FR3007789A1 - Systeme d'accouplement ameliore d'un arbre de turbine a un tube de degazage de turbomachine - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un ensemble comprenant : - un arbre de turbine, de révolution autour d'un axe, comprenant, sur une surface interne, une portion annulaire comprenant un rebord, - un tube de dégazage de révolution adapté pour s'étendre à l'intérieur de l'arbre de turbine, le tube comprenant un bourrelet circonférentiel, adapté pour venir en butée contre le rebord de l'arbre de turbine, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une bague de calage, disposée entre le tube de dégazage et l'arbre de turbine, ladite bague étant maintenue en appui contre la surface interne de l'arbre de turbine et contre le bourrelet du tube de dégazage pour assurer l'accouplement en rotation et en translation de l'arbre de turbine avec le tube de dégazage. L'invention concerne également un procédé de montage d'un tel ensemble.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention a pour objets un ensemble comprenant un arbre de turbine et un tube de dégazage de turbomachine, ainsi que des éléments assurant leur accouplement en rotation et en translation, ainsi qu'un procédé pour réaliser un tel accouplement. ETAT DE LA TECHNIQUE Un exemple de turbomachine a été illustré en figure 10. Une turbomachine 1 comporte typiquement une nacelle qui forme une ouverture pour l'admission d'un flux déterminé d'air vers le moteur proprement dit. Généralement, la turbomachine comprend une ou plusieurs sections de compression de l'air admis dans le moteur (généralement une section basse pression et une section haute pression). L'air ainsi comprimé est admis dans la chambre de combustion 5 et mélangé avec du carburant avant d'y être brûlé.

Les gaz de combustion chauds issus de cette combustion sont ensuite détendus dans différents étages de turbine. Une première détente est faite dans un étage à haute pression 6 immédiatement en aval de la chambre de combustion et qui reçoit les gaz à la température la plus élevée. Les gaz sont détendus à nouveau en étant guidés à travers les étages de turbine dits à basse pression 7.

Un arbre de turbine, entraîné par la détente des gaz dans la turbine, est accouplé à un arbre de compresseur, afin d'entraîner en rotation les étages de compression de la turbomachine. Un tube de dégazage, également connu sous l'acronyme CVT pour le nom anglais « Center Vent Tube », s'étend à l'intérieur de l'arbre de turbine et récupère les gaz (dont l'air déshuilé provenant de paliers situés en amont par rapport au flux d'air) pour les acheminer jusqu'à la tuyère d'échappement en aval de la turbomachine par rapport au flux d'air. Le tube de dégazage est solidaire de l'arbre de turbine et à cet effet, la rotation relative entre le tube de dégazage et l'arbre de turbine ainsi que la translation du tube de dégazage dans l'arbre de turbine doivent être bloquées. Pour ce faire, il a été proposé en référence à la figure 1 un système d'accouplement d'un arbre de turbine à un tube de dégazage, comprenant des pions d'arrêt axial et en rotation P installés dans des perçages aménagés dans l'arbre de turbine et dans le tube de dégazage, les pions permettant de solidariser l'arbre et le tube de dégazage. Ce système est néanmoins imparfait car les pions d'arrêt subissent des efforts de matage importants lors des phases d'accélération et de décélération de la turbomachine, ce qui a pour conséquence que les pions sont déformés et qu'il faut les remplacer. Ce système nécessite donc une maintenance fréquente qui représente un coût important.

PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention a pour objet de pallier le problème précité, en proposant un ensemble comprenant un arbre de turbine, un tube de dégazage, et des éléments d'accouplement en rotation et en translation de ces pièces, dont la durée de vie est accrue par rapport à l'art antérieur.

Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'accouplement facile et rapide à mettre en oeuvre. A cet égard, l'invention a pour objet un ensemble comprenant : - un arbre de turbine, de révolution autour d'un axe, comprenant, sur une surface interne, une portion annulaire comprenant un rebord, - un tube de dégazage de révolution adapté pour s'étendre à l'intérieur de l'arbre de turbine, le tube comprenant un bourrelet circonférentiel, adapté pour venir en butée contre le rebord de l'arbre de turbine, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une bague de calage, disposée entre le tube de dégazage et l'arbre de turbine, ladite bague étant maintenue en appui contre la surface interne de l'arbre de turbine et contre le bourrelet du tube de dégazage pour assurer l'accouplement en rotation et en translation de l'arbre de turbine avec le tube de dégazage.

