BE1023397A1 - Aube a calage variable de compresseur de turbomachine axiale - Google Patents

Abstract

L'invention propose une aube orientable (26) de compresseur basse pression de turbomachine, également appelée aube à calage variable, ou VSV. L'aube (26) comprend une pale (42) s'étendant radialement dans le flux primaire (18) de la turbomachine, un axe de commande (32) présentant une surface extérieure avec un tronçon conique (54). Un levier (34) avec un orifice (60) est monté sur le tronçon conique (54). La surface interne de l'orifice (60) présente une portion également conique, qui épouse le tronçon conique (54). Un écrou de serrage (58) permet de presser le tronçon conique (54) dans l'orifice (60) pour permettre un emmanchement du type cône morse. Cela permet un blocage en rotation et une rétention radiale, qui complète la présence de l'écrou (58). Un tel accouplement est plus simple à réaliser, plus fiable et plus économique.

Description

Description

AUBE A CALAGE VARIABLE DE COMPRESSEUR DE TURBOMACHINE

AXIALE

Domaine technique L’invention se rapporte à un redresseur à aubes orientables de compresseur de turbomachine. Plus précisément, l’invention concerne l’entrainement en rotation d’aubes orientables de compresseur de turbomachine. L’invention a également trait à une turbomachine axiale, notamment un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef.

Technique antérieure

Il est connu de prévoir plusieurs rangées d’aubes orientables par rapport au carter d’un compresseur de turboréacteur. De telles aubes peuvent être pivotées pendant le fonctionnement du moteur. Leurs pales cambrées basculent par rapport au flux primaire qu’elles traversent, ce qui permet d’adapter leur action en fonction du régime moteur et des conditions de vol. La plage de fonctionnement est ainsi étendue.

Ces aubes sont dotées d’axes de commandes montés pivotants dans des ouvertures traversant le carter externe du compresseur. Les extrémités libres des axes de commandes sont prolongées latéralement par des leviers de commandes, eux-mêmes reliées à une bague de commande. Des actionneurs permettent d’entraîner en rotation les bagues pour incliner les leviers, et ainsi orienter les aubes. Le pilotage des actionneurs peut s’effectuer en fonction de capteurs, ou de différents paramètres de fonctionnement de la turbomachine.

La performance du compresseur repose sur la précision de positionnement angulaire des aubes par rapport au carter. A cet effet, l’accouplement entre l’axe de commande et le levier d’une aube doit être précis en plus de devoir supporter des couples importants. Le réglage au montage de l’orientation entre l’axe de commande et le levier doit être particulièrement fin.

Le document EP 1156227A2 divulgue une aube à calage variable de turbine récupérant de l’énergie de gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne. L’orientation des aubes est réglée grâce à leur bras d’actionnement. A cet effet, chaque bras d’actionnement montre un orifice chaussé à une extrémité d’un axe de pivotement d’aube. Leurs surfaces respectives sont dentelées, de manière à former des stries complémentaires au travers de l’orifice. Par ce biais, un couple important peut être transmis et la précision d’accouplement est garantie par les stries.

Toutefois, la précision d’orientation relative entre le levier et l’axe de pivotement dépend de la finesse d’usinage des stries. Lorsqu’elles sont effectuées par brochage, les dentures s’usent. De même, les stries externes d’un axe de commande d’aube sont taillées par un d’outil avec des dentures fines et étroites. Rapidement, les stries usinées perdent en précision. Ceci implique donc de changer fréquemment d’outil, ce qui engendre une dépense importante. De plus, le jeu mécanique résiduel entre les stries pénalise la précision d’orientation. Par ailleurs, le contrôle géométrique de telles formes est complexe. Résumé de l'invention

Problème technique L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de simplifier la réalisation d’un compresseur muni d’aubes à calage variable. L’invention a également pour objectif d’améliorer la précision d’orientation des aubes orientables. L’invention recherche également une solution simple, résistante, légère, et économique.

