Brevet FR2004481A1 — publié le 19691128

è9 06018 2004481 La présente invention se rapporte à une enveloppe pour turbomachines, et particulièrement à une enveloppe séparée axiale-ment en deux pour turbines à haute température. Elle est caractérisée par le fait que sa chemise est façonnée à la forme d'un 5 corps de révolution et que les pièces qui ne se prolongent pas sur tout le pourtour en forme de corps de révolution sont en une t matière plane mise en forme ou sont des pièces moulées et sont fixées par soudure à ce corps de révolution. Une enveloppe de ce genre est convenablement séparée en deux suivant un plan axial et 10 des pièces de liaison à section droite en U sont soudées perpendiculairement à ce plan de séparation sur le corps de révolution de l'enveloppe de façon que l'espace compris entre les branches de l'U et la paroi de l'enveloppe permette de faire passer avec du jeu des boulons de liaison. Ces pièces de liaison peuvent être 15 recouvertes, du côté qui se trouve en dehors du plan de séparation, par une rondelle de centrage des boulons et d'appui de leurs écrôus. Pour que les efforts tangentiels soient transmis directement de la chemise de l'enveloppe aux boulons, ces rondelles s'appuient convenablement dans des saignées de cette chemise. Elles 20 peuvent comporter une ouverture dans laquelle les boulons passent avec un jeu faible. Ces ouvertures peuvent comporter une denture &ans laquelle s'engagent des dents complémentaires des boulons. Ceux-ci comportent au-dessous de chaque rondelle une partie élargie qui les empêche de tomber par l'ouverture correspondante de 25 la rondelle. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. 30 Sur ces dessins : - la figure 1 montre une partie du plan horizontal de séparation de la moitié inférieure de l'enveloppe ; - la figure 2 est une coupe de l'enveloppe ; - la figure 3 représente en coupe verticale les pièces de 35 liaison d'un boulon ; - la figure 4- représente une rondelle placée sur une pièce de liaison ; - la figure 5 représente un ergot de centrage de l'enveloppe; et : - la figure 6 représente un étrier de suspension. 69 06018 -2- 2004481 L'exemple de réalisation d'une enveloppe selon l'invention représenté schématiquement sur ces dessins comprend une chemise 1 en acier moulé dont aussi bien la surface extérieure que la surface intérieure sont façonnées en corps de révolution par usinage 5 mécanique. Les pièces qui ne se prolongent pas en forme de corps de révolution sur tout le pourtour de cette chemise sont façonnées dans des plaques ou tôles ou sont moulées et y.sont fixées par soudure. La chemise elle-même est séparée suivant un plan axial 2 en deux moitiés qui sont appliquées hermétiquement l'une 10 contre l'autre par les boulons 14. Pour cela, des pièces de liaison 3 sont fixées à chaque moitié par des points de soudure 4. Ces pièces de liaison se trouvent face à face par paires, de façon que les boulons 14 puissent j être introduits avec du jeu. Ces boulons sont centrés par des rondelles 7 appliquées sur les 15 surfaces frontales 5» Ces rondelles sont fixées aux pièces 3 par de courts cordons de soudure 21. Leurs ouvertures comportent une denture dans laquelle sont insérées des dents complémentaires des boulons. En outre, près de chacune de ces rondelles ces boulons comportent une partie élargie 17 ou 18 qui les empêche de tomber 20 quand on a retiré l'un des écrous 19 et 20. Outre le fait qu'elles s'appliquent sur les bords frontaux des pièces de liaison 3» les rondelles s'appliquent directement dans une saignée 6 contre une surfaçe de la chemise, de sorte que les efforts tangentiels peuvent être transmis directement de cette chemise aux boulons par 25 ces rondelles 7 et les écrous 19 et 20 sans que les pièces de liaison 3 interviennent. Toute une série d'autres pièces qui ne se prolongent pas sur tout le pourtour, comme par exemple les étriers de suspension 8, les glissières de centrage 10 et les sabots 22 de fixation de jam-30 bes de montage, peuvent être découpées dans une matière plane, par exemple une tôle, éventuellement façonnées à chaud, et fixées à l'enveloppe également par des points de soudure 9» 23 et 24 respectivement. Pour centrer les deux moitiés de l'enveloppe, il est pratiqué dans les surfaces de séparation 2 des alésages 11 et 12 35 se faisant face. Puis on insère dans les alésages 11 des ergots de centrage 13 dont les têtes s'engagent dans, les alésages 12, . ce qui empêche les moitiés de se déplacer l'une par rapport à 1'autre. ' Pour fabriquer l'enveloppe décrite, on moule d'abord une 0601 8 -3- 2004481 ébauche en acier en forme de tambour en réservant les surépaisseurs nécessaires pour l'usinage mécanique. Le fait que ce tambour ne soit séparé axialement en deux qu'après le moulage exige que l'ébauche ait en coupe une forme légèrement ovale afin qu'a-5 près l'usinage à l'outil de coupe on puisse assembler les deux moitiés en formant pratiquement un corps de révolution. On sépare d'abord ce tambour en deux moitiés par découpage au chalumeau suivant les génératrices formées par le petit axe de sa section; On peut d'abord usiner les deux surfaces de séparation 2 encore 10 brutes obtenues par exemple en les fraisant jusqu'à ce qu'il reste une petite surépaisseur pour l'usinage final ultérieur. Pour usiner ensuite les surfaces extérieures des deux moitiés on les assemble sur leurs surfaces de séparation usinées et on les maintient dans leurs positions respectives depuis l'intérieur au moyen 15 d'étriers auxiliaires. Le tambour ainsi obtenu peut alors être fixé par exemple sur un tour et son extérieur peut être amené complètement à la cote finale. Après avoir retiré le tambour du tour, on soude les pièces de liaison 3 sur sa périphérie extérieure. On en sépare de nou-20 veau les deux moitiés en retirant les étriers auxiliaires montés pour le tournage. On peut alors usiner à la cote finale les surfaces de séparation 2 et les surfaces d'extrémité contiguës des pièces de liaison 3. Cet usinage final peut aussi être exécuté par fraisage. La profondeur de passe peut être assez faible pour que, 25 lorsqu'on assemble à nouveau les deux moitiés, le faible écart de la surface extérieure avec le corps de révolution initial obtenu sur le tour n'ait absolument aucune importance. En même temps on peut aussi usiner, dans les surfaces de séparation alors usinées, les alésages 11 et 12 pour les ergots de centrage 13- On peut 30 aussi fraiser les faces frontales 5 des pièces de liaison 3 opposées aux surfaces de séparation 2 ainsi que les saignées 6 d'appui des rondelles 7, dans le même montage que celui utilisé pour l'usinage final de ces surfaces de séparation. On soude aussi convenablement alors à la chemise toutes les autres pièces qui ne se 35 prolongent pas sous la forme de corps de révolution sur toute la périphérie de l'enveloppe. Les moitiés de cette enveloppe ainsi préusinées sont alors assemblées à l'aide des boulons 14 et peuvent de nouveau être montées sur un tour et usinées à leur cote finale sur leur surface intérieure. On peut usiner aussi en même 69 06018 _4._ 2004481 temps les surfaces planes des glissières de centrage 10. Si nécessaire on peut enfin (ou également auparavant) pratiquer encore des passages d'amenée d'air de refroidissement dans la chemise. Pour assurer une étanchéité aussi complète que possi-5/ble entre les moitiés de l'enveloppe sur leurs surfaces de sépara tion 2, on peut rendre ces surfaces déjà fraisées avec précision encore plus précises en les travaillant à la main, par exemple ; au grattoir. Lorsqu'une turbomachine comportant l'enveloppe