FR3055001A1 - Systeme de changement de pas equipe de moyens de reglage du pas des pales et turbomachine correspondante - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système (26) de changement de pas de pales d'au moins une hélice de turbomachine munie d'une pluralité de pales, comprenant : - un mécanisme de liaison (31) relié aux pales de l'hélice au niveau d'une première interface (32), - un moyen de commande (27) agissant sur ledit mécanisme de liaison et comportant un corps mobile (29) en translation selon un axe longitudinal (X), et - un module (51) de transfert de charge, agencé entre le mécanisme de liaison et le moyen de commande, et relié au niveau d'une deuxième interface (38) au mécanisme de liaison. Le système comprend des moyens de réglage (43) du calage des pales comportant des premiers éléments de réglage (44) configurés de manière à ajuster une position axiale de la deuxième interface (38) suivant l'axe (X), et des seconds éléments de réglage (37, 47) configurés de manière à ajuster une distance axiale suivant l'axe (X) entre la première interface (32) et la deuxième interface (38).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national
055 001
57685
COURBEVOIE ©IntCI8: B 64 C 11/30 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
| (© Date de dépôt : 10.08.16. | © Demandeur(s) : SAFRAN AIRCRAFT ENGINES — |
| (© Priorité : | FR. |
| @ Inventeur(s) : TAJAN SEBASTIEN, EMILE, | |
| PHILIPPE, MAYHEW DOMINIQUE, GERHADT, SER- | |
| (43) Date de mise à la disposition du public de la | VANT REGIS, EUGENE, HENRI, SOURYAVONGSA |
| demande : 16.02.18 Bulletin 18/07 | EDDY, KEOMORAKOTT et MIQUEU XAVIER, BER- |
| TRAND. | |
| (© Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
| présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux | ® Titulaire(s) : SAFRAN AIRCRAFT ENGINES. |
| apparentés : | |
| ©) Demande(s) d’extension : | (© Mandataire(s) : GEVERS & ORES Société anonyme. |
SYSTEME DE CHANGEMENT DE PAS EQUIPE DE MOYENS DE REGLAGE DU PAS DES PALES ET TURBOMACHINE CORRESPONDANTE.
FR 3 055 001 - A1 (5/) L'invention concerne un système (26) de changement de pas de pales d'au moins une hélice de turbomachine munie d'une pluralité de pales, comprenant:
- un mécanisme de liaison (31 ) relié aux pales de l'hélice au niveau d'une première interface (32),
- un moyen de commande (27) agissant sur ledit mécanisme de liaison et comportant un corps mobile (29) en translation selon un axe longitudinal (X), et
- un module (51 ) de transfert de charge, agencé entre le mécanisme de liaison et le moyen de commande, et relié au niveau d'une deuxième interface (38) au mécanisme de liaison.
Le système comprend des moyens de réglage (43) du calage des pales comportant des premiers éléments de réglage (44) configurés de manière à ajuster une position axiale de la deuxième interface (38) suivant l'axe (X), et des seconds éléments de réglage (37, 47) configurés de manière à ajuster une distance axiale suivant l'axe (X) entre la première interface (32) et la deuxième interface (38).
Système de changement de pas équipé de moyens de réglage du pas des pales et turbomachine correspondante
1. Domaine de l’invention
La présente invention concerne le domaine de la propulsion aéronautique. Elle vise un système de changement de pas de pales d’une hélice entraînée par une turbomachine et en particulier des moyens de réglage du pas des pales. Elle vise également la turbomachine équipée d’un tel îo système de changement de pas.
2. Etat de la technique
Le changement de pas ou calage variable des pas de pales d’une hélice de turbomachine est l’une des voies pour améliorer les performances et rendements des turbomachines dans différentes conditions de vol.
II est connu des turbomachines telles que des turbopropulseurs à hélices de propulsion par exemple contrarotatives désignés par les expressions anglaises « open rotor » et « unducted fan » pour moteur à soufflante non carénée équipé de ces systèmes de changement de pas. Les turbopropulseurs se distinguent des turboréacteurs par l’utilisation d’une hélice à l’extérieur de la
0 nacelle (non carénée) au lieu d’une soufflante interne. Le système de changement de pas peut également s’appliquer à un turbopropulseur à une hélice de propulsion simple ou encore s’adapter indifféremment à plusieurs hélices.
Dans un turbopropulseur de type open rotor tel que celui représenté sur
5 la figure 1, une partie générateur de gaz et une partie propulsion sont alignées et disposées dans une nacelle 2 cylindrique fixe portée par la structure de l’aéronef. La partie générateur de gaz est disposée après la partie propulsive. Bien entendu, la partie générateur de gaz peut être disposée à l’avant de la partie propulsive. La partie générateur de gaz comprend, d’amont en aval, un
0 ensemble de compresseurs 3, une chambre de combustion 4 et un ensemble de turbines 5. Une tuyère 8 est agencée en aval du générateur de gaz.
