WO2015004357A1 - Centrage d'une pièce à l'intérieur d'un arbre de rotor dans une turbomachine - Google Patents

Centrage d'une pièce à l'intérieur d'un arbre de rotor dans une turbomachine Download PDF

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WO2015004357A1
WO2015004357A1 PCT/FR2014/051536 FR2014051536W WO2015004357A1 WO 2015004357 A1 WO2015004357 A1 WO 2015004357A1 FR 2014051536 W FR2014051536 W FR 2014051536W WO 2015004357 A1 WO2015004357 A1 WO 2015004357A1
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sleeve
shaft
shim
wedges
nut
Prior art date
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PCT/FR2014/051536
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Inventor
Olivier Lefebvre
Grégory Nicolas Gérald GILLANT
Pierre HEINRY
Philippe Bourdin
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Snecma
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/026—Shaft to shaft connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
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Definitions

  • the present invention relates to a device for centering a part inside a hollow rotor shaft in a turbomachine, such as an airplane turbojet or turboprop.
  • the shaft of the low pressure turbine is hollow and may contain a tube, commonly called “tube center vent", for venting the bearings that support the low pressure rotor to allow the evacuation of a flow of oil-laden air downstream of the turbojet engine, the downstream being considered with respect to the upstream, the gases flowing in the turbojet engines upstream downstream.
  • this tube extends over the entire length of the rotor shaft and its ends are secured in rotation with the shaft.
  • sensors are mounted at various locations on the motor and are connected by cables to wireless data transmission modules, for example by radio waves, to a ground receiving station.
  • the receiving and remote transmission means are arranged in the cone of the turbojet engine at the upstream end of the turbojet and serving to guide the air inlet of a fan.
  • the sensors arranged at the downstream end of the turbojet engine are then connected by cables that must travel inside the shaft of the low pressure turbine. For this, it is necessary to pass the cables in a tube arranged inside the low pressure turbine shaft.
  • the internal diameter of the low-pressure turbine shaft does not correspond to a critical dimension in a turbojet engine so that the machining tolerance is relatively high and does not allow centering of the tube via external projections that would come into contact with the inner surface of the tree.
  • the reduction of the tolerance of the internal diameter of the shaft is not conceivable since it would require new studies to validate the operation of the rotor of the low pressure turbine, which would require very long and very expensive.
  • the present invention provides a simple, effective and economical solution to these problems.
  • the invention proposes a device for centering a workpiece inside a hollow shaft comprising a tubular sleeve extending along a longitudinal axis inserted inside the shaft and a plurality of wedges. distributed regularly around the sleeve between the latter and the shaft, each shim being mounted to move in axial translation relative to the sleeve on an external bearing ramp of the sleeve which is inclined axially with respect to the axis of the sleeve, between a wedge releasing position and a clamping position of the wedge between the sleeve ramp and an inner surface of the shaft.
  • a tubular sleeve is mounted and centered inside the shaft by means of a plurality of wedges whose displacement along the axis of the sleeve makes it possible to tighten them between the sleeve and the shaft. hollow. It is thus possible to make the sleeve with a precise internal diameter thereby allowing the mounting of a cable passage tube with an outer diameter perfectly adapted to its mounting inside the sleeve. The centering of the sleeve does not require any modification of the internal diameter of the hollow shaft.
  • tubular qualifying the sleeve here designates a sleeve having an internal passage whose section is not necessarily circular and may take any form suitable for the insertion and centering of a part, such as in particular a passage tube. of cables, inside the sleeve.
  • the outer surface of the sleeve comprises a plurality of bosses regularly distributed around the axis of the sleeve and defining between them spaces opening at the axial ends of the sleeve, each boss comprising an external support ramp inclined relative to the axis of the sleeve on which a shim is movable between its clamping and release positions.
  • each boss is delimited circumferentially by ribs forming with the ramp an axial guide groove of a shim.
  • the ramp or ramps of the sleeve are flat surfaces.
  • the device also comprises locking means movable on a cylindrical surface between a release position corresponding to the release position of the shims and a locking position corresponding to the axial locking position on the shims in order to move said shims in their position of tightening and return means configured to exert a return force of the shims in their release positions when the locking means are themselves in their release position.
