Brevet FR2708071A1 — publié le 19950127

Certains carters de réception de mécanismes présentent des doubles parois, qui, par endroits, sont munies de trous traversant permettant, par exemple, le passage d'instruments de mesure ou de contrôle de l'état du mécanisme, tels que des endoscopes. Les périodes de contrôle sont limitées, et, le reste du temps, lesdits instruments sont retirés et lesdits trous doivent être bouchés, bien entendu de manière amovible. Lorsque les doubles parois délimitent des enceintes contenant des fluides ayant même température, les dilatations thermiques peuvent, généralement, avoir des valeurs proches, ce qui rend parfois possible l'adoption de bouchons simples d'obturation desdits orifices. Mais, dans de nombreuses autres applications, les dilatations thermiques des deux parois du carter sont inégales au point qu'un bouchon simple ne peut plus être utilisé pour obturer en même temps les deux trous ménagés dans ces deux parois. FR-A-2 510 180 représente et décrit une réalisation d'un bouchon destiné à résoudre le problème précité, mais la constitution monobloc de ce bouchon conduit à une limitation de l'application de la solution proposée. Il reste donc nécessaire de définir un bouchon apte à obturer deux trous ménagés dans deux parois distinctes, ceci de manière satisfaisante quelque soit l'application imposée par le fonctionnement du mécanisme. L'invention a précisément pour but de proposer un tel bouchon. L'invention est donc relative à un bouchon amovible d'un premier et d'un deuxième trou traversant ménagés dans des première et deuxième parois, respectivement, qui délimitent trois enceintes distinctes, deux successives d'entre elles au moins étant susceptibles de contenir des fluides à des températures différentes, cependant que ledit bouchon comporte un premier et un deuxième corps d'étanchéité, qui sont contenus au moins partiellement dans lesdits premier et deuxième trous et qui sont en contact étanche et coulissant avec lesdites première et deuxième parois, respectivement, en étant reliés l'un à l'autre par une tige. Selon l'invention, la liaison de ladite tige avec chacun des premier et deuxième corps d'étanchéité est une liaison articulée. Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre de préférence adoptées: - ladite liaison articulée est une liaison du type "à rotule"; le premier trou étant délimité par un alésage cylindrique recevant le premier corps d'étanchéité et le deuxième trou étant délimité par un alésage cylindrique recevant le deuxième corps d'étanchéité, chacun desdits premier et deuxième corps d'étanchéité comprend un corps solide présentant une surface périphérique axiale, de préférence convexe, dans laquelle débouche au moins une gorge transversale, un organe d'étanchéité étant reçu dans chaque gorge et étant en contact étanche avec l'alésage cylindrique recevant le corps d'étanchéité, dont fait partie ledit corps solide; - selon une variante de réalisation, le réceptacle borgne d'une tige de rappel est fixé sur l'une des première et deuxième parois, présente une cavité débouchant dans ledit trou traversant ladite paroi et reçoit une tige de rappel, dont est solidaire le corps d'étanchéité contenu dans ledit trou, cette tige de rappel ayant en outre une extrémité reçue dans la cavité, maintenue prisonnière à l'intérieur de ladite cavité, tout en étant montée axialement à coulissement par rapport audit réceptacle; - selon une autre variante de réalisation, le réceptacle borgne d'une tige de rappel est fixé sur une troisième paroi, qui est distincte desdites première et deuxième parois, et dans laquelle est ménagé un troisième trou traversant, ledit réceptacle présentant une cavité débouchant dans ledit troisième trou et recevant une tige de rappel, dont est solidaire l'un des premier et deuxième corps d'étanchéité, cette tige de rappel ayant en outre une extrémité reçue dans la cavité, maintenue prisonnière à l'intérieur de ladite cavité, tout en étant montée axialement à coulissement par rapport audit réceptacle. L'avantage principal du bouchon conforme à l'invention réside dans son aptitude à obturer correctement les deux trous devant être obturés, sans gêner aucunement les déplacements des parois provoqués par des dilatation thermiques inégales. