FR3046440A1 - Module de soufflante a aubes a calage variable pour une turbomachine - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un module de soufflante à aubes à calage variable pour une turbomachine, comprenant un rotor (2) portant des aubes (3), un carter fixe (7) et un système de réglage et de commande du calage des aubes (3), le rotor (2) comprenant un arbre (6) central et un anneau (9) de support des aubes entourant l'arbre, une extrémité avant de l'anneau (9) étant reliée à une extrémité avant de l'arbre (6) de manière à définir entre l'anneau et l'arbre un espace annulaire ouvert vers l'arrière, ledit espace annulaire du rotor (2) logeant le système de réglage et de commande du calage des aubes (3) et l'arbre (6) étant guidé par un premier palier (8) monté dans le carter fixe (7) en arrière de l'anneau (9), caractérisé en ce qu'il comporte une pièce tubulaire (23) reliée au carter fixe (7), s'étendant dans ledit espace annulaire en avant du premier palier (8) et portant au moins un palier complémentaire (30) de guidage de l'arbre (6).

Description

Module de soufflante à aubes à calage variable pour une turbomachine Domaine technique : L’invention concerne une soufflante de turbomachine ayant des aubes à calage variable de leur pas. Elle concerne plus particulièrement le maintien du rotor de cette soufflante.

Etat de l’art :

Le calage variable des aubes d’une soufflante de turbomachine est l’une des voies pour en améliorer les performances dans différentes conditions de vol. Le calage variable peut également être avantageux pour placer les aubes dans une position où celles-ci sont dans une position en drapeau, c’est à dire n’exercent pas de poussée sur l’air malgré la rotation de la soufflante, puis dans une position où la poussée de la soufflante est inversée, sans changer son sens de rotation. La position en drapeau correspond à une position intermédiaire de l’angle de calage des aubes entre les modes propulsion et inversion de poussée.

Pour réaliser un calage variable des aubes, il est possible d’utiliser la solution décrite, par exemple, dans le brevet FR-B1-3009710 de la demanderesse. Dans ce cas, les aubes sont montées pivotantes autour d’axes radiaux sur un anneau support du rotor de la soufflante. Un système de tringles peut commander le pivotement des aubes par exemple en agissant sur des couples de pivots coniques ou sur des biellettes. Le déplacement des tringles peut être lui-même entraîné par un vérin hydraulique.

Les dispositifs de réglage et de commande du calage des aubes introduisent des mécanismes qui présentent un certain encombrement et une certaine masse. Cela rend plus difficile le maintien du rotor de la soufflante en avant du carter de la turbomachine.

De plus, le fonctionnement des mécanismes de calage variable peut être affecté si le maintien du rotor de soufflante n’est pas suffisamment rigide, lorsque ces mécanismes comportent des liaisons entre des pièces de différents diamètres ou des pièces de stator et de rotor.

Il existe donc un besoin de définir des modules de soufflantes à aubes à calage variable permettant de maintenir le rotor avec une rigidité suffisante.

Présentation de l’invention: L’invention concerne un module de soufflante à calage variable pour une turbomachine, comprenant un rotor portant des aubes, un carter fixe et un système de réglage et de commande du calage des aubes, le rotor comprenant un arbre central et un anneau de support des aubes entourant l’arbre, une extrémité avant de l’anneau étant reliée à une extrémité avant de l’arbre de manière à définir entre l’anneau et l’arbre un espace annulaire ouvert vers l’arrière, ledit espace annulaire du rotor logeant ledit système et l’arbre étant guidé par un premier palier monté dans le carter fixe en arrière de l’anneau, caractérisé en ce qu’il comporte une pièce tubulaire reliée au carter fixe, s’étendant dans ledit espace annulaire en avant du premier palier et portant au moins un palier complémentaire de guidage de l’arbre.

Dans le document, les termes « avant » et « arrière » pour déterminer la position de pièces les unes par rapport aux autres font référence au sens d’avancement normal de la turbomachine en fonctionnement dans l’air.

