Brevet FR3163690A1 — publié le 20251226

Un aspect de l’invention concerne un outillage de maintien (1) d’un arbre (3) de turbine comprenant une plaque (10) percée des plusieurs trous de vissage (12) et d’un trou de positionnement (11) disposé entre deux trous de vissage (12), les deux trous de vissage (12) et le trou de positionnement (11) étant disposés sur un même premier arc de cercle (110) à une première extrémité (114) de l’outillage, l’arc de cercle étant de centre O placé sur un axe X, un dispositif de fixation de l’arbre (3) placé à une deuxième extrémité (113), caractérisé en ce que la première extrémité (114) comprend un détrompeur par gravité (5), ledit détrompeur (5) comprenant une liaison pivot, un balancier et une masse positionnée au bout du balancier, la liaison pivot étant disposée radialement à l’extérieur du premier arc de cercle (110) et la masse disposée à l’opposé de la liaison pivot et comprenant un pion en saillie de la plaque (10), ledit pion étant mobile et ayant une unique position où il est sur le premier arc de cercle (110). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 4 DETROMPEUR PAR GRAVITE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des turbines et plus particulièrement un outillage pour le montage de celles-ci. La présente invention concerne un outillage de maintien d’un arbre de turbine permettant de maintenir celui-ci, ainsi qu’un ensemble comportant cet outillage, l’arbre et un disque et un procédé de montage de l’ensemble. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Actuellement, on utilise un outillage qui permet de maintenir l’arbre de la turbine afin que celui-ci ne fléchisse pas sous l’effet de son poids. Pour garantir son bon fonctionnement, il faut que l’outillage soit uniquement monté à la verticale. Un système de détrompage existe déjà afin de le monter avec une position unique (verticale). Ce système de détrompage est nécessaire puisqu’il y a une multitude de trous répartis de manière régulière et circulaire sur le disque de la turbine. Ce système de détrompage est une contre forme avec un plot de positionnement situé sur le disque de la turbine, entre deux trous. L’outillage existant possède un trou de positionnement afin que le plot de positionnement entre dedans. Mais ce système n’est pas satisfaisant car il peut arriver que les opérateurs montent l’outillage à côté du plot de positionnement, ce qui réduit l’efficacité de l’outillage puisque qu’il n’est pas complétement à la verticale quand le système de détrompage avec le plot de positionnement n’est pas pris en compte par l’opérateur. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’empêcher les opérateurs de monter l’outillage autrement qu’à la verticale grâce à un système de détrompeur par gravité. L’outillage de maintien d’un arbre de turbine, selon l’invention, comprend : une plaque percée d’une pluralité de trous de vissage et d’un trou de positionnement disposé entre deux trous de vissage parmi la pluralité de trous de vissage, les deux trous de vissage et le trou de positionnement étant disposés sur un même premier arc de cercle à une première extrémité de l’outillage de maintien, l’arc de cercle étant de centre O placé sur un axe X, un dispositif de fixation de l’arbre à une deuxième extrémité de l’outillage de maintien, l’outillage de maintien est caractérisé en ce que la première extrémité comprend un détrompeur par gravité, ledit détrompeur par gravité comprenant une liaison pivot, un balancier et une masse positionnée au bout du balancier, la liaison pivot étant disposée radialement à l’extérieur du premier arc de cercle et la masse étant disposée à l’opposé de la liaison pivot et comprenant un pion en saillie de la plaque, ledit pion étant mobile et ayant une unique position où il est sur le premier arc de cercle. On entend par « détrompeur par gravité », un détrompeur permettant le montage de l’outillage dans une seule position, cette unique position de montage reposant sur le mouvement, sous l’effet de la gravité, d’un balancier. Seule la position verticale