FR3072430A1 - Anneau de commande d'un etage d'aubes a calage variable pour une turbomachine - Google Patents
Anneau de commande d'un etage d'aubes a calage variable pour une turbomachine Download PDFInfo
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Abstract
Anneau (36) de commande d'un étage d'aubes à calage variable pour une turbomachine, comportant un corps annulaire présentant un axe de révolution, des premiers moyens configurés pour être reliés à des pivots desdites aubes, des seconds moyens configurés pour être reliés à des moyens d'actionnement en vue de la rotation dudit corps autour d'un carter (16) de la turbomachine, et des troisiÚmes moyens configurés pour coopérer avec le carter afin de centrer et guider ledit corps, lesdits troisiÚmes moyens comportant au moins un patin (44) d'appui sur ledit carter, ce patin étant porté par une vis de réglage (46) qui traverse un logement (48) sensiblement radial dudit corps, caractérisé en ce que ladite vis de réglage est vissée dans un orifice (72) taraudé d'une vis de blocage (70) qui s'étend sensiblement perpendiculairement à ladite vis de réglage et qui reçoit un écrou (50) d'immobilisation de ladite vis de réglage.
Description
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne notamment un anneau de commande d’un étage d’aubes à calage variable pour une turbomachine.
ETAT DE L’ART
Un étage de ce type comprend une rangée annulaire d’aubes de stator à calage variable (aussi appelées VSV - acronyme de Variable Stator Varies) qui sont portées par un carter annulaire externe, en général d’un compresseur de la turbomachine. Chaque aube comprend une pale qui est reliée à son extrémité radialement externe par une platine à contour sensiblement circulaire à un pivot cylindrique radial qui définit l’axe de rotation de l’aube et qui est guidé en rotation dans un orifice correspondant du carter externe. L’extrémité radialement interne de la pale de chaque aube comprend en général un second pivot cylindrique s’étendant le long de l’axe de rotation de l’aube et guidé en rotation dans un orifice d’un carter interne du compresseur.
Dans la présente demande, les termes « radial », « radialement >>, « axial >>, etc., font référence à l’axe longitudinal ou de révolution de l’anneau ou de son corps annulaire.
L’extrémité radialement externe du pivot externe de chaque aube est reliée par une biellette à un anneau de commande déplacé en rotation autour du carter externe par des moyens d’actionnement à vérin ou analogue. La rotation de l’anneau de commande est transmise par les biellettes aux pivots externes des aubes et les fait tourner autour de leurs axes.
Le calage angulaire des aubes de stator dans une turbomachine est destiné à adapter la géométrie du compresseur à son point de fonctionnement et notamment à optimiser le rendement et la marge au pompage de cette turbomachine et à réduire sa consommation de carburant dans les différentes configurations de vol.
Chacune de ces aubes est déplaçable en rotation autour de son axe entre une première position « d’ouverture >> ou « de pleine ouverture >> dans laquelle chaque aube s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal de la turbomachine, et une seconde position « de fermeture >> ou « de quasi-fermeture >> dans laquelle les aubes sont inclinées par rapport à l’axe de la turbomachine et réduisent ainsi la section de passage de l’air à travers l’étage d’aubes.
L’anneau de commande doit être centré et guidé en rotation autour de son axe de rotation. Dans la technique actuