FR3030649A1 - Mecanisme d'entrainement d'organes de reglage de l'orientation des pales - Google Patents

Mecanisme d'entrainement d'organes de reglage de l'orientation des pales Download PDF

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Abstract

L'invention propose un mécanisme d'entrainement (10) d'au moins deux organes de réglage (12), chaque organe de réglage (12) permettant le réglage de l'orientation des pales d'un étage de redresseur de turbomachine qui lui est associé, le mécanisme d'entrainement (10) comportant des moyens pour entrainer simultanément lesdits au moins deux organes de réglage (12) en déplacement dans la turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte une tige filetée unique (14) et plusieurs leviers (18), chaque levier (18) étant associé à un organe de réglage (12), dont une première partie (24) de chaque levier (18) est en prise avec la tige filetée (14) et dont une extrémité (30) d'un bras (28) dudit levier (18) est reliée à l'organe de réglage (12) qui lui est associé, pour que la rotation de la tige filetée (14) provoque une rotation simultanée des leviers (18) associés aux organes de réglage (12).

Description

MÉCANISME D'ENTRAÎNEMENT D'ORGANES DE RÉGLAGE DE L'ORIENTATION DES PALES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un mécanisme d'entrainement d'organes de réglage de l'orientation des pales de plusieurs étages de redresseur d'une turbomachine. L'invention concerne plus particulièrement un mécanisme d'entrainement de plusieurs organes de réglage permettant d'entrainer simultanément les organes de réglage avec des vitesses de déplacement différentes d'un organe de réglage par rapport à l'autre. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le compresseur et/ou la turbine d'une turbomachine sont constitués de plusieurs étages, chaque étage comportant un redresseur du flux de gaz. Il est connu de modifier l'orientation des pales des redresseurs en fonction des conditions de fonctionnement de la turbomachine, pour optimiser le rendement de celle-ci. Selon un mode de réalisation connu, la modification de l'orientation des pales de redresseur est commandée par l'intermédiaire d'un actionneur comportant un arbre de commande qui coopère avec un organe associé à chaque pale ou bien un boitier de commande de l'orientation des pales.
Bien que l'utilisation d'un arbre unique pour l'entrainement des pales de deux étages de redresseur permette de limiter le nombre de composants dans la turbomachine, l'encombrement de ce système est particulièrement important, ce qui oblige de privilégier cette solution à des turbomachines de grandes dimensions. L'utilisation d'un boitier de commande est adaptable à toute taille de turbomachine. Cependant, cette solution comporte un grand nombre de composants, ce qui réduit la précision du système à cause du cumul des jeux entre les nombreux composants et leurs déformations respectives.
L'invention a pour but de proposer un mécanisme d'entrainement des moyens de réglage de l'orientation des pales qui soit à la fois d'encombrement réduit, et comportant un nombre de pièce lui aussi réduit. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne un mécanisme d'entrainement d'au moins deux organes de réglage, chaque organe de réglage permettant le réglage de l'orientation des pales d'un étage de redresseur de turbomachine qui lui est associé, le mécanisme d'entrainement comportant des moyens pour entrainer simultanément lesdits au moins deux organes de réglage en déplacement dans la turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte une tige filetée unique et plusieurs leviers, chaque levier étant associé à un organe de réglage, dont une première partie de chaque levier est en prise avec la tige filetée et dont une extrémité d'un bras dudit levier est reliée à l'organe de réglage qui lui est associé, pour que la rotation de la tige filetée provoque une rotation simultanée des leviers associés aux organes de réglage.
De préférence, la première partie de chaque levier forme une roue dentée centrée sur l'axe A de pivotement du levier et qui est en prise avec la tige filetée. De préférence, la tige filetée comporte une portion filetée qui est associée à chaque levier et avec laquelle la première partie du levier qui lui est associé est en prise.
De préférence, le pas de la portion filetée qui est associée à un levier est différent du pas de la portion filetée qui est associée à un autre levier. De préférence, le pas d'une portion filetée est variable le long de la tige filetée. De préférence, les dimensions de la première partie et/ou du bras d'un levier sont différentes des dimensions de la première partie et/ou du bras, respectivement d'un autre levier. De préférence, chaque organe de réglage consiste en un anneau de commande qui est monté à rotation autour de l'axe principal de la turbomachine, et qui est relié à ladite extrémité du bras du levier qui lui est associé par l'intermédiaire d'une tige de commande. De préférence, la longueur de la tige de commande peut être modifiée. L'invention concerne aussi une turbomachine d'aéronef comportant au moins deux étages de redresseur dont l'orientation des pales de chaque étage de redresseur peut être modifiée, caractérisée en ce que chaque étage de redresseur comporte un organe de réglage de l'orientation des pales dudit étage de redresseur, les organes de réglage étant mobiles en rotation dans la turbomachine autour de l'axe principal de la turbomachine et étant entrainés en rotation par un mécanisme d'entraînement selon l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles la figure unique est une représentation schématique d'un mécanisme d'entrainement réalisé selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a représenté à la figure unique un mécanisme 10 pour l'entrainement d'organes de réglage 12 de l'orientation des pales (non représentées) de plusieurs étages de redresseur de turbomachine.
Chacun des organes de réglage 12 consiste en un anneau associé à un étage de redresseur d'une turbomachine, qui est mobile en rotation dans la turbomachine autour de l'axe principal de la turbomachine (non représenté). La turbomachine comporte à cet effet des moyens reliant chaque anneau 12 aux pales de l'étage de redresseur qui lui sont associées, pour que la rotation de l'anneau 12 provoque la modification simultanée de l'orientation de chacune des pales associée. A titre d'exemple non limitatif, ces moyens de liaison comportent des leviers reliant chaque aube à l'anneau 12.