Avantageusement, mais facultativement, l'ensemble selon l'invention comprend en outre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - le bourrelet du tube de dégazage comporte des méplats adaptés pour arrêter une rotation relative entre le tube et l'arbre de turbine. - L'ensemble comprend en outre un écrou monté sur le tube de dégazage, et maintenant en appui la bague contre l'arbre de turbine. - la bague et l'écrou présentent respectivement, l'un une surface interne et l'autre une surface externe en tronc de cône, permettant un serrage par glissement cône-cône de la bague sur l'écrou. - L'écrou est vissé sur le tube de dégazage. - L'ensemble comprend en outre bague anti-rotation de l'écrou par rapport au tube de dégazage, et un anneau d'arrêt axial de ladite bague anti-rotation. - la bague de calage comprend une pluralité de secteurs d'anneaux et, optionnellement, chaque secteur d'anneau comprend, sur une surface radialement externe, une gorge, et la bague de calage comprend en outre un ressort circulaire adapté pour être reçu dans la gorge des secteurs d'anneaux. - l'écrou comporte, sur sa surface externe, un logement circonférentiel délimité axialement par une collerette amont et une collerette aval, et la bague présente une première portion adaptée pour être reçue dans le logement et, adjacente à ladite portion, une protubérance circonférentielle formant un épaulement tel que la première portion peut venir en butée contre la collerette amont de l'écrou et la protubérance s'étend vers l'amont au-delà de ladite collerette, la bague et l'écrou étant tels que : o la première portion de la bague présente, dans une direction axiale, une extension inférieure à l'extension du logement dans ladite direction, et o lorsque la bague est reçue dans le logement, en butée contre la collerette amont de l'écrou, l'extrémité amont de la protubérance est décalée axialement par rapport à la collerette amont de l'écrou, d'une distance supérieure à la différence d'extension axiale entre le logement et la première portion de la bague. - l'arbre de turbine comprend, sur une surface interne, une gorge circonférentielle délimitée axialement par deux rebords, et le tube de dégazage comprend en outre un ergot circonférentiel en butée contre un premier rebord de l'arbre de turbine, et la bague de calage est une bague fendue reçue dans la gorge circonférentielle, entre l'ergot et le second rebord. - la bague de calage est une bague présentant une surface extérieure de section carrée dont les coins sont chanfreinés. - la bague et l'arbre de turbine comprennent des dents de crabot adaptées pour coopérer pour permettre l'insertion de la bague entre l'arbre de turbine et le tube de dégazage puis l'arrêt axial de la bague contre les dents de crabot de l'arbre de turbine.

L'invention porte également sur une turbomachine comprenant un tel ensemble. L'invention a enfin pour objet un procédé d'accouplement d'un arbre de turbine à un tube de dégazage de turbomachine, l'arbre de turbine et le tube de dégazage étant des pièces de révolution autour d'axes respectifs, l'arbre de turbine comprenant, sur une surface interne, une portion annulaire comprenant un rebord, et le tube comprenant un bourrelet circonférentiel, adapté pour venir en butée contre le rebord de l'arbre de turbine, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - amener le tube de dégazage dans l'arbre de turbine jusqu'à ce que le bourrelet vienne en butée contre le rebord de l'arbre de turbine, - amener une bague de calage entre le tube de dégazage et l'arbre de turbine, ladite bague étant fendue ou formée d'une pluralité de secteurs d'anneaux retenus ensemble par un ressort annulaire, et - insérer un écrou entre le tube de dégazage et la bague de calage pour déformer la bague jusqu'à ce qu'elle vienne en appui contre la surface interne de l'arbre de turbine. Avantageusement, mais facultativement, le procédé selon l'invention comprend en outre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - le procédé comprend en outre des étapes consistant à fixer une bague anti- rotation au tube de dégazage et à l'écrou, et à installer un anneau à spirale dans un logement adapté de l'écrou pour empêcher un déplacement axial de la bague anti-rotation. - la bague est formée d'une pluralité de secteurs d'anneaux retenus ensemble par un ressort annulaire, dans lequel les étapes consistant à amener la bague et insérer l'écrou sont simultanées, la bague étant montée sur l'écrou. - la bague est fendue, et l'arbre de turbine comprend, sur une surface interne, une gorge circonférentielle délimitée axialement par deux rebords, le premier rebord présentant une hauteur par rapport à la surface interne au niveau du fond de la gorge supérieure à la hauteur du second rebord, et l'étape consistant à amener la bague comprend la rétractation par compression de la bague, ou un engagement de la bague au travers d'encoches de crabot du rebord de l'arbre. La bague de calage de l'ensemble proposé par l'invention assure, en étant maintenue dans la gorge circonférentielle de l'arbre de turbine, un arrêt axial du tube de dégazage par rapport audit arbre.

