EP1475517A1 - Fixation avec rattrapage de jeu d'un levier de commande sur des aubes a angle de calage variable - Google Patents
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- EP1475517A1 EP1475517A1 EP04101927A EP04101927A EP1475517A1 EP 1475517 A1 EP1475517 A1 EP 1475517A1 EP 04101927 A EP04101927 A EP 04101927A EP 04101927 A EP04101927 A EP 04101927A EP 1475517 A1 EP1475517 A1 EP 1475517A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
- F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
Definitions
- the invention relates to the control of the blades variable pitch angle in turbomachines. She particularly applicable to turbomachines intended for aeronautics, particularly for the control of the blades air intake guidelines in the compressors of turbomachines, such as aircraft turbojets.
- Known devices for controlling blades with variable pitch in a turbomachine comprise usually a control organ in the form of a ring surrounding a casing of the turbomachine and a plurality of levers or links.
- Each lever has a first end mounted on a pivot of a dawn the axis is that of pivoting the dawn and a second end connected by a joint to the ring of ordered. Synchronized change of position angle of the blades is thus obtained by the rotation of the ring around the axis of the turbomachine.
- connection between each lever and the ring includes at least one rotational degree of freedom around an axis directed substantially radially by report to the ring.
- the lever being mounted rigidly on the pivot of the corresponding dawn, the rotation of the ring induces other movements relative between the ring and the portion of the mounted lever on the pivot of dawn.
- the rotational movement lavished on the vanes is essential to optimize the performance of the turbomachine and the margin to "pumping".
- the precision and hysteresis are very important to the bodies of modern high pressure. In other words, the attaching the end of the control lever to the pivot of dawn must be very precise.
- Figure 1 illustrates one such mechanism. It includes a compressor case and a boss 2 in which is mounted rotating the pivot exterior 11 of a blade 10. An inner pivot 62 of this dawn 10 is rotatably mounted in a boss 4 of the inner ring 3.
- the control lever 20 has a first portion 21 fixed rigidly to the pivot outside 11 of the blade 10 by means of a nut 63.
- a second end 22 of the control lever 20 has a control pivot 23 rotatably mounted in a hole of the control ring 30.
- the first part 21 of the control lever 20 has a square hole 24.
- the outer pivot 11 dawn 10 has a training square 64. Adjusting the latter in the training hole 24 of the control lever 20 must be very precise. This therefore requires difficult and expensive machining as all the transmission squares.
- the object of the invention is to remedy this disadvantage in proposing another fastening system of the control lever on the outer pivot of the blade.
- the main object of the invention is a blade angle control device variable in a turbomachine, having a ring of command and a plurality of control levers having each a first end provided with a hole training and mounted on a training part of an outer pivot of a corresponding blade and a second end connected to the control ring by a hinge, so that a rotation of the ring of control around the axis of the turbomachine itself resulting in a change in the wedging angle of blades.
- the control lever is sheet metal
- his training hole has a first part of training intended to be in contact with the drive portion of the outer pivot defining a first contact zone control lever / pivot outside, a game remaining between the game drive the outside pivot of the dawn and the hole driving the control lever, in a direction perpendicular to the contact zone, the rotational drive of the first end of the control lever on the training part of dawn being done through a sheet of catch-up game that builds on a part side of the control lever substantially perpendicular to the first end of the lever of control, by a second contact zone lever of control / sheet of play catching substantially parallel to the first contact zone to flatten the part of training dawn on the first end of the control lever by the first zone of contact.
- the lateral part of the control lever carrying the second contact zone lever of control / catch-up plate is perpendicular in the area of the play catch-up plate constituting the control lever, the game catch-up plate having also a curved part based on the side part of the control lever by a second contact area control lever / catch-up plate of play
- the game catch-up plate has a hole similar in size to the hole drive lever with one side comes into contact with a wall of a recess of dawn, located at the foot of the outer pivot, to form a third zone of contact sheet of catching up of game / external pivot.
- the first contact zone of the control lever / drive part has a flat shape.
- a dawn 10 there is a dawn 10 and more precisely its outer end, that is to say an outer pivot 11 connected to the blade 10 by a part 16. It is characterized by a shrinkage or recess 12 in relation to the diameter the outer pivot 11.
- the second essential part of the device is the joystick 40 which we see mainly the first end 46. This is with a training hole 45 a little wider than the section of the training part 16 of the dawn 10 and the outer pivot 11, but less wide than the main part of the dawn 10, so that the control lever 40 can take support on it.