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations donnée ci- dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'une première variante de réalisation conforme à l'invention; et, - la figure 2 est une coupe axiale d'une deuxième variante de réalisation conforme à l'invention. La figure 1 représente une première paroi 1 et une deuxième paroi 2, distincte de la première paroi, appartenant toutes deux au carter du compresseur d'une turbomachine, selon une coupe axiale passant par l'axe de révolution 3 desdites parois 1 et 2. De manière classique, ce carter abrite les aubages fixes et mobiles du compresseur. Une première enceinte 4, centrale, est délimitée par la première paroi 1, la plus proche de l'axe 3; une deuxième enceinte 5 est délimitée entre les deux parois 1 et 2 et est située au-delà de la première enceinte 4 par rapport à l'axe 3; et, une troisième enceinte 6 est située de l'autre côté de la deuxième paroi 2 par rapport à la deuxième enceinte 5. Ces enceintes contiennent des fluides, en l'espèce le comburant, généralement de l'air, nécessaires au fonctionnement de la turbomachine, dont les températures sont très différentes: le comburant comprimé, ou en cours de compression, contenu dans la première enceinte 4, peut, par exemple, avoir une température de 500C; la température du fluide contenu dans la deuxième enceinte peut être de l'ordre de 50 à 100C.; et, la température du fluide contenu dans la troisième enceinte 6 peut être de l'ordre de O à 40-C, pendant le fonctionnement de la turbomachine. Dans les parois 1 et 2 des premier (7) et deuxième (8) trous ont été ménagés dans des bossages 9 et 10, traversent ces parois, et présentent des faces internes cylindriques 11 et 12, respectivement. Un premier corps d'étanchéité comprend un corps solide 13, dont la face axiale 13A est bombée convexe, et des joints d'étanchéité 14 introduits dans des gorges transversales 15 débouchant dans la face axiale 13A, et en contact étanche avec la face cylindrique 11 du premier trou 7. Le corps solide 13 comprend également une cavité hémisphérique 16 de réception d'une rotule hémisphérique 17. Le deuxième corps d'étanchéité comprend un corps solide 18, dont la face axiale 18A est bombée convexe, et des joints d'étanchéité 19 introduits dans des gorges transversales 20, débouchant dans la face axiale 18A, et en contact étanche avec la face cylindrique 12 du deuxième trou 8. Le corps solide 18 comprend également une cavité hémisphérique 21 de réception d'une rotule hémisphérique 22. Les rotules 17 et 22 sont en outre solidaires d'une même tige 23. Par ailleurs, un écrou 24, muni d'un filetage 25, est vissé sur l'extrémité taraudée 26 de la face cylindrique 12 opposée à celle à partir de laquelle s'étend -la tige 23 et est mis en appui de blocage sur la face transversale externe 10A du bossage 10. Cet écrou 24 comporte un évidement borgne 27 possédant un fond 33 le délimitant et, opposée au fond 33, une ouverture 28 orientée vers le corps solide 18. L'évidement 27 constitue le réceptacle d'une tige de rappel 29 présentant un épaulement 30 de guidage le long de la face cylindrique interne 31 de l'évidement, un ressort 32, interposé entre l'épaulement 30 et le fond 33, tendant à écarter la tige de rappel 29 dudit fond 33. Cette tige de rappel 29 est solidaire du corps solide 18 et comporte une gorge transversale 34 de réception, avec un jeu axial J, d'un jonc , introduit sans jeu dans une gorge transversale 36 ménagée dans la paroi délimitant l'évidement 27 et débouchant dans la face cylindrique 31. A noter que le jonc 35 est introduit à force et de manière indémontable entre les deux gorges 34 et 36. La réalisation de la figure 2 est proche de celle de la figure 1, s'appliquant cependant au cas o une troisième paroi 103 existe et est disposée au-delà de la paroi 2 par rapport à la paroi 1. La troisième enceinte 6 est, dans cette réalisation, située entre les parois 2 et 103. Un troisième trou 109 est ménagé dans un bossage 111, dont est munie la paroi 103, et présente une face interne cylindrique 113. L'écrou 24 est vissé, par -son filetage 25, sur l'extrémité taraudée 127 de la face cylindrique 113, l'ouverture 28 de son évidement borgne 27 étant orientée vers la paroi 2. Cet évidement reçoit la tige de rappel 29 et son épaulement 30 exactement de la même manière que dans la réalisation de la figure 1. La dernière différence entre les deux réalisations réside dans la liaison de la tige de rappel 29 avec le corps solide 18, par l'intermédiaire d'une tige intermédiaire 137, solidaire de ces deux pièces. Toutes les autres dispositions décrites en regard de la figure 2 sont par ailleurs conservées. A l'évidence, le fonctionnement de la réalisation de la figure 2 est, compte- tenu des similitudes des structures, identique à celui de la réalisation de la figure 1 exposé ci-après. La turbomachine étant supposée être arrêtée depuis suffisamment longtemps pour que tous ses constituants aient une température identique, les gaz contenus dans les enceintes 4, 5 et 6, et, les parois 1 et 2 elles-mêmes sont à la température commune. Les trous 7 et 8 sont alors alignés, sensiblement coaxiaux. Il n'y a évidemment aucune difficulté à les obturer par introduction des corps