En outre, la bague étant maintenue entre l'arbre et le tube de dégazage, en appui contre la surface interne de l'arbre de turbine, elle empêche une rotation relative de l'arbre autour du tube. Enfin, les efforts subis par la bague, notamment en phases d'accélération et de décélération, sont répartis sur la circonférence de la bague, ce qui limite les déformations de la bague. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - La figure 1, déjà décrite, est une vue en coupe axiale d'un système d'accouplement d'un arbre de turbine à un tube de dégazage de l'art antérieur, - La figure 2a représente une vue en deux dimensions en coupe axiale d'un ensemble comprenant un arbre de turbine accouplé à un tube de dégazage selon un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2b représente une vue en coupe axiale en trois dimensions et en perspective de l'ensemble de la figure 2a, - La figure 3a représente une vue en coupe axiale partielle d'un ensemble selon un autre mode de réalisation de l'invention - Les figures 3b et 3c représentent respectivement des vues en éclaté et en perspective d'une bague montée sur un écrou du mode de réalisation de la figure 3a. - La figure 4 représente l'assemblage d'un tube de dégazage dans un arbre de turbine permettant l'arrêt en rotation de ces éléments l'un par rapport à l'autre, - La figure 5a représente une bague de calage utilisée dans un mode de réalisation de l'invention insérée dans un arbre de turbine, - Les figures 5b et 5c représentent l'installation d'une bague de calage selon un autre mode de réalisation de l'invention dans un arbre de turbine, - La figure 6a représente une étape d'insertion d'un écrou sur le tube de dégazage pour maintenir la bague en appui contre l'arbre de turbine, - La figure 6b représente l'installation d'un système anti-rotation d'une bague et d'un écrou par rapport au tube de dégazage, - La figure 6c représente l'installation d'un système d'arrêt axial de la bague et de l'écrou une fois montés entre un arbre de dégazage et un arbre de turbine. - Les figures 7a à 7f et 9 illustrent les principales étapes d'un procédé d'accouplement d'un arbre de turbine à un tube de dégazage selon un mode de réalisation de l'invention, - Les figures 8a à 8d et 9 représentent les principales étapes d'un procédé d'accouplement d'un arbre de turbine à un tube de dégazage selon un autre mode de réalisation de l'invention. - La figure 10, déjà décrite, représente un exemple de turbomachine dans laquelle l'invention peut être mise en oeuvre. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION En référence à la figure 10, une turbomachine 1 est représentée qui comporte une ou plusieurs sections de compression de l'air admis dans le moteur, et un ou plusieurs étages de turbine permettant de détendre les gaz de combustion.

Une première détente est faite dans un étage à haute pression 6 immédiatement en aval de la chambre de combustion et qui reçoit les gaz à la température la plus élevée. Les gaz sont détendus à nouveau en étant guidés à travers les étages de turbine dits à basse pression 7, ou autrement appelés turbine basse-pression 7. La turbine basse pression 7 comprend un arbre de turbine 10 entrainé en rotation par les gaz détendus, qui est solidaire en rotation et en translation d'un tube de dégazage 20 de la turbomachine au moyen d'éléments d'accouplements décrits ci-après.

En référence aux figures 2a et 2b et 3a, on a représenté un ensemble 100 comprenant un arbre de turbine 10 accouplé à un tube de dégazage 20 en rotation et en translation. L'arbre de turbine 10 et le tube de dégazage 20 sont deux pièces de révolution autour d'axes respectifs. Une fois accouplés, le tube de dégazage 20 s'étend à l'intérieur de l'arbre de turbine 10 de façon centrée, de sorte que les axes de révolution de l'arbre et du tube soient confondus en un même axe X-X, représenté sur les figures, et correspondant à l'axe de rotation de la turbomachine. L'arbre de turbine 10 comprend une surface interne 11, comprenant une portion 12 annulaire comprenant un rebord amont (par rapport au flux d'air) 16 pour former une butée axiale du tube de dégazage. Selon un premier mode de réalisation représenté dans les figures 2a et 2b, l'arbre de turbine 10 comprend également, sur sa surface interne 11, en aval du rebord 16, une gorge 14 s'étendant axialement entre deux rebords 13, 15 s'étendant chacun radialement vers l'axe X-X.