Solution technique L’invention a pour objet une aube orientable de compresseur de turbomachine, notamment de compresseur basse pression, l’aube comprenant: une pale destinée à s’étendre dans le flux de la turbomachine, un axe de commande présentant une surface extérieure avec un tronçon destiné à être introduit dans un orifice de levier de commande montrant une forme complémentaire de sorte à permettre un accouplement, notamment en rotation, remarquable en ce que le tronçon de la surface externe est conique.

Selon un mode avantageux de l'invention, la conicité du tronçon conique est comprise entre 0,01 et 10 ; préférentiellement comprise entre 0,02 et 1 ; plus préférentiellement comprise entre 0,03 et 0,10 ; éventuellement égale à 0,05.

Selon un mode avantageux de l'invention, l'axe de commande est généralement circulaire, préférentiellement le tronçon est essentiellement circulaire, et/ou présente une variation de rayon constante.

Selon un mode avantageux de l'invention, la longueur du tronçon conique est supérieure à la majorité de son rayon minimal, préférentiellement supérieure à la majorité de son rayon moyen, plus préférentiellement supérieure à son diamètre maximal.

Selon un mode avantageux de l'invention, l'aube comprend une platine, notamment en forme de disque, séparant l'axe de commande de la pale, la platine étant éventuellement distante du tronçon conique.

Selon un mode avantageux de l'invention, l'axe de commande comprend une extrémité libre filetée qui succède au tronçon conique.

Selon un mode avantageux de l'invention, l'axe de commande comprend au moins un, préférentiellement deux segments cylindriques séparés par une gorge annulaire, le diamètre de chaque segment étant supérieur ou égal au diamètre maximal du tronçon conique.

Selon un mode avantageux de l'invention, l'aube comprend un levier présentant un orifice avec une surface interne présentant une portion conique de forme complémentaire à celle du tronçon conique.

Selon un mode avantageux de l'invention, le tronçon conique de l'axe de commande de l'aube et/ou la portion conique du levier comprennent chacun une gorge le long de l'axe de commande, les gorges étant éventuellement mises en correspondance dans l'état assemblé.

Selon un mode avantageux de l'invention, le diamètre maximal du tronçon conique de la surface externe est supérieur au diamètre maximal de la portion conique de la surface interne de l'orifice du levier.

Selon un mode avantageux de l'invention, le diamètre minimal du tronçon conique de la surface externe de l'axe de commande de l'aube est supérieur au diamètre minimal de la portion conique de la surface interne de l'orifice du levier.

Selon un mode avantageux de l’invention, le levier comprend une zone épaissie où est formé son orifice.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’axe de commande comprend des moyens de serrage, notamment un pas de vis, afin d’enfoncer le tronçon conique dans la portion conique.

Selon un mode avantageux de l’invention, le tronçon conique et la portion conique forment un emmanchement type cône morse.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’axe de commande prolonge la pale radialement.

Selon un mode avantageux de l’invention, le tronçon conique et la pale forment un ensemble monobloc, préférentiellement venu de matière.

Selon un mode avantageux de l’invention, le tronçon conique et la portion conique s’épousent sur la majorité de leurs aires.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’aube est réalisée par fabrication additive, par exemple à l’aide de poudre de titane balayée par un faisceau d’électrons.

Selon un mode avantageux de l’invention, le tronçon conique et/ou la portion conique sont lisses.

Selon un mode avantageux de l’invention, la courbure du tronçon conique et/ou la courbure de la portion conique sont constantes sur toute leur périphérie et/ou sur toute leur hauteur respective.

Selon un mode avantageux de l’invention, la longueur de la portion conique du levier est supérieure à la majorité de son rayon minimal, préférentiellement supérieure à la majorité de son rayon moyen, plus préférentiellement supérieure à son diamètre maximal.

Selon un mode avantageux de l’invention, la conicité de la portion conique est égale à celle du tronçon conique.

