EP0780544B1

EP0780544B1 - Palier d'extrémité interne d'aube pivotante

Info

Publication number: EP0780544B1
Application number: EP96402807A
Authority: EP
Inventors: Jean-Louis Charbonnel
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA; SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: DE69601695T2; US5796199A; FR2742799A1; DE69601695D1; EP0780544A1; FR2742799B1

Description

Le sujet de l'invention est un palier d'extrémité interne d'aube pivotante.

Les turbomachines modernes comprennent souvent des aubes de stator à calage variable, c'est-à-dire dont il est possible de modifier l'orientation par un mouvement de pivotement pour modifier le redressement des gaz qu'elles provoquent et optimiser les performances de la machine aux différents régimes de celle-ci. Comme on le voit à la figure 1, les aubes 1 à calage variable sont disposées en étages circulaires qui alternent avec des étages également circulaires d'aubes mobiles 2 fixées au rotor 3 ; les aubes 1 possèdent un pivot d'extrémité externe 4, engagé dans un palier 5 du stator et dépassant à l'extérieur pour finir en une tête 7 saisie par un levier de commande 8, et les leviers de commande 8 des aubes 1 d'un même étage sont articulés à leur autre extrémité à un anneau de commande 9 qui entoure le stator : la rotation de l'anneau de commande 9 autour de son axe produit donc le basculement des leviers 8 et le pivotement des aubes 1.

L'extrémité interne des aubes 1 comprend un pivot interne 10 engagé dans un palier interne 11, en forme de douille cylindrique dans cette conception classique et logé dans un anneau de liaison 12, commun à toutes les aubes 1 d'un même étage et dont le rôle est de renforcer le montage des aubes 1 tout en contribuant à délimiter la veine d'écoulement des gaz 13 avec des plates-formes 14 des aubes mobiles 2 et à porter un joint d'étanchéité à labyrinthe 15 avec le rotor 3.

Les paliers internes 11 sont le plus souvent une douille sensiblement en forme de cylindre creux et en matière à antifriction, qui permet donc aux pivots internes 10 de tourner facilement. On observe cependant que les paliers internes 11 doivent être remplacés fréquemment, en conséquence des efforts aérodynamiques exercés sur les aubes 1, qui entraínent leur déformation et le déplacement de l'anneau de liaison 12 : les pivots internes 10 s'orientent alors obliquement dans les paliers internes 11 et les usent en les élargissant. En effet, les paliers internes 11 sont montés avec un serrage dans l'anneau de liaison 12 et avec un ajustement juste glissant autour du pivot interne 10. L'usure entraíne donc presque tout de suite une modification importante de l'ajustement.

On a donc déjà proposé de remplacer les paliers de forme cylindrique par des paliers à rotule comme dans les brevets français 2 599 785, avec l'avantage que les paliers basculent alors dans leur logement de l'anneau de liaison 12 en même temps que les pivots ; mais on peut regretter l'emploi d'un tel dispositif, car des logements sphériques pour les paliers sont plus difficiles à exécuter.

L'invention repose sur l'idée que l'usure de la pièce de palier peut être prévenue sans qu'il faille lui conférer la liberté de mouvement d'une rotule. En effet, on s'est aperçu que le redresseur composé des aubes 1 et de l'anneau de liaison 12 avait une faible inertie d'ensemble en rotation autour de l'axe X de la machine et de l'anneau de liaison 12, alors que son inertie en translation suivant cet axe était beaucoup plus forte, ce qui explique que les mouvements des pivots internes 10 et l'usure qu'ils provoquent sur les pièces de palier sont beaucoup plus importants en direction transversale qu'en direction longitudinale.

Le palier de l'invention a donc comme caractéristique qu'il peut tourner dans l'anneau de liaison seulement quand le pivot qu'il porte lui inflige une rotation transversale, autour d'un axe parallèle à l'axe X de la machine. Pour résumer, l'invention est relative à un palier d'extrémité interne d'aube pivotante, engagé dans un anneau de liaison d'aubes pivotantes d'un même étage et comprenant une douille entourant le pivot, caractérisé en ce qu'il comprend un tourillon tournant dans un perçage de l'anneau d'axe parallèle à l'axe de l'anneau, et en ce que la douille, solidaire du tourillon, est libre de jouer dans l'anneau.

On va maintenant décrire l'invention plus en détail à l'aide du commentaire des figures suivantes, qui sont relatives à une réalisation préférée de l'invention :

la figure déjà décrite illustre le lieu d'utilisation de l'invention dans une turbomachine et une conception de l'art antérieur ;
la figure 2 illustre un palier complet selon l'invention,
la figure 3 représente les paliers vus en direction longitudinale,
et la figure 4 représente la pièce de palier en perspective.

On passe tout de suite à la figure 2, où on retrouve l'aube 1, son pivot interne 10 et l'anneau de liaison 12. La pièce de palier 18, c'est-à-dire celle qui relie chacun des pivots internes 10 à l'anneau de liaison 12, est composée d'une douille 19, cylindrique comme la douille 11 connue, et de deux portions de tourillon 20 en prolongement et situés de chaque côté de la douille 19, qui forme une seule pièce avec eux. Les portions de tourillon 20 ont donc un axe de rotation commun X' parallèle à l'axe X de la machine et de l'anneau de liaison 12. Comme les figures 2 et 3 le montrent, les portions de tourillon 20 sont engagées dans des portions d'alésage 21 de l'anneau de liaison 12 de manière à pouvoir tourner librement autour de cet axe X'. Ces portions 21 sont ménagées en creux sur deux faces planes 22 de l'anneau de liaison 12, et un puits 23 radial s'étend entre elles, dont la largeur est un peu supérieure à celle de la douille 19. Il en résulte que celle-ci peut jouer dans le puits 23 jusqu'à ce que ses faces latérales 24 touchent les faces planes 22 : une rotation limitée de la pièce de palier 18 est donc possible par rapport à l'anneau de liaison 12, selon les mouvements que lui infligent les pivots internes 10, sans que ces mouvements aient cependant la possibilité d'user l'intérieur de la douille 19.

Claims

Palier (18) d'extrémité interne (10) d'aube pivotante (1), engagé dans un anneau de liaison (12) d'aubes pivotantes (1) d'un même étage et comprenant une douille (19) entourant le pivot (10), caractérisé en ce qu'il comprend un tourillon (20) tournant dans un perçage (21) de l'anneau (12) d'axe (X') parallèle à l'axe de l'anneau (X), et en ce que la douille (19), solidaire du tourillon (20), est libre de jouer dans l'anneau (12).
Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tourillon (20) est composé de deux parties entre lesquelles se trouve la douille (19).
Palier selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la douille (19) est engagée entre des faces (22) de l'anneau (21) qui forment des butées de limitation de jeu.