  • the locking means comprise a nut screwed around one end of the sleeve for moving the shims from their release position to their clamping position.
  • the end of the nut opposite to the holds as well that the end of the sleeve opposite to that receiving the nut include indentations.
  • the indentations of the nut are intended to cooperate with complementary indentations of a tool for screwing the nut onto the sleeve and the indentations of the sleeve are intended to cooperate with complementary indentations of a tool for locking in rotation of the nut. sleeve relative to the shaft when screwing the nut on the sleeve.
  • a washer can be interposed axially between the nut and the wedges to facilitate clamping.
  • the return means comprise a split elastic ring surrounding the sleeve and engaged in circumferential grooves of the faces of the wedges vis-à-vis the inner surface of the shaft.
  • the elastic ring ensures loosening of the shims and setting release position thereof.
  • each wedge comprises a substantially cylindrical outer face intended to come into the clamping position of the wedge in contact with the complementary cylindrical inner surface of the shaft.
  • the invention also relates to a turbomachine, such as an airplane turbojet or turboprop, comprising at least one device as described above.
  • the turbomachine comprises two devices of the type described above spaced axially from one another.
  • the hollow shaft is advantageously the shaft of a low pressure turbine and the part is a cable passage tube mounted inside at least one tubular sleeve, the tube being secured at its downstream end on the shaft of the low pressure turbine.
  • FIG. 1 is a schematic half-sectional view of a low pressure turbine shaft comprising two centering devices according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a centering device according to the invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of the device of Figure 2 according to an axial section plane passing through the middle of a shim;
  • FIG. 4 is a diagrammatic view from upstream along section plane IV-IV of FIG.
  • FIG. 1 1 1 from upstream to downstream inside a turbojet engine.
  • the upstream and downstream are respectively considered to the left and right.
  • a tube 12 for the passage of cables is mounted and centered inside the shaft by means of two centering devices 14 according to the invention arranged at the upstream and downstream ends of the shaft 10.
  • the downstream end of the shaft 10 comprises a frustoconical wall 16 diverging relative to the axis 1 1 downstream fixed by screw / nut systems 18 to a support 20 of blades in a manner well known in the art. the skilled person.
  • the downstream end of the tube 12 for the passage of cables is engaged and maintained in the upstream end of an annular piece 22 fixed by screw / nut systems 24 to the support 20.
  • a test turbojet engine must comprise a large number of sensors mounted at points of interest in the turbojet engine in order to have measurements on the behavior of the turbojet engine in operation.
  • the sensors are thus connected by cables to remote transmission means to a ground receiving station for analyzing and processing data from the sensors.
  • the transmission means as well as the various necessary electronic power modules are arranged at the upstream end of the turbojet, inside a cone capping the upstream end of the turbojet and allowing the guiding of the inlet air. a blower.
  • the sensors arranged at the downstream end of the turbomachine must thus be connected to the upstream transmission means by means of cables running inside the low pressure turbine shaft in the cable ducting tube 12 mounted and centered. inside the low pressure turbine shaft.
  • the internal diameter of the shaft 10 is made with a large tolerance that does not allow a quick and easy centering of the tube 12 for the passage of cables in the shaft 10 by simply inserting the tube 12 in the hollow shaft .
  • FIG. 2 represents a centering device 14 taken in isolation and intended to be mounted in a hollow shaft 10 as represented in FIGS. 1, 3 and 4.
  • the device comprises a tubular sleeve 26 comprising an upstream end portion 28 and a downstream end portion 30.
  • the outer surface of the upstream end portion 28 of the sleeve 26 comprises a plurality of bosses 32, three in the example shown in the drawings, regularly distributed around the axis 34 of the sleeve 26.
  • Each boss 32 comprises an axial groove delimited circumferentially by two ribs 36.
  • the groove of each boss 32 opens radially outwards and its bottom surface 38 forms a ramp having a flat surface inclined with respect to the axis 34 of the sleeve 26 so as to converge towards said axis 34 in the direction of the downstream end portion 30 of the sleeve 26.