Le maintien du rotor par au moins un palier complémentaire situé en amont du premier palier, au centre de la sorte d’ « épingle » qu’il forme autour du système de réglage et de commande du calage des aubes permet de mieux maintenir radialement le rotor.

Cela permet de limiter les jeux dans des roulements de passage de référentiel entre des pièces fixes et des pièces tournantes de réglage et de commande du calage variable qui sont situées dans l’espace annulaire. Cela permet aussi de diminuer les contraintes de dimensionnement du système de réglage et de commande du calage variable.

Par ailleurs, ce dispositif de maintien du rotor, par le fait qu’il concerne des paliers sur l’arbre central, a un impact limité sur le moment d’inertie du rotor.

Le diamètre dudit au moins un palier complémentaire peut être plus petit que celui du premier palier. Ce dernier sert généralement à maintenir aussi axialement le rotor, alors que le palier complémentaire peut ne servir qu’au maintien radial.

De préférence, la pièce tubulaire s’étend de manière à porter au moins un palier complémentaire de guidage de l’arbre en avant des aubes, de manière à maintenir radialement le rotor sensiblement sur toute sa longueur, autour des éléments du système de réglage et de commande du calage variable.

Avantageusement, la pièce tubulaire est montée sur une pièce fixe portant également ledit premier palier.

De préférence, le système de réglage et de commande du calage des aubes comprend un mécanisme de réglage du calage des aubes lié au rotor de soufflante, un moyen de commande monté sur le carter fixe et comportant une pièce de commande mobile en translation selon un axe de rotation du rotor, et un palier de transfert de charge entre la pièce de commande et le mécanisme de réglage de calage des aubes.

Le moyen de commande comporte en particulier un actionneur agencé pour entraîner la pièce de commande mobile. L’actionneur, généralement un vérin, est monté sur le carter fixe.

Avantageusement, la pièce tubulaire sert de piste fixe pour guider le déplacement axial de la pièce de commande.

De préférence, le palier de transfert de charge est situé en arrière des aubes.

Le palier de transfert de charge entre les référentiels fixe et tournant est ainsi plus près du carter, on limite le bras de levier et les jeux entre parties tournantes et parties fixes.

Le moyen de commande peut comporter un boîtier formant une chambre dans laquelle coulisse un piston entraînant la pièce de commande, ledit boîtier étant monté sur la pièce fixe support du premier palier.

Cette configuration, notamment adaptée à un rotor de soufflante placé en avant de la turbomachine, permet de limiter l’encombrement du système de réglage et de commande du calage avec le moyen de commande à l’intérieur du rotor.

Avantageusement, la pièce tubulaire supporte des moyens de rappel élastique agencés pour exercer une force de rappel axial sur la pièce de commande vers une position déterminée, correspondant de préférence à la mise en drapeau des aubes.

Selon des moyens connus, l’agencement du mécanisme de réglage permet de transformer un mouvement de translation axiale d’une pièce dans le référentiel en mouvement du rotor en une rotation des aubes autour de leur axe de calage. Le palier de transfert de charge permet de lier les translations axiales de la pièce de commande dans le repère fixe de la turbomachine avec celles de ladite pièce du mécanisme de réglage sur le rotor. Les moyens de rappel élastiques exerçant leur force entre deux pièces non tournantes, ils ne sont eux-mêmes pas en rotation, ce qui limite la masse en rotation. De plus, ils ne font pas appel à des effets d’inertie et leur force de rappel n’est donc pas directement proportionnelle à leur masse.

Avantageusement, les moyens de rappel axial comprennent au moins deux ressorts, chacun étant agencé pour que, lorsqu’il exerce sa force de rappel, il soit placé en compression entre une butée axiale liée à la pièce de commande bloquant une première extrémité axiale du ressort et une butée axiale liée à la pièce tubulaire support des moyens de rappel bloquant une deuxième extrémité axiale du ressort.

De préférence, la pièce tubulaire support des moyens de rappel comprend au moins une butée axiale agencée pour bloquer la première extrémité axiale de chaque ressort lorsque la pièce de commande est située axialement au-delà de la position intermédiaire par rapport au sens de rappel du ressort.