L’ensemble de compresseurs 3 peut comprendre deux compresseurs comme représenté sur la figure 1 ou un unique compresseur typiquement à pluralités d’étages selon l’architecture du générateur de gaz choisie. L’ensemble de turbines 5 peut comprendre une turbine haute pression et une turbine basse pression comme dans le cas de la figure 1, ou en variante non représentée une seule turbine typiquement à plusieurs étages. La partie propulsive comporte un doublet d’hélices 6, 7 coaxiales et contrarotatives, respectivement amont et aval, qui sont entraînées en rotation inverse l’une de l’autre par la turbine basse pression de l’ensemble de turbines 5 via un dispositif de transmission îo mécanique 17. Ce dispositif de transmission mécanique 17, qui est simplement schématisé, comprend, par exemple un réducteur à trains épicycloïdaux. Les hélices 6, 7 s’étendent sensiblement radialement vis-à-vis de l’arbre de transmission à l’extérieur de la nacelle 2.
De manière générale, chaque hélice 6, 7 comprend un carter rotatif 9 sensiblement cylindrique portant un moyeu à anneau polygonal 10 extérieur reçu de façon rotative autour de l’axe longitudinal X de la turbomachine dans la nacelle 2 fixe. Le moyeu comporte des logements 11 cylindriques radiaux répartis sur sa périphérie autour de l’axe longitudinal. Des arbres d’axes radiaux, ici perpendiculaires à l’axe longitudinal de la turbomachine, solidaires
0 des pieds 13 des pales 14 sont reçus dans les logements 11 de l’anneau polygonal et traversent également des passages 30 radiaux du carter rotatif.
Un exemple de système de changement de pas de chaque hélice est connu du document WO2013/050704. Sur la figure 2, ce système 23A de changement de pas de chaque hélice est installé au cœur des parties
5 tournantes d’une turbomachine, telle que celle représentée sur la figure 1, avec par exemple un vérin 25A d’entraînement en rotation des pieds des pales. Le vérin 25A annulaire comporte un cylindre 27A monté sur un carter fixe 13A et un piston 29A relié à un mécanisme de liaison 26A lequel est relié à chaque arbre 47A d’axe radial. Le carter rotatif 11A cylindrique tourne autour du carter
0 fixe 13A. Pour cela, au moins un palier 12A est disposé entre le carter fixe 13A et le carter rotatif 11 A. Le déplacement du piston mobile 29A par suite de la commande fluidique du vérin 25A assure le pivotement angulaire souhaité des pales par le mécanisme de liaison 26A en faisant pivoter les arbres radiaux 47A reliés aux pales. Les arbres radiaux 47A transforment l’effort généré par le vérin 25A en un couple directement sur le module de l’hélice.
Cependant, le système de changement de pas nécessite l’intégration de plusieurs et diverses pièces consistant à transformer une puissance arrivant de la partie fixe en un mouvement sur la partie tournante de la turbomachine. En particulier, ces pièces font partie de plusieurs sous-ensembles cinématiques qui doivent être placés à une certaine position les uns par rapport aux autres et pour que ceux-ci fonctionnent selon leurs paramètres de fonctionnement prédéterminés. Les tolérances de fabrication de chaque pièce impliquent des problèmes de positionnement des pièces et des jeux notamment axiaux entre les pièces et les sous-ensembles. Ces tolérances de fabrication et jeux influent sur la course du vérin et notamment sur le calage des pales. Le calage des pales peut donc être différent sur toutes les pales d’une même hélice avec une différence généralement de l’ordre de 0.5° par rapport au calage attendu. Ces problèmes de calage engendrent des efforts et des vibrations qui sont néfastes pour le fonctionnement et la performance de la turbomachine.
3. Objectif de l’invention
La présente invention a notamment pour objectif de proposer un système de changement de pas permettant de fournir un calage identique et fidèle à la consigne sur toutes les pales tout en étant simple de fabrication, permettant un gain de temps au montage et tenant compte des difficultés d’intégration dans un environnement encombré.