Selon un mode avantageux de l’invention, le diamètre moyen du tronçon conique de la surface externe de l’aube est supérieur au diamètre moyen de la portion conique de l’orifice du levier.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’extrémité libre filetée est en contact du tronçon conique. L'invention a également pour objet un ensemble d'aubage orientable de compresseur de turbomachine, notamment de compresseur basse pression, l'ensemble comprenant un bras avec une portée femelle de fixation, l'aube comprenant un axe d'actionnement avec une portée mâle emmanchée dans la portée femelle de sorte à permettre un couplage en rotation, les portées présentant des surfaces complémentaires, caractérisé en ce que les portées sont coniques. Le bras peut être entendu comme le levier.

Selon un mode avantageux de l'invention, les portées sont des portées de fixation. L'invention a également pour objet une turbomachine, comprenant une aube orientable, préférentiellement plusieurs aubes orientables, remarquable en ce qu' au moins un ou chaque aube est conforme à l'invention, la turbomachine étant éventuellement une turbomachine axiale et l'aube traversant le flux primaire radialement.

Selon un mode avantageux de l'invention, le compresseur comprend un carter externe avec des ouvertures dans lesquels les axes de commande des aubes sont montés de manière pivotante, le carter étant réalisé en un matériau composite à matrice organique.

Selon un mode avantageux de l'invention, au moins un ou chaque tronçon conique est en dehors radialement du carter du compresseur, préférentiellement radialement à distance du carter du compresseur.

Selon un mode avantageux de l'invention, la turbomachine comprend un jeu radial J séparant le carter du levier autour de l'axe de commande correspondant.

Selon un mode avantageux de l'invention, la turbomachine comprend au un ou plusieurs ensembles, au moins un ou chaque ensemble étant conforme à l'invention.

Selon un mode avantageux de l'invention, le jeu radial J est compris entre 0,05 mm et 1cm, préférentiellement compris entre 0,5 mm et 3mm.

Selon un mode avantageux de l'invention, la turbomachine comprend une soufflante et un réducteur épicycloïdal réduisant la vitesse de rotation de la soufflante par rapport à la vitesse de rotation du compresseur.

Selon un mode avantageux de l'invention, le compresseur est un compresseur haute pression.

De manière générale, les modes avantageux de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Dans la mesure du possible, chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets. L’état de l’art peut également être combiné à chaque objet de l’invention.

Avantages apportés L’invention offre une solution simple puisqu’elle repose sur une géométrie élémentaire. La forme de cône de l’aube peut être produite à l’aide d’un tour, ou à l’aide d’une fraise conique pour l’orifice du levier. Les outils sont donc simples, la taille de leurs dentures peut être plus grande. Leur longévité est accrue, ce qui réduit les coûts de production. L’indexation de l’axe de commande peut être ajustée très finement. En effet, cela peut s’effectuer indépendamment de la qualité de réalisation des cônes puisqu’ils sont invariants par rotation. Leurs zones de contact restent les mêmes sur leurs pourtours. Donc, la position angulaire d’un levier par rapport à son axe est mieux réglée lors de leur emmanchement par serrage. L’aube correspondante présente une orientation plus fidèle à sa position théorique.

De même, l’emploi de cônes permet d’assurer un centrage fiable. Ceci permet de mieux positionner le levier, et de mieux l’articuler par rapport à la bague dont il dépend. Les tolérances de fabrications sont plus simples à atteindre, que ce soit pour l’axe de commande ou pour l’orifice. L’interface est plus simple, et tend à supprimer le jeu mécanique pouvant se dégrader en raison des vibrations induites par le fonctionnement du turboréacteur.

Brève description des dessins

La figure 1 représente une turbomachine axiale selon l’invention.

La figure 2 est un schéma d’un compresseur de turbomachine selon l’invention.

La figure 3 illustre une aube orientable selon l’invention.

La figure 4 esquisse un levier selon l’invention.