Brève description des dessins :

La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente schématiquement une turbomachine utilisant l’invention ; la figure 2 représente une coupe axiale schématique d’un premier mode de réalisation d’un dispositif de réglage du calage des aubes de rotor selon l’invention, en position de mise en drapeau des aubes ; la figure 3 représente une vue schématique de face des biellettes de commande de l’angle de calage des aubes pour un dispositif selon l’invention ; la figure 4 représente une coupe axiale schématique du premier mode de réalisation correspondant à la figure 3, en position de propulsion des aubes ; la figure 5 représente une coupe axiale schématique du premier mode de réalisation correspondant à la figure 3, en position d’inversion de poussée des aubes ; et la figure 6 représente une coupe axiale schématique d’un deuxième mode de réalisation d’un dispositif de réglage du calage des aubes de rotor selon l’invention, en position de mise en drapeau des aubes.

Description d’un mode de réalisation de l’invention : L’invention concerne par exemple une turbomachine telle que celle schématiquement représentée sur la figure 1. Elle comporte une soufflante 1 comportant un rotor 2 portant une série d’aubes 3. La soufflante 1 est généralement carénée. La soufflante 1 est ici placée en avant de la partie moteur de la turbomachine qui comprend successivement, un générateur de gaz 4 et une turbine de puissance 5 qui entraîne l’arbre 6 du rotor 2 de la soufflante. La soufflante 1 tourne ici autour d’un axe X qui est également l’axe de rotation des éléments de la partie moteur et se trouve généralement devant un carter fixe 7 entourant la partie moteur. L’arbre 6 du rotor traverse le carter fixe 7 et il est maintenu axialement au passage de ce dernier par un palier 8. L’arbre 6 est par ailleurs entraîné en rotation par un arbre lié à la turbine de puissance, non représentée, au travers d’un réducteur 32.

Le rotor 2 se trouve en avant d’un carter fixe 7 de la turbomachine. Le palier 8 est de préférence agencé pour maintenir l’arbre 6 à la fois radialement et axialement. Pour cette raison, ces roulements sont préférablement des roulements à billes. Par ailleurs, le palier 8 est monté ici sur une pièce support 7a du carter 7, proche du réducteur 32.

Selon un premier mode de réalisation, en référence à la figure 2, dans cette configuration, le rotor 2 comprend également un anneau 9 de support des aubes 3, situé en avant du palier 8. L'avant de l'anneau 9 support est relié à l'avant du rotor 2 par une pièce 10 sensiblement tronconique et l’ensemble est configuré de telle sorte qu’un volume libre intérieur est ménagé devant le palier 8, entre l’anneau support 9 et l’arbre 6.

Une aube 3, telle que représentée sur la figure 2, est montée sur l’anneau support 9 de manière mobile en rotation autour d’un axe Y sensiblement radial, par exemple au moyen d’un palier à roulements, non figuré. L’aube 3 comporte un arbre 12 centré sur l’axe Y qui dépasse radialement de l’anneau support 9 dans le volume libre intérieur.

En référence aux figures 2 et 3, une manivelle 13 solidaire de l’arbre 12 de de pivot de l’aube 3 est disposée de manière sensiblement perpendiculaire à ce dernier dans un plan transversal à l’axe X du rotor 2. Par ailleurs, une bielle 14, sensiblement axiale, est montée pivotante sur un pion 11 en point A de la manivelle 13 selon une direction sensiblement parallèle à l’axe Y de l’arbre 12 de pivot. L’extrémité de l’arbre de pivot 12, la manivelle 13 et le pion 11 peuvent former en une seule pièce, un bras de mise en rotation de l’aube.

De cette manière, une translation axiale de la biellette 14 permet d’exercer un bras de levier de longueur L, égale à la distance entre le point de liaison A et l’axe Y de l’arbre de pivot 12, pour faire tourner l’aube 3 autour de l’axe Y. L’exemple de la figure 3 montre ainsi huit arbres 12 pour les aubes de la soufflante, régulièrement répartis sur la circonférence. La manivelle 13 peut s’étendre dans l’espace séparant deux arbres de pivot 12 successifs pour assurer le bras de levier L.