  • the ramps 38 bosses 32 extend at their downstream ends by an outer cylindrical surface 40 of the downstream portion 30 of the sleeve 26.
  • This cylindrical surface 40 comprises an external thread on which a nut 42 is screwed.
  • a washer 44 is interposed between the nut 42 and the downstream ends of shims 46 slidably engaged from downstream in the grooves of the bosses 32.
  • Each shim 46 is movable between a release position (not shown) and a clamping position of the shim between the sleeve ramp and the inner surface of the shaft (FIG. 3).
  • each wedge comprises a first surface
  • each shim 46 is substantially cylindrical and complementary to the inner surface 54 of the low pressure turbine shaft 10, which plane has an inclination identical to that of the ramp 38, connected to a downstream substantially cylindrical surface 50. on which the wedge 46 is intended to be applied in the clamping position.
  • Each shim 46 also comprises a groove 56 oriented circumferentially and opening radially facing the inner surface 54 of the shaft 10.
  • the grooves 56 of the wedges 46 are circumferentially aligned with one another and an elastic ring 58
  • the split ring is engaged around the sleeve 26 in the grooves 56 of the wedges 46.
  • This elastic ring 58 is prestressed around the wedges 46 so that its diameter in the clamping position of the wedges 46 is greater than its diameter at rest. In this way, the elastic ring 58 exerts a restoring force of the shims 46 in their release positions when the nut 42 is unscrewed.
  • the elastic ring also ensures permanent contact of the wedges on the ramps 38.
  • the end of the nut 42 opposite the wedges 46 comprises indentations 60 oriented axially downstream and intended to cooperate with complementary indentations of a screwing tool of the nut 42.
  • the downstream end of each indent 60 nut 42 comprises a downstream flange 62 projecting radially outwardly.
  • the upstream end of the sleeve 26 also includes indentations 64 oriented axially upstream and intended to cooperate with complementary indentations of a tool ensuring the rotational locking of the sleeve during screwing of the nut 42.
  • the device according to the invention is put in place inside the tree
  • the assembly formed of the sleeve 26, wedges 46 partially engaged in the grooves of the bosses 32 and the elastic ring 58 engaged in the grooves of the wedges 46 is configured in a state such that the wedges 46 are positioned axially in their release positions under the effect of the return force of the ring 58.
  • This assembly is inserted inside the hollow shaft 10 of the low pressure turbine.
  • the washer 44 is then mounted around the downstream end of the sleeve 26 and the nut 42 is screwed, which allows the shims 46 to slide upstream in the grooves of the bosses 32 from their release positions to their position. Clamping.
  • Disassembly follows reverse steps, consisting in unscrewing the nut 42 and removing the washer 44.
  • the elastic ring 58 then allows loosening of the shims 46 and their displacement in the release position.
  • the device according to the invention thus makes it possible to compensate for the manufacturing tolerance of the internal diameter of the shaft 10 by arranging a sleeve 26 of precisely calibrated diameter within which it is possible to realize in a simple and rapid manner the mounting and the centering of a tube 12 for the passage of cables.
  • the bosses 32 regularly formed around the sleeve 26 delimit between them circumferential spaces 66 opening at the upstream and downstream ends of the sleeve 26 and allowing the flow of air between the shaft 10 of the low pressure turbine and the sleeve 26 ( Figure 4).
  • the centering device according to the invention it is possible to mount centered inside the shaft 10 a tube 12 for the passage of cables while ensuring air circulation inside the shaft 10 towards the elements of the turbomachine that need it. As represented in FIG.
  • the upstream and downstream ends of the sleeve 26 may comprise two chamfers 68 delimiting axially between them an annular space in which is engaged an annular portion 70, with an axial section in an arc of a circle, formed around the passage tube 12. of cables.
  • the annular portion 70 with spherical section provides a linear contact between the inner surface of the sleeve 26 and the tube 12 of cable passages.
  • the inner surface of the sleeve 26 may have a section other than circular section and may be of triangular section, for example, so as to receive and center a tube 12 for passage of cables also triangular section.
  • the elastic ring of metallic material can be replaced by an elastomer O-ring.