4. Exposé de l’invention
On parvient à réaliser cet objectif, conformément à l’invention grâce à un système de changement de pas de pales d’au moins une hélice de turbomachine munie d’une pluralité de pales, le système comprenant :
- un mécanisme de liaison relié aux pales de l’hélice au niveau d’une première interface,
- un moyen de commande agissant sur le mécanisme de liaison et comportant un corps mobile en translation selon un axe longitudinal par rapport à un corps fixe, et
- un module de transfert de charge agencé entre le mécanisme de liaison et le moyen de commande, le module de transfert de charge étant relié au niveau d’une deuxième interface au mécanisme de liaison, le système de changement de pas comprenant des moyens de réglage du calage des pales comportant, d’une part des premiers éléments de réglage agencés entre le module de transfert de charge et le corps mobile et configurés de manière à ajuster une position axiale de la deuxième interface suivant l’axe longitudinal, et d’autre part des seconds éléments de réglage configurés de manière à ajuster une distance axiale suivant l’axe longitudinal entre la première interface et la deuxième interface.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. Une telle configuration permet de simplifier et de réaliser un réglage commun et relatif des défauts de calage ou pas des pales qui sont dues aux tolérances de fabrication des pièces et des jeux axiaux entre celles-ci. En particulier, les moyens de réglage permettent d’une part, que toutes les pales présentent le même calage via les premiers éléments de réglage qui permettent un réglage commun ou absolu, et d’autre part que le calage de l’une ou plusieurs des pales n’étant pas conforme(s) et/ou identique(s) soit réglé via les seconds éléments de calage. Les premiers éléments de calage disposés entre le module de transfert de charge et le moyen de commande permettent d’affecter de manière absolue le calage de toutes les pales. On évite ainsi le voilage du mécanisme de liaison et une intervention sur chaque pale qui impliquerait une perte de temps et une amplitude de réglage complexe. En agissant sur la distance axiale séparant la première et la deuxième interfaces, les seconds éléments de réglage permettent un calage relatif des pales les unes par rapport aux autres qui tient compte du premier réglage commun.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les premiers éléments de réglage comprennent une cale annulaire amovible d’une longueur prédéterminée suivant l’axe longitudinal et comprenant une fente angulaire. Une telle cale est simple de conception, facile à monter et ne complexifie pas l’intégration du système de changement de pas. En particulier, la cale de longueur prédéterminée permet de combler le jeu axial et les tolérances de fabrication entre le module de changement de pas et le moyen de commande. Le fait que la cale présente une fente permet de faciliter le montage de celle-ci par rapport au moyen de commande qui comprend de nombreuses îo servitudes. On évite ainsi la modification des pièces du système.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le module de transfert de charge comprend un palier de transfert de charge monté entre une virole interne solidaire du corps mobile et une virole externe annulaire reliée au mécanisme de liaison.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la virole interne comprend un flasque annulaire s’étendant suivant un axe radial perpendiculaire à l’axe longitudinal et étant solidarisé à une paroi aval du corps mobile, la cale annulaire étant disposée entre la paroi aval et le flasque annulaire. Ainsi, ce flasque annulaire facilite la disposition de la cale qui
0 permet en fonction de sa longueur d’ajuster et de régler la position axiale de la deuxième interface.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la longueur prédéterminée de la cale est fonction d’un débattement attendu du mécanisme de liaison par rapport à une position axiale de référence du corps
5 mobile. Ainsi, il suffit de choisir la cale de longueur adaptée en fonction du débattement attendu en considérant une éventuelle différence suivant la position axiale de référence.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le mécanisme de liaison comprend des biellettes reliées chacune, d’une part à un arbre radial solidaire o des pieds des pales via la première interface, et d’autre part à la virole externe du module de transfert de charge via la deuxième interface.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les biellettes sont des biellettes de longueur variable formant les seconds éléments de réglage, chaque biellette comprenant une première portion et une seconde portion reliées entre elles par des moyens de raccordement configurés de manière à ajuster la longueur de la biellette suivant un axe parallèle à l’axe longitudinal. Une telle configuration est simple et permet d’ajuster individuellement et de manière indépendante le réglage du calage de chaque pale. D’autre part, ces biellettes permettent de transmettre le déplacement et l’effort axial du moyen de commande à chaque arbre relié aux pales de l’hélice.
De manière avantageuse, mais non limitativement, les moyens de raccordement comportent une tige filetée vissée à chacune de ses extrémités à un trou taraudé des première et seconde portions.
Suivant une autre caractéristique de l’invention, les moyens de raccordement comprennent un dispositif anti-rotation de la tige filetée par rapport au trou taraudé des première et seconde portions. De la sorte, le serrage de la tige filetée par rapport aux première et seconde portions de biellette est garanti dans cet environnement encombré dans lequel est prévue une enceinte d’huile. L’utilisation de moyens classiques tels que du fil frein sur le filetage de la tige filetée impliquerait des risques de débris et d’ingestion de ceux-ci dans l’enceinte d’huile ce qui serait défavorable à la durée de vie des roulements.