Description des modes de réalisation

Dans la description qui va suivre, les termes intérieur ou interne et extérieur ou externe renvoient à un positionnement par rapport à l’axe de rotation d’une turbomachine axiale. La direction axiale correspond à la direction le long de l’axe de rotation de la turbomachine. La direction radiale est perpendiculaire à l’axe de rotation.

La figure 1 représente de manière simplifiée une turbomachine axiale. Il s’agit dans ce cas précis d’un turboréacteur double-flux. Le turboréacteur 2 comprend un premier niveau de compression, dit compresseur basse-pression 4, un deuxième niveau de compression, dit compresseur haute-pression 6, une chambre de combustion 8 et un ou plusieurs niveaux de turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique de la turbine 10 transmise via l’arbre central jusqu’au rotor 12 met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6. Ces derniers comportent plusieurs rangées d’aubes de rotor associées à des rangées d’aubes de stators. La rotation du rotor autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d’air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu’à l’entrée de la chambre de combustion 8. Des moyens de démultiplication, telle un réducteur épicycloïdal 15 peuvent augmenter la vitesse de rotation transmise aux compresseurs.

Un ventilateur d’entrée communément désigné fan, ou soufflante, 16 est couplé au rotor 12 et génère un flux d’air qui se divise en un flux primaire 18 traversant les différents niveaux sus mentionnés de la turbomachine, et un flux secondaire 20 traversant un conduit annulaire (partiellement représenté) le long de la machine pour ensuite rejoindre le flux primaire en sortie de turbine. Le flux secondaire peut être accéléré de sorte à générer une réaction de poussée. Les flux primaire 18 et secondaire 20 sont des flux annulaires, ils sont canalisés par le carter de la turbomachine et/ou des viroles. A cet effet, le carter présente des parois cylindriques qui peuvent être internes et externes.

La figure 2 est une vue en coupe d’un compresseur d’une turbomachine axiale telle que celle de la figure 1. Le compresseur peut être un compresseur basse-pression 4. On peut y observer une partie du fan 16 et le bec de séparation 22 du flux primaire 18 et du flux secondaire 20. Le rotor 12 comprend plusieurs rangées d’aubes rotoriques 24, en l’occurrence trois. Le rotor 12 est ici du type monobloc, par exemple avec des aubes rotoriques 24 soudées à un tambour.

Alternativement, le rotor peut être avec aubes comprenant des fixations par queue d'arondes reçues dans des gorges de disque ou de tambour rotorique.

Le compresseur basse pression 4 comprend plusieurs redresseurs, en l'occurrence quatre, qui contiennent chacun une rangée d'aubes statoriques (26 ; 28), en ce sens qu'elles sont liées au stator. Les redresseurs sont associés au fan 16 ou à une rangée d'aubes rotoriques pour redresser le flux d'air, de sorte à convertir la vitesse du flux en pression statique.

Les aubes statoriques (26 ; 28) s'étendent essentiellement radialement depuis un carter extérieur 30, et peuvent y être fixées à l'aide d'axes 32. Ces axes 32 peuvent permettre de les ancrer de manière rigide ou de les articuler. Au sein d'une même rangée, les aubes statoriques (26 ; 28) sont régulièrement espacés les unes des autres, et peuvent présenter une même orientation angulaire dans le flux 18. Avantageusement, les aubes (26 ; 28) d'une même rangée sont identiques. Optionnellement, l'espacement entre les aubes (26 ; 28) peut varier localement. Certaines aubes peuvent différer du reste des aubes de leur rangée. Le carter 30 peut être formé de plusieurs anneaux, ou de demi-coquilles.

Le compresseur 4 peut comprendre au moins une ou plusieurs rangées annulaires d'aubes orientables 26, également dénomées « aubes à callage variable ». Ces aubes 26 sont également connues sous l'accronyme VSV pour l'expression anglaise « Variable Stator Vane ». Le compresseur 4 peut être mixte ; il peut à la fois contenir des aubes orientables 26, et des aubes à orientation fixe 28, c'est-à-dire rigidement ancrées au carter 30 du compresseur 4.