  • the centering device according to the invention can also be used in combination with elastic return means different from an elastic ring or an O-ring as shown in FIG. 2.
  • elastic return means different from an elastic ring or an O-ring as shown in FIG. 2.
  • the displacement of the shims 46 in the clamping position and their locking in this position can be achieved by means of a member slidably engaged on the downstream end portion of the sleeve 26, this member being then blocked axially by a split elastic ring, of the Circlip type for example, inserted into a groove of the downstream end of the sleeve 26.
  • the ramps 38 or inclined surfaces form an angle of between 5 ° and 15 °, preferably 10 ° with respect to the axis 34 of the sleeve 26.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un dispositif de centrage d'une pièce à l'intérieur d'un arbre creux (10) comprenant un manchon tubulaire (26) inséré à l'intérieur de l'arbre (10) et une pluralité de cales (46) régulièrement réparties autour du manchon (26) entre celui-ci et l'arbre (10). Chaque cale (46) est montée mobile à translation axiale, par rapport au manchon (26) sur une rampe d'appui externe (54) du manchon (26) qui est inclinée axialement par rapport à l'axe (34) du manchon(26), entre une position de libération de la cale (46) et une position de serrage de la cale (46) entre la rampe (38) du manchon (26) et une surface interne (54) de l'arbre (10).

Description

CENTRAGE D'UNE PIECE A L'INTERIEUR D'UN ARBRE DE ROTOR
DANS UNE TURBOMACHINE
La présente invention concerne un dispositif de centrage d'une pièce à l'intérieur d'un arbre creux de rotor dans une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion.
Dans les turboréacteurs à double flux, l'arbre de la turbine basse pression est creux et peut contenir un tube, couramment appelé « tube center vent », destiné à la mise à l'air libre des paliers qui supportent le rotor basse pression pour permettre l'évacuation d'un débit d'air chargé d'huile vers l'aval du turboréacteur, l'aval étant considéré par rapport à l'amont, les gaz s'écoulant dans les turboréacteurs d'amont vers l'aval ».
En général, ce tube s'étend sur toute la longueur de l'arbre du rotor et ses extrémités sont solidarisées en rotation avec l'arbre.
Lors de la phase de développement d'un turboréacteur, de nombreuses mesures doivent être effectuées sur le turboréacteur en fonctionnement. A cette fin, des capteurs sont montés à divers endroits du moteur et sont reliés par des câbles à des modules de transmission sans fil des données, par exemple par ondes radiofréquences, jusqu'à une station de réception au sol.
Habituellement, les moyens de réception et de transmission à distance sont agencés dans le cône du turboréacteur coiffant l'extrémité amont du turboréacteur et servant au guidage de l'air en entrée d'une soufflante. Les capteurs agencés à l'extrémité aval du turboréacteur sont alors reliés par des câbles qui doivent cheminer à l'intérieur de l'arbre de la turbine basse pression. Pour cela, il est nécessaire de faire passer les câbles dans un tube agencé à l'intérieur de l'arbre de turbine basse pression.
Toutefois, le montage et le centrage d'un tube de passage de câbles à l'intérieur de l'arbre de turbine basse pression sont ainsi effectués en lieu et place du tube de ventilation, ce qui impose alors une circulation d'air entre le tube de passage de câbles et l'arbre de la turbine basse pression. Toutefois, les moyens de centrage connus utilisés pour le centrage du tube de ventilation ne permettent pas une telle circulation d'air et sont de plus difficiles à mettre en œuvre.
De plus, le diamètre interne de l'arbre de la turbine basse pression ne correspond pas à une dimension critique dans un turboréacteur de sorte que la tolérance d'usinage est relativement importante et ne permet pas de réaliser un centrage du tube par l'intermédiaire de saillie externes qui viendraient en contact sur la surface interne de l'arbre. Enfin, la réduction de la tolérance du diamètre interne de l'arbre n'est pas envisageable puisque cela nécessiterait de réaliser de nouvelles études de validation du fonctionnement du rotor de la turbine basse pression, ce qui nécessiterait très long et très coûteux.
La présente invention apporte une solution simple, efficace et économique à ces problèmes.
