FR2931522A1 - Actionneur lineaire a levier. - Google Patents

Abstract

L'actionneur linéaire (100) pour appliquer sur un élément (150) une force d'actionnement (F, FA, FB) en fonction d'une consigne transmise à l'actionneur linéaire, comporte un levier (110) avec deux extrémités (112,114), apte à pivoter autour d'un pivot déplaçable (120), un premier moyen de rappel (130) qui exerce une première force (F1) à une première extrémité du levier, sous l'effet de laquelle, combinée avec la réaction (R) du pivot, le levier (120) applique la force d'actionnement à l'élément (150) via sa deuxième extrémité (114), et un actionneur de pivot (170), apte à déplacer le pivot (120) par rapport au levier (110) en fonction de la consigne reçue de telle sorte que l'intensité de la force d'actionnement varie. Ainsi avec une puissance de commande réduite, l'actionneur permet d'appliquer une force importante sur un élément. L'actionneur peut être utilisé comme système de commande de position. L'invention vise également un système de commande d'un étage d'aubes de stator à angle de calage variable de turbomachine au moyen de l'actionneur, et un turboréacteur comportant l'actionneur linéaire

Description

L'invention concerne le domaine des actionneurs linéaires, en particulier les actionneurs linéaires utilisés sur des avions, et leur utilisation en tant que système de commande de position, notamment pour agir sur des pièces ou parties mobiles d'avions ou de turbomachines.

Le terme actionneur 'linéaire' désigne ici un actionneur qui applique une force sensiblement suivant une direction donnée, ou suivant une ligne donnée. De manière connue, on a utilisé comme actionneurs linéaires des vérins hydrauliques ou encore électriques.

Les vérins hydrauliques et les équipements associés pour la fourniture de puissance (pompe, canalisation, réservoir) ont l'inconvénient d'être relativement lourds et encombrants et de présenter des risques de fuite de fluide hydraulique. Les vérins électriques ont l'inconvénient de consommer une puissance électrique importante (lorsqu'ils sont directement liés au système à piloter sans dispositif de démultiplication et d'assistance). Aussi, un effort croissant étant dirigé vers la réduction de poids et de consommation de puissance des actionneurs linéaires, notamment pour moteurs d'avion, un besoin existe d'une nouvelle génération d'actionneurs ayant de meilleures performances dans ces deux domaines, de fiabilité élevée et corrélativement nécessitant peu de maintenance. Le premier objectif de l'invention est de définir un actionneur linéaire pour appliquer sur un élément une force d'actionnement en fonction d'une consigne transmise à l'actionneur linéaire, dans lequel les différents inconvénients cités précédemment sont évités ou du moins réduits. Cet objectif est atteint grâce au fait que l'actionneur comporte un levier avec deux extrémités, apte à pivoter autour d'un pivot déplaçable, un premier moyen de rappel apte à exercer une première force à une première extrémité du levier, sous l'effet de laquelle, combinée avec la réaction du pivot, le levier applique la force d'actionnement à l'élément via sa deuxième extrémité, et un actionneur de pivot, apte à déplacer le pivot par rapport au levier en fonction de la consigne reçue de telle sorte que l'intensité de la force d'actionnement varie.

Dans cet actionneur, l'actionneur hydraulique ou électromagnétique (vérin électrique) utilisé précédemment est donc remplacé par un levier, entrainé en rotation par un premier moyen de rappel autour d'un pivot, de manière à exercer une force à sa deuxième extrémité.

