation optimale de l'élément déformable élastiquement, correspond à une force de rappel que nous appellerons force de rappel seuil. Pour assurer un serrage optimal du dispositif, il suffit alors d'appliquer la force de fermeture seuil, grâce à la pièce d'assemblage, égale et opposée à la force de rappel seuil. La pièce d'assemblage est actionnée en mesurant la force de fermeture appliquée qui augmente à mesure que le dispositif serre le tube. Lorsque la force de fermeture atteint la force de fermeture seuil, le serrage est optimal.An optimal diameter of the open loop corresponds to an optimal reduction of the air gap. This optimum reduction of the air gap, which is equal to an optimum deformation of the elastically deformable element, corresponds to a restoring force which we will call threshold restoring force. To ensure optimal tightening of the device, it is then sufficient to apply the threshold closing force, thanks to the assembly part, equal and opposite to the threshold restoring force. The joint is actuated by measuring the applied closing force which increases as the device squeezes the tube. When the closing force reaches the closing force threshold, the tightening is optimal.
Le diamètre du tube peut présenter une dispersion autour du diamètre nominal. Le diamètre nominal du tube est, par exemple, compris entre 10 mm et 50 mm. Le jeu mécanique résultant entre le diamètre du tube et le diamètre maximal de la boucle ouverte est par exemple compris entre -0.4 mm et +0.4 mm, soit un jeu relatif compris entre -4% et 4%.The diameter of the tube can present a dispersion around the nominal diameter. The nominal diameter of the tube is, for example, between 10 mm and 50 mm. The resulting mechanical play between the diameter of the tube and the maximum diameter of the open loop is for example between -0.4 mm and +0.4 mm, ie a relative play of between -4% and 4%.
Pendant la phase de serrage, lorsque le jeu mécanique est négatif, c'est à dire lorsque le diamètre du tube est supérieur au diamètre nominal, la boucle ouverte entre en contact avec la circonférence du tube avant que l'entrefer n'atteigne la réduction optimale. La force de fermeture s'oppose alors à la force de rappel de l'élément déformable élastiquement additionnée de la force de compression de la boucle sur la circonférence du tube. La raideur du tube étant plus élevée que la raideur de l'élément déformable, la force de rappel apparente du dispositif de serrage en contact avec le tube est également plus élevée que la force de rappel de l'élément déformable seul. Dès lors, la force de fermeture mesurée atteint la force de fermeture seuil et l'étape de serrage est interrompue avant que l'entrefer n'atteigne la réduction optimale de l'entrefer. La force de serrage sur le tube est ainsi limitée, offrant au tube la possibilité de glisser dans le dispositif de serrage.During the tightening phase, when the mechanical clearance is negative, i.e. when the diameter of the tube is greater than the nominal diameter, the open loop comes into contact with the circumference of the tube before the air gap reaches the reduction optimal. The closing force then opposes the restoring force of the elastically deformable element added to the compression force of the loop on the circumference of the tube. The stiffness of the tube being higher than the stiffness of the deformable element, the apparent restoring force of the clamping device in contact with the tube is also higher than the restoring force of the deformable element alone. Therefore, the measured closing force reaches the threshold closing force and the tightening step is interrupted before the air gap reaches the optimum reduction of the air gap. The clamping force on the tube is thus limited, offering the tube the possibility of sliding in the clamping device.
Lorsque le jeu mécanique est positif, c'est à dire lorsque le diamètre du tube est inférieur au diamètre nominal, la boucle ouverte n'entre pas en contact avec le tube avant d'avoir atteint le diamètre optimal, la force de fermeture seuil étant atteinte lorsque l'entrefer atteint la réduction optimale. Ainsi le tube peut glisser dans le dispositif.When the mechanical play is positive, i.e. when the diameter of the tube is less than the nominal diameter, the open loop does not come into contact with the tube before having reached the optimum diameter, the threshold closing force being reached when the air gap reaches the optimal reduction. Thus the tube can slide in the device.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.The invention and its various applications will be better understood on reading the following description and examining the accompanying figures.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.The figures are presented for information only and in no way limit the invention.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.The figures are presented for information only and in no way limit the invention. Unless specified otherwise, the same element appearing in different figures has a single reference.