Par ailleurs, la biellette 14 s’étend ici vers l’arrière et comporte au niveau de son extrémité arrière, une tête présentant un orifice dans lequel est engagé un pion 15 pour la pousser vers l’avant ou la tirer vers l’arrière. Suivant la position axiale de pion 15, l’angle de calage de chaque aube 3 pourra ainsi varier autour d’une position moyenne correspondant à la mise en drapeau, pour se retrouver soit dans une position de poussée, soit dans une position d’inversion de poussée.

Le dispositif est complété par un vérin axial utilisé pour déplacer axialement les pions 15 passant dans les têtes des biellettes 14. Le vérin axial comporte un boîtier 16 fixé au carter 7 et placé dans le volume intérieur libre du rotor 2. Le boîtier 16 forme une chambre à l’intérieur de laquelle peut se déplacer un piston 17 qui entraîne une pièce 18 annulaire s’étendant axialement devant le boîtier 16. Avantageusement, le boîtier 16 et le piston 17 sont également annulaires autour de l’axe X du rotor 2. La position du piston 17 est obtenue par une différence de pression d’huile de part et d’autre du piston 17 à l’intérieur de la chambre du boîtier 16, qui est contrôlée par un circuit de commande non représenté sur la figure. Comme dans l’état de l’art précédemment décrit, ce circuit de commande comporte de manière connue des moyens d’asservissement permettant de régler la pression d’huile arrivant au vérin pour obtenir un déplacement défini du piston 17. Il est à noter cependant que, contrairement à cet état de l’art, il n’est pas nécessaire d’introduire de joint dynamique dans le circuit d’huile puisque le boîtier 16 du vérin est fixé au carter 7.

La pièce annulaire 18 entraînée par le piston 17 porte par ailleurs la piste intérieure d’un palier 19 de transfert de charge, permettant la rotation autour de cette pièce 18, d’un anneau 20 lié au rotor 2 de la soufflante. La piste externe du palier 19 est fixée à cet anneau 20, de même que la piste interne est fixée à la pièce annulaire 18. De la sorte, le mouvement axial de la pièce annulaire 18 entraîne axialement l'anneau 20 tout en lui permettant de tourner avec le rotor 2.

Par ailleurs, l'anneau 20 supporte les pions 15 agencés pour s'insérer dans les têtes des biellettes 14, afin de les faire bouger axialement. De cette manière, le mouvement du piston 17 du vérin est transmis aux biellettes 14 et fait tourner chaque aube 3 autour de son axe de calage Y.

De préférence, l'anneau 20 comporte également au moins une tige 21 qui dépasse radialement pour s'insérer dans une glissière axiale 22 liée à l'anneau 9 de support des aubes 3. Cela permet de fixer la position en azimut de l'anneau 20 par rapport au rotor 2, en transmettant les efforts circonférentiels entre le rotor 2 et l'anneau 20 sans interférer avec le mécanisme de déplacement des biellettes 14.

Une piste annulaire fixe 23, sensiblement tubulaire et autour de laquelle coulisse la pièce annulaire mobile 18, est par ailleurs fixée à la périphérie radiale intérieure du boîtier 16 et s’étend axialement vers l’avant, le long de l’arbre 6 du rotor. L’extension axiale vers l’avant de cette piste annulaire fixe 23 est plus importante que celle de la pièce annulaire mobile 18 entraînée par le piston. De préférence, la piste annulaire fixe 23 traverse l’axe de calage Y des aubes 3 et s’étend sensiblement jusqu’à la jonction de l’arbre 6 et de la pièce tronconique 10, sans les toucher.