du balancier permet alors le montage de l’outillage. L’outillage est destiné à être monté sur un disque pour maintenir un arbre dans son axe, l’arbre comprend un axe placé sur l’axe X. Le disque comprend des trous de montage permettant ce montage de l’outillage. Ainsi, lorsque l’outillage selon l’invention est en position verticale, le pion entre correctement dans un des trous de montage du disque car le balancier, sous l’effet de la gravité, se positionne à la verticale. Si l’opérateur positionne l’outillage sans introduire un plot de positionnement dans le trou de positionnement, l’outillage n’étant pas vertical, le balancier va s’incliner sous l’effet de la gravité et ainsi sortir le pion du premier arc de cercle, empêchant ainsi le montage de l’outillage sur l’arbre de turbine. Avantageusement, l’outillage comprend un autre détrompeur par gravité disposé de façon symétrique par rapport au trou de positionnement. Cela permet de garder l’outillage parallèle à la turbine et de renforcer le montage en position verticale. Avantageusement, le pion est disposé dans une fenêtre en forme d’un deuxième arc de cercle. Le balancement du pion est ainsi limité par la fenêtre, ce qui facilite le montage. Avantageusement, l’outillage comprend une vis imperdable comprenant une tige filetée et une tête, ladite vis imperdable étant disposée dans un des trous de vissage et le pion est placé sur une même face qu’une tige filetée. Les vis imperdables facilitent le travail de l’opérateur et la position du pion empêche le vissage si l’outillage n’est pas bien monté. Avantageusement, l’outillage comprend deux vis imperdables. Avec deux vis l’outillage reste parallèle au disque. Avantageusement, le détrompeur par gravité est placé entre les deux trous de vissage. Un deuxième objet de l’invention concerne un ensemble de montage comprenant un arbre, un disque et un outillage avec au moins une des caractéristiques précédentes, il est caractérisé en ce que le disque comprend des trous de montage répartis circonférentiellement selon un cercle correspondant à celui du premier arc de cercle et un plot de positionnement, et en ce que le pion est mobile et a une unique position où il est sur le même cercle que les trous de montage. La position des trous de montage sur un cercle correspondant au premier arc de cercle permet le vissage des vis pour monter l’outillage sur la turbine et le montage n’est possible que dans une seule position du pion, celle qui permet le montage en position verticale. Avantageusement, le pion a une dureté plus faible que celle du disque. Cela évite une usure du disque. On pourra par exemple choisir du laiton. Avantageusement, le plot de positionnement est disposé entre deux trous de montage. Il est ainsi plus facilement identifiable. Avantageusement, le plot de positionnement est disposé sur le même cercle que les trous de montage. Un troisième objet de l’invention concerne un procédé de montage d’un ensemble avec au moins une des caractéristiques précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : positionnement de l’outillage de maintien en introduisant le plot de positionnement dans le trou de positionnement, mise à l’équilibre par gravité du pion du balancier en face d’un trou de montage et introduction du pion dans ledit trou de montage, vissage des vis dans des trous de montage. Ainsi, on empêche les opérateurs de monter l’outillage autrement qu’à la verticale grâce au système de détrompeur par gravité de l’outillage de maintien. En effet, lorsque l’outillage est en position verticale, les pions entrent correctement dans les trous de vissage car le balancier, sous l’effet de la gravité, se positionne à la verticale. Si au contraire, l’outillage est mal monté et/ou incliné, sous l’effet de la gravité, les balanciers vont décaler les pions qui vont entrer en butée contre les parois du disque. En effet, le déplacement du balancier a pour conséquence de modifier la position relative des deux pions par rapports à l’axe de l’arbre et donc par rapport aux trous du disque. Les pions ne sont donc