Les figures 1 et 2 présentent schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de serrage 11 dans deux états : un état ouvert et un état fermé. L'état ouvert est présenté dans la figure 1 et l'état fermé est présenté dans la figure 2. Le dispositif de serrage 11 comprend une boucle ouverte 20, des premier et deuxième prolongements 21, 22, un élément déformable 30 et une pièce d'assemblage 40.Figures 1 and 2 schematically show a first embodiment of a clamping device 11 in two states: an open state and a closed state. The open state is shown in Figure 1 and the closed state is shown in Figure 2. The clamping device 11 comprises an open loop 20, first and second extensions 21, 22, a deformable element 30 and a piece of assembly 40.
La boucle ouverte 20 est formée à partir d'une bande, une partie de la bande étant enroulée sur elle-même de sorte à former un "C" qui s'appuierait sur un cylindre de diamètre A. La partie de la bande formant le "C" comprend deux extrémités à partir desquelles s'étirent radialement les deux prolongements 21, 22. Les deux prolongements 21, 22 et la boucle ouverte 20 constituent avantageusement une seule et même pièce et de préférence réalisés en métal. Chaque prolongement 21, 22 comporte une ouverture. L'espace entre les prolongements 21, 22 mesuré au niveau des ouvertures est appelé entrefer E.The open loop 20 is formed from a strip, part of the strip being rolled up on itself so as to form a "C" which would rest on a cylinder of diameter A. The part of the strip forming the "C" comprises two ends from which the two extensions 21, 22 stretch radially. The two extensions 21, 22 and the open loop 20 advantageously constitute one and the same part and are preferably made of metal. Each extension 21, 22 has an opening. The space between the extensions 21, 22 measured at the level of the openings is called air gap E.
Le dispositif de serrage 11 peut passer continument de l'état ouvert à l'état fermé. Dans l'état ouvert, le dispositif de serrage 11 est au repos, la boucle ouverte 20 présente un diamètre maximal A1et l'entrefer est maximal E1. Dans l'état fermé la boucle ouverte 20 présente un diamètre minimal A0et l'entrefer est minimal E0.The clamping device 11 can switch continuously from the open state to the closed state. In the open state, the tightening device 11 is at rest, the open loop 20 has a maximum diameter A 1 and the air gap is maximum E 1 . In the closed state, the open loop 20 has a minimum diameter A 0 and the air gap is minimum E 0 .
La pièce d'assemblage 40 passe par l'ouverture de chaque prolongement 21, 22. La pièce d'assemblage 40 permet ainsi d'exercer une force de fermeture sur chaque prolongement 21, 22. Dans l'exemple des figures 1 et 2, la pièce d'assemblage 40 est une vis avec un écrou. La vis passe par l'ouverture de chaque prolongement 21, 22, la tête de la vis étant en appui sur le deuxième prolongement 22. L'écrou est en appui sur le premier prolongement 21. Ainsi en en actionnant la pièce d'assemblage 40, c'est à dire en serrant l'écrou sur la vis, la force de fermeture rapproche les prolongements 21, 22 et ferme le dispositif de serrage 11. La pièce d'assemble peut avantageusement être une vis seule ou tout autre mécanisme mettant en œuvre une liaison hélicoïdale. Dans un exemple où la pièce d'assemblage 40 est une vis seule, l'ouverture du premier prolongement 21 comporte un filetage dans lequel vient s'insérer la vis et la tête de la vis est en appui sur le deuxième prolongement. De la sorte, en serrant la vis, la force de fermeture rapproche les deux prolongements 21, 22 et ferme le dispositif de serrage 11. L'intérêt d'utiliser la vis seule ou avec l'écrou ou tout autre mécanisme mettant en œuvre une liaison hélicoïdale est que le couple de serrage exercé sur la pièce d'assemblage 40 est proportionnel à la force de fermeture appliqué sur les prolongements 21, 22.The assembly part 40 passes through the opening of each extension 21, 22. The assembly part 40 thus makes it possible to exert a closing force on each extension 21, 22. In the example of FIGS. 1 and 2, assembly part 40 is a screw with a nut. The screw passes through the opening of each extension 21, 22, the head of the screw being supported on the second extension 22. The nut is supported on the first extension 21. Thus by actuating the assembly part 40 , that is to say by tightening the nut on the screw, the closing force brings the extensions 21, 22 closer and closes the clamping device 11. The assembly part can advantageously be a single screw or any other mechanism putting in creates a helical connection. In an example where the assembly part 40 is a single screw, the opening of the first extension 21 comprises a thread in which the screw is inserted and the head of the screw bears against the second extension. In this way, by tightening the screw, the closing force brings the two extensions 21, 22 closer and closes the clamping device 11. The advantage of using the screw alone or with the nut or any other mechanism implementing a helical connection is that the tightening torque exerted on the assembly part 40 is proportional to the closing force applied to the extensions 21, 22.
