Brevet FR2644205A1 — publié le 19900914

DESCRIPTION La présente invention concerne un joint d'étanchéité intégré pour palier de turbomachine. Il est fréquent dans un palier de turbomachine de disposer un arbre qui doit traverser une cloison de carter séparant deux enceintes dont l'une contient de l'air et de l'huile et l'autre contenant de l'air doit être maintenue exempte d'huile. Une étanchéité doit par conséquent être assurée dans cette traversée de cloison. Plusieurs solutions ont été mises en oeuvre dans ce but. EP-A-O 110 804 décrit un exemple de réalisation comportant un joint d'étanchéité rotatif monté sur un arbre associé à un élément formant valve. FR-A-2 120 656 montre A la figure 2 le montage d'une bague en carbone sur un arbre au moyen d'un ressort circonférentiel et elle est placée dans une cage o elle est positionnée par rapport A une bague de retenue au moyen de ressorts, l'ensemble constituant un joint d'étanchéité. D'autres solutions prévoient de monter sur un arbre au niveau d'une traversée de cloison un bottier équipé comportant une vrille de déshuilage coopérant avec la surface externe de l'arbre et une bague en graphite segmentée ou non directement montée et pré-assemblée sur le bottier. Cette solution qui peut faciliter la mise en oeuvre présente toutefois l'inconvénient d'alourdir le dispositif et d'élever le coût. La solution proposée par l'invention évite les divers inconvénients des solutions connues antérieures tout en assurant l'étanchéité de la traversée de cloison par un arbre tournant, notamment entre deux enceintes, l'une A air et l'autre A huile. Le palier de turbomachine ainsi 2 Z 2644205 équipé est caractérisé en ce que la cloison de carter de séparation des enceintes comporte une vrille de déshuilage, coopérant directement avec l'arbre et en ce que le joint d'étanchéité intégré se compose d'une bague - segmentée en graphite formant le joint radial, lesdits segments étant solidarisés au moyen d'un anneau élastique logé dans une gorge périphérique desdits segments et comportant sur leur face opposée à la face en appui sur ledit carter des rainures axiales, d'une bague de retenue relié au carter par des moyens de verrouillage et comportant des excroissances axiales sur sa face qui coopère avec ladite bague en graphite et de ressorts disposés dans les logements formés par lesdites excroissances et placés en appui d'un côté sur la bague de retenue et de l'autre côté sur la face coopérante de la bague en graphite. Avantageusement, les moyens de verrouillage de la bague de retenue sont constitués d'un pion anti-rotation disposé dans un logement ménagé sur le carter et d'un anneau d'arrêt à spirale intérieur logé dans une gorge du carter. La bague en graphite comporte en outre un ressort circonférentiel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dont la figure unique représente, selon une vue en coupe par un plan passant par l'axe de rotation de l'arbre, une partie de palier de turbomachine comportant un joint intégré au carter conforme à l'invention. Dans un palier de turbomachine d'un type connu en soi, un arbre 1 est supporté en rotation par un palier dont seule une partie est représentée sur la figure 1. Un carter 2 comporte une cloison 3 qui ménage deux enceintes de palier, une enceinte 4 à air d'un côté de ladite cloison 3 et une enceinte 5 à huile de l'autre côté de la cloison. Ledit carter 2 comporte une vrille 6 de déshuilage ménagée sur une bride axiale 7 disposée en regard de la surface externe de l'arbre 1. A l'extrémité radialement interne de ladite cloison 3 de séparation des enceintes 4 et 5 est ménagé dans le carter 2 un logement annulaire 8 dans lequel est placé un joint d'étanchéité 9 intégré au carter 2. Ledit joint d'étanchéité 9 comporte une bague en graphite 10 segmentée dont une face 10a est en appui axial sur une face 8a duditlogement de carter. Les segments de ladite bague graphite 10 comportent une gorge périphérique 11 dans laquelle est placé un anneau élastique 12 coaxial qui assure la solidarisation des segments entre eux pour former la bague 10. La face 10b de la bague 10 opposée à ladite face 10a comporte également une rainure axiale 13. Ladite bague graphite 10 est supportée par une bague de retenue 14 du côté opposé à la face d'appui 8a sur le carter 2, au moyen d'une pluralité de ressorts 15 logés dans des excroissances cylindriques 14b prévus sur la face coopérante de ladite bague de retenue 