Le premier moyen de rappel, habituellement élastique, est par exemple un ressort ou une lame élastique, une pluralité de ressorts, une capacité sous pression dont la pression de fluide s'applique sur un piston mobile. Il permet donc d'appliquer une force à la première extrémité du levier. De préférence la force appliquée est variable en fonction de la position de la première extrémité du levier, de telle sorte que la position d'équilibre de l'actionneur correspond à une position bien déterminée du levier. Dans cet actionneur, la modulation de la force appliquée n'est donc plus réalisée par l'élément qui applique la force, mais au moyen de et par l'intermédiaire de l'actionneur de pivot, dont le rôle essentiel est de déplacer le pivot autour duquel pivote le levier. Naturellement, on prévoit que les frottements soient réduits au minimum lors du déplacement du pivot. De la sorte, l'actionneur de pivot peut être de dimensions très réduites et ne nécessite qu'une faible puissance pour fonctionner.

Ainsi, avec une puissance de commande réduite (consommée par l'actionneur de pivot pour déplacer le pivot), on peut exercer avantageusement une force beaucoup plus importante sur l'élément mobile à actionner. La force fournie par le premier moyen de rappel peut en effet d'une part être supérieure à la force nécessaire pour déplacer le pivot, et elle est d'autre part démultipliée grâce à l'effet de bras de levier du levier. Il a été indiqué que le premier moyen de rappel applique une force à la première extrémité du levier, et que ce dernier applique une force à l'élément par sa deuxième extrémité. On notera cependant qu'il est tout-à-fait possible que le levier présente des prolongements ou soit solidaire d'autres pièces s'étendant au-delà de ces première et deuxième extrémités. La partie du levier s'étendant entre les première et deuxième extrémités est simplement la partie fonctionnelle, la partie active du levier pour la fonction principale de l'actionneur.

Dans l'actionneur, le premier moyen de rappel est disposé de manière à pouvoir appliquer une force sur la première extrémité du levier pour un certain ensemble de positions du levier. Selon un mode de réalisation, cet ensemble de positions couvre toutes les positions dans lesquelles on prévoit que la première extrémité du levier puisse se trouver, et donc notamment les différentes positions extrêmes que peut occuper la première extrémité du levier. Dans ce but, par exemple lorsque le premier moyen est un ressort, on prévoit que ce ressort soit comprimé quelle que soit la position de fonctionnement de l'actionneur. La position habituelle de fonctionnement de l'actionneur pourra ainsi correspondre à une position comprimée médiane, ou intermédiaire, du ressort.

Selon un mode de réalisation, l'actionneur de pivot est un actionneur dans le groupe comprenant une capacité emplie de fluide, un vérin, un moto-réducteur ou un moteur linéaire, hydraulique ou électrohydraulique, par exemple avec une pompe hydraulique. Selon un mode de réalisation, l'actionneur de pivot est apte à déplacer le pivot de manière à faire varier le moment de la première force par rapport au pivot. Ainsi, bien qu'il n'y ait pas nécessairement eu de variation de la force exercée par le premier moyen de rappel, du seul fait du déplacement du pivot, la force exercée par l'actionneur à sa deuxième extrémité est modifiée, et cela de manière commandable. Selon une variante de ce mode de réalisation notamment, le déplacement du pivot se fait sans que le point d'application de la force du premier moyen de rappel ne se déplace. Ainsi la force d'actionnement est modifiée, sans que le premier moyen de rappel ne fournisse de travail. La consommation d'énergie est ainsi réduite au minimum.

Selon un mode de réalisation, l'actionneur comporte en outre un deuxième moyen de rappel, apte à appliquer au levier entre le pivot et la deuxième extrémité du levier une force dont le moment s'ajoute à celui de la première force. Un tel deuxième moyen élastique permet par exemple d'appliquer sur la deuxième extrémité du levier une force sensiblement égale à la force minimale exercée par l'élément sur lequel on veut exercer une force. Grâce à cela, la force que doit exercer le premier moyen de rappel reste faible, et la réaction du pivot, reste faible également, l'actionneur linéaire peut être dimensionné à des dimensions modestes, et la précision d'actionnement est accrue.