- the training in rotation of the dawn 10 by the control lever 40 is made by a first zone contact 41 on a contact part 13 of the part of training 16 of the dawn 10, in contact with the inner wall of the drive hole 45 of the lever of 40.
- This first contact zone 40 is located in the first end 46 of the lever of 40, the side opposite a lateral portion 47 and curved about 90 ° from the first end 46.
- the purpose of the principle according to the invention is to ensure a frank contact between the contact party 13 of the training part 16 of the dawn 10 with the first end 46 of the control lever 40 to the first contact zone 41.
- a plate of catch-up 50 having a hole 54 of a width equivalent to that of the lever drive hole 45 40 to be able to be threaded on the pivot 11.
- This sheet of play catch-up 50 has a curved portion 51, making an angle about 90 ° with a clamping surface 57 of the sheet catch-up 50 and being intended to come into support on the inside of the lateral part 47 of the control lever 40 by a second contact zone 42.
- Positioning and maintaining in place the catch-up plate 50 is made by means of a nut 60 which is screwed around the pivot 11 of the dawn 10 and thus support on the inner surface 57 of the play catch-up plate 50.
- Figure 4 shows the control lever 40 alone. We distinguish the first end 46, prolonged by a central portion 49 ending in a boss 48. The latter serves for the articulation of the lever of command 40 on the control ring.
- the lateral part 47 is bent by referred to the first end 46 in which is find the recess 45.
- the second contact zone 42 of the control lever 40 is inside the lateral part 47 curved.
- the first zone contact 41 of the control lever 40 is on a side of the recess 45 opposite to the lateral part 47.
- Figure 5 shows the catch-up plate of game 50, alone. In correspondence, we distinguish between curved portion 51 carrier of the second zone of contact 52, placed on the outer surface of this curved portion 51.
- the third contact zone 53 is on one side of the hole 54, on the side of the curved portion 51.
- FIG. 6 shows the mounted assembly, in cavalier sight.
- the catch-up plate 50 mounted on the first end 46 of the lever 40 and taking support on the lateral part 47 curved by its bent portion 51.
- the whole is fixed by means of the nut 60 screwed around the pivot outside 11 of dawn 10.
Abstract
Une première extrémité (46) d'un levier de commande (40) possédant un trou d'entraînement (45) qui entraîne, par une première zone de contact (41) la partie d'entraînement (16) d'une aube (10). Le contact intime à cet endroit, entre ces deux pièces, est obtenu par l'intermédiaire d'une tôle de rattrapage de jeu (50) prenant appui contre une partie latérale (47) du levier de commande (40) et fixée sur l'ensemble par un écrou (60) vissé sur le pivot extérieur (11) de l'aube (10). Application aux turbomachines. <IMAGE>
Description
L'invention concerne la commande des aubes à
angle de calage variable dans des turbomachines. Elle
s'applique en particulier aux turbomachines destinées à
l'aéronautique, notamment pour la commande des aubes
directrices d'entrée d'air dans les compresseurs de
turbomachines, telles que les turboréacteurs d'avions.
Les dispositifs connus pour la commande des
aubes à calage variable dans une turbomachine,
notamment à l'entrée des compresseurs, comportent
habituellement un organe de commande sous la forme d'un
anneau entourant un carter de la turbomachine et une
pluralité de leviers ou biellettes. Chaque levier a une
première extrémité montée sur un pivot d'une aube dont
l'axe est celui de pivotement de l'aube et une deuxième
extrémité reliée, par une articulation, à l'anneau de
commande. La modification synchronisée de la position
angulaire des aubes est donc obtenue par la rotation de
l'anneau autour de l'axe de la turbomachine. Afin de
pouvoir suivre le mouvement de rotation de l'anneau de
commande, la liaison entre chaque levier et l'anneau
comprend au moins un degré de liberté en rotation
autour d'un axe dirigé sensiblement radialement par
rapport à l'anneau. Toutefois, le levier étant monté
rigidement sur le pivot de l'aube correspondante, la
rotation de l'anneau induit d'autres mouvements
relatifs entre l'anneau et la partie du levier monté
sur le pivot de l'aube.
Le mouvement de rotation prodigué aux aubes
est indispensable pour optimiser le rendement de la
turbomachine et la marge au « pompage ». La précision
et l'hystérésis sont très importantes pour les corps de
haute pression modernes. En d'autres termes, la
fixation de l'extrémité du levier de commande sur le
pivot de l'aube doit être très précise.