Par ailleurs, la piste annulaire fixe 23 comporte une première bride 24 en saillie radiale de sa périphérie externe à son extrémité avant et une deuxième bride 25 également en saillie radiale de sa périphérie externe, sensiblement à mi-chemin entre la paroi radiale avant 28 de la chambre 16 et la première bride. Un premier ressort cylindrique 26 est installé autour de la périphérie externe de la piste annulaire fixe 23, entre la première bride 24 et la deuxième bride 25. Il comporte des butées à ses extrémités 26a, 26b qui permettent de le contenir entre les brides 24, 25. Un deuxième ressort cylindrique 27 est installé autour de la périphérie externe de la piste annulaire fixe 23, entre la deuxième bride 25 et la paroi avant 28 du boîtier 16 du vérin, qui forme une butée axiale sur la piste annulaire fixe 23. Le deuxième ressort 27 comporte également une butée 27a à son extrémité avant, la butée arrière 27b étant constituée par la paroi avant 28 du boîtier 16.

La pièce annulaire mobile 18 entraînée par le piston 17 est, quant à elle, dimensionnée pour coulisser axialement entre lesdits ressorts 26, 27 sans les toucher mais elle comporte, à son extrémité avant, une bride 29 faisant saillie radialement vers rintérieur, de manière à pouvoir pousser axialement sur la butée de l’extrémité arrière 26b du premier ressort 26 et la butée de l’extrémité avant 27a du deuxième ressort 27. Sur la figure 3, la pièce annulaire mobile 18 se trouve dans une position intermédiaire où sa bride d’extrémité 29 vient se loger entre la butée arrière 26b du premier ressort 26 et la butée avant 27a du deuxième ressort 27, au-dessus de la deuxième bride 25 de la pièce annulaire fixe 18. Afin d’éviter des battements de pâles lors de la mise en drapeau en cas de défaillance du vérin, les brides 25 et 29 doivent avoir la même épaisseur, aux tolérances d’usinage près.

On obtient une superposition radiale du système de mise en drapeau avec le système de transformation de mouvement en calage d’aubes et on a de la place pour augmenter si nécessaire le diamètre du vérin. De plus, au niveau des paliers 30 maintenant le rotor par l’arbre 6 dans la piste annulaire 23, les petits roulements, c’est-à-dire à plus bas rayon que le palier 8, permettent un encombrement réduit. On optimise l’encombrement disponible pour le vérin en superposant les paliers 30 et le dispositif assurant la transformation de mouvement en calage d’aubes et le retour en drapeau.

On peut noter que, si on utilise un vérin statique, en particulier non hydraulique, pour actionner le déplacement axial d’une pièce mobile annulaire 18 pour un système de réglage de calage des aubes 3 similaire à celui décrit précédemment, et que l’on n’est donc pas forcément soumis à l’obligation d’installer le système de rappel, on peut quand même utiliser cette configuration pour installer une piste annulaire fixe 23 supportant les paliers. Suivant le système d’actionneur utilisé, cette piste annulaire fixe 23 peut être solidaire d’un boîtier contenant l’actionneur, fixé à la pièce de structure 7a maintenant le premier palier 8, soit être constituée par le boîtier lui-même, s’il s’étend suffisamment en avant du premier palier 8.

Par ailleurs, on peut remarquer que les têtes des biellettes 14 sont en arrière de l’arbre 12 des aubes 3. Leur longueur est agencée de manière à ce que, lorsque la pièce annulaire mobile 18 est dans la position intermédiaire décrite plus haut, sa butée avant 29 se trouvant sensiblement en face de la deuxième butée 25 de la piste annulaire fixe 23, l'anneau 20 se trouve dans une position proche du boîtier 16 du vérin tout en lui permettant de reculer. Cette position intermédiaire de l’anneau 20 contribue à la rigidité de l'ensemble.