Suivant une caractéristique de l’invention, le dispositif anti-rotation comprend un premier et un deuxième écrous munis chacun d’une paroi cylindrique et montés respectivement à chaque extrémité de la tige filetée, et un élément anti-rotation agencé entre une paroi cylindrique et une paroi des première et deuxième portions de biellette. Un tel agencement permet d’éviter la perte des écrous dans l’enceinte d’huile.
Avantageusement, mais non limitativement, le moyen de commande comprend un actionneur dont le corps mobile coulisse autour de la paroi cylindrique d’un carter fixe. En particulier, l’actionneur comprend un vérin annulaire.
L’invention concerne également une turbomachine comprenant au moins une hélice munie d’une pluralité de pales à changement de pas et au moins un système de changement de pas tel que défini précédemment, le mécanisme de liaison dudit système étant relié aux pales de l’hélice.
5. Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non îo limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés.
Sur ces dessins :
La figure 1 représente schématiquement en coupe axiale un exemple de turbomachine à système de changement de pas de pales d’une hélice conforme à l’invention ;
La figure 2 est un exemple de système de changement de pas de pales d’une hélice suivant un exemple de l’art antérieur ;
La figure 3 est une vue en coupe axiale où sont représentés plus en détails et de manière schématique des éléments d’un système de changement de pas reliés à une pale d’une hélice selon l’invention ;
0 La figure 4 est une vue en coupe axiale et de détail d’un exemple de système de changement de pas avec des moyens de réglage du calage des pales selon l’invention ;
La figure 5 est une vue en coupe axiale et de détail d’un exemple de moyen de réglage du calage selon l’invention ;
La figure 6 est un exemple de réalisation de premiers éléments de réglage du calage des pales ;
La figure 7 est une vue en coupe axiale d’un exemple de biellette d’un mécanisme de liaison formant des seconds éléments de réglage du calage selon l’invention ; et
La figure 8 est une vue en perspective partielle et de détail de l’agencement d’un exemple des moyens de raccordement à une portion de biellette selon l’invention.
6. Description de modes de réalisation de l’invention
Sur la figure 1 et dans la suite de la description est représenté un turbopropulseur à soufflante non carénée destiné à être monté sur un aéronef. Cependant, l’invention peut s’appliquer à d’autres types de turbomachine. Les références numériques correspondantes des éléments de cette turbomachine décrits précédemment sont conservées dans la suite dans la description.
Suivant la configuration de cette turbomachine, le flux d’air entrant dans la turbomachine est comprimé dans l’ensemble de compresseurs 3, puis mélangé à du carburant et brûlé dans la chambre de combustion 4. Les gaz de combustion engendrés passent ensuite dans les turbines 5 pour entraîner, via le dispositif de transmission mécanique 17, les hélices 6, 7 en rotation contra rotative qui fournissent la majeure partie de la poussée. Le dispositif de transmission mécanique 17 peut comprendre un réducteur différentiel ou un boîtier à trains épicycloïdaux. Il est bien entendu possible d’entraîner directement les hélices amont 6 et aval 7 par l’une des turbines, en l’espèce la turbine basse pression. Les gaz de combustion sont expulsés à travers la tuyère 8 en participant à la poussée de la turbomachine 1. Les gaz traversent une veine d’écoulement des gaz s’étendant sensiblement axialement dans la turbomachine entre une peau radialement interne 24A et une peau radialement externe 24B. Dans la présente invention, et de manière générale, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine.
Sur la figure 3 est représenté un module d’hélice de cette turbomachine 1. La turbomachine comprend un carter rotatif 9 globalement cylindrique s’étendant autour d’un axe longitudinal X. Le carter 9 est monté rotatif dans la nacelle 2 autour de l’axe X. Le carter 9 est également lié à une partie correspondante du dispositif de transmission mécanique 17.
Ce carter rotatif 9 ou carter rotorique comprend plusieurs peaux ou parois de révolution dont au moins une paroi externe 18 et une paroi interne 19 par rapport à un axe radial Y perpendiculaire à l’axe longitudinal X. Dans la suite de la description, les termes « supérieur » et « inférieur » sont définis par rapport à l’axe radial Y au regard de l’éloignement par rapport à l’axe longitudinal X. Les parois interne et externe 18, 19 forment un volume 20 annulaire.
Le carter 9 comprend des logements 11 radiaux et des passages 30 radiaux qui sont coaxiaux et qui sont traversés chacun par un arbre 12 d’axe îo radial Y, ci-après arbre radial 12. Chaque arbre radial 12 est relié à un pied 13 de pale 14 de l’hélice correspondante. Les pales 14 s’étendent radialement à l’extérieur de la nacelle 2. En particulier, le carter 9 comprend un anneau polygonal 10, pourvu des logements 11 ici cylindriques régulièrement répartis sur sa périphérie. Les logements 11 reçoivent les pieds 13 des pales 14.