La figure 1 permet d'illustrer un tel
mécanisme. On y à fait figurer un carter de compresseur
et un bossage 2 dans lequel est monté tournant le pivot
extérieur 11 d'une aube 10. Un pivot intérieur 62 de
cette aube 10 est monté tournant dans un bossage 4 de
l'anneau interne 3. Le levier de commande 20 possède
une première partie 21 fixée rigidement au pivot
extérieur 11 de l'aube 10 au moyen d'un écrou 63. Une
deuxième extrémité 22 du levier de commande 20 possède
un pivot de commande 23 monté tournant dans un trou de
l'anneau de commande 30.
Dans ce but, et en référence à la figure 2,
la première partie 21 du levier de commande 20 possède
un trou carré 24. Réciproquement, le pivot extérieur 11
de l'aube 10 possède un carré d'entraínement 64.
L'ajustement de ce dernier dans le trou d'entraínement
24 du levier de commande 20 doit être très précis. Ceci
nécessite donc un usinage difficile et coûteux comme
tous les carrés de transmission.
Le but de l'invention est de remédier à cet
inconvénient en proposant un autre système de fixation
du levier de commande sur le pivot extérieur de l'aube.
A cet effet, l'objet principal de l'invention
est un dispositif de commande d'aubes à angle de calage
variable dans une turbomachine, comportant un anneau de
commande et une pluralité de leviers de commande ayant
chacun une première extrémité munie d'un trou
d'entraínement et montée sur une partie d'entraínement
d'un pivot extérieur d'une aube correspondante et une
deuxième extrémité reliée à l'anneau de commande par
une articulation, de sorte qu'une rotation de l'anneau
de commande autour de l'axe de la turbomachine se
traduit par une modification de l'angle de calage des
aubes.
Selon l'invention, le levier de commande est
en tôle, son trou d'entraínement possède une première
partie d'entraínement destiné à être en contact avec la
partie d'entraínement du pivot extérieur définissant
une première zone de contact levier de commande/pivot
extérieur, un jeu subsistant entre la partie
d'entraínement du pivot extérieur de l'aube et le trou
d'entraínement du levier de commande, dans une
direction perpendiculaire à la zone de contact,
l'entraínement en rotation de la première extrémité du
levier de commande sur la partie d'entraínement de
l'aube se faisant par l'intermédiaire d'une tôle de
rattrapage de jeu qui prend appui sur une partie
latérale du levier de commande sensiblement
perpendiculaire à la première extrémité du levier de
commande, par une deuxième zone de contact levier de
commande/tôle de rattrapage de jeu sensiblement
parallèle à la première zone de contact pour plaquer la
partie d'entraínement de l'aube sur la première
extrémité du levier de commande par la première zone de
contact.
Selon une réalisation préférentielle de
l'invention, la partie latérale du levier de commande
portant la deuxième zone de contact levier de
commande/tôle de rattrapage de jeu est perpendiculaire
au plan de la tôle de rattrapage de jeu constituant le
levier de commande, la tôle de rattrapage de jeu ayant
également une partie recourbée prenant appui sur la
partie latérale du levier de commande par une deuxième
zone de contact levier de commande/tôle de rattrapage
de jeu.
De préférence, la tôle de rattrapage de jeu
possède un trou de dimension analogue à celui du trou
d'entraínement du levier de commande dont un côté
rentre en contact avec une paroi d'un évidement de
l'aube, située au pied du pivot extérieur, pour former
une troisième zone de contact tôle de rattrapage de
jeu/pivot extérieur.
De préférence, la première zone de contact du
levier de commande/partie d'entraínement possède une
forme plane.
L'invention et ses différentes
caractéristiques techniques seront mieux comprises à la
lecture de la description qui est accompagnée de
plusieurs figures représentant respectivement :
- figure 1, la localisation du dispositif de l'invention dans un étage de compresseur de turbomachine ;
- figure 2, en vue cavalière, le levier de transmission selon l'art antérieur ;
- figure 3, en coupe, le dispositif selon l'invention ;
- figure 4, en vue cavalière, le levier de commande du dispositif selon l'invention ;
- figure 5, en vue cavalière, la tôle de rattrapage utilisée dans le dispositif selon l'invention ; et
- figure 6, en vue cavalière, le dispositif selon l'invention.