A cette fin, l'invention propose un dispositif de centrage d'une pièce à l'intérieur d'un arbre creux comprenant un manchon tubulaire s'étendant suivant un axe longitudinal inséré à l'intérieur de l'arbre et une pluralité de cales régulièrement réparties autour du manchon entre celui-ci et l'arbre, chaque cale étant montée mobile à translation axiale, par rapport au manchon sur une rampe d'appui externe du manchon qui est inclinée axialement par rapport à l'axe du manchon, entre une position de libération de la cale et une position de serrage de la cale entre la rampe du manchon et une surface interne de l'arbre.
Selon l'invention, un manchon tubulaire est monté et centré à l'intérieur de l'arbre au moyen d'une pluralité de cales dont le déplacement le long de l'axe du manchon permet de les serrer entre le manchon et l'arbre creux. Il est ainsi possible de réaliser le manchon avec un diamètre interne précis permettant ainsi le montage d'un tube de passage de câbles avec un diamètre externe parfaitement adapté à son montage à l'intérieur du manchon. Le centrage du manchon ne nécessite aucune modification du diamètre interne de l'arbre creux.
Le terme tubulaire qualifiant le manchon désigne ici un manchon comportant un passage interne dont la section n'est pas nécessairement circulaire et peut prendre toute forme adaptée à l'insertion et au centrage d'une pièce, telle qu'en particulier un tube de passage de câbles, à l'intérieur du manchon.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface externe du manchon comprend une pluralité de bossages régulièrement répartis autour de l'axe du manchon et définissant entre eux des espaces débouchant aux extrémités axiales du manchon, chaque bossage comprenant une rampe d'appui externe inclinée par rapport à l'axe du manchon sur laquelle une cale est déplaçable entre ses positions de serrage et de libération.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chaque bossage est délimité circonférentiellement par des nervures formant avec la rampe une gorge de guidage axial d'une cale.
Préférentiellement, la ou les rampes du manchon sont des surfaces planes.
Le dispositif comprend également des moyens de blocage déplaçables sur une portée cylindrique entre une position de libération correspondant à la position de libération des cales et une position de blocage correspondant à la position de blocage axial sur les cales afin de déplacer lesdites cales dans leur position de serrage et des moyens de rappel configurés pour exercer une force de rappel des cales dans leurs positions de libération lorsque les moyens de blocage sont eux-mêmes dans leur position de libération.
Dans une réalisation particulière de l'invention, les moyens de blocage comprennent un écrou vissé autour d'une extrémité du manchon pour le déplacement des cales de leur position de libération à leur position de serrage.
Avantageusement, l'extrémité de l'écrou opposée aux cales ainsi que l'extrémité du manchon opposée à celle recevant l'écrou comprennent des indentations. Les indentations de l'écrou sont destinées à coopérer avec des indentations complémentaires d'un outil de vissage de l'écrou sur le manchon et les indentations du manchon sont destinées à coopérer avec des indentations complémentaires d'un outil pour le blocage en rotation du manchon par rapport à l'arbre lors du vissage de l'écrou sur le manchon.
Une rondelle peut être intercalée axialement entre l'écrou et les cales pour faciliter le serrage.
Préférentiellement, les moyens de rappel comprennent un anneau élastique fendu entourant le manchon et engagé dans des rainures circonférentielles des faces des cales en vis-à-vis de la surface interne de l'arbre.
Ainsi, lorsque l'écrou est dévissé du manchon, l'anneau élastique assure un desserrage des cales et mise en position de libération de celles-ci.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque cale comprend une face externe sensiblement cylindrique destinée à venir en position de serrage de la cale en contact sur la surface interne cylindrique complémentaire de l'arbre.
L'invention concerne encore une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comprenant au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus.
Avantageusement, la turbomachine comprend deux dispositifs du type décrit précédemment espacés axialement l'un de l'autre.