Les aubes orientables 26 peuvent pivoter par rapport au flux 18, si bien qu'elle couvrent plus ou moins la veine fluide grâce à leurs pales. Elles peuvent intercepter davantage le flux primaire 18. La largeur circonférentielle qu'elles occupent peut varier. Leurs bords d'attaque et leur bords de fuite peuvent se rapprocher ou s'éloigner des aubes de la même rangée. En étant plus ou moins inclinées par rapport au sens d'écoulement général, elles dévient plus ou moins le flux primaire 18 pour moduler le redressement de flux qu'elles procurent.

Chaque aube orientable 26 comprend un axe de commande 32 qui est lié à un levier d'actionnement 34. L'axe de commande 34 est sensiblement orienté radialement et matérialise l'axe géométrique autour duquel elles oscillent. L'axe de commande 34 s'étend vers l'extérieur du carter 30, au-delà de son enveloppe.

Une modification d’orientation de levier 34 entraîne une rotation d’une aube orientable 26 autour de son axe 32. Les leviers 34 de chaque rangée sont entraînés simultanément grâce à une bague de commande 36 ou bague de synchronisation. Chaque rangée d’aubes orientables 26 est associée à une bague de commande 36 dédiée; éventuellement plusieurs rangées sont rattachées à une même bague de commande 36. Des actionneurs (non représentés) électriques ou hydrauliques, tels des pistons ou des moteurs tournants, provoquent les mouvements de rotation des bagues de commande 36 sur elles-mêmes.

[0001] Les mouvements de pivotement des aubes orientables 26 sont permis grâce aux liaisons pivot formées par les axes de commande 32 et les ouvertures pratiquées dans la paroi externe du carter 30 du compresseur. Au niveau des ouvertures, le carter 30 montre des bossages 38 sur sa surface extérieure. Les bossages 38 forment des épaississements permettant d’allonger la portée des ouvertures pour rigidifier les liaisons pivots. Le carter 30, ou du moins sa paroi peut être réalisé en un matériau composite à matrice organique et avec un renfort. Le composite peut regrouper un préforme fibreuse avec un empilement de plis tissés, et une matrice époxydique. En complément, le carter 30 peut comprendre des fibres courtes, c’est-à-dire de longueur inférieure à 3 mm, avec une résine polyétherimite (PEI) ou polyétheréthercétone (PEEK). Les fibres sont du type fibres de carbone. Elles peuvent également être en verre ou en graphite. Le carter 30 peut également comprendre des inserts, par exemple au niveau des ouvertures, et au niveau de ses brides annulaires radiales de fixation. Les inserts peuvent être métalliques. Ils peuvent être noyés dans le composite, ou l’affleurer. Le carter composite 30 peut être réalisé par moulage, en injectant la résine dans une cavité de moulage. Bien entendu, le carter peut être métallique, c’est-à-dire majoritairement ou totalement en termes de volume.

Le compresseur 4 peut comprendre des viroles internes 40 suspendues aux extrémités internes des aubes orientables 26. Afin de permettre la rotation de ces dernières, celles-ci présentent des extrémités avec des liaisons (non représentées) pivot ou rotule. Ainsi les aubes orientables 26 sont également inclinables par rapport aux viroles internes 40.