Selon un mode de réalisation, l'actionneur comporte en outre des moyens de frottement ou de dissipation d'énergie, aptes à limiter les oscillations du levier. Ces oscillations sont en effet en général perturbatrices. Le moyen de frottement peut être par exemple une pièce fixe disposée de manière à frotter contre le levier, ou contre l'un des moyens de rappel, lors des déplacements de ceux-ci. Grâce au frottement on permet à l'actionneur de se stabiliser plus rapidement dans sa position d'équilibre. Un deuxième objectif de l'invention est de définir un système de commande de la position d'un élément, en particulier suivant un axe, ce système de commande comportant un actionneur apte à appliquer une force d'actionnement sur un élément pour placer celui-ci dans une position souhaitée, nécessitant une maintenance réduite, étant relativement léger et compact, et consommant une puissance (électrique) faible. La position de l'élément peut être définie par une position suivant un axe ou par un angle de rotation.

Cet objectif est atteint grâce au fait que le système de commande de la position d'un élément comporte un actionneur tel que défini précédemment. Naturellement, ce système de commande suppose que l'on connaisse la loi de déplacement de l'élément commandé en fonction de la force qui lui est appliquée.

Selon un mode de réalisation, le système de commande comporte des moyens pour déterminer au moyen d'une table une consigne pour l'actionneur de pivot et la lui transmettre, consigne pour laquelle la force d'actionnement appliquée par l'actionneur linéaire à l'élément place celui-ci dans la position souhaitée. Les moyens de détermination de la consigne déterminent la consigne à partir de la table indiquant la force nécessaire pour un déplacement donné. L'actionneur de pivot positionne alors le pivot en fonction de la consigne reçue ; la force correspondante est alors appliquée sur l'élément commandé par la deuxième extrémité du levier, ce qui conduit l'élément commandé à se placer dans la position voulue.

Selon un mode de réalisation, le système comporte en outre un capteur permettant de relever périodiquement la position de la deuxième extrémité du levier, ou de l'élément actionné, des moyens pour déterminer périodiquement une consigne pour l'actionneur de pivot et la transmettre à celui-ci, la consigne étant déterminée en fonction de l'écart entre la position souhaitée et la position relevée de la deuxième extrémité du levier ou de l'élément actionné. Le système est alors un système régulé, qui peut être asservi de manière à maintenir l'élément à une position fixe choisie. En effet, avantageusement la présence d'un capteur apporte un feedback et permet d'asservir la position de l'élément commandé à la position souhaitée.

Un troisième objectif de l'invention est de définir un système de commande d'un étage d'aubes de stator à angle de calage variable de turbomachine, l'étage étant formé d'une pluralité d'aubes qui sont montées chacune de façon pivotante sur un carter de la turbomachine et d'un anneau de commande entourant le carter et relié à chacune des aubes par l'intermédiaire de leviers, système nécessitant une maintenance réduite, relativement léger et compact, et consommant une puissance faible. Cet objectif est atteint grâce au fait que la position de l'anneau de commande est commandée par un système de commande de position tel 15 que défini précédemment. Les utilisations d'un actionneur linéaire selon l'invention sont multiples; nous citerons en particulier son utilisation pour appliquer une force sur un élément mobile de turbomachine, et notamment dans le cas où l'élément mobile est déplaçable en rotation ou en translation. 20 L'élément mobile commandé peut en particulier être un des éléments suivants ou être un élément mobile de l'un des dispositifs suivants : - une vanne de prélèvement d'air booster (Variable Bleed Valve' V BV) ; 25 - une vanne de prélèvement d'air compresseur haute pression à ouverture proportionnelle ('Transient Bleed Valve' TBV et 'Start Bleed valve' SBV) ; - une vanne de prélèvement d'air compresseur haute pression tout ou rien (Handling Bleed Valve' HBV) ; 30 - une vanne de régulation d'un débit d'air contribuant au contrôle de jeu turbine basse pression (LPTACC) ou haute pression (HPTACC) ; - un actionneur d'aubes de stator à calage variable (Variable Stator Valve' VSV) ; - un actionneur de tuyère variable (Variable Fan Nozzle' VFN) ; 35 - un actionneur de palette dédié à une poussée vectorielle ; - un actionneur de calage de pas d'hélice ; et sur avion : - une trappe de train d'atterrissage - un volet - une gouverne.