L'arbre creux est avantageusement l'arbre d'une turbine basse pression et la pièce est un tube de passage de câbles monté à l'intérieur d'au moins un manchon tubulaire, le tube étant solidarisé à son extrémité aval sur l'arbre de la turbine basse pression.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une demi-vue schématique en coupe d'un arbre de turbine basse pression comprenant deux dispositifs de centrage selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de centrage selon l'invention ;
- la figure 3 est une vue schématique du dispositif de la figure 2 selon un plan de coupe axiale passant par le milieu d'une cale ;
- la figure 4 est une vue schématique depuis l'amont selon le plan de coupe IV-IV de la figure 1 .
On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un arbre creux
10 de turbine basse pression s'étendant longitudinalement suivant un axe
1 1 d'amont en aval à l'intérieur d'un turboréacteur. Sur la figure 1 , l'amont et l'aval sont respectivement considérés situés à gauche et à droite. Un tube 12 de passage de câbles est monté et centré à l'intérieur de l'arbre au moyen de deux dispositifs de centrage 14 selon l'invention agencés aux extrémités amont et aval de l'arbre 10.
L'extrémité aval de l'arbre 10 comprend une paroi tronconique 16 divergeant par rapport à l'axe 1 1 vers l'aval fixée par des systèmes vis/écrou 18 à un support 20 d'aubes mobiles d'une manière bien connue de l'homme du métier.
L'extrémité aval du tube 12 de passage de câbles est engagée et maintenue dans l'extrémité amont d'une pièce annulaire 22 fixée par des systèmes vis/écrou 24 au support 20.
Comme indiqué précédemment, un turboréacteur d'essai doit comprendre un grand nombre de capteurs montés à des endroits d'intérêts dans le turboréacteur afin de disposer de mesures sur le comportement du turboréacteur en fonctionnement. Les capteurs sont ainsi reliés par des câbles à des moyens de transmission à distance jusqu'à une station de réception au sol pour l'analyse et le traitement des données provenant des capteurs. Habituellement, les moyens de transmission ainsi que les différents modules électroniques de puissance nécessaires sont agencés à l'extrémité amont du turboréacteur, à l'intérieur d'un cône coiffant l'extrémité amont du turboréacteur et permettant le guidage de l'air en entrée d'une soufflante.
Les capteurs agencés à l'extrémité aval de la turbomachine doivent ainsi être reliés aux moyens de transmission amont par l'intermédiaire de câbles cheminant à l'intérieur de l'arbre de turbine basse pression dans le tube 12 de passage de câbles monté et centré à l'intérieur de l'arbre de turbine 10 basse pression.
De plus, le diamètre interne de l'arbre 10 est réalisé avec une importante tolérance ne permettant pas de réaliser un centrage simple et rapide du tube 12 de passage de câbles dans l'arbre 10 par simple insertion du tube 12 dans l'arbre creux. Enfin, il est nécessaire que de l'air puisse cheminer à l'intérieur de l'arbre 10 de turbine basse pression afin de ventiler les équipements qui en ont besoin.
L'invention représentée aux figures 2 à 4 propose ainsi un dispositif de centrage 14 permettant de répondre à ces différents problèmes.
La figure 2 représente un dispositif de centrage 14 pris isolément et destiné à être monté dans un arbre creux 10 comme représenté aux figures 1 , 3 et 4.
Le dispositif comprend un manchon tubulaire 26 comprenant une partie d'extrémité amont 28 et une partie d'extrémité aval 30. La surface externe de la partie d'extrémité amont 28 du manchon 26 comprend une pluralité de bossages 32, trois dans l'exemple représenté aux dessins, régulièrement répartis autour de l'axe 34 du manchon 26. Chaque bossage 32 comprend une gorge axiale délimitée circonférentiellement par deux nervures 36. La gorge de chaque bossage 32 débouche radialement vers l'extérieur et sa surface de fond 38 forme une rampe à surface plane inclinée par rapport à l'axe 34 du manchon 26 de manière à converger vers ledit axe 34 en direction de la partie d'extrémité aval 30 du manchon 26. Les rampes 38 des bossages 32 se prolongent à leurs extrémités aval par une surface cylindrique externe 40 de la partie aval 30 du manchon 26. Cette surface cylindrique 40 comprend un filetage externe sur lequel un écrou 42 est vissé. Une rondelle 44 est intercalée entre l'écrou 42 et les extrémités aval de cales 46 engagées à coulissement depuis l'aval dans les gorges des bossages 32.