La figure 3 esquisse une portion du compresseur 4 qui est centrée sur un axe de commande 32 d'une aube orientable 26. Seule une portion radiale de l'aube est représentée, l'axe de rotation 14 de la turbomachine est indiqué en guise de repère. L'aube orientable 26, le carter 30 et le levier 34 peuvent être identiques à ceux présenté en figure 2. L'aube orientable 26 comprend une pale 42 s'étendant radialement dans le flux primaire 18. La pale 42 présente un bord d'attaque 44, un bord de fuite 46, une surface intrados et une surface extrados qui s'étendent toute deux du bord d'attaque 44 au bord de fuite 46. La pale 42 peut présenter un empilement de profils aérodynamique cambrés, afin de dévier le flux primaire 18 incident. La pale 42 peut être monobloc, ou être formée en deux parties dont une partie fixe par rapport au carter et une partie orientable par rapport au carter 30. L'aube orientable 26 peut comprendre un disque 48. Il sépare l'axe de commande 32 de la pale 42 ; il les lie. Le disque 48 est monté glissant dans une poche formée dans l'épaisseur de la paroi du carter 30, il offre une surface d'appui permettant de bloquer radialement l'aube 26. Il peut également éviter que l'aube orientable 26 ne s'incline par rapport à son axe de pivotement 50 propre, c'est-à-dire l'axe généralement radial autour duquel son orientation évolue. L'axe de commande 32 comprend au moins deux segments cylindriques 52 séparés par une gorge annulaire. Ces segments cylindriques 52 glissent à l'intérieur de l'ouverture, contre le carter 30. Des douilles antifriction tubulaires (non représentées) réduisent le frottement entre les segments cylindriques 52 et le carter 30. Les douilles peuvent présenter des collerettes radiales à l'interface entre le disque 48 et la surface radialement interne de la poche de l'ouverture. L'aube 26 vient en butée radiale contre lesdites collerettes. L'axe de commande 32 comprend un tronçon conique 54, ou en troncature de cône. Ce tronçon 54 forme une portée mâle conique. A cet endroit, la surface externe de l'axe de commande 32 est conique. Le diamètre de chaque segment cylindrique 52 est supérieur ou égal au diamètre maximal du tronçon conique 54. Ils peuvent se prolonger avec une continuité de surface. Alternativement, une gorge périmétrique ou un épaulement périmétrique peut les séparer. La conicité du tronçon conique 54 peut être comprise entre 0,01 et 40 ; préférentiellement comprise entre 0,01 et 20 ; plus préférentiellement comprise entre 0,04 et 0,06, par exemple égale à 0,05.

La longueur du tronçon conique 54 peut être supérieure à la majorité de son rayon minimal, préférentiellement supérieure au double de son diamètre maximal et/ou supérieure à l’épaisseur moyenne de la pale 42. La longueur du tronçon 54 est mesurée selon la longueur de l’axe de commande 32, soit généralement radialement. La conicité du tronçon conique 54 peut être constante, notamment à l’intérieur du levier 34 ou au niveau du contact avec le levier 34. La conicité est éventuellement égale à 0,05. La conicité est le quotient de la différence des diamètres divisée par la longueur. L’axe de commande 32 comprend une extrémité libre filetée 56 qui est attenante au tronçon conique 54. Le tronçon conique 54 forme la liaison entre l’extrémité filetée 56 et les segments cylindriques 52. Le filetage 56 peut recevoir un élément de serrage et/ou de fixation 58, par exemple un lockbolt ou un écrou 58. En combinaison avec le filetage 56, ledit élément 58 permet un serrage radial vers l’intérieur du levier 34.

Le levier 34 reçoit l’axe de commande 32 via son orifice 60 qui le traverse radialement. Cet orifice 60 est réalisé au niveau d’une zone épaissie 62 pour améliorer la rigidité de la zone de moindre épaisseur 64. Le levier 60 chevauche l’axe de commande 32 essentiellement au niveau du tronçon conique 54. La surface interne de cet orifice 60 présente une portion conique de forme complémentaire à celle de l’axe de commande 32 dont elle est en contact ; soit le tronçon conique 54. La portion conique et le tronçon conique 54 s’épousent, ils sont emmanchés l’un dans l’autre, leurs conicités sont égales. Leur engagement crée un encastrement. La longueur radiale de l’emmanchement est supérieure au diamètre minimal du tronçon conique 54. L’aube 26 et son levier 34 sont solidaires et forment un ensemble. La portion conique forme une portée femelle conique.