Ici, trois organes de réglages/anneaux 12 associés à trois étages de redresseur ont été représentés. Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce nombre d'étages de redresseurs et d'anneaux 12, le mécanisme d'entrainement 10 pouvant concerner uniquement deux anneaux 12 associés à deux étages de redresseur ou plus. Ainsi, la rotation d'un anneau 12 dans la turbomachine provoque la rotation simultanée de toutes les pales de l'étage de redresseur qui lui sont associées. Lors d'un changement des conditions de fonctionnement de la turbomachine, l'orientation des pales de tous les étages de redresseur doit être modifiée simultanément pour optimiser les performances de la turbomachine. Aussi, les pales de chaque étage de redresseur pivotent d'un angle différent par rapport à l'angle de pivotement des pales des autres étages de redresseur. Le mécanisme 10 d'entrainement des anneaux de réglage 12 est conçu pour entrainer simultanément les deux anneaux 12 en mouvement et pour que l'amplitude de déplacement des anneaux 12 soit différente d'un anneau par rapport aux autres. Pour l'entrainement simultané des anneaux de réglage 12, le mécanisme d'entrainement comporte une tige filetée unique 14 qui est associée à tous les organes de réglage 12 et un système d'accouplement 16 reliant chaque organe de réglage 12 à la tige filetée 14. Chaque système d'accouplement 16 comporte un levier 18 qui est monté pivotant dans un boitier de commande 20 commun à tous les systèmes d'accouplement 16 et qui est accouplé avec la tige filetée 14, et une tige de commande 22 reliant le levier 18 à l'anneau de réglage 12 associé au système d'accouplement.
Le levier 18 comporte une première partie 24 qui est en prise avec une portion filetée 26 de la tige filetée 14 qui lui est associée, et qui consiste ici en une roue dentée centrée sur l'axe A d'articulation du levier 18 par rapport au boitier de commande 20. La denture de cette roue dentée 24 est complémentaire de la portion filetée 26 qui lui est associée.
Le levier 18 comporte aussi un bras 28 qui traverse le boitier de commande 20 et dont l'extrémité 30 du bras 28 qui sort du boitier de commande 20 est reliée à la tige de commande 22. Une première extrémité 22a de la tige de commande 22 est reliée à l'extrémité libre 30 du bras 28 par une articulation conventionnelle, la deuxième extrémité 22b de la tige de commande 22 est reliée à l'anneau de réglage 12 par l'intermédiaire d'une chape 32 portée par l'anneau de réglage 12 associé. De préférence, la tige de commande 22 consiste en un ridoir, dont la longueur peut être ajustée en faisant tourner son corps central 34 autour de l'axe principal de la tige de commande 22. Lorsque la tige filetée 14 pivote autour de son axe principal, étant entrainée par un moteur électrique 36, le levier 18 pivote autour de son axe principal A. Le levier 18 exerce alors une traction ou une poussée sur la tige de commande 22 qui entraîne à son tour l'anneau de réglage 12 associé en rotation autour de l'axe principal de la turbomachine. Comme on l'a dit précédemment, les systèmes d'accouplement 16 sont tous reliés à la tige filetée 14. Ainsi, lorsque la tige filetée 14 pivote autour de son axe principal, les systèmes d'accouplement 16 entrainent tous les anneaux de réglage 12 en rotation de manière simultanée.
Le réglage de l'orientation des aubes a ainsi lieu en même temps, mais l'amplitude de pivotement des aubes d'un étage de redresseur est généralement différente de l'amplitude de pivotement des aubes d'un autre étage de redresseur. Pour cela, les dimensions du levier 18 d'un système d'accouplement 16 sont différentes des dimensions du levier 18 d'un autre système d'accouplement 16.
En particulier, le diamètre de la roue dentée 24 d'un levier 18 est différent du diamètre de la roue dentée d'un autre levier 18. Aussi, la longueur du bras 28 d'un levier est différente de la longueur du bras 28 d'un autre levier 18. Il sera compris que les différences entre les diamètres des roues dentées 24 ou entre les longueurs de leviers 28 peuvent être appliquées simultanément ou distinctivement d'un levier par rapport à un autre, selon la différence d'amplitude de pivotement d'un anneau 12 par rapport à l'autre. Aussi, pour obtenir des amplitudes de pivotement différentes entre deux anneaux 12, il est possible d'intervenir sur les portions filetées 26 de la tige filetée 14. Pour cela, selon un premier mode de réalisation, le pas d'une portion filetée 26 est différent du pas d'une autre portion filetée 26. La variation du pas de la portion filetée 26 peut être continu, ou bien discontinu, c'est-à-dire que le pas d'un tronçon de la portion filetée est continu et le pas d'un autre tronçon de la portion fileté est différent du pas du premier tronçon. Selon un autre mode de réalisation, le pas d'une portion filetée 26 est variable le long de la tige filetée 14. Ainsi, lorsque la tige filetée 14 pivote autour de son axe principal, le pas de la portion filetée 26, avec laquelle la première partie 24 du levier 18 coopère, change.
Cela permet d'avoir une commande non linéaire, ou non proportionnelle du déplacement d'un anneau 12. De plus, cette non-linéarité entre les différents anneaux 12 est gérée directement au niveau de la tige de commande et des leviers. Le mécanisme d'entrainement 10 ne nécessite donc aucune pièce supplémentaire pour réaliser cette fonction.
La première partie 24 du levier 18 qui est associé à une portion filetée 26 est formée de manière complémentaire à cette portion filetée, c'est-à-dire que le pas de cette roue dentée est identique au pas de la portion filetée 26 et ce pas est, le cas échéant, lui aussi variable en fonction de la position angulaire de la première partie 24 du levier 18 autour de son axe A de pivotement.
Un tel du mécanisme d'entrainement 10 comporte une tige principale d'entrainement des organes de réglage 12 qui est mobile en rotation autour de son axe principal. Il n'y a donc pas de course supplémentaire de la tige qui nécessiterait de lui attribuer un volume supplémentaire dans la turbomachine.
Ainsi, la turbomachine comportant un tel mécanisme d'entrainement des organes de réglage de l'orientation des pales des étages de redresseur, voit son encombrement optimisé.5