solides 13 et 18 dans Iesdits trous 7, 8, respectivement, et de fixer l'ensemble des éléments d'obturation par vissage du filetage 25 de l'écrou 24 dans l'extrémité taraudée 26 de la face cylindrique 12. Il est également aisé, par démontage de cet écrou 24 par un dévissage inverse du vissage précédent, de faire coulisser les corps solides 13 et 18 hors des trous 7, 8; et, ainsi de libérer ces trous pour, par exemple, permettre le passage d'un endoscope de surveillance du mécanisme contenu dans l'enceinte 4. Il convient en outre d'observer qu'après mise en service de la turbomachine, les températures des parois 1 et 2 deviennent très différentes; qu'une conséquence en est une différence de leurs dilatations et un désalignement des trous 7 et 8. Les obturations des trous 7 et 8 sont cependant préservées et les parois peuvent se dilater librement: en effet, la composante radiale de la dilatation relative des parois 1 et 2 (perpendiculaire à l'axe 3) est permise par les coulissements des corps solides 13 et 18 à l'intérieur des trous 7 et 8, les joints d'étanchéité 14, 19 restant interposés entre ces corps solides, et les faces cylindriques 11,12 desdits trous, et, par le coulissement de la tige de rappel 29 et de son épaulement 30 à l'intérieur de l'évidement 27; et, la composante axiale de cette dilatation relative des parois 1 et 2, parallèlement à l'axe 3, est également permise par les pivotements des rotules 17 et 22 à l'intérieur de leurs cavités de réception 16 et 21, et, par l'inclinaison de l'axe de la tige 23 par rapport aux axes des trous 7 et 8. A noter en variante, qu'il est parfois possible d'adopter, en remplacement des rotules 16-17 et 21-22, des arbres d'articulation pivotant autour d'un axe. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre ni de leur esprit. 6 2708071 REVENDICATIONS 1. Bouchon amovible d'un premier (7) et d'un deuxième trou (8) traversant ménagés dans des première (1) et deuxième (2) parois, respectivement, qui délimitent trois enceintes distinctes (4, 5, 6), deux successives d'entre elles au moins (4, 5) étant susceptibles de contenir des fluides à des températures différentes, cependant que ledit bouchon comporte un premier (13-14) et un deuxième corps d'étanchéité (18-19), qui sont contenus au moins partiellement dans lesdits premier et deuxième trous (7-8) et qui sont en contact étanche (14,19) et coulissant avec lesdites première et deuxième parois, respectivement, en étant reliés l'un à l'autre par une tige (23), caractérisé en ce que la liaison de ladite tige (23) avec chacun des premier (13-14) et deuxième corps d'étanchéité (18-19) est une liaison articulée (16-17, 21-22). 2. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison articulée est une liaison du type "à rotule" (16-17, 21-22). 3. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier trou (7) étant délimité par un alésage cylindrique (11) recevant le premier corps d'étanchéité et le deuxième trou (8) étant délimité par un alésage cylindrique (12) recevant le deuxième corps d'étanchéité, chacun desdits premier et deuxième corps d'étanchéité comprend un corps solide (13,18) présentant une surface périphérique axiale, de préférence convexe, dans laquelle débouche au moins une gorge transversale (15,20), un organe d'étanchéité (14,19) étant reçu dans chaque gorge (15,20) et étant en contact étanche avec l'alésage cylindrique (11,12) recevant le corps d'étanchéité, dont fait partie ledit corps solide (13,18). 4. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réceptacle borgne (27) d'une tige de rappel (29) est fixé (25-26) sur l'une (2) des première et deuxième parois, présente une cavité (27) débouchant (28) dans ledit trou (8) traversant ladite paroi (2) et reçoit une tige de rappel (29), dont est solidaire le corps d'étanchéité (18-19) contenu dans ledit trou, cette tige de rappel (29) ayant en outre une extrémité reçue dans la cavité (27), maintenue prisonnière (35-34-36) à l'intérieur de ladite cavité, tout en étant montée axialement à coulissement (J) par rapport audit réceptacle (27). 5. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réceptacle borgne (27) d'une tige de rappel est fixé (25-127) sur une troisième paroi (103), qui est distincte desdites première (1) et deuxième paroi (2), et dans laquelle est ménagé un troisième trou traversant (109), ledit réceptacle présentant une cavité (27) débouchant (28) dans ledit troisième trou (109) et recevant une tige de rappel (29), dont est solidaire l'un (18-19) des premier et deuxième corps d'étanchéité, cette tige de rappel ayant en outre une extrémité reçue dans la cavité, maintenue prisonnière (35-34-36) à l'intérieur de ladite cavité, tout en étant montée axialement à coulissement par rapport audit réceptacle.