Un quatrième objectif de l'invention est de définir un turboréacteur, dont le rapport poids/puissance soit élevé, et dont l'aménagement intérieur soit optimisé pour en faciliter la maintenance. Cet objectif est atteint grâce au fait que le turboréacteur comporte un actionneur linéaire tel que défini précédemment.

Selon un mode de réalisation, ce turboréacteur comporte un système de commande tel que défini précédemment. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un actionneur conforme à l'invention ; - la figure 2 est un organigramme présentant schématiquement le mode de contrôle de la position d'un élément, à l'aide d'un système de 20 commande de position d'élément selon l'invention ; - les figures 3A et 3B présentent un actionneur selon l'invention, dans deux positions différentes ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un système de commande d'un étage d'aubes de stator à angle de calage variable de turbomachine selon 25 l'invention ; - la figure 5 présente une vue de dessus du système de la figure 4. En faisant référence à la figure 1, un actionneur 100 conforme à l'invention va maintenant être décrit. Cet actionneur se compose principalement d'un levier 110, pivotant autour d'un pivot 120 sous l'action 30 notamment de deux ressorts 130,140. Le ressort 130 (premier moyen de rappel) applique une première force F1 sensiblement à une première extrémité 112 du levier. Le ressort 140 (deuxième moyen de rappel) applique une deuxième force F2 dont le moment par rapport au pivot 120 s'ajoute à celui de la première force F1. La deuxième force F2 exercée par 35 le ressort 140 s'applique au levier entre le pivot et sa deuxième extrémité 114.

Naturellement, le pivot exerce sur le levier une force de réaction R. La résultante F des différentes forces F1, F2, R appliquées sur le levier est une force F, appliquée par la deuxième extrémité 114 du levier 110 sur un élément actionné 150.