De plus, sur l’exemple de la figure 3, la piste annulaire fixe 23 est reliée à l'arbre 6 du rotor par un ou plusieurs paliers centraux 30 répartis sur sa longueur. Le rotor 2, comprenant l’arbre 6, la pièce conique de raccord 10 et l’anneau support 9, forme une sorte d’épingle s’insérant dans la piste annulaire 23 et entourant le stator constitué de l’actionneur fixe. Par ailleurs, la forme sensiblement tubulaire de la piste annulaire 23 contribue à sa rigidité. L’épingle formée par le rotor 2 est maintenue par l’intérieur, le long de l’arbre 6, par le palier 8 près du réducteur 32 et par les paliers centraux 30 le long de la piste annulaire 23. Cette configuration améliore le maintien transversal du rotor 2 en répartissant les efforts sur la longueur de la piste annulaire fixe 23, à partir du premier palier central 30 disposé sur le carter au niveau de la chambre du vérin hydraulique jusqu’au deuxième palier central 30, sur l’exemple, situé près de l’avant de l’épingle du rotor 2.

On notera qu’ici, contrairement au premier palier 8, les paliers centraux 30 n’ont pas besoin d’assurer un maintien axial et ont, avantageusement des roulements plus petits. Us peuvent aussi être formés de roulements à rouleaux et ainsi éviter de sur-contraindre axialement le rotor 2.

Le maintien du rotor assuré par les paliers centraux 30 permet de se passer de paliers externes de maintien du rotor sur le carter fixe 7, en périphérie du palier 8. Cette configuration contribue à minimiser la masse de structure, notamment la masse tournante de la structure du rotor servant à le maintenir.

Le maintien du rotor 2 au niveau de son arbre 6 libère de l’espace à l’extérieur de l’anneau 9. On peut ainsi donner un plus grand rayon à l’anneau 9 de support des aubes. De plus, la rigidification de la liaison entre le vérin et le rotor 2 par l’intermédiaire des paliers centraux 30 permet de diminuer les jeux au niveau du palier 19 de transfert de charge vers l'anneau 20 de contrôle de biellettes 14.

La rigidification de l’ensemble et la place disponible pour augmenter le diamètre de l’anneau support 9 permettent d'écarter les biellettes 14 de l'axe X du rotor 2. Comme on peut le voir sur la figure 3, la distance disponible entre deux arbres de pivot 12 pour un écartement angulaire donné est proportionnelle au rayon auquel se trouvent les biellettes 14, à la base de l’arbre de pivot 12. H est donc possible soit d'augmenter le nombre d’aubes 3 de la soufflante 1, soit à nombre d’aubes 3 constant, d'augmenter le bras de levier L et ainsi d'être moins exigeant sur le dimensionnement du vérin hydraulique et de son circuit de commande.

Le système de réglage du calage des aubes 3 ainsi décrit fonctionne de la manière suivante :

En référence à la figure 4, lorsque le piston 17 du vérin se déplace vers l'arrière, il entraîne la rotation des aubes 3 de telle sorte que leur calage corresponde au mode propulsion. Par ailleurs, la butée avant 29 de la pièce annulaire mobile 18 comprime le deuxième ressort 27 contre la butée formée par la paroi avant du boîtier 16, tandis que le premier ressort 26 reste contenu entre la première bride 24 et la deuxième bride 25 de la piste annulaire fixe 23, sans interagir avec la pièce annulaire mobile 18. Si une panne intervient dans le système de commande hydraulique et que le vérin devient inopérant, la force de rappel exercée par le deuxième ressort 27 fait avancer la pièce annulaire mobile 18 jusqu'à la position intermédiaire, correspondant à la figure 3, où sa bride avant 29 est en face de la deuxième bride 25 de la piste annulaire fixe 23, les deux ressorts 26, 27 ayant leurs extrémités 26b, 27a en butée sur cette deuxième bride 25. La position intermédiaire de la pièce annulaire mobile 18 ayant été conçue de manière à ce qu'elle corresponde à l'angle de calage de la position en drapeau des aubes 3, le système remplit son rôle de sécurité lorsque la soufflante 1 est en mode propulsion.