Selon un second mode de réalisation représenté en figure 3a, l'arbre de turbine 10 comprend la portion 12 annulaire comprenant un rebord amont 16, ladite portion formant également un rebord 13 amont, mais la surface interne de l'arbre de turbine ne comprend pas de deuxième rebord 15 en aval par rapport au premier. L'ensemble de ces portions est avantageusement symétrique de révolution autour de l'axe X-X. En particulier, les rebords 13, 15 ainsi que la gorge sont très avantageusement circonférentiels. En outre, les hauteurs des rebords h13 et h15, mesurées par rapport au fond de la gorge 14, (c'est-à-dire par rapport à la surface interne de l'arbre au niveau de la gorge) sont différentes. En d'autres termes les distances respectives d13 et d15 mesurées selon une direction radiale par rapport à l'axe X-X entre l'axe X-X et l'extrémité de chaque rebord sont différentes. De préférence, la hauteur h13 du premier rebord 13 par rapport au fond de la gorge 14 est supérieure à la hauteur h15 du second rebord 15 par rapport au fond de la gorge, ou en d'autres termes la distance d13 entre le premier rebord 13 et l'axe X- X est inférieure à la distance d15 entre le second rebord 15 et l'axe. Le tube de dégazage 20 comprend une surface externe 21 comprenant successivement, dans la direction axiale et d'amont en aval par rapport au flux d'air : un bourrelet 22 circonférentiel, adapté pour venir en butée contre le rebord 16 de l'arbre de turbine, le bourrelet 22 étant muni à son extrémité aval d'un ergot 23 circonférentiel en saillie, et une portion 24 munie d'un filetage 25. Comme visible en particulier sur la figure 4, le bourrelet 22 comprend avantageusement des méplats 26, de préférence au nombre de deux et disposés de manière diamétralement opposée sur le bourrelet. Ces méplats permettent de réaliser un arrêt en rotation du tube de dégazage par rapport à l'arbre de turbine. Avantageusement, l'arbre de turbine comporte alors des méplats correspondants (non représentés) sur sa portion 12. Le tube de dégazage est alors positionné dans l'arbre de turbine de manière à faire venir en regard les portions 12 et 22 du tube et de l'arbre, et le cas échéant pour mettre en regard les méplats. Dans cette configuration, le bourrelet 22 du tube de dégazage vient avantageusement en butée contre le rebord amont 16 de l'arbre de turbine, le tube de dégazage étant inséré dans l'arbre de turbine par translation depuis l'extrémité aval de l'arbre vers l'amont, et l'ergot 23 se trouve en vis-à-vis du premier rebord 13.

Le tube de dégazage 20 se trouve ainsi en arrêt axial vers l'amont par rapport à l'arbre de turbine. Par conséquent, dans le mode de réalisation des figures 2a et 2b, l'ergot 23 doit pouvoir franchir le deuxième rebord 15 mais pas le premier ; ce qui implique que la hauteur h23 de l'ergot par rapport à l'axe X-X doit être supérieure à la distance d13 qui sépare le premier rebord de l'axeet inférieure à la distance d15 qui sépare le second rebord 15 de l'axe (ainsi l'ergot n'est pas bloqué par le rebord). L'ensemble 100 comprend en outre une bague de calage 30, visible sur les figures 3b et 3c pour le deuxième mode de réalisation et 5a et 5b pour le premier mode de réalisation. Cette bague est disposée entre l'arbre de turbine 10 et le tube de dégazage 20, et maintenue en appui contre la surface interne 11 de l'arbre, serrée entre l'arbre et le tube, et en appui contre le bourrelet 22 (et en particulier l'ergot 23) du tube de dégazage, permettant le blocage en rotation et en translation du tube par rapport à l'arbre, le blocage en rotation étant également amélioré par l'engagement de l'arbre et du tube au niveau du bourrelet 22 pourvu de méplats. Description du mode de réalisation avec une bague fendue Selon le premier mode de réalisation, qui est celui représenté spécifiquement sur les figures 2a, 2b, et 5a à 7f, dans lequel la surface interne de l'arbre de turbine comporte une gorge circonférentielle 14 délimitée par les deux rebords 13, 15, la bague 30 est reçue dans ladite gorge, entre les deux rebords. Dans ce cas, le blocage en translation assuré par le serrage de la bague est aussi amélioré par le second rebord 15.

Très avantageusement, comme représenté en figure 5a, la bague de calage 30 est une bague fendue rétractable lui permettant d'une part d'être rétractée avant son installation pour lui permettre de franchir le rebord 15 et de se trouver au droit de la gorge 14, et lui permettant également d'être extensible pour venir, une fois franchi le rebord 15, en appui contre la surface interne 11 de l'arbre.

Selon un mode de réalisation alternatif représenté sur les figures 5b et 5c, la bague de calage est toujours fendue, et présente sur sa surface externe une pluralité de dents de crabot 32. Le rebord 15, au lieu d'être un rebord circonférentiel, présente alors une pluralité de dents de crabot 17 adaptées pour coopérer avec celles 32 de la bague.

Dans ce cas, au lieu de rétracter la bague pour la faire franchir le rebord 15, on l'insère directement entre l'arbre de turbine et le tube de dégazage pour qu'elle vienne se trouver au droit de la gorge 14. Les dents de crabots de la bague sont alors décalées par rapport à celles du rebord 15. Puis on fait pivoter la bague comme illustré en figure 5c, de sorte que les dents de crabot 32 se trouvent en regard de celles du rebord 15, et qu'ainsi le rebord bloque toute translation vers l'aval de la bague. Puis, la bague étant fendue, on peut ensuite l'étendre pour qu'elle vienne en appui contre la surface interne 11 de l'arbre.