Le levier 110 à la forme d'une tige ou plaque allongée suivant un axe A, et les différentes forces F1,F2,R,F, citées précédemment s'exercent sensiblement perpendiculairement à cet axe A. Ainsi le levier est prévu pour entrer en contact (et recevoir les efforts) avec le premier moyen de rappel 130 et l'élément 150 sur un premier côté 132, et avec le pivot 120 sur un second côté 142. Dans l'exemple présenté sur la figure 1 la force exercée par l'actionneur 100 s'exerce sur un élément rotatif 150. Cet élément 150 comporte un bras 155 dont l'extrémité est en contact avec la deuxième extrémité 114 du levier 100. Par ce contact, l'actionneur exerce la force F sur l'élément 150, force qui vient équilibrer une force Fvsv appliquée par l'élément 150 sur l'actionneur : ainsi, la rotation de l'élément 150 (flèche B) est bloquée et empêchée. La plupart des organes de l'actionneur 100 sont contenus dans un boîtier protecteur 160, à savoir notamment le levier 110 sauf une partie au voisinage de sa deuxième extrémité 114, les ressorts 130 et 140, et l'actionneur de pivot 170. Cet actionneur de pivot 170 est celui qui permet de faire varier, de moduler la force exercée par l'actionneur 100. L'actionneur de pivot 170 comporte un bras 175 solidaire du pivot 120, et qui sert à déplacer le pivot 120 le long de l'axe A du levier 110. Pour simplifier dans le raisonnement qui suit on suppose que l'actionneur ne comporte pas le ressort 140 (deuxième moyen de rappel, qui est optionnel). Lorsque l'actionneur 100 est en situation d'équilibre avec l'élément actionné 150, l'équilibre des moments des forces s'appliquant au levier, calculé par rapport à l'extrémité du pivot 120 se traduit par la relation suivante : (1) Fvsv =FlxX/(LûX) dans laquelle X est la distance suivant l'axe A entre le point d'application de F1 et le pivot 120, et L la longueur du levier entre les points d'application des forces F1 et Fvsv, c'est-à-dire sensiblement entre ses deux extrémités 112 et 114, Fvsv étant la force appliquée par l'élément actionné 150 sur l'actionneur 100. Cette équation montre qu'il est possible de faire varier la force Fvsv non seulement en modulant ou faisant varier F1, mais également en faisant varier la position du pivot, et plus précisément dans le cas présenté en faisant varier la position X du pivot 120 suivant l'axe A : Tel est le principe de modulation de la force appliquée par l'actionneur. L'actionneur de pivot 170, peut-être un vérin électrique ou hydraulique, pour déplacer le pivot 120 suivant l'axe A. En fonction de ce déplacement, la valeur de X varie, et par conséquent la force F (égale à Fvsv) appliquée par l'actionneur 100 sur l'élément 150 varie également. Le rôle du second ressort 140 est de reprendre tout ou partie des efforts appliqués par l'élément 150 sur l'extrémité 114 du levier. On cherche ainsi en pratique à ce que la force F2 équilibre une grande partie de la force Fvsv appliquée par l'élément 150 sur l'extrémité 114 du levier, et soit par exemple égale à la valeur minimale, de la force Fvsv lorsque cette valeur est non-nulle, strictement positive. De la sorte, le levier 110 ne sert en réalité qu'à contrer que la partie variable de la force Fvsv appliquée par l'élément 150 sur l'extrémité 114 du levier 110. Grâce à cela, les éléments de l'actionneur 100 (sauf évidemment le second ressort 140) peuvent être dimensionnés à des valeurs relativement faibles. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'élément 150 est un élément rotatif, et l'actionneur 100 agit sur la rotation de celui-ci. Naturellement, l'actionneur 100 aurait pu également être utilisé pour agir sur un élément (non représenté) déplaçable en translation dans la direction d'application de la force F appliquée par l'extrémité 114 du levier 110, c'est-à-dire perpendiculairement à la direction A du levier 110. Les ressorts 130 et 140 sont des ressorts précontraints tarés à l'effort voulu de manière à ce que l'actionneur 100 équilibre la force Fvsv exercée par l'extrémité du bras 155 de l'élément 150. Enfin, le boîtier 160 abrite également un peigne 116. Celui-ci frotte contre la première extrémité 112 du levier 110, et sert ainsi à prévenir les oscillations intempestives qui pourraient affecter le levier 110 lors des changements de position du pivot 120.

On notera que d'autres dispositions des éléments constitutifs de l'actionneur 100 sont naturellement possibles dans le cadre de l'invention.

Par exemple, alors que dans l'exemple présenté les ressorts 130 et 140 sont des ressorts hélicoïdaux travaillant en compression, l'un et/ou l'autre de ces ressorts pourrait être également un ressort hélicoïdal travaillant en traction. Il serait alors disposé du côté opposé par rapport au levier 110 par rapport à ce qui apparaît sur la figure 1. Ainsi les ressorts 130 et 140 pourraient par exemple être du même côté du levier 110, du côté opposé au pivot 120. Dans une autre variante (non représentée), la direction de déplacement du pivot, au lieu d'être sensiblement perpendiculaire à la direction de la première force de rappel (et donc suivant l'axe du levier 110), pourrait être plus ou moins dirigée selon la direction de la première force de rappel (F1), et cela en fonction des caractéristiques de l'élément ou du système que l'on souhaite actionner. Par ailleurs, il est possible d'utiliser l'actionneur 100 comme système de commande de position, en particulier lorsque le comportement de l'élément 150 sous l'effet de la force F est connu, ou plus précisément lorsque la position de l'élément 150 ne dépend que de la force F appliquée par l'actionneur 100 (ou encore, de la force F et d'autres variables connues). On positionne alors le pivot 120 de l'actionneur 100, de manière à appliquer à la deuxième extrémité 114 du levier 110 la force adéquate qui placera l'élément actionné 150 dans la position souhaitée. Pour affiner la commande de position réalisée par ce système, celui-ci intègre un capteur de déplacement ou de position 180, disposé dans le boîtier 160. Ce capteur 180 sert à mesurer la position de la deuxième extrémité 114 du levier 110 ou de l'élément actionné 150. Cette information est transmise par exemple par câble à une unité de contrôle électronique ECU 200. En fonction de cette information, cette dernière élabore une consigne de position XT pour le pivot 120, consigne qui est transmise à l'actionneur de pivot 170.