Quant à la paroi externe 18, celle-ci comprend les passages 30, ici cylindriques, régulièrement répartis sur sa périphérie.
Les arbres 12 s’étendent en particulier radialement chacun à travers un bras structural 54 reliant l’anneau polygonal 10 à une partie de la peau radialement interne 24A dans laquelle s’étend la paroi externe 18. Les arbres
0 12 pivotent autour de l’axe Y dans les passages 30 radiaux et logements 11 radiaux. Pour cela, chaque arbre radial 12 est maintenu dans un passage 30 correspondant au moyen d’un palier de guidage 25 (figure 3) agencé dans le carter 9. Ce dernier 9 est supporté directement par des paliers à roulements sur un carter 15 cylindrique fixe ou carter statorique pour assurer sa rotation
5 par rapport à l’axe longitudinal X. Le carter fixe 15 et le carter rotatif 9 sont coaxiaux. Le carter fixe 15 comporte également plusieurs parois de révolution. En particulier, le carter fixe 15 comprend une paroi 16 ici cylindrique à section circulaire. La paroi 16 cylindrique s’étend axialement entre la paroi interne 19 et la paroi externe 18 du carter rotatif 9.
0 La turbomachine comprend un système 26 de changement de pas des pales 14 de l’hélice 6 permettant de faire varier le calage ou le pas des pales ίο autour de leur axes radiaux Y de sorte qu’elles occupent des positions angulaires selon les conditions de fonctionnement de la turbomachine et les phases de vol concernées. Le système 26 de changement de pas est agencé dans le volume 20 annulaire. Plus précisément, celui-ci 26 est agencé entre la paroi 16 cylindrique du carter fixe 15 et la paroi externe 18 du carter 9.
Pour permettre le calage, comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, le système 26 comprend un moyen de commande 27 commandant le changement de pas de chacune des pales 14 et un mécanisme de liaison 31 reliant le moyen de commande 27 aux pieds 13 des pales 14. Le mécanisme îo de liaison 31 est relié aux arbres radiaux 12 au niveau d’une première interface 32 décrit plus loin dans la description. Le moyen de commande 27 est agencé de manière à déplacer sensiblement axialement suivant l’axe X le mécanisme de liaison 31 de telle manière que le déplacement axial du mécanisme de liaison 31 entraîne le pivotement des arbres radiaux 12.
Le moyen de commande 27 comprend un corps fixe 28 et un corps mobile 29 en translation par rapport au corps fixe 28 le long de l’axe X. Le corps mobile 29 est agencé autour du corps fixe 28 et est coaxial avec l’axe X. Le corps mobile 29 se déplace uniquement en translation. Celui-ci 29 est immobilisé en rotation par rapport au corps fixe au moyen d’un moyen anti2 0 rotation (non représenté) fixé au corps fixe 28 et au corps mobile 29. Le corps fixe 28 est cylindrique de section circulaire et entoure la paroi 16 du carter fixe 15. Le corps fixe 28 est également monté solidaire de la paroi 16 de manière à être immobilisé en rotation et en translation par rapport au carter fixe 15. Le moyen de commande 27 est rapporté sur le carter fixe 15. C’est-à-dire que
5 celui-ci est séparé du carter fixe 15 et ne constitue pas un élément structural faisant partie du carter fixe 15.
Le moyen de commande 27 comprend dans la présente invention un actionneur qui comporte avantageusement un vérin annulaire constitué de sa tige mobile par rapport à un cylindre fixe solidaire du carter fixe 15. La tige
0 mobile est formée par le corps mobile 29 tandis que le cylindre fixe est formé par le corps fixe 28.
Le système 26 de changement de pas comprend un module 51 de transfert de charge plus précisément illustré sur la figure 4. Le module 51 de transfert de charge est équipé d’un palier 34 de transfert de charge et est disposé entre le mécanisme de liaison 31 et l’actionneur 27. En particulier, le module 51 est disposé entre le mécanisme de liaison 31 et le corps mobile 29 de manière à assurer la transmission des efforts axiaux exercés par le corps mobile 29. Le module 51 est relié au mécanisme de liaison 31 par une deuxième interface 38 décrit plus loin dans la description. En d’autres termes, le mécanisme de liaison 31 est relié, d’une part à l’arbre radial 12 via la îo première interface 32, et d’autre part au module 51 via la deuxième interface 38. Pour cela, le module 51 comprend une virole externe 33 et une virole interne 35 annulaires. La virole externe 33 est reliée au mécanisme de liaison 31 tandis que la virole interne 35 est solidaire du corps mobile 29. A cet effet, la virole interne 35 comprend un flasque 36 annulaire s’étendant suivant l’axe radial Y. Le flasque 36 est fixé au niveau d’une paroi 39 radial aval du corps mobile 29 via des moyens de fixation 49. Ces moyens de fixation 49 sont par exemple des vis telles que représentées sur la figure 5.