L'élément déformable élastiquement 30 est disposé entre les prolongements 21, 22. De la sorte l'élément déformable élastiquement 30 est comprimé lorsque l'entrefer E est réduit. La longueur de l'élément déformable élastiquement 30 au repos est avantageusement égale à l'entrefer maximal E1. Ainsi lorsque le dispositif de serrage 11 est ouvert, l'élément déformable élastiquement 30 est avantageusement au repos, en appui sur chaque prolongement 21, 22. La déformation de l'élément déformable 30, notée
La loi de comportement de l'élément déformable 30 est préférentiellement connue, soit par caractérisation au moyen d'un banc d'essai, soit par modélisation. Toutefois la loi de comportement de l'élément déformable 30 est approchée par une loi de comportement linéaire telle que la loi de Hooke. Selon la loi de Hooke l'élément déformable élastiquement 30 est caractérisé par sa raideur, notée
Lorsque le dispositif de serrage 11 se ferme, c'est à dire lorsque les prolongements 21, 22 se rapprochent, l'élément déformable 30 exerce la force de rappel
Dans l'exemple des figures 1 et 2, l'élément déformable élastiquement 30 est un ressort, chaque extrémité du ressort 30 étant couplé respectivement avec chaque prolongement 21, 22. La déformation
La figure 3 présente schématique un exemple d'un système de maintien 60. Le système de maintien 60 comprend :
- un tube 1 ;
- un ancrage 2 ; et
- un dispositif de serrage 12 selon le premier mode de réalisation.
- a pipe 1;
- an anchor 2; And
- a clamping device 12 according to the first embodiment.
Le dispositif de serrage 12, dans ce premier mode de réalisation, comprend en outre une garniture 23. La garniture 23 est disposée sur la partie interne de la boucle ouverte 20. Lorsque le tube 1 est introduit dans la boucle ouverte 20, il vient en appui sur la garniture 23. Lorsque le dispositif 12 est serré, la boucle ouverte 20 enserre la circonférence du tube 1 par l'intermédiaire de la garniture 23. La garniture 23 permet d'éviter le contact métal/métal lorsque le dispositif de serrage 12 serre le tube 1, empêchant ainsi une usure précoce du dispositif 12 et du tube 1. La garniture 23 est préférentiellement élastique afin d'atténuer les vibrations ou les dilatations du tube 1. Si le tube 1 n'est pas correctement aligné dans la boucle, l'élasticité de la garniture 23 permet également de réaliser le serrage sans décentrer le tube 1.The clamping device 12, in this first embodiment, further comprises a gasket 23. The gasket 23 is arranged on the internal part of the open loop 20. When the tube 1 is introduced into the open loop 20, it comes into support on the gasket 23. When the device 12 is tightened, the open loop 20 encloses the circumference of the tube 1 via the gasket 23. The gasket 23 makes it possible to avoid metal/metal contact when the clamping device 12 tightens the tube 1, thus preventing premature wear of the device 12 and of the tube 1. The lining 23 is preferentially elastic in order to attenuate the vibrations or the expansions of the tube 1. If the tube 1 is not correctly aligned in the loop , the elasticity of the lining 23 also makes it possible to carry out the tightening without decentering the tube 1.