Le capteur 180 (c'est-à-dire, son organe mesurant) peut être disposé physiquement à différents emplacements, l'essentiel étant qu'il permette de déterminer, directement ou indirectement, la position de la deuxième extrémité 114 du levier 110. Grâce au retour d'information réalisé par le capteur 180, il est possible de réguler la force F exercée par l'extrémité 114 du levier. Cette régulation est illustrée par la figure 2.

Une valeur souhaitée pour l'angle O du bras 155 de l'élément 150 est fournie à l'actionneur 100. La valeur courante mesurée OM de l'angle du bras 155 de l'élément 150 est fournie par le capteur 180. Un comparateur 190 détermine l'écart entre ces deux valeurs et le transmet à l'unité de commande électronique 200. L'unité de commande électronique 200, sur la base de cet écart (ou, de manière équivalente, de l'écart entre la position souhaitée et la position réelle de l'extrémité 114 du levier 110), en fonction de la géométrie de l'ensemble actionneur 100 / élément actionné 150, et en fonction d'autres paramètres d'environnement P pouvant notamment modifier la loi de comportement de l'élément actionné 150, détermine une valeur cible XT de position du pivot 110. Cette valeur est transmise au vérin 170 qui déplace le pivot 110 jusqu'à la position XT. Les figures 3A et 3B représentent en perspective un mode de réalisation possible pour l'actionneur dont le schéma de principe a été proposé en figure 1, dans deux positions de fonctionnement. Par souci de clarté, le capteur de position 180, l'unité de commande électronique 200, le boîtier 160, et le peigne 116 ne sont pas représentés. Ces figures permettent de mieux comprendre le fonctionnement de l'actionneur 100. Le pivot 120 est constitué par un arbre dont les deux extrémités sont maintenues par les deux bras 177 d'une fourche 176. La fourche 176 est elle-même placée à l'extrémité du bras 175 du vérin 170. Cet agencement permet que l'extension et la rétractation du bras 175 du vérin 170 entrainent le déplacement du pivot 120 dans une fente traversante longitudinale 118 du levier 110. Cette fente 118 astreint le pivot 120 à se déplacer suivant l'axe longitudinal A du levier. Sur la figure 3A, le pivot 120 est maintenu par le vérin 170 en position médiane dans la fente 118. Le levier 110 pivotant autour de l'axe P du pivot 120 est placé en position médiane. Les deux ressorts 130, 140, sont appliqués sur des faces opposées 132 et 142 du levier 110, et sont en position de compression intermédiaire. Dans cette position, une force FA d'intensité moyenne, ou médiane, est appliquée par l'extrémité 114 du levier sur un élément à commander non représenté. Sur la figure 3B en revanche, l'actionneur 100 est piloté de manière à réduire la force exercée. Dans ce but, le pivot 120 est placé par le vérin 170 (actionneur de pivot) à l'extrémité de la fente 118 située près du ressort 130. Comme le moment exercé par la force appliquée par ce premier ressort diminue nettement du fait de ce déplacement du pivot, la force FB que le levier applique par sa deuxième extrémité 114 est faible, et notamment sensiblement plus faible que celle FA exercée dans la position de la figure 3A. Les figures 4 et 5 présentent un exemple d'application d'un système de commande de position tel que celui présenté précédemment. Ces figures représentent une partie d'un étage 10 d'aubes à calage variable appartenant, par exemple, à un compresseur de turbomachine. Le compresseur comporte une enveloppe annulaire de stator 12 (ou carter) qui est centrée sur l'axe X-X de la turbomachine. L'étage 10 se compose d'une pluralité d'aubes 14 disposées radialement autour de l'axe X-X de la turbomachine. Chacune des aubes 14 est pivotante autour d'un axe 16 (ou pivot) qui traverse le carter 12.