Chaque cale 46 est déplaçable entre une position de libération (non représentée) et une position de serrage de la cale entre la rampe du manchon et la surface interne de l'arbre (figure 3).
La surface interne de chaque cale comprend une première surface
48 plane amont ayant une inclinaison identique à celle de la rampe 38, reliée à une surface sensiblement cylindrique aval 50. La surface externe 52 de chaque cale 46 est sensiblement cylindrique et complémentaire de la surface interne 54 de l'arbre 10 de turbine basse pression sur laquelle la cale 46 est destinée à venir s'appliquer en position de serrage.
Chaque cale 46 comprend également une rainure 56 orientée circonférentiellement et débouchant radialement en regard de la surface interne 54 de l'arbre 10. En position de serrage, les rainures 56 des cales 46 sont alignées circonférentiellement les unes avec les autres et un anneau élastique 58 fendu est engagé autour du manchon 26 dans les rainures 56 des cales 46. Cet anneau élastique 58 est précontraint autour des cales 46 de manière à ce que son diamètre en position de serrage des cales 46 soit supérieur à son diamètre au repos. De cette façon, l'anneau élastique 58 exerce une force de rappel des cales 46 dans leurs positions de libération lorsque l'écrou 42 est dévissé. L'anneau élastique assure également un contact permanent des cales sur les rampes 38.
L'extrémité de l'écrou 42 opposée aux cales 46 comprend des indentations 60 orientées axialement vers l'aval et destinées à coopérer avec des indentations complémentaires d'un outil de vissage de l'écrou 42. L'extrémité aval de chaque indentation 60 de l'écrou 42 comprend un rebord aval 62 en saillie radialement vers l'extérieur. De manière similaire, l'extrémité amont du manchon 26 comprend également des indentations 64 orientées axialement vers l'amont et destinées à coopérer avec des indentations complémentaires d'un outil assurant le blocage en rotation du manchon lors du vissage de l'écrou 42.
Le dispositif selon l'invention est mis en place à l'intérieur de l'arbre
10 de la manière suivante. En premier lieu, l'ensemble formé du manchon 26, des cales 46 partiellement engagées dans les gorges des bossages 32 et de l'anneau élastique 58 engagé dans les rainures des cales 46 est configuré dans un état tel que les cales 46 sont positionnées axialement dans leurs positions de libération sous l'effet de l'effort de rappel de l'anneau 58. Cet ensemble est inséré à l'intérieur de l'arbre creux 10 de la turbine basse pression. La rondelle 44 est ensuite montée autour de l'extrémité aval du manchon 26 puis l'écrou 42 est vissé, ce qui permet faire coulisser les cales 46 vers l'amont dans les gorges des bossages 32 depuis leurs positions de libération jusque dans leur position de serrage.
Le démontage suit des étapes inverses, consistant à dévisser l'écrou 42 et retirer la rondelle 44. L'anneau élastique 58 permet ensuite un desserrage des cales 46 et leur déplacement en position de libération.
Le dispositif selon l'invention permet ainsi de compenser la tolérance de fabrication du diamètre interne de l'arbre 10 en disposant un manchon 26 de diamètre calibré avec précision à l'intérieur duquel il est possible de réaliser de manière simple et rapide le montage et le centrage d'un tube 12 de passage de câbles.
De plus, selon l'invention, les bossages 32 régulièrement formés autour du manchon 26 délimitent entre eux des espaces circonférentiels 66 débouchant aux extrémités amont et aval du manchon 26 et permettant la circulation d'air entre l'arbre 10 de la turbine basse pression et le manchon 26 (figure 4). Ainsi, avec le dispositif de centrage selon l'invention, il est possible de monter centré à l'intérieur de l'arbre 10 un tube 12 de passage de câbles tout en assurant une circulation d'air à l'intérieur de l'arbre 10 en direction des éléments de la turbomachine qui en ont besoin. Comme représenté en figure 3, les extrémités amont et aval du manchon 26 peuvent comprendre deux chanfreins 68 délimitant axialement entre eux un espace annulaire dans lequel est engagée une partie annulaire 70, à section axiale en arc de cercle, formée autour du tube 12 de passage de câbles. La partie annulaire 70 à section sphérique assure un contact linéique entre la surface interne du manchon 26 et le tube 12 de passages de câbles.