En référence à la figure 3, tous les éléments
principaux innovants sont représentés, en coupe, sur
celle-ci.
En premier lieu, on distingue une aube 10 et
plus précisément son extrémité extérieure, c'est-à-dire
un pivot extérieur 11 relié à l'aube 10 par une partie
d'entraínement 16. Celle-ci se caractérise par un
rétrécissement ou évidement 12 par rapport au diamètre
du pivot extérieur 11. La deuxième pièce essentielle du
dispositif est le levier de commande 40 dont on voit
principalement la première extrémité 46. Celle-ci est
dotée d'un trou d'entraínement 45 un peu plus large que
la section de la partie d'entraínement 16 de l'aube 10
et du pivot extérieur 11, mais moins large que la
partie principale de l'aube 10, de manière à ce que le
levier de commande 40 puisse prendre appui sur
celle-ci.
L'entraínement en rotation de l'aube 10 par
le levier de commande 40 se fait par une première zone
de contact 41, sur une partie de contact 13 de la
partie d'entraínement 16 de l'aube 10, en contact avec
la paroi interne du trou d'entraínement 45 du levier de
commande 40. Cette première zone de contact 40 est
située dans la première extrémité 46 du levier de
commande 40, du côté opposé à une partie latérale 47 et
recourbée d'environ 90° par rapport à la première
extrémité 46. Le but du principe selon l'invention est
d'assurer un contact franc entre la partie de contact
13 de la partie d'entraínement 16 de l'aube 10 avec la
première extrémité 46 du levier de commande 40 à la
première zone de contact 41.
A cet effet, on utilise une tôle de
rattrapage de jeu 50 possédant un trou 54 d'une largeur
équivalente à celle du trou d'entraínement 45 du levier
de commande 40 pour pouvoir être enfilée sur le pivot
extérieur 11. Cette tôle de rattrapage de jeu 50
possède une partie recourbée 51, faisant un angle
d'environ 90° avec une surface de serrage 57 de la tôle
de rattrapage de jeu 50 et étant destinée à venir en
appui sur l'intérieur de la partie latérale 47 du
levier de commande 40 par une deuxième zone de contact
42.
Par une troisième zone de contact 53 tôle de
rattrapage de jeu 50/pivot extérieur 11, le trou 54, du
côté de la partie recourbée 51, vient en contact avec
une paroi 15 de l'évidemment 12 au pied du pivot
extérieur 11, car la distance séparant cette troisième
zone de contact 53 de la deuxième zone de contact 52
est égale à la distance séparant la première zone de
contact 41 de la deuxième zone de contact 42 du levier
de commande 40 diminuée de la section de la partie
d'entraínement 16 de l'aube 10 à la hauteur de
l'évidement 12. De ce fait, lorsque la tôle de
rattrapage de jeu 50 est mise en place à l'intérieur du
creux formé par la première extrémité 46 et la partie
latérale 47 du levier de commande 40, et entourant
l'évidement 12, la tôle de rattrapage de jeu 50 prenant
appui contre la partie latérale 47 sur une deuxième
zone de contact, force, sur la troisième zone de
contact tôle 53 de rattrapage de jeu 50/pivot extérieur
11 de l'aube, le levier de commande 40 à venir en
contact sur la partie de contact 13 de l'évidement 12
par la première zone de contact pivot extérieur
11/levier de commande 40.
Ainsi, on comprend qu'un contact précis et
franc sur la première zone de contact 41 est obtenu
grâce à l'appui de la partie recourbée 51 de la tôle de
rattrapage du jeu 50 sur la deuxième zone de contact 42
le levier de commande 40/tôle de rattrapage de jeu 50
forçant l'évidement 12 de l'aube 10 contre la première
extrémité 46 du levier de commande 40 par l'appui tôle
de rattrapage de jeu 50/pivot extérieur 11 formant.
Le positionnement et le maintien en place de
la tôle de rattrapage de jeu 50 est effectué au moyen
d'un écrou 60 qui se visse autour du pivot 11 de l'aube
10 et appui ainsi sur la surface intérieure 57 de la
tôle de rattrapage de jeu 50.
La figure 4 montre le levier de commande 40
seul. On distingue la première extrémité 46, prolongée
par une partie centrale 49 se terminant par un bossage
48. Ce dernier sert à l'articulation du levier de
commande 40 sur l'anneau de commande.