Pour ce faire, l'ensemble comprend en outre un écrou 40, qui est vissé sur la portion filetée 24 du tube de dégazage 20, et se trouve donc intercalé entre le tube de dégazage 20 et la bague de calage 30, comme visible sur la figure 7a. Le vissage progressif de l'écrou sur le tube de dégazage 20 permet de déformer progressivement la bague par expansion pour la serrer contre l'arbre de turbine. A cet égard, la bague présente avantageusement, comme visible sur les figures 7a à 7f, une section trapézoïdale définissant, sur la circonférence de la bague, une surface interne 31 en tronc de cône. L'écrou 40 présente quant à lui une surface externe 41 en tronc de cône, créant ainsi une liaison de glissement cône-cône entre l'écrou et la bague 30 qui permet, au fur et à mesure de vissage de l'écrou sur le filetage 25 du tube de dégazage 20, et compte-tenu du blocage axial de la bague, d'agrandir le diamètre de la bague 30 de façon homogène sur sa circonférence, puis de serrer la bague à l'écrou une fois celle-ci en appui sur la surface interne 11 de l'arbre 10.

Selon un mode de réalisation particulier qui est représenté en figure 5a, pour améliorer le centrage de la bague et le blocage en rotation du tube par rapport à l'arbre de turbine, en référence à la figure 5a, la bague présente avantageusement de forme carrée, dont les coins sont arrondis. Ce mode de réalisation s'applique au cas où la bague n'est pas crabotée.

Plus précisément, la surface interne de la bague est circulaire, lui permettant d'être montée sur le tube de dégazage lui-même de section circulaire, et la surface externe de la bague définit une section carrée, dont les coins sont chanfreinés. L'appui de la bague 30 sur la surface interne 11 de l'arbre 10 est alors limité à quatre points régulièrement répartis sur ladite surface, correspondants aux quatre coins de la bague 30. L'ensemble 100 comprend enfin une bague d'anti-rotation 50 de la bague 30 et de l'écrou 40. Comme visible sur les figures 5b, 5c et 6a, le tube de dégazage, la bague 30, et l'écrou 40, comprennent sur leur circonférence une pluralité d'encoches 29, 39, 49, chaque encoche du tube étant alignée avec celle de la bague et celle de l'écrou lorsque ces éléments sont en position. En référence à la figure 6b, la bague anti-rotation 50 présente la forme d'un anneau 51 qui comprend une pluralité de portions en saillie 59 sur ses surfaces internes et externes, qui viennent s'engager dans les encoches 29, 39, 49 pour bloquer toute rotation relative entre le tube, la bague et l'écrou.

Plus précisément, l'anneau est disposé entre le tube et l'écrou, et les portions en saillie sur la surface externe de l'anneau sont plus longues que celles sur la surface interne pour pouvoir être engagées dans les encoches de l'écrou et dans celles de la bague.

Ainsi l'écrou 40 est bloqué en rotation par rapport au tube de dégazage 20. Enfin, en référence à la figure 6c, l'ensemble 100 comprend un anneau d'arrêt axial 60 de type anneau à spirale qui, une fois engagé dans un logement de l'écrou 40 prévu à cet effet, au niveau de l'extrémité aval de l'écrou par rapport au flux d'air, interdit toute translation axiale de la bague anti-rotation 50.

L'ensemble ainsi proposé comprend donc un tube de dégazage 20 accouplé à un arbre de turbine 10 de manière robuste en rotation comme en translation. Description du deuxième mode de réalisation Selon le deuxième mode de réalisation qui est représenté spécifiquement sur les figures 3a à 3c et 8a à 8d, dans lequel la surface interne 11 de l'arbre de turbine ne comprend pas de rebord 15, la bague de calage 30 est une bague formée d'une pluralité de secteurs d'anneaux 33 réunis ensemble par un ressort circulaire 34 (figure 3b).

Avantageusement, la bague est formée d'un nombre de secteurs compris entre 2 et 10, et de préférence entre 3 et 5, pour éviter de multiplier les jeux présents dans l'ensemble. Chaque secteur d'anneau comprend sur sa surface externe une gorge 35 apte à recevoir le ressort circulaire 34.

Comme dans le premier mode de réalisation, la bague est serrée en appui contre l'arbre de turbine au moyen d'un écrou 40, qui comprend sur une surface externe 41 tronconique, et qui est vissé sur la portion filetée du tube de dégazage 20. La bague comprend, également une surface interne 31 en tronc de cône, qui peut coopérer par glissement cône-cône avec la surface 41 de l'écrou 40. Le fait que la bague soit répartie en secteurs d'anneaux réunis par un ressort annulaire permet également de la déformer pour agrandir son diamètre et être serrée contre l'arbre de turbine.