plus alignés avec les trous du disque, l’opérateur ne pourra pas engager les vis imperdables dans le filetage des trous de vissage du disque. Avantageusement, le procédé comprend une étape de fixation de l’outillage de maintien sur l’arbre. Une fois l’outillage bien positionné, l’arbre est centré dans le disque. D’autres avantages pourront encore apparaître à l’homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. FIG. 1 est une vue axiale d’un outillage de maintien selon l’état de la technique dans une mauvaise position ; FIG. 2 est un détail montrant un plot de positionnement ; FIG. 3 est une vue montrant le plot de positionnement dans un trou de positionnement ; FIG. 4 est une vue axiale d’un outillage de maintien selon l’invention en position verticale ; FIG. 5 montre un détrompeur par gravité avec un balancier à l’équilibre ; FIG. 6 est une coupe de l’outillage de maintien selon l’invention avec un pion introduit dans un des trous de montage ; FIG. 7 est une vue axiale d’un outillage de maintien selon l’invention dans une mauvaise position ; FIG. 8 montre le détrompeur par gravité avec le balancier décalé par rapport à sa position d’équilibre ; FIG. 9 est une coupe de l’outillage de maintien selon l’invention avec un pion bloqué sur un disque. DESCRIPTION DETAILLEE Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Dans toute la description on appellera « haut », la partie supérieure des figures et « bas », la partie inférieure des figures, la gravité étant toujours dirigée de haut en bas, soit verticalement. L’outillage de maintien 1 d’un arbre 3 de l’état de la technique illustré sur la FIG. 1 comprend une plaque 10 percée d’un trou de positionnement 11 et deux trous de vissage 12. Le trou de positionnement 11 et les deux trous de visages sont disposés à une première extrémité 114 de la plaque 10, sur un premier arc de cercle 110 de centre O placé sur un axe X, le trou de positionnement 11 étant positionné entre les deux trous de vissage 12. La plaque 10 se prolonge vers un arbre 3 d’axe placé sur l’axe X. Elle comprend aussi des vis 2 avec une tige filetée 20 et une tête 21. L’outillage de maintien 1 comprend également un dispositif de fixation 16 de l’arbre 3 placé à une deuxième extrémité 113 de la plaque opposée aux vis 2. Ce dispositif de fixation 16 de l’arbre 3 à l’outillage de maintien 1 se compose de deux parties 160 et 161 présentant chacune une découpe 162 et 163 en forme de demi-cercle destinées à recevoir l’arbre 3. Un système de vis écrou permet d’ouvrir et de fermer les deux parties 160 et 161 pour y placer l’arbre 3, puis serrer les deux parties 160 et 161 pour fixer l’arbre 3 à l’outillage de maintien 1. Le disque 4 comprend des trous de montage 40 taraudés et un plot de positionnement 41 placé sur un même arc de cercle 400 parallèle au premier arc de cercle 110 comme on peut le voir sur la FIG. 1 . Il n’y a qu’un seul plot de positionnement 41 car il n’y a qu’une position correcte. Dans l’exemple illustré FIG. 1 , l’outillage de maintien 1 n’est pas disposé radialement verticalement sur le disque 4 de la turbine car le trou de positionnement 11 n’est pas en face du plot de positionnement 41 quand l’opérateur s’est trompé de position. On entend par « radialement vertical », une position où l’outillage est parallèle au disque et orienté vers l’axe X dans une position verticale. Cela réduit l’efficacité de l’outillage puisque comme il n’est pas complétement à la verticale, il peut empêcher un fléchissement de l’arbre sous l’effet de son poids. Quand l’outillage de maintien 1 est vertical et donc bien positionné, comme on peut le voir à la FIG. 3 , le plot de positionnement 41 est inséré dans le trou de positionnement 11. L’outillage de maintien 1 selon l’invention, visible à la FIG. 4 , comprend une plaque 10 percée d’un trou de positionnement 11 et deux trous de vissage 12, et comprend deux détrompeurs par gravité 5. Le trou de positionnement 11 est disposé sur le premier arc de cercle 110 entre les deux trous de vissage 12. La plaque 10 se prolonge vers l’arbre 3 d’axe