14 et pénétrant dans lesdites rainures axiales 13 des segments de bague graphite. Ladite bague de retenue 14 comporte également sur son diamètre externe un rebord 16 axial dans lequel du côté radialement interne est ménagée une rainure 17 qui reçoit l'anneau élastique 12. La rigidité de la bague graphite 10 et l'appui sur la périphérie de l'arbre 1 sont assurés par un ressort circonférentiel 18 associé à ladite bague graphite 10. Les moyens de verrouillage de la bague de retenue 14 sur le carter 2 comportant un pion antirotation 19 disposé dans un logement 20 ménagé sur le carter 2 et qui coopère avec une rainure 21 ménagée à la périphérie de ladite bague de retenue 14. Ces moyens comportent également un anneau d'arrêt 22 à spirales inté- rieur logé dans une gorge 23 ménagée dans le carter 2. Afin de faciliter le démontage, la face 14a de la bague de retenue 14 opposée à la bague graphite 10 comporte un trou 24 dans lequel est placé un rivet 25 de retenue du ressort 15. La solution de joint d'étanchéité conforme à l'invention qui vient d'être décrite évite l'utilisation d'un boîtier pour monter les différents constituants mais permet toutefois de disposer d'un ensemble modulaire solidaire facile à manipuler. Le processus de montage utilisé est en effet le suivant: - la bague graphite 10 équipée du ressort circonférentiel 18 est posée sur les ressorts 15 de façon que les excroissances 14b de la bague de retenue 14 pénètrent dans les rainures 13 de la bague graphite 10; - on comprime l'anneau élastique 12 et on appui sur la bague graphite 10 de manière à mettre en place ledit anneau élastique 12 dans la rainure 17 de la bague de retenue 14, solidarisant ainsi l'ensemble constitué par la bague de retenue 14 et la bague graphite 10 segmentée; - le pion 19 est placé sur le carter 2 et l'ensemble précédemment obtenu est placé dans le logement 8 du carter 2, le pion 19 venant dans la rainure 21 de la- bague de retenue 14; - on dispose enfin l'anneau d'arrêt à spirales 22 en appui sur la face 14a de la bague de retenue 14 et dans la gorge 23 du carter 2. De même, l'opération de démontage s'effectue simplement: - l'anneau d'arrêt 22 est retiré, - on enlève l'ensemble constitué par la bague de retenue 14, la bague graphite 10 avec le ressort circonférentiel 18, l'anneau élastique 12 et les ressorts 15. Un démontage unitaire des segments de la bague graphite 10 peut ensuite être réalisé en repoussant l'anneau élastique 12 par des petits trous 16a ménagés sur le rebord 16 de la bague externe 14 de manière à désolida- riser la bague de retenue 14 et la bague graphite 10 et après enlèvement du ressort circonférentiel 18. REVENDICATIONS 1. Palier de turbomachine comportant un arbre (1) disposé a l'intérieur d'un carter (2) comportant une cloison (3) traversée par ledit arbre (1) et séparant une enceinte à air (4) et une enceinte à huile (5) caractérisé en ce que ledit carter (2) comporte une bride axiale (7) portant une vrille de déshuilage (6) en regard de la surface externe dudit arbre (1) et en ce qu'un joint d'étanchéité (9) intégré audit carter (2) est disposé entre l'arbre (1) et ladite cloison (3) dans un logement (8) ménagé dans ledit carter (2) et se compose d'une bague segmentée (10) en graphite, lesdits segments étant solidarisés au moyen d'un anneau élastique (12) logé dans une gorge périphérique (11) desdits segments et comportant sur leur face opposée à la face (10a) en appui sur le carter (2) des rainures axiales (13), d'une bague de retenue (14) reliée au carter (2) par des moyens de verrouillage (19, 22) et comportant des excroissances axiales (14b) sur sa face qui coopère avec ladite bague en graphite (10) et de ressorts (15) disposés dans les logements formés par lesdites excroissances (14b) de bague et placés en appui d'un côté sur la bague de retenue (14) et de l'autre c6té sur la face coopérante de la bague en graphite (10). 2. Palier de turbomachine selon la revendication 1 dans lequel les moyens de verrouillage de ladite bague de retenue (14) sont constitués d'un pion anti-rotation (19) disposé dans un logement (20) ménagé sur le carter (2) et d'un anneau d'arrêt à spirales intérieur (22) logé dans une gorge (23) du carter et en appui sur la face (14a) de la bague de retenue (14) opposée à la bague graphite (10). 3. Palier de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel la bague graphite (10) comporte en outre un ressort circonférentiel (18).