Dans cet exemple du premier mode de réalisation du dispositif, les prolongements 21, 22 s'étendent parallèlement, de chaque extrémité de la boucle ouverte 20 vers l'extérieur. Toutefois les prolongements 21, 22 s'étendent dans une direction différentes de la direction radiale par rapport à la boucle 20. Les prolongements 21, 22 s'étirent de biais afin d'être plus facilement plaqués sur l'ancrage 2 et ainsi assurer correctement le maintien du tube 1.In this example of the first embodiment of the device, the extensions 21, 22 extend parallel, from each end of the open loop 20 outwards. However, the extensions 21, 22 extend in a direction different from the radial direction with respect to the loop 20. The extensions 21, 22 stretch obliquely in order to be more easily pressed against the anchor 2 and thus ensure correctly maintaining the tube 1.
Dans l'exemple de la figure 3, la pièce d'assemblage 40 est formée par une vis et un écrou. La vis de la pièce d'assemblage 40 traverse les prolongements 21, 22 et une ouverture de l'ancrage 2. De cette manière la pièce d'assemblage 40 vient exercer la force de fermeture sur le deuxième prolongement 22 et le premier prolongement 21 par l'intermédiaire de l'ancrage 2. De plus la pièce d'assemblage 40 permet de plaquer le dispositif de serrage 12 contre l'ancrage. Ainsi le tube 1 est maintenu dans une position fixe par rapport à la pièce d'ancrage 2.In the example of Figure 3, the assembly part 40 is formed by a screw and a nut. The screw of the assembly part 40 passes through the extensions 21, 22 and an opening of the anchor 2. In this way the assembly part 40 comes to exert the closing force on the second extension 22 and the first extension 21 by through the anchor 2. In addition, the assembly part 40 makes it possible to press the clamping device 12 against the anchor. Thus the tube 1 is held in a fixed position relative to the anchor 2.
La figure 4 présente schématiquement un deuxième mode de réalisation du dispositif de serrage 13 et plus particulièrement une première variante de ce deuxième mode de réalisation. Selon cette première variante, l'élément déformable 31 est un empilement formé par une pluralité de rondelles ressort 50 dites "rondelles Belleville". L'empilement de rondelles Belleville 50 est caractérisé par sa hauteur et sa raideur
La figure 5 présente schématiquement, en vue en coupe de côté et en vue de dessus, une rondelle Belleville 50. La rondelle Belleville 50 présente une forme de cône creux, tronqué, comportant une petite base de diamètre D1 et une grande base de diamètre D2. La rondelle Belleville 50 est caractérisée par sa raideur à l'aplatissement
Les rondelles Belleville 50 peuvent être empilées de différentes façons de manière à obtenir un élément déformable 31, 32, 33 présentant une hauteur et une raideur différente. La figure 6 présente schématiquement deux variantes du deuxième mode de réalisation du dispositif 13 ainsi qu'une combinaison de ces deux variantes de réalisation du dispositif 13.Belleville washers 50 can be stacked in different ways so as to obtain a deformable element 31, 32, 33 having a different height and stiffness. FIG. 6 schematically presents two variants of the second embodiment of device 13 as well as a combination of these two variant embodiments of device 13.
La première variante de réalisation est notamment mis en œuvre dans l'exemple de la figure 4. Selon la première variante de réalisation, l'élément déformable 31 est réalisée par un empilement dit en série ou en opposition. Dans ce type d'empilement, l'orientation de chaque rondelles Belleville 50 est alternée. Les rondelles Belleville 50 sont connectées deux à deux en tête-bêche, c'est à dire connectées par leurs petites bases respectives ou leurs grandes bases respectives. La raideur
Selon une deuxième variante de réalisation, l'élément déformable 32 est réalisée par un empilement dit en parallèle ou en paquet. Dans ce type d'empilement, les rondelles Belleville 50 sont superposées les unes sur les autres en conservant les orientations de chaque rondelles Belleville 50 parallèles entre elles. La raideur totale
Selon la combinaison de la première variante avec la deuxième variante de réalisation, l'élément déformable 33 est réalisée en combinant les empilements séries et parallèles. Les rondelles Belleville 50 sont empilées en parallèle par groupe de trois. Ces empilements de trois rondelles Belleville 50 sont ensuite empilés en série. L'avantage de procéder de cette manière est d'ajuster la raideur de l'élément déformable 33. La raideur totale
Un mode de réalisation d'un carter de turbine basse pression 71 va être présenté en référence aux figures 7 et 8.An embodiment of a low pressure turbine housing 71 will be presented with reference to Figures 7 and 8.