Le tronçon conique 54 déborde en dessous du levier 34. Ainsi, le diamètre maximal de la surface externe de l’axe de commande 32 y est supérieur au diamètre maximal de la surface interne de l’orifice 60 du levier 34. A l’opposé, le levier 34 prolonge le tronçon conique 54, ce qui signifie que l’extrémité de ce dernier reste à l’intérieur de l’orifice 60. Le diamètre minimal de la surface externe du tronçon conique 54 est supérieur au diamètre minimal de la surface interne de l'orifice 60 du levier 34. Toutefois, il est envisageable que le tronçon conique 54 traverse de part en part le levier 34.

Le sommet du bossage 38 comprend une face en regard de la face interne du levier 34. Un jeu J sépare ces faces, et offre une marge pour enfoncer correctement et suffisamment le tronçon conique 54 dans l'orifice 60. Le levier 34 est ainsi séparé du carter 30, notamment à distance radialement du bossage 38. Grâce aux moyens de serrage, soit l'élément de serrage 58 et le filetage 56, l'axe de commande 32 est enchâssé de force dans l'orifice 60. Grâce au choix de la valeur de la conicité, le tronçon conique 54 et la portion conique forment un emmanchement type cône morse. Grâce aux frottements à l'interface conique, l'emmanchement permet un blocage en rotation ainsi qu'une rétention radiale. La sécurité de l'assemblage est améliorée car le risque de détachement est limité. Le rôle de l'élément de de serrage 58 et/ou de blocage est réduit ; il peut être supprimé. En remplacement, l'axe de commande peut être enfoncé dans l'orifice grâce à une presse, ou par un choc.

La figure 4 représente une vue en plan du levier 34 qui est observé depuis l'intérieur. Le levier 34 peut correspondre à ceux présentés en figure 2 et en figure 3.

La réduction de diamètre de la portion conique 66 de l'orifice 60 est observable puisque la réduction de diamètre s'opère vers l'extérieur. Une gorge 68 est formée à l'intérieur de la surface interne de l'orifice 60. Elle coupe la portion conique 66. Le tronçon conique de l'aube peut également présenter une gorge. Les gorges 68 peuvent être de même largeur, et sont destinées à être mise en correspondance lors de l'assemblage du levier sur l'axe de commande.

Le levier 34 est essentiellement allongé. Il présente une forme générale de plaque à plusieurs hauteurs ou plusieurs épaisseurs. La partie de gauche 62, qui est épaissie, est celle recevant l'axe de commande de l'aube orientable, et la partie de droite 64, celle de moindre épaisseur, est celle qui est liée à la bague de commande. Cette partie ci présente un perçage 70 pour offrir une fixation. Le levier 34 peut être métallique ou en un matériau composite à matrice organique pour le gain de masse. Sa zone de moindre épaisseur 64 peut s'étendre sur la majorité de sa longueur. Elle peut être configurée pour se déformer élastiquement lors de l'actionnement de la bague commande, ce qui réduit les efforts et limite la contrainte de l'assemblage (dont les degrés de liberté sont supprimés).

Le présent enseignement peut également s'appliquer aux aubes rotoriques du compresseur, ainsi qu'aux aubes de soufflante de la turbomachine. Il peut également s'appliquer à une turbine basse pression tout comme à une turbine haute pression.

Claims (18)