De manière symétrique, en référence à la figure 5, lorsque le piston 17 du vérin se déplace vers l'avant, il entraîne la rotation des aubes 3 de telle sorte que leur calage corresponde au mode inversion de poussée. Par ailleurs, la butée avant 29 de la pièce annulaire mobile 18 comprime le premier ressort 26 contre la première butée 24 de la piste annulaire fixe 23, tandis que le deuxième ressort 27 reste contenu entre la deuxième bride 25 de la piste annulaire fixe 23 et la paroi transversale avant du boîtier 16, sans interagir avec la pièce annulaire mobile 18. Si une panne intervient dans le système de commande hydraulique et que le vérin devient inopérant, la force de rappel exercée par le premier ressort 26 fait reculer la pièce annulaire mobile 18 jusqu'à la position intermédiaire, correspondant à la figure 3, où sa bride avant 29 est en face de la deuxième bride 25 de la piste annulaire fixe 23, les deux ressorts 26, 27 ayant leurs extrémités 26b, 27a en butée sur cette deuxième bride 25. De cette manière le système remplit également son office de sécurité lorsque la soufflante 1 est en mode inversion de poussée.

On notera, que dans les deux situations, les ressorts 26, 27 ramènent naturellement la pièce mobile 18 vers une unique et même position neutre qui correspond à la mise en drapeau. D'autre part, chaque ressort 26, 27 intervient indépendamment de l'autre suivant le mode de fonctionnement. Les deux ressorts peuvent donc être dimensionnés indépendamment l'un de l'autre pour optimiser leurs forces de rappel de manière à adapter la dynamique de la mise en drapeau des aubes 3 au mode propulsion d'une part et au mode inversion de poussée d'autre part. Notamment, ils doivent être plus puissants que les efforts aérodynamiques s’appliquant sur les aubes 3 de la soufflante.

Dans un deuxième mode de réalisation, en référence à la figure 6, on utilise la présence du boîtier 16 du vérin, attaché devant le premier palier 8 de maintien du rotor 2 à la pièce 7a du carter fixe 7. De préférence, le boîtier 16 présente une forme annulaire, notamment pour sa paroi radiale externe. Une bague arrière 9b de l'anneau 9b de support des aubes est agencée de manière à être reliée à la paroi radiale externe du boîtier 16 du vérin hydraulique, par un palier 31 lui permettant de rouler en rotation autour de cette paroi.

Le palier 31 est monté de manière inversée par rapport au palier 8 : le rotor 2 porte la bague externe du palier 31, alors qu’il porte la bague interne du palier 8 sur l’arbre 6.

Ici, le rotor 2, comprenant l’arbre 6, la pièce conique de raccord 10 et 1 ’anneau support 9 avec la bague arrière 9a, forme une sorte d’épingle s’insérant dans la piste annulaire 23 et entourant le stator constitué de l’actionneur fixe jusqu’à la chambre 16 du vérin, sur la pièce 7a.

Dans cette configuration, le rotor 2 est donc entièrement relié à son extrémité arrière au carter fixe 7, par deux paliers inversés reliés à la même pièce de structure fixe 7a. Comme précédemment, la fonction de blocage axial étant assurée par le premier palier 8, sur l’arbre 6, le deuxième palier 31 assure essentiellement, avec un diamètre plus grand, le maintien transversal en rotation du rotor 2. Il est donc de préférence formé avec des roulements à rouleaux, de manière à ne pas induire de surcontrainte axiale.

Cette solution permet de maintenir la soufflante 1 par un palier 31 de diamètre plus élevé que dans le deuxième mode de réalisation, donc de manière plus raide. Ce dernier point permet d'éviter de pénaliser le fonctionnement de la soufflante 1 en ne faisant pas apparaître de modes de résonance en vibrations à bas régime.

Ce mode de réalisation fournit une alternative au premier mode de réalisation pour assurer un maintien rigide du rotor 2. Par ailleurs, en utilisant le boîtier 16 du vérin comme support d'un deuxième palier 31 de maintien du rotor 2, on profite de la présence de la structure 7a du carter 7 déjà en place pour maintenir le premier palier 8. On minimise donc aussi la masse du système et l’on peut, grâce à ce maintien rigide augmenter aussi le diamètre du rotor 2.