La figure 7 présente une vue partielle d'une turbine basse pression 70. Le carter de turbine 71 présente une forme de tuyère, les gaz de combustion s'écoulant selon l'axe M. Le carter de turbine 71 est entouré par une pluralité de tubes de refroidissement 72, formant une rampe de refroidissement 73, chargés de refroidir le carter 71. La rampe de refroidissement 73 est maintenue à un support de rampe 74, solidaire du carter de turbine 71, au moyen d'une pluralité de dispositifs de serrage 13. Chaque dispositif de serrage 13 est fixé sur une des languettes 75 du support de rampe 74.FIG. 7 presents a partial view of a low-pressure turbine 70. The turbine casing 71 has the shape of a nozzle, the combustion gases flowing along the axis M. The turbine casing 71 is surrounded by a plurality of cooling tubes 72, forming a cooling ramp 73, responsible for cooling the casing 71. The cooling ramp 73 is held to a ramp support 74, integral with the turbine casing 71, by means of a plurality of clamping devices 13. Each clamping device 13 is attached to one of the tabs 75 of the ramp support 74.
La figure 8 présente un agrandissement de la figure 7, centré sur un des dispositifs de serrage 13. Un des tubes de refroidissement 72 de la rampe 73 passe par la boucle 20 du dispositif de serrage 13. Le dispositif de serrage 13 présente ici également la garniture 23 contre laquelle vient s'appuyer le tube de refroidissement 72. Les prolongements 21, 22 s'étendent perpendiculairement au support de rampe 74. Le deuxième prolongement 22 trouve appui contre une des languettes 75. Les prolongements 21, 22 et l'élément déformable 31 sont fixés et serrés contre la languette 75 au moyen de la pièce d'assemblage 40, dans ce cas présent, une vis avec un écrou.Figure 8 shows an enlargement of Figure 7, centered on one of the clamping devices 13. One of the cooling tubes 72 of the ramp 73 passes through the loop 20 of the clamping device 13. The clamping device 13 here also presents the gasket 23 against which the cooling tube 72 comes to rest. The extensions 21, 22 extend perpendicularly to the ramp support 74. The second extension 22 bears against one of the tabs 75. The extensions 21, 22 and the element deformable 31 are fixed and tightened against the tab 75 by means of the assembly part 40, in this case, a screw with a nut.
La figure 9 présente schématiquement un mode de mise en œuvre d'un procédé de serrage 100 du dispositif de serrage 11, 12, 13 autour du tube 1, mettant en œuvre un moyen de mesure de la force de fermeture appliquée par la pièce d'assemblage 40. Le procédé comprend deux étapes 101, 102, exécutées consécutivement dans l'ordre présenté comme suit :
- une étape de détermination 101 de la force de fermeture seuil à exercer sur la pièce de fermeture 40 afin de réaliser un serrage optimal du tube 1 ; et
- une étape de serrage 102 du dispositif de serrage 11, 12, 13 autour de la circonférence du tube 1.
- a step 101 for determining the threshold closing force to be exerted on the closing piece 40 in order to achieve optimum tightening of the tube 1; And
- a clamping step 102 of the clamping device 11, 12, 13 around the circumference of the tube 1.