De plus la bague et l'écrou sont conformés pour être montés de façon simultanée entre l'arbre de turbine 10 et le tube de dégazage. A cet égard, l'écrou comporte, sur sa surface externe 41, un logement circonférentiel 42 portant la surface tronconique, le logement étant délimité axialement par une collerette amont 43 et une collerette aval 44. Les deux collerettes 43, 44 sont circonférentielles et s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de révolution de l'écrou pour pouvoir contenir la bague de calage 30. La bague de calage 30 comporte quant à elle une première portion 36 portant la surface tronconique, cette portion étant apte à être reçue dans le logement 42 de l'écrou. En particulier, la portion 36 de la bague présente une extension, dans la direction axiale (c'est-à-dire dans la direction de l'axe de révolution de la bague, qui est confondu avec celui de l'écrou lorsque la bague est positionnée autour de l'écrou), qui est inférieure à l'extension dans cette direction du logement. On nomme B le jeu entre la portion 36 de la bague et les collerettes 43, 44 de l'écrou lorsque la bague est positionnée autour de l'écrou. De plus, la bague 30 comporte une protubérance circonférentielle 37, adjacente à la portion 36, du côté de plus petit diamètre du tronc de cône formé par la surface interne de la bague.

Cette protubérance forme un épaulement en retrait pour pouvoir s'étendre au-delà de la collerette amont de l'écrou lorsque la première partie 36 de la bague se trouve en butée contre ladite collerette. Pour ce faire, la distance entre l'axe de révolution de la bague et la surface interne de la protubérance est supérieure à celle entre l'axe de révolution de l'écrou et la surface externe de la collerette. De plus, la protubérance s'étend au-delà de la collerette d'une distance supérieure B, le jeu entre le logement de l'écrou et l'extension axiale de la première portion. En d'autres termes, la protubérance présente une extension axiale, mesurée entre son extrémité amont et son raccordement avec la première partie 36, supérieure à la somme du jeu B et de l'épaisseur axiale de la collerette. Ceci permet de garantir le serrage de la bague en appui contre la surface interne 11 de l'arbre de turbine, lors du montage. En effet, lors du montage, comme visible sur la figure 8a, la bague est déjà montée sur l'écrou, dans une position où la première partie 36 se trouve en butée contre la collerette amont 43 de l'écrou, et l'ensemble des deux est inséré entre le tube de dégazage 20 et l'arbre de turbine 10. Sur la figure 8b, l'écrou est ensuite vissé sur le filetage du tube de dégazage, et vient donc rapprocher la protubérance 37 de l'ergot 23 du bourrelet 22 du tube de dégazage, jusqu'à ce que la protubérance 37 butte contre l'ergot. En continuant le vissage de l'écrou, le rapprochement de l'écrou vers le bourrelet 22 entraine une déformation de la bague par glissement cône-cône, jusqu'à ce qu'elle soit serrée contre la surface interne de l'arbre de turbine, sur la figure 8c. A ce stade, la collerette 43 doit présenter un jeu minimal strictement positif avec l'ergot 23, et il doit également rester un jeu B strictement positif entre la collerette aval 44 et la face aval de la bague 30, pour assurer le serrage de la bague contre l'arbre de turbine. Le fait que le jeu entre la portion 36 de la bague et le logement 42 de l'écrou soit supérieur au dépassement de la protubérance par rapport à la collerette 43 permet de garantir que le niveau de serrage de la bague contre l'arbre de turbine est atteint avant que la bague ne se trouve en butée contre la collerette aval. On a représenté sur la figure 8d une vue en coupe schématique de la bague sur l'écrou à l'issue du serrage. Les secteurs d'anneaux 33 sont écartés les uns des autres pour permettre l'agrandissement du diamètre de la bague, et ainsi ils se trouvent en appui contre l'arbre. Pour maintenir le serrage, l'ensemble comprend en outre un anneau d'antirotation (non représenté) de l'écrou 40, comme dans le mode de réalisation précédent.

A la différence du premier mode de réalisation, la conformation de la bague et de l'écrou permet que le blocage en rotation de l'écrou bloque aussi la bague. Ainsi, si le tube de dégazage et l'écrou comprennent des encoches alignées pour recevoir des portions en saillie de l'anneau d'anti-rotation, la bague de calage 30 en est dépourvue. De la sorte, les portions en saillie de la surface externe de l'anneau n'ont pas besoin d'être rallongées par rapport à celles sur la surface interne. L'ensemble comprend également un anneau d'arrêt axial (non représenté) de type anneau à spirale qui, une fois engagé dans un logement de l'écrou 40 prévu à cet effet, au niveau de l'extrémité aval de l'écrou par rapport au flux d'air, interdit toute translation axiale de la bague anti-rotation 50.

On va maintenant résumer, en référence à la figure 9, le procédé de montage de l'ensemble précédemment décrit.