Par ailleurs, dans une variante de réalisation non représentée, il est possible de maintenir le rotor de soufflante par un ou plusieurs paliers reliant une bride s’étendant axialement vers l’arrière de l’anneau support 9 à une pièce du carter fixe 7. De cette manière, la soufflante 1 peut tourner par rapport au carter 7 sans nécessiter les paliers décrits dans les précédents modes de réalisation en liaison avec le système de calage variable et de mise en drapeau. La soufflante est maintenue de manière transversale et axiale par le palier 8 sur l’arbre de rotor 6 et les autres paliers, plus écartés par rapport à l’axe de rotation X.

Claims (10)

1. Revendications

   1. Module de soufflante à aubes à calage variable pour une turbomachine, comprenant un rotor (2) portant des aubes (3), un carter fixe (7) et un système de réglage et de commande du calage des aubes (3), le rotor (2) comprenant un arbre (6) central et un anneau (9) de support des aubes entourant l’arbre, une extrémité avant de l’anneau (9) étant reliée à une extrémité avant de l’arbre (6) de manière à définir entre l’anneau et l’arbre un espace annulaire ouvert vers l’arrière, ledit espace annulaire du rotor (2) logeant le système de réglage et de commande du calage des aubes (3) et l’arbre (6) étant guidé par un premier palier (8) monté dans le carter fixe (7) en arrière de l’anneau (9), caractérisé en ce qu’il comporte une pièce tubulaire (23) reliée au carter fixe (7), s’étendant dans ledit espace annulaire en avant du premier palier (8) et portant au moins un palier complémentaire (30) de guidage de l’arbre (6).
2. 2. Module de soufflante selon la revendication précédente, dans lequel la pièce tubulaire (23) s’étend de manière à porter au moins un palier complémentaire (30) de guidage de l’arbre (6) en avant des aubes (3).
3. 3. Module de soufflante selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pièce tubulaire (23) est montée sur une pièce fixe (7a) portant également ledit premier palier (8).
4. 4. Module de soufflante selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le système de réglage et de commande du calage des aubes (3) comprend un mécanisme (11, 12, 13, 14, 20) de réglage des aubes (3) lié au rotor (2), un moyen de commande (16, 17) monté sur le carter fixe (7) et comportant une pièce de commande (18) mobile en translation selon un axe (X) de rotation du rotor (2), et un palier de transfert de charge (19) entre la pièce de commande (18) et le mécanisme de réglage de calage des aubes (3).
5. 5. Module de soufflante selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (23) sert de piste fixe pour guider le déplacement axial de la pièce de commande (18).
6. 6. Module de soufflante selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le palier de transfert de charge (19) est situé en arrière des aubes (3).
7. 7. Module de soufflante selon l’une des revendications 4 à 6, dans lequel le moyen de commande comporte un boîtier (16) formant une chambre dans laquelle coulisse un piston (17) entraînant la pièce de commande (18), ledit boîtier (16) étant monté sur la pièce fixe (7a) support du premier palier (8).
8. 8. Module de soufflante selon l’une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (23) supporte des moyens (26, 27) de rappel élastique agencés pour exercer une force de rappel axial sur la pièce de commande (18) vers une position déterminée, correspondant de préférence à la mise en drapeau des aubes (3).
9. 9. Module de soufflante selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de rappel axial comprennent au moins deux ressorts (26, 27), chacun étant agencé pour que, lorsqu’il exerce sa force de rappel, il soit placé en compression entre une butée axiale (29) liée à la pièce de commande (18) bloquant une première extrémité axiale (26b, 27a) du ressort et une butée axiale (24, 28) liée à la pièce tubulaire (23) support des moyens de rappel bloquant une deuxième extrémité axiale (26a, 27b) du ressort.
10. 10. Module de soufflante selon la revendication précédente, dans lequel la pièce tubulaire (23) support des moyens de rappel comprend au moins une butée axiale (25) agencée pour bloquer la première extrémité axiale (26b, 27a) de chaque ressort (26, 27) lorsque la pièce de commande (18) est située axialement au-delà de la position intermédiaire par rapport au sens de rappel du ressort.