Chaque pivot 16 des aubes à calage variable 14 est relié à une extrémité d'une biellette ou levier de commande 18 dont l'autre extrémité est articulée autour de tourillons 20 disposés radialement sur un anneau de commande 22. L'anneau de commande 22 entoure le carter 12 et est centré sur l'axe X-X de la turbomachine. La modification synchronisée de la position angulaire des aubes 14 est ainsi réalisée par rotation de l'anneau de commande 22 autour de l'axe X-X de la turbomachine. Le système selon l'invention permet de commander la position de l'anneau 22, c'est-à-dire la rotation de l'anneau de commande 22 autour 25 de l'axe X-X de la turbomachine. Dans ce but, une bielle de commande 32 de type ridoir à vis assure la transmission du mouvement à l'anneau 22. Cette bielle s'étend tangentiellement à l'anneau 22 sur lequel elle est fixée par l'intermédiaire d'une chape de liaison 27. A son extrémité opposée, la bielle 32 est fixée à 30 la deuxième extrémité 114 du levier 110. Cette liaison est articulée pour permettre le débattement du levier 110. L'actionneur 100 est fixé sur le carter 12 de manière à ce que la direction d'actionnement (perpendiculaire à la direction du levier 110) soit sensiblement tangente à celle de l'anneau 22 au niveau de la bielle 32.

De la sorte, la force appliquée par l'actionneur 100 agit sur la bielle 32 suivant la direction circonférentielle de l'anneau 22 et permet donc de commander la rotation de celui-ci. Le mouvement du système de commande est le suivant : l'actionnement du vérin 170 provoque un déplacement du pivot 120. Suite au déplacement de ce pivot, l'équilibre du levier 110 est modifié ; le levier change de position de manière à équilibrer la somme des moments autour de son pivot 120, pour les forces appliquées par les ressorts 130 et 140 et la bielle 32.

Dans la nouvelle position d'équilibre, la force appliquée par l'actionneur 100 à l'extrémité 114 du levier 110 a une nouvelle valeur (dépendant de la nouvelle position du pivot 120), et corrélativement la position de l'extrémité 114 du levier 110 change, c'est-à-dire que l'extrémité de la bielle 32 se déplace. Ce déplacement entraine une légère rotation de l'anneau 22 autour de l'axe X-X de la turbomachine. Ainsi, la simple modification de la position du pivot 120 par le vérin 170, permet de déplacer en rotation l'anneau de commande 22, et ainsi de provoquer une modification synchronisée de la position angulaire des aubes 14 de l'étage 10, par l'intermédiaire des leviers de commande 18.20