1. Revendications

   1. Aube orientable (26) de compresseur (4 ; 6) de turbomachine (2), notamment de compresseur basse pression (4), l'aube (26) comprenant: - une pale (42) destinée à s'étendre dans le flux (18) de la turbomachine (2), - un axe de commande (32) présentant une surface extérieure avec un tronçon (54) destiné à être introduit dans un orifice (60) de levier de commande (34) montrant une forme complémentaire de sorte à permettre un accouplement, notamment en rotation, caractérisée en ce que le tronçon (54) de la surface externe est conique.
2. 2. Aube orientable (26) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conicité du tronçon conique (54) est comprise entre 0,01 et 10 ; préférentiellement comprise entre 0,02 et 1 ; plus préférentiellement comprise entre 0,03 et 0,10 ; éventuellement égale à 0,05.
3. 3. Aube orientable (26) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que l'axe de commande (32) est généralement circulaire, préférentiellement le tronçon (54) est essentiellement circulaire, et/ou présente une variation de rayon constante.
4. 4. Aube orientable (26) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la longueur du tronçon conique (54) est supérieure à la majorité de son rayon minimal, préférentiellement supérieure à la majorité de son rayon moyen, plus préférentiellement supérieure à son diamètre maximal.
5. 5. Aube orientable (26) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une platine (48), notamment en forme de disque (48), séparant l'axe de commande (32) de la pale (42), la platine (48) étant éventuellement distante du tronçon conique (54).
6. 6. Aube orientable (26) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'axe de commande (32) comprend une extrémité libre filetée (56) qui succède au tronçon conique (54).
7. 7. Aube orientable (26) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'axe de commande (32) comprend au moins un, préférentiellement deux segments cylindriques (52) séparés par une gorge annulaire, le diamètre de chaque segment (52) étant supérieur ou égal au diamètre maximal du tronçon conique (54).
8. 8. Aube orientable (26) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’elle comprend un levier (34) présentant un orifice (60) avec une surface interne présentant une portion conique (66) de forme complémentaire à celle du tronçon conique (54).
9. 9. Aube orientable (26) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le tronçon conique (54) de l’axe de commande (32) de l’aube (26) et/ou la portion conique (66) du levier (34) comprennent chacun une gorge (68) le long de l’axe de commande (32), les gorges (68) étant éventuellement mises en correspondance dans l’état assemblé.
10. 10. Aube orientable (26) selon l’une des revendications 8 à 9, caractérisée en ce que le diamètre maximal du tronçon conique (54) de la surface externe est supérieur au diamètre maximal de la portion conique (66) de la surface interne de l’orifice (60) du levier (34).
11. 11. Aube orientable (26) selon l’une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le diamètre minimal du tronçon conique (54) de la surface externe de l’axe de commande (32) de l’aube (26) est supérieur au diamètre minimal de la portion conique (66) de la surface interne de l’orifice (60) du levier (34).
12. 12. Aube orientable (26) selon l’une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que le levier (34) comprend une zone épaissie (62) où est formé son orifice (60).
13. 13. Aube orientable (26) selon l’une des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que l’axe de commande (32) comprend des moyens de serrage (56), notamment un pas de vis, afin d’enfoncer le tronçon conique (54) dans la portion conique (66).
14. 14. Aube orientable (26) selon l’une des revendications 8 à 13, caractérisée en ce que le tronçon conique (54) et la portion conique (66) forment un emmanchement type cône morse.
15. 15. Turbomachine (2) comprenant une aube orientable (26), préférentiellement plusieurs aubes orientables (26), caractérisée en ce qu'au moins un ou chaque aube orientable (26) est conforme à l'une des revendications 1 à 14, la turbomachine (2) étant éventuellement une turbomachine axiale (2) et l'aube orientable (26) traversant le flux primaire (18) radialement.
16. 16. Turbomachine (2) selon la revendication 15, caractérisée en ce que le compresseur (4 ; 6) comprend un carter externe (30) avec des ouvertures dans lesquels les axes de commande (32) des aubes (26) sont montés de manière pivotante, le carter (30) étant réalisé en un matériau composite à matrice organique.
17. 17. Turbomachine (2) selon la revendication 16 et aube (26) selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisée en ce qu'elle comprend un jeu radial J séparant le carter (30) du levier (34) autour de l'axe de commande (32) correspondant.
18. 18. Turbomachine (2) selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisée en ce qu'au moins un ou chaque tronçon conique (54) est en dehors radialement du carter (30) du compresseur (34), préférentiellement radialement à distance du carter (30) du compresseur (4 ; 6).