Le palier 34 comprend une bague extérieure 40 solidaire de la virole 33 et une bague intérieure 41 solidaire de la virole 35. Le palier 34 est ici formé
0 par un roulement à deux rangées de billes 42 lesquelles peuvent être du type à contact oblique orientés en sens opposés de manière à optimiser la transmission des efforts axiaux. Quant au mécanisme de liaison 31, celui-ci comprend un ensemble de biellettes 37 articulées qui sont réparties régulièrement autour du moyen de commande 27 et qui sont destinées à agir
5 sur les pieds 13 des pales 14. II y a autant de biellettes 37 que de pales.
La deuxième interface 38 est formée par une chape 23 solidaire de la virole externe 33 du module 51. La chape 23 porte un axe d’articulation 50 traversant celle-ci suivant un axe parallèle à l’axe Y. La première interface 32 est formée par un maneton 55 solidaire d’une extrémité radiale inférieure 56
0 de l’arbre radial 12. Le maneton 55 porte également un axe d’articulation 50’ traversant celui-ci suivant un axe sensiblement transversal par rapport à l’axe
Y. Une extrémité radiale supérieure 57 de l’arbre radiale 12 que nous pouvons voir sur la figure 3 est connectée et est solidaire en rotation au pied 13 des pales au niveau du logement 11. L’extrémité radiale supérieure 57 de chaque arbre 12 comprend des cannelures réparties régulièrement sur une surface externe de la paroi de l’arbre 12 autour de l’axe radial Y et s’étendant suivant une direction parallèle à l’axe radial Y. Les cannelures sont positionnées dans des rainures complémentaires des pieds 13 des pales 14 de manière à assurer le guidage en rotation des pales lorsque les arbres 12 pivotent.
En référence aux figures 4 à 7, le système de changement de pas 26 comprend des moyens de réglage 43 du calage des pales. Ces moyens de réglage 43 comportent des premiers éléments de réglage 44 absolu du calage permettant que toutes les pales présentent le même calage pour une commande donnée et des seconds éléments 47 de réglage relatif configurés pour régler le calage des pales de manière individuelle et indépendante.
Sur les figures 4 à 6, les premiers éléments de réglage 44 sont agencés entre un premier sous-ensemble cinématique exerçant un effort et un deuxième sous-ensemble cinématique transmettant cet effort. Dans la présente demande, le module 51 et le mécanisme de liaison 31 forment le deuxième sous ensemble cinématique et l’actionneur 27 forme le premier sous-ensemble cinématique. Ainsi, les premiers éléments de réglage 44 peuvent déplacer et transmettre les efforts du premier sous-ensemble vers le deuxième sous-ensemble. En particulier, les premiers éléments de réglage sont agencés entre l’actionneur 27 et le module 51. Les premiers éléments 44 comportent une cale 45 de réglage annulaire. Sur la figure 6, la cale 45 présente une paroi avec une longueur prédéterminée L s’étendant suivant un axe C1 parallèle à l’axe longitudinal X et munie d’une fente 46 angulaire. En d’autres termes, la cale 45 est ouverte de manière à faciliter son intégration autour de l’actionneur 27. Comme cela est illustré sur la figure 6, la cale 45 est disposée entre la paroi 39 radiale aval du corps mobile 29 et le flasque 36 annulaire de la virole interne 35 du module 51. La cale 45 comprend également des lumières 48 traversant sa paroi de part et d’autre suivant l’axe
C1. Certaines lumières permettent le passage de servitudes pour le fonctionnement de l’actionneur et notamment les moyens anti-rotation du corps mobile 29. D’autres lumières 48 sont traversées par les moyens de fixation 49. Ces derniers 49 sont montés sur le flasque 36 de la virole annulaire 35 et s’engagent dans des alésages taraudés 52 du corps mobile 29. Les axes des alésages taraudés 52 sont coaxiaux avec ceux des lumières 48.
De manière avantageuse, la cale est réalisée dans un matériau métallique compris dans un groupe comportant un alliage à base de titane, un acier, un inox, un alliage à base de Nickel type inconel ou superalliage. Ces matériaux permettent en particulier de résister aux températures élevées. D’autre part, ces matériaux sont compatibles avec les matériaux de l’actionneur.