X. Il est possible de n’avoir qu’un seul détrompeur par gravité 5. Le détrompeur par gravité 5 visible de façon plus détaillée aux figures 5 et 6 comprend un balancier 50, une liaison pivot 52 et une masse 51 placée à l’opposé de la liaison pivot 52 sur le balancier 50. Le balancier 50 est mobile en rotation autour d’un axe Y parallèle à l’axe X et correspondant à l’axe de la liaison pivot 52. La masse 51 est positionnée à l’extrémité libre du balancier 50. La liaison pivot 52 est solidaire de la plaque 10. La masse 51 comprend un pion 510 et un poids 511 disposés de part et d’autre du balancier 50. Le poids 511 sert à faciliter le déplacement du balancier pour qu’il se place à la verticale. La plaque 10 comprend une première face 111 en regard du disque 4 et une deuxième face 112 opposée sur laquelle est positionnée la tête 21 des vis 2. La plaque 10 est de préférence évidée par un évidement 14 situé dans la plaque 10pour permettre le basculement du balancier 50. La plaque 10 comprend une fenêtre 13 en forme d’un deuxième arc de cercle 512 prévue pour laisser passer le pion 510. L’évidement 14 a une section de forme sensiblement triangulaire dans un plan parallèle aux faces de la plaque 10 et se prolonge par un creux 15 jusqu’à déboucher au niveau de la première face 111 par la fenêtre 13. Ce creux 15 est en forme du même deuxième arc de cercle et destiné à recevoir le poids 511. Dans l’exemple illustré, le détrompeur par gravité 5 est intégré dans la plaque 10 de l’outillage de maintien 1, mais il pourrait être en saillie de la plaque 10 (plus particulièrement en saillie de la première face 111 de la plaque 10), totalement ou partiellement, sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, seuls le pion 510 et le balancier 50 sont en saillie, le poids 511 étant dans le creux 15. Il est aussi possible d’avoir le poids 511 et le pion 510 de la masse 51 du même côté du balancier 50. Le pion 510 a, de préférence, une longueur dp dépassant de la première face 111 de la plaque 10. Cette longueur est supérieure ou égale à une longueur dt de la tige filetée 20 dépassant de la première face 111 de la plaque 10. Le pion 510 a une position centrale dans la fenêtre 13 où il est situé sur le premier arc de cercle 110 et peut s’introduire dans un des trous de montage 40 comme on peut le voir FIG. 6 . Dès qu’il bascule dans une autre position, le pion 510 sort du premier arc de cercle et ne peut plus s’introduire dans un de ces trous de montage 40. On peut voir aux figures 7 à 9 que, lorsque l’outillage de maintien 1 est mal positionné, c’est-à-dire qu’il n’est pas radialement vertical comme sur la FIG. 4 , les pions 510 basculent par gravité et ne sont plus en vis-à-vis des trous montage 40 (cf. FIG. 8 ). Ils vont buter contre le disque 4 (cf. FIG. 9 ) laissant l’outillage de maintien 1 et la tige fileté 20 à distance du disque 4. Ils empêchent alors le vissage de la vis 2, et entraînent donc le montage de l’outillage de maintien 1 dans une mauvaise position. Les vis 2 pourront être des vis imperdables. Nous allons maintenant décrire le montage de l’outillage de maintien 1 sur le disque 4 dans les deux cas de figures : quand il est bien monté à la verticale et quand il est mal monté. Lorsque l’opérateur monte l’outillage de maintien 1 de l’arbre 3 sur le disque 4 de façon correcte (verticale), le plot de positionnement 41 s’insère dans le trou de positionnement 11. Chaque pion 510 se met à l’équilibre en position verticale et entre dans un des trous de montage 40. L’utilisateur n’a plus qu’à visser les vis 2 dans les trous de montage 40 en vis-à-vis. L’outillage de maintien 1 est alors bien placé et on peut fixer l’arbre 3 à une deuxième extrémité 113 de la plaque 10 opposée aux vis 2. Il est possible de fixer l’arbre 3 à l’outillage de maintien 1 avant sa fixation sur le disque 4 sans sortir du cadre de la présente invention. Au contraire, si l’opérateur positionne mal l’outillage de maintien 1 de l’arbre 3 en n’introduisant pas le plot de positionnement 41 dans le trou de positionnement 11, l’outillage de