décrite est 10 en service, on peut obtenir un champ de température pratiquement symétrique. De même cette enveloppe répartit symétriquement ces températures avec une approximation aussi grande que possible, notamment si elle ne 'comporte pas de collerettes de liaison, mais comme représenté, seulement des pièces de liaison. Cette réalisa-15 tion assure une symétrie aussi grande que possible des dilata- . tions thermiquès de l'enveloppe. Cela évite aussi complètement le risque de déformation et en particulier de flexion de 1 'enveloppe Les contraintes dues aux chutes de température sont pratiquement limitées aux valeurs les plus faibles possible. 20 II va de soi que la présente invention n'a été décrite ci- dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son cadre. 06018 -5- 2004481 HSV^DIOATIOHS 1. Enveloppe pour turbomachin.es, en particulier enveloppe séparée axialement en deux pour turbines à haute température, ca-réctérisée par le fait que sa chemise (1) est façonnée à la forme 5 d'un corps de révolution et que les parties qui ne se prolongent pas en forme de corps de révolution sur toute sa périphérie (par 1 exemple les pièces de liaison (3) pour les boulons (14) de liaison des deux moitiés, les glissières (10) de centrage de l'enveloppe, les sabots de fixation d'éléments d'appui, les étriers de 10 suspension (8) etc....) sont ou en une matière plane façonnée ou obtenues par moulage et sont fixées par soudure à ce corps de révolution. 2. Enveloppe selon la Revend!cation 1, caractérisée par le fait que la chemise (1) de l'enveloppe est en acier moulé et que 15 les pièces qui y sont soudées (3, 8, 10) sont en tôle façonnée. 3- Enveloppe selon la Revendication 1, caractérisée par le fait qu' elle est séparée en deux suivant un plan axial et que les branches des pièces de liaison (3) sont soudées (4) au corps de révolution de cette enveloppe perpendiculairement au plan de sé-20 paration (2) de façon que le vide compris entre ces branches et la paroi de l'enveloppe permette de faire passer avec du jeu des boulons de liaison (14). 4. Enveloppe selon la Revendication 3, caractérisée par le fait que les pièces de liaison (3) sont constituées de tôle re-25 pliée en U. 5- Enveloppe selon la Revendication 3, caractérisée par le fait que, sur leur côté qui se trouve en dehors du plan de séparation, les pièces de liaison (3) sont recouvertes d'une rondelle (7) de centrage du boulon et d'appui des écrous (19, 20) ou de 30 la tête du boulon. 6. Enveloppe selon la Revendication 5j caractérisée par le fait que les rondelles (7) sont reliées aux pièces de liaison (3) par des soudures (21). 7» Enveloppe selon la Revendication 5} caractérisée par le 35 fait que, pour transmettre directement les efforts tangentiels de sa chemise (1) aux boulons de liaison (14), les rondelles (7) s'appuient dans des saignées de cette chemise (1). 8. Enveloppe selon la Revendication 5, caractérisée par le fait que les rondelles (7) comportent une ouverture (16) dans 69 06018 -6- 2004481 laquelle ies boulons de liaison (14-) passent avec un jeu faible afin de réaliser le centrage. 9. Enveloppe selon la Revendication 8, caractérisée par le fait que les rondelles comportent dans leur ouverture (16) de 5 passage des boulons (14) une denture (15) dans laquelle s'engagent des dents complémentaires de ces boulons. 10. Enveloppe selon la Revendication 5, caractérisée par le fait qu'entre les deux rondelles (7), le boulon (14) comporte au moins une partie élargie (17, 18) qui l'empêche de tomber par 10 l'ouverture (16) de ces rondelles quand les écrous (19, 20) sont retirés. 11, Enveloppe selon la-Revendication 10, caractérisée par le fait que les boulons de liaison (14) comportent derrière chaque rondelle (7) et à faible distance une partie élargie (17, 18).