La cale 45 est placée une fois l’actionneur puis ses servitudes sont montés. La longueur prédéterminée de la cale 45 est fonction d’un débattement attendu du mécanisme de liaison par rapport à une position axiale de référence du corps mobile 29. En d’autres termes, suivant une position axiale de référence du corps mobile 29 par rapport à l’axe X, le calage des pales doit correspondre à une valeur donnée de référence correspondant à une commande donnée. Le calage des pales est mesuré au niveau des cannelures des arbres radiaux 12. La différence entre la valeur de référence du calage à une position axiale de référence et la valeur mesurée à une position axiale après montage permet de déterminer la longueur de la cale à disposer. Préférentiellement, la cale 45 est réalisée dans un matériau magnétique permettant sa rectification au montage.
En référence aux figures 7 et 8, les moyens de réglage du calage 43 comprennent des seconds éléments 47 de réglage relatif de sorte que le réglage du calage soit effectué au niveau d’une seule pale, c’est-à-dire de manière individuelle. Les seconds éléments 47 sont formés par les biellettes 37 qui sont ici de longueur variable. La longueur des biellettes 37 est ajustable via des moyens de raccordement 53. Chaque biellette 37 est reliée, d’une part à l’arbre radial 12, et d’autre part à la virole externe 33 du module 51. Les biellettes 37 comprennent chacune une première portion 37a et une deuxième portion 37b qui s’étendent globalement suivant un axe B. ici, l’axe B est parallèle à l’axe longitudinal X. Chaque première et deuxième portions comprennent respectivement un corps 58a, 58b et une extrémité libre 59a, 59b. Chaque corps 58a, 58b comprend une rotule 60, 60’. Cette dernière est formée par une première bague 61a et une deuxième bague 61b qui sont logées dans une ouverture traversant respectivement le corps des première et deuxième portions de la biellette 37 suivant un axe perpendiculaire à l’axe B. îo La première bague 61a est solidaire d’une surface cylindrique de l’ouverture et reçoit la deuxième bague 61b avec laquelle elle coopère. La deuxième bague 61b comporte un orifice cylindrique 62, 62’ traversant celle-ci de part et d’autre suivant un axe perpendiculaire à l’axe B. Dans le présent exemple, la première portion 37a est reliée au maneton 55 de l’arbre radial 12. L’axe d’articulation 50’ (figure 4) traverse l’orifice cylindrique 62’ de la deuxième bague 61b. Quant à la deuxième portion 37b, celle-ci est reliée à la chape 23 solidaire de la virole externe 33 du module 51. L’axe d’articulation 50 (figure 4) traverse l’orifice cylindrique 62 de la bague interne 61b. La première portion 37a et la deuxième partie 37b sont reliées entre elles via les moyens de
0 raccordement 53. Pour cela, les moyens de raccordement 53 comprennent une tige 63 sensiblement cylindrique s’étendant suivant l’axe B.
La tige 63 présente une paroi externe munie d’un filetage externe 64. Chaque tige 63 est reliée de part et d’autre aux première et deuxième portions 37a, 37b d’une biellette 37. En particulier, l’extrémité libre 59a, 59b de chaque
5 première et deuxième portions de biellette 37 présente une paroi 65 de forme sensiblement cylindrique avec un trou taraudé 68. La tige 63 filetée est vissée à chacune de ses extrémités 67 dans les trous taraudés 68. Pour faciliter la préhension et la manipulation des moyens de raccordement 53 permettant de régler la longueur des biellettes, ces derniers comportent un organe de
0 serrage 69 agencé sur la tige 63. De préférence, mais non limitativement, l’organe de serrage 69 est formé d’un seul tenant avec la tige 63. Cet organe s’étend radialement à l’extérieur de la tige 63 par rapport à l’axe B. Dans le présent exemple, l’organe 69 présente la forme d’un écrou. Toutefois, une autre forme permettant la préhension et la manipulation des moyens de raccordement 53 est envisageable. Ainsi, en vissant plus ou moins la tige 63 filetée dans les trous taraudés 68 des première et deuxième portions 37a, 37b d’une biellette 37, l’erreur de calage de la pale 14 correspondante est réglée. La précision du pas du filetage 64 de la tige 63 et des trous taraudés 68 doit être suffisamment fine pour autoriser ce réglage tout en ayant une longueur totale suffisante pour rattraper la somme de toutes les tolérances. Le réglage îo de la longueur des biellettes permet de finir le réglage commun déterminé via la cale 45.