maintien 1 va prendre une position inclinée et les pions 510 du détrompeur par gravité 5 vont se décaler d’un côté de la fenêtre 13, se décaler aussi des arcs de cercle 110 et 400, et ne plus être en vis-à-vis d’un trou de montage 40. Du fait que les pions 510 dépassent de la plaque 10, ils vont maintenir l’outillage de maintien 1 à distance du disque 4 et empêcher totalement le vissage de la vis 2, si dp ≥ dt, c’est-à-dire si le pion 510 dépasse plus que la vis 2, ou limiter son vissage sinon. L’opérateur verra ainsi facilement que l’outillage est mal positionné et il ne sera pas en mesure de le fixer ainsi. Outillage de maintien (1) d’un arbre (3) de turbine comprenant : une plaque (10) percée d’une pluralité de trous de vissage (12) et d’un trou de positionnement (11) disposé entre deux trous de vissage (12) parmi la pluralité de trous de vissage, les deux trous de vissage (12) et le trou de positionnement (11) étant disposés sur un même premier arc de cercle (110) à une première extrémité (114) de l’outillage de maintien (1), l’arc de cercle étant de centre O qui est placé sur un axe X, un dispositif de fixation (16) de l’arbre (3) placé à une deuxième extrémité (113) de l’outillage de maintien (1), caractérisé en ce que la première extrémité (114) comprend un détrompeur par gravité (5), ledit détrompeur par gravité (5) comprenant une liaison pivot (52), un balancier (50) et une masse (51) positionnée au bout du balancier (50), la liaison pivot (52) étant disposée radialement à l’extérieur du premier arc de cercle (110) et la masse (51) étant disposée à l’opposé de la liaison pivot (52) et comprenant un pion (510) en saillie de la plaque (10), ledit pion (510) étant mobile et ayant une unique position où il est sur le premier arc de cercle (110). Outillage de maintien (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu‘il comprend un autre détrompeur par gravité (5), disposé de façon symétrique par rapport au trou de positionnement (11). Outillage de maintien (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pion (510) est disposé dans une fenêtre (13) en forme d’un deuxième arc de cercle (512). Outillage de maintien (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une vis (2) imperdable comprenant une tige filetée (20) et une tête (21), ladite vis imperdable étant disposée dans un des trous de vissage (12), et en ce que le pion (510) est placé sur une même face (111) qu’une tige filetée (20). Outillage de maintien (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détrompeur par gravité (5) est placé entre les deux trous de vissage (12). Ensemble de montage comprenant un arbre (3), un disque (4) et un outillage de maintien (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque (4) comprend des trous de montage (40) répartis circonférentiellement selon un cercle correspondant à celui du premier arc de cercle (110) et un plot de positionnement (41), et en ce que le pion (510) est mobile et a une unique position où il est sur le même cercle que les trous de montage (40). Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le pion (510) a une dureté plus faible que celle du disque (4). Ensemble selon une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le plot de positionnement (41) est disposé entre deux trous de montage (40). Ensemble selon une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le plot de positionnement (41) est disposé sur le même cercle que les trous de montage (40). Procédé de montage d’un ensemble selon une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : positionnement de l’outillage de maintien (1) en introduisant le plot de positionnement (41) dans le trou de positionnement (11), mise à l’équilibre par gravité du pion (510) du balancier (50) en face d’un trou de montage (40) et introduction du pion (510) dans ledit trou de montage (40), et vissage des vis (2) dans des trous de montage (40). Procédé de montage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que qu’il comprend une étape de fixation de l’outillage de maintien (1) sur l’arbre (3).