Le procédé comprend une première étape 1100 de positionnement du tube de dégazage dans l'arbre de turbine, en venant engager le cas échéant les méplats du tube et de l'arbre en regard, le bourrelet 22 étant en butée contre le rebord 16' de sorte que le tube soit en butée axiale contre l'arbre, et l'ergot 23 circonférentiel du tube étant en vis-à-vis du premier rebord 13 de l'arbre. Cette étape, représentée sur la figure 7a qui concerne spécifiquement le premier mode de réalisation, est néanmoins applicable aux deux modes de réalisation. Le procédé comprend ensuite une étape 1200 au cours de laquelle on amène une bague de calage 30 entre l'arbre de turbine 10 et le tube de dégazage 20, et une étape 1300 d'insertion et de vissage d'un écrou 40 sur le filetage 25 du tube de dégazage 20 pour déformer la bague de calage 30 jusqu'à être serrée contre l'arbre de turbine 10. Pour le premier mode de réalisation, l'étape 1200 est représentée en figure 7b. Dans ce cas, la bague 30 amenée entre l'arbre et le tube est fendue. Deux variantes sont possibles.

Selon une première variante 1210, représentée par exemple en figure 5a, 7b et 7c, on rétracte la bague par compression pour pouvoir la faire passer entre le tube de dégazage 20 et le deuxième rebord 15 de l'arbre, jusqu'à ce qu'elle vienne en butée contre l'ergot 23 circonférentiel du tube, la bague étant alors située axialement entre l'ergot et le deuxième rebord 15, au droit de la gorge circonférentielle 14 de l'arbre. La bague fendue 30 reprend ensuite sa forme initiale par élasticité. Elle est alors disposée dans la gorge circonférentielle 14. En variante 1220, comme sur les figures 5b et 5c, on engage une bague crabotée en position en la faisant passer au travers des encoches de crabot de l'arbre de turbine, puis on la pivote autour de son axe pour amener les dents de crabot de la bague en regard des dents de crabot de l'arbre de turbine. Avantageusement, dans les deux cas il subsiste alors un jeu radial entre la surface interne 11 de l'arbre et la bague 30. L'étape 1300 est réalisée après l'étape 1200.

En référence à la figure 7d, le procédé comprend ensuite une étape 1300 de vissage d'un écrou 40 sur le filetage 25 du tube de dégazage 20. Lors de cette étape, l'écrou se trouve intercalé entre la paroi du tube 20 et la bague de calage 30. Du fait de la liaison glissement cône-cône entre la bague et l'écrou, et que la bague soit arrêtée en translation entre les deux rebords 13, 15 de l'arbre, le vissage de l'écrou provoque l'élargissement progressif de la section de la bague 30, puis son appui contre la surface interne 11 de l'arbre et son serrage à l'écrou, permettant de solidariser en rotation la bague, l'arbre et l'écrou. Selon le deuxième mode de réalisation, les étapes 1200 d'insertion de la bague et 1300 d'insertion et de vissage de l'écrou sont simultanées. Ces étapes sont représentées sur les figures 8a à 8c et réalisées conformément à la description correspondante. Une fois l'écrou complètement vissé, on positionne 1400 une bague antirotation 50 entre l'écrou 40 et le tube de dégazage 20, de sorte que les encoches de de l'écrou 40 et du tube 20 reçoivent les protubérances complémentaires la bague anti-rotation 50, et qu'ainsi l'écrou 40 soit bloqué en rotation par rapport au tube 20. Cette étape est représentée en figure 7e pour le premier mode de réalisation mais est analogue pour les deux modes. Dans le premier mode cependant, la bague de calage 30 comporte également des encoches qui reçoivent les protubérances de la bague 50. Enfin, un anneau à spirale 60 est ensuite monté 1500 sur l'écrou pour fixer axialement la bague anti-rotation 50 sur l'écrou. Cette étape est représentée sur la figure 7f pour le premier mode de réalisation mais sa réalisation est analogue pour les deux modes.