En référence à la figure 8, les moyens de raccordement 53 comprennent également un dispositif anti-rotation destiné à éviter le desserrage des première et deuxième portions 37a, 37b des biellettes par rapport à la tige 63 filetée. En particulier, le dispositif anti-rotation comprend à chaque extrémité 67 de la tige 63, un premier écrou 70 et un deuxième écrou 71 (cf. figure 7). Les premier et deuxième écrous 70, 71 comprennent respectivement un corps 72 principal avec un taraudage 73. Le taraudage 73 coopère de manière complémentaire avec le filetage externe 64 de la tige 63.
0 Les premier et deuxième écrous 70, 71 comportent également une embase 74 élargie de forme sensiblement cylindrique. Chaque embase 74 est raccordée respectivement au corps 72 des premier et deuxième écrous. En particulier, l’embase 74 comprend une paroi cylindrique 75 s’étendant suivant l’axe B. Le dispositif anti-rotation comprend en outre des éléments 76 de
5 blocage en rotation qui sont disposés, pour chaque portion de biellette, entre la paroi 65 de la portion 37a, 37b correspondante de biellette et la paroi cylindrique 75 de I’ embase 74 des premier et deuxième écrous.
Claims (10)
- REVENDICATIONSSystème (26) de changement de pas de pales (14) d’au moins une hélice (6, 7) de turbomachine munie d’une pluralité de pales, le système (26) comprenant :- un mécanisme de liaison (31) relié aux pales de l’hélice au niveau d’une première interface (32),- un moyen de commande (27) agissant sur le mécanisme de liaison (31) et comportant un corps mobile (29) en translation selon un axe longitudinal (X) par rapport à un corps fixe (28), et- un module (51) de transfert de charge agencé entre le mécanisme de liaison (31) et le moyen de commande (27), le module (51) de transfert de charge étant relié au niveau d’une deuxième interface (38) au mécanisme de liaison (31), caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de réglage (43) du calage des pales comportant :- des premiers éléments de réglage (44) agencés entre le module (51) de transfert de charge et le corps mobile (29) et configurés de manière à ajuster une position axiale de la deuxième interface (38) suivant l’axe longitudinal (X) et,- des seconds éléments de réglage (37, 47) configurés de manière à ajuster une distance axiale suivant l’axe longitudinal (X) entre la première interface (32) et la deuxième interface (38).Système (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premiers éléments (44) de réglage comprennent une cale (45) annulaire amovible d’une longueur (L) prédéterminée suivant l’axe longitudinal (X) et comprenant une fente angulaire (46).
- 3. Système (26) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (51) de transfert de charge comprend un palier (34) de transfert de charge monté entre une virole interne (35) annulaire solidaire du corps mobile (29) et une virole externe (33)5 annulaire reliée au mécanisme de liaison (31).
- 4. Système (26) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la virole interne (35) comprend un flasque (36) annulaire s’étendant suivant un axe radial (Y) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X) et étant10 solidarisé à une paroi (39) aval du corps mobile (29), la cale (45) annulaire étant disposée entre la paroi (39) aval et le flasque (36) annulaire.
- 5. Système (26) selon la revendication 2 ou 4, caractérisé en ce que la15 cale (45) présente une longueur prédéterminée fonction d’un débattement attendu du mécanisme de liaison par rapport à une position axiale de référence du corps mobile (29).
- 6. Système (26) selon l’une quelconque des revendications précédentes,20 caractérisé en ce que le mécanisme de liaison (31) comprend des biellettes (37) reliées chacune d’une part, à un arbre radial (12) solidaire des pieds des pales via la première interface (32), et d’autre part à la virole externe (33) du module (51) de transfert de charge via la deuxième interface (38).
- 7. Système (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les biellettes (37) sont des biellettes de longueur variable formant les seconds éléments de réglage (47), chaque biellette (37) comprenant une première portion (37a) et une seconde portion (37b) reliées entre30 elles par des moyens de raccordement (53) configurés de manière à ajuster la longueur de la biellette (37) suivant un axe parallèle (B) à l’axe longitudinal (X).
- 8. Système (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que5 les moyens de raccordement (53) comportent une tige (63) filetée vissée à chacune de ses extrémités (67) à un trou taraudé (68) des première et seconde portions (37a, 37b).
- 9. Système (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que
- 10 les moyens de raccordement (53) comprennent un dispositif antirotation de la tige (63) filetée par rapport au trou taraudé (68) des première et seconde portions (37a, 37b).10. Turbomachine comprenant au moins une hélice (6, 7) munie d’une
- 15 pluralité de pales (14) à changement de pas et au moins un système (26) de changement de pas selon l’une quelconque des revendications précédentes, le mécanisme de liaison (31) dudit système (26) étant relié aux pales (14) de l’hélice (6, 7).1/413A
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