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Mécanisme d'entrainement (10) d'au moins deux organes de réglage (12), chaque organe de réglage (12) permettant le réglage de l'orientation des pales d'un étage de redresseur de turbomachine qui lui est associé, le mécanisme d'entrainement (10) comportant des moyens pour entrainer simultanément lesdits au moins deux organes de réglage (12) en déplacement dans la turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte une tige filetée unique (14) et plusieurs leviers (18), chaque levier (18) étant associé à un organe de réglage (12), dont une première partie (24) de chaque levier (18) est en prise avec la tige filetée (14) et dont une extrémité (30)d'un bras (28) dudit levier (18) est reliée à l'organe de réglage (12) qui lui est associé, pour que la rotation de la tige filetée (14) provoque une rotation simultanée des leviers (18) associés aux organes de réglage (12).
  2. 2. Mécanisme d'entrainement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première partie (24) de chaque levier (18) forme une roue dentée centrée sur l'axe (A) de pivotement du levier (18) et qui est en prise avec la tige filetée (14).
  3. 3. Mécanisme d'entrainement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige filetée (14) comporte une portion filetée (26) qui est associée à chaque levier (18) et avec laquelle la première partie (24) du levier (18) qui lui est associé est en prise.
  4. 4. Mécanisme d'entrainement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le pas de la portion filetée (26) qui est associée à un levier (18) est différent du pas de la portion filetée (26) qui est associée à un autre levier (18).
  5. 5. Mécanisme d'entrainement (10) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le pas d'une portion filetée (26) est variable le long de la tige filetée (14).
  6. 6. Mécanisme d'entrainement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions de la première partie (24) et/ou du bras (28) d'un levier (18) sont différentes des dimensions de la première partie (24) et/ou du bras (28), respectivement d'un autre levier (18).
  7. 7. Mécanisme d'entrainement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque organe de réglage (12) consiste en un anneau de commande qui est monté à rotation autour de l'axe principal de la turbomachine, et qui est relié à ladite extrémité (30) du bras (28) du levier (18) qui lui est associé par l'intermédiaire d'une tige de commande (22).
  8. 8. Mécanisme d'entrainement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la longueur de la tige de commande (22) peut être modifiée.
  9. 9. Turbomachine d'aéronef comportant au moins deux étages de redresseur dont l'orientation des pales de chaque étage de redresseur peut être modifiée, caractérisée en ce que chaque étage de redresseur comporte un organe de réglage (12) de l'orientation des pales dudit étage de redresseur, les organes de réglage (12) étant mobiles en rotation dans la turbomachine autour de l'axe principal de la turbomachine et étant entrainés en rotation par un mécanisme d'entraînement (10) selon l'invention.
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