La partie latérale 47 est recourbée par
rapport à la première extrémité 46 dans laquelle se
trouve l'évidement 45. La deuxième zone de contact 42
du levier de commande 40 se trouve à l'intérieur de la
partie latérale 47 recourbée. Enfin, la première zone
de contact 41 du levier de commande 40 se trouve sur un
côté de l'évidement 45 opposé à la partie latérale 47.
La figure 5 montre la tôle de rattrapage de
jeu 50, seule. En correspondance, on y distingue la
partie recourbée 51 porteuse de la deuxième zone de
contact 52, placée sur la surface extérieure de cette
partie recourbée 51.
La troisième zone de contact 53 se trouve sur
un côté du trou 54, du côté de la partie recourbée 51.
Enfin, la figure 6 montre l'ensemble monté,
en vue cavalière. On y retrouve la tôle de rattrapage
de jeu 50 montée sur la première extrémité 46 du levier
de commande 40 et prenant appui sur la partie latérale
47 recourbée par sa partie recourbée 51. L'ensemble est
fixé au moyen de l'écrou 60 vissé autour du pivot
extérieur 11 de l'aube 10.
On comprend qu'il est ainsi facile pour un
opérateur de monter la tôle de rattrapage de jeu 50 sur
la première extrémité 46 du levier de commande 40, une
fois que l'écrou a été dégagé du pivot extérieur 11 de
l'aube 10. Le vissage de l'écrou 11 sur ce dernier
permet donc l'application complète de la tôle de
rattrapage de jeu 50 sur la première extrémité 46 du
levier de commande 40, et en particulier de sa partie
recourbée 51 sur la partie latérale 47 recourbée du
levier de commande.
On constatera qu'aucun usinage précis n'est
nécessaire, mis à part les surfaces en contact dans la
première zone de contact.
Claims (4)
- Dispositif de commande d'aubes (10) à angle de calage variable dans une turbomachine, comportant un anneau de commande (30) et une pluralité de leviers de commande (40) ayant chacun une première extrémité (46) munie d'un trou d'entraínement (45) et montés sur la partie d'entraínement (16) d'un pivot extérieur (11) d'une aube (10) et une deuxième extrémité (22) reliée à l'anneau de commande (30) par une articulation, de sorte qu'une rotation de l'anneau de commande (30) autour de l'axe de la turbomachine se traduit par une modification de l'angle de calage des aubes (10),
caractérisé en ce que chaque levier de commande (40) est en tôle, le trou d'entraínement (45) du levier de commande (40) possède une première partie d'entraínement (13) destinée à être en contact avec la partie d'entraínement (16) du pivot d'entraínement (11) de l'aube (10) définissant une première zone de contact (41) levier de commande (40)/pivot extérieur (11), un jeu subsistant entre la partie d'entraínement (16) du pivot extérieur (11) de l'aube (10) et le trou d'entraínement (45) du levier de commande (40), dans une direction perpendiculaire à la première zone de contact (41), l'entraínement en rotation de la première extrémité (46) du levier de commande (40) sur la partie d'entraínement (16) de l'aube (10) se faisant par l'intermédiaire d'une tôle de rattrapage de jeu (50) qui prend appui sur une partie latérale (47) du levier de commande (40), sensiblement perpendiculaire à la première extrémité (46) du levier de commande (40) par une deuxième zone de contact (42) levier de commande (40)/tôle de rattrapage de jeu (50), sensiblement parallèle à la première zone de contact, pour plaquer la partie d'entraínement (16) de l'aube (10) sur la première extrémité (46) du levier de commande (40) à la première zone de contact (41). - Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle de rattrapage de jeu (50) possède un trou (54) de dimension analogue au trou d'entraínement (45) du levier de commande (40) et présentant un côté destiné à venir en contact avec une paroi (15) d'un évidement (12) de l'aube (10), à la base du pivot extérieur (11), formant ainsi une troisième zone de contact (53) tôle de rattrapage (50)/pivot extérieur (11).
- Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie latérale (47) du levier de commande (40) portant la deuxième zone de contact (42) levier de commande (40)/tôle de rattrapage de jeu (50) est perpendiculaire au plan de la tôle constituant le levier de commande (40), la tôle de rattrapage de jeu (50) ayant également une partie recourbée (51) prenant appui sur la partie latérale (47) du levier de commande (40) par une deuxième zone de contact (42) levier de commande (40)/tôle de rattrapage de jeu (50).
- Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première zone de contact (41) levier de commande (40)/pivot extérieur (11) a une forme plane.
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