Lors de l'étape de détermination 101, la force de fermeture seuil est calculée en tenant compte :
- du diamètre du tube 1 ; et
- de la loi de comportement mécanique de l'élément déformable 30, 31, 32, 33, exprimant la force de rappel
- the diameter of the tube 1; And
- of the mechanical behavior law of the deformable element 30, 31, 32, 33, expressing the restoring force
À un serrage optimal correspond un diamètre optimal AOPTde la boucle ouverte 20 et donc une valeur optimale de l'entrefer EOPT, qu'il convient de déterminer selon le diamètre nominal du tube 1, la présence et l'épaisseur de la garniture 23 ou tout autre paramètre pouvant avoir une influence sur la valeur optimale de l'entrefer EOPT. À la valeur optimale de l'entrefer EOPTcorrespond une déformation optimale
Lors de l'étape de serrage 102, la force de fermeture appliquée par la pièce d'assemblage 40 est mesurée en continue par le moyen de mesure. Par exemple si la pièce d'assemblage est un ensemble vis/écrou, le moyen de mesure peut être une clé dynamométrique permettant de mesurer le couple exercé ou réglée pour déclencher lorsque le couple exercé sur l'écrou correspond à la force de fermeture seuil. Lorsque la force de fermeture seuil est atteint l'étape 102 de serrage est interrompue. Le serrage réalisé est ainsi optimal.During the tightening step 102, the closing force applied by the assembly part 40 is measured continuously by the measuring means. For example, if the assembly part is a screw/nut assembly, the measuring means can be a torque wrench making it possible to measure the torque exerted or set to trigger when the torque exerted on the nut corresponds to the threshold closing force. When the closing force threshold is reached step 102 of tightening is interrupted. The tightening achieved is thus optimal.
Claims (10)
- une boucle (20) ouverte ayant un diamètre intérieur (A), le diamètre intérieur étant maximal (A1) lorsque le dispositif de serrage (11, 12, 13) est ouvert et minimal (A0) lorsque le dispositif de serrage (11, 12, 13) est fermé ;
- deux prolongements (21, 22) solidaires de la boucle ouverte (20), chaque prolongement (21, 22) comportant une ouverture et dont une distance (E) entre lesdits prolongements (21, 22) mesurée au niveau des ouvertures est appelée entrefer, l'entrefer (E) étant maximal (E1) lorsque le dispositif de serrage (11, 12, 13) est ouvert et minimal (E0) lorsque le dispositif de serrage (11, 12, 13) est fermé ; et
- une pièce d'assemblage (40) passant dans chaque ouverture des prolongements (21, 22) et exerçant une force de fermeture sur les deux prolongements (21, 22) ;
- an open loop (20) having an inside diameter (A), the inside diameter being maximum (A 1 ) when the tightening device (11, 12, 13) is open and minimum (A 0 ) when the tightening device (11 , 12, 13) is closed;
- two extensions (21, 22) integral with the open loop (20), each extension (21, 22) comprising an opening and of which a distance (E) between said extensions (21, 22) measured at the level of the openings is called air gap, the air gap (E) being maximum (E 1 ) when the clamping device (11, 12, 13) is open and minimum (E 0 ) when the clamping device (11, 12, 13) is closed; And
- an assembly part (40) passing through each opening of the extensions (21, 22) and exerting a closing force on the two extensions (21, 22);
- un tube (1) ;
- un ancrage (2) ;
- un dispositif de serrage (11, 12, 13) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ;
- a tube (1);
- an anchor (2);
- a clamping device (11, 12, 13) according to any one of claims 1 to 7;
- un tube de refroidissement (72) ;
- un support de rampe (74) ;
- un dispositif de serrage (11, 12, 13) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ;
- a cooling tube (72);
- a ramp support (74);
- a clamping device (11, 12, 13) according to any one of claims 1 to 7;
- une étape de détermination (101) d'une force de fermeture seuil à partir de la raideur de l'élément déformable élastiquement (30, 31, 32, 33), de l'entrefer (E), du diamètre maximal (A1) de la boucle ouverte (20) et du diamètre nominal du tube (1) ;
- une étape de serrage (102) du dispositif de serrage (11, 12, 13) autour de la circonférence du tube (1) au cours de laquelle la force de fermeture appliquée par la pièce d'assemblage (40) est mesurée en continue par le moyen de mesure, l'étape de serrage (102) étant interrompue lorsque la force de fermeture mesurée atteint la force de fermeture seuil.
- a step of determining (101) a threshold closing force from the stiffness of the elastically deformable element (30, 31, 32, 33), the air gap (E), the maximum diameter (A 1 ) the open loop (20) and the nominal diameter of the tube (1);
- a clamping step (102) of the clamping device (11, 12, 13) around the circumference of the tube (1) during which the closing force applied by the assembly part (40) is continuously measured by the measuring means, the clamping step (102) being interrupted when the measured closing force reaches the threshold closing force.
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