Dans d'autres réalisations, la surface interne du manchon 26 peut être à section autre que section circulaire et peut être à section triangulaire, par exemple, de manière à recevoir et centrer un tube 12 de passage de câbles à section également triangulaire.
Dans une autre réalisation de l'invention, l'anneau élastique en matériau métallique peut être remplacé par un joint torique en élastomère.
Le dispositif de centrage selon l'invention est également utilisable en combinaison avec des moyens élastiques de rappel différents d'un anneau élastique ou d'un joint torique comme représenté en figure 2. En particulier, il serait possible de disposer d'une pluralité de moyens élastiques indépendants, coopérant chacun avec une cale donnée pour son déplacement en translation.
Dans encore d'autres réalisations, le déplacement des cales 46 en position de serrage et leurs blocage dans cette position peut être réalisé au moyen d'un organe engagé à coulissement sur la partie d'extrémité aval du manchon 26, cet organe étant ensuite bloqué axialement par un anneau élastique fendu, du type Circlip par exemple, inséré dans une gorge de l'extrémité aval du manchon 26.
Dans une réalisation préférée, les rampes 38 ou surfaces inclinées forment un angle compris entre 5° et 15°, préférentiellement 10° par rapport à l'axe 34 du manchon 26.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de centrage d'une pièce à l'intérieur d'un arbre creux (10) comprenant un manchon tubulaire (26) s'étendant suivant un axe longitudinal (34) et inséré à l'intérieur de l'arbre (10), le manchon comprenant une pluralité de bossages (32) régulièrement répartis autour de l'axe du manchon (26) et définissant entre eux des espaces (66) débouchant aux extrémités axiales du manchon (26), chaque bossage (32) comprenant une rampe (38) inclinée axialement par rapport à l'axe (34) du manchon (26) sur laquelle une cale (46) est déplaçable à translation axiale entre une position de libération de la cale (46) et une position de serrage de la cale (46) entre la rampe (38) du manchon (26) et une surface interne (54) de l'arbre (10).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque bossage (32) est délimitée circonférentiellement par des nervures (36) formant avec la rampe (38) une gorge de guidage axial d'une cale (46).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ou les rampes (38) du manchon (26) sont des surfaces planes.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage (42) déplaçâmes sur une portée cylindrique entre une position de libération correspondant à la position de libération des cales et une position de blocage correspondant à la position de blocage axial des cales dans leur position de serrage et des moyens de rappel (58) configurés pour exercer une force de rappel sur les cales afin de déplacer lesdites cales dans leurs positions de libération lorsque les moyens de blocage sont eux-mêmes dans leur position de libération.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent un écrou (42) vissé autour d'une extrémité du manchon (26) pour le déplacement des cales (46) de leur position de libération à leur position de serrage.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité de l'écrou (42) opposée aux cales ainsi que l'extrémité du manchon (26) opposée à celle recevant l'écrou (42) comprennent des indentations (60, 64) destinées à coopérer avec des outils adaptés respectivement pour le vissage de l'écrou (42) sur le manchon (26) et le blocage en rotation du manchon (26).
7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de rappel comprennent un anneau élastique fendu (58) entourant le manchon et engagé dans des rainures circonférentielles des faces des cales (46) en vis-à-vis de la surface interne de l'arbre (10).
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque cale (46) comprend une face externe sensiblement cylindrique destinée à venir en position de serrage de la cale (46) en contact sur la surface interne cylindrique complémentaire de l'arbre (10).
9. Turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif (14) selon l'une des revendications précédentes.
10. Turbomachine selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'arbre est l'arbre (10) d'une turbine basse pression et la pièce est un tube (12) de passage de câbles monté à l'intérieur du manchon tubulaire (26), le tube (12) étant solidarisé à son extrémité aval sur l'arbre de la turbine basse pression.
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