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Actionneur linéaire (100) pour appliquer sur un élément (150) une force d'actionnement (F, FA, FB) en fonction d'une consigne transmise à l'actionneur linéaire, caractérisé en ce qu'il comporte un levier (110) avec deux extrémités (112,114), apte à pivoter autour d'un pivot déplaçable (120), un premier moyen de rappel (130) apte à exercer une première force (F1) à une première extrémité du levier, sous l'effet de laquelle, combinée avec la réaction (R) du pivot, le levier (110) applique la force d'actionnement à l'élément (150) via sa deuxième extrémité (114), et un actionneur de pivot (170), apte à déplacer le pivot (120) par rapport au levier (110) en fonction de la consigne reçue de telle sorte que l'intensité de la force d'actionnement varie.
2. 2. Actionneur linéaire (100) selon la revendication 1, dans lequel l'actionneur de pivot (170) est apte à déplacer le pivot (120) de manière à faire varier le moment de la première force (F1) par rapport au pivot.
3. 3. Actionneur linéaire (100) selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un deuxième moyen de rappel (140) apte à appliquer au levier entre le pivot (120) et la deuxième extrémité (114) du levier une force (F2) dont le moment s'ajoute à celui de la première force (F1).
4. 4. Actionneur linéaire (100) selon l'une quelconque revendications 1 à 3, comportant en outre des moyens de frottement (116) aptes à limiter les oscillations du levier (110).
5. 5. Actionneur linéaire (100) selon l'une quelconque revendications 1 à 4, dont le levier (110) est prévu pour entrer en contact avec le premier moyen de rappel (130) et l'élément (150) sur un premier côté, et avec le pivot (120) sur un second côté.
6. 6. Actionneur linéaire (100) selon l'une quelconque revendications 1 à 5, dont l'actionneur de pivot (170) est un actionneur appartenant augroupe comprenant une capacité emplie de fluide, un vérin, un moto-réducteur ou un moteur linéaire, hydraulique ou électro-hydraulique.
7. 7. Actionneur linéaire (100) selon l'une quelconque revendications 1 à 6, dont le premier moyen de rappel (130) est un élément appartenant au groupe comprenant un ressort, une lame élastique, une pluralité de ressorts, et une capacité sous pression dont la pression de fluide s'applique sur un piston mobile.
8. 8. Système de commande (100) de la position d'un élément (150), comportant un actionneur linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, apte à appliquer une force d'actionnement sur l'élément pour placer celui-ci dans la position souhaitée.
9. 9. Système de commande de la position d'un élément selon la revendication 8, comportant en outre un capteur (180) permettant de relever périodiquement la position de la deuxième extrémité (114) du levier (110) ou de l'élément actionné, des moyens (200) pour déterminer périodiquement une consigne (XT) pour l'actionneur de pivot et la transmettre à celui-ci, la consigne étant déterminée en fonction de l'écart entre la position souhaitée et la position relevée de la deuxième extrémité (114) du levier ou de l'élément actionné (150).
10. 10. Système de commande d'un étage d'aubes de stator à angle de calage variable de turbomachine, l'étage étant formé d'une pluralité d'aubes (14) qui sont montées chacune de façon pivotante sur un carter (12) de la turbomachine et d'un anneau de commande (22) entourant le carter (12) et relié à chacune des aubes par l'intermédiaire de leviers (18), caractérisé en ce que la position de l'anneau de commande est commandée par un système de commande de position suivant la revendication 8 ou 9.
11. 11. Utilisation d'un actionneur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour appliquer une force sur un élément mobile (22) de turbomachine.
12. 12. Utilisation d'un actionneur selon la revendication 11, l'élément mobile (22) étant déplaçable en rotation ou en translation.
13. 13. Utilisation d'un actionneur selon la revendication 11 ou 12, dans le cas où l'élément mobile fait partie du groupe ou d'un élément du groupe comportant une vanne de prélèvement d'air booster ; une vanne de prélèvement d'air compresseur haute pression à ouverture proportionnelle ; une vanne de prélèvement d'air compresseur haute pression tout ou rien ; une vanne de régulation d'un débit d'air contribuant au contrôle de jeu, dans une turbine basse pression ou haute pression ; un actionneur d'aubes de stator à calage variable ; un actionneur de tuyère variable ; un actionneur de palette dédié à une poussée vectorielle ; un actionneur de calage de pas d'hélice ; ou encore, pour avion ou aéronef, une trappe de train d'atterrissage, un volet ou une gouverne.
14. 14. Turboréacteur, comportant un actionneur linéaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7.25