Le montage de l'ensemble 100 est donc de mise en oeuvre simple et rapide. De plus, le second mode de réalisation présente un avantage supplémentaire de rapidité car les étapes 1200 et 1300 sont mises en oeuvre simultanément. Il épargne donc une étape de montage.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble comprenant : - un arbre de turbine (10), de révolution autour d'un axe (X-X), comprenant, sur une surface interne (11), une portion (12) annulaire comprenant un rebord (16), - un tube de dégazage (20) de révolution adapté pour s'étendre à l'intérieur de l'arbre de turbine (10), le tube (20) comprenant un bourrelet (22) circonférentiel, adapté pour venir en butée contre le rebord (16) de l'arbre de turbine (10), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une bague de calage (30), disposée entre le tube de dégazage (20) et l'arbre de turbine (10), ladite bague étant maintenue en appui contre la surface interne (11) de l'arbre de turbine et contre le bourrelet (22) du tube de dégazage (20) pour assurer l'accouplement en rotation et en translation de l'arbre de turbine (10) avec le tube de dégazage (20).
2. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le bourrelet (22) du tube de dégazage comporte des méplats (26) adaptés pour arrêter une rotation relative entre le tube (20) et l'arbre de turbine (10).
3. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre un écrou (40) monté sur le tube de dégazage (20), et maintenant en appui la bague (30) contre l'arbre de turbine.
4. 4. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel la bague (30) et l'écrou (40) présentent respectivement, l'un une surface interne (31) et l'autre une surface externe (41) en tronc de cône, permettant un serrage par glissement cône-cône de la bague sur l'écrou.
5. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la bague de calage comprend une pluralité de secteurs d'anneaux (33).
6. 6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel chaque secteur d'anneau (33) comprend, sur une surface radialement externe, une gorge (35), et la bague decalage comprend en outre un ressort circulaire (34) adapté pour être reçu dans la gorge des secteurs d'anneaux (33).
7. 7. Ensemble selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel l'écrou (40) comporte, sur sa surface externe (41), un logement (42) circonférentiel délimité axialement par une collerette amont (43) et une collerette aval (44), et la bague présente une première portion (36) adaptée pour être reçue dans le logement (42) et, adjacente à ladite portion, une protubérance (37) circonférentielle formant un épaulement tel que la première portion (36) peut venir en butée contre la collerette amont (43) de l'écrou et la protubérance (37) s'étend vers l'amont au-delà de ladite collerette, la bague et l'écrou étant tels que : - la première portion (36) de la bague présente, dans une direction axiale, une extension inférieure à l'extension du logement dans ladite direction, et - lorsque la bague (30) est reçue dans le logement (42), en butée contre la collerette amont (43) de l'écrou, l'extrémité amont de la protubérance (37) est décalée axialement par rapport à la collerette amont (43) de l'écrou, d'une distance supérieure à la différence d'extension axiale entre le logement et la première portion de la bague.
8. 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'arbre de turbine (10) comprend, sur une surface interne (11), une gorge circonférentielle (14) délimitée axialement par deux rebords (13, 15), et le tube de dégazage (20) comprend en outre un ergot (23) circonférentiel en butée contre un premier rebord (13) de l'arbre de turbine (10), et la bague de calage (30) est une bague fendue reçue dans la gorge circonférentielle (14), entre l'ergot et le second rebord (15).
9. 9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel la bague de calage (30) est une bague présentant une surface extérieure de section carrée dont les coins sont 30 chanfreinés.
10. 10. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel la bague (30) et l'arbre de turbine (10) comprennent des dents de crabot adaptées pour coopérer pour permettre l'insertion de la bague entre l'arbre de turbine (10) et le tube de dégazage(20) puis l'arrêt axial de la bague (30) contre les dents de crabot de l'arbre de turbine (10).
11. 11. Turbomachine (1), comprenant un ensemble selon l'une des revendications précédentes.
12. 12. Procédé d'accouplement d'un arbre de turbine (10) à un tube de dégazage (20) de turbomachine, l'arbre de turbine et le tube de dégazage étant des pièces de révolution autour d'axes respectifs, l'arbre de turbine (10) comprenant, sur une surface interne (11), une portion (12) annulaire comprenant un rebord (16), et le tube (20) comprenant un bourrelet (22) circonférentiel, adapté pour venir en butée contre le rebord (16) de l'arbre de turbine (10), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - amener (1100) le tube de dégazage dans l'arbre de turbine (10) jusqu'à ce que le bourrelet (22) vienne en butée contre le rebord (16) de l'arbre de turbine, - amener (1200) une bague de calage (30) entre le tube de dégazage et l'arbre de turbine, ladite bague étant fendue ou formée d'une pluralité de secteurs d'anneaux retenus ensemble par un ressort annulaire, et - insérer (1300) un écrou (40) entre le tube de dégazage (20) et la bague de calage (30) pour déformer la bague (30) jusqu'à ce qu'elle vienne en appui contre la surface interne (11) de l'arbre de turbine.
13. 13. Procédé d'accouplement selon la revendication précédente, comprenant en outre des étapes consistant à fixer (1400) une bague anti-rotation (50) au tube de dégazage et à l'écrou, et à installer (1500) un anneau à spirale (60) dans un logement adapté de l'écrou (40) pour empêcher un déplacement axial de la bague anti-rotation.
14. 14. Procédé d'accouplement selon l'une des revendications 12 ou 13, dans lequel la bague est formée d'une pluralité de secteurs d'anneaux (33) retenus ensemble par un ressort annulaire (34), dans lequel les étapes consistant à amener la bague (1200) et insérer (1300) l'écrou sont simultanées, la bague étant montée sur l'écrou.
15. 15. Procédé d'accouplement selon l'une des revendications 12 ou 13, dans lequel la bague est fendue, et l'arbre de turbine (10) comprend, sur une surface interne (11), une gorge circonférentielle (14) délimitée axialement par deux rebords (13, 15), le premier rebord (13) présentant une hauteur par rapport à la surface interne (11) au niveau du fond de la gorge (14) supérieure à la hauteur du second rebord (15), et l'étape consistant à amener la bague comprend la rétractation par compression de la bague, ou un engagement de la bague au travers d'encoches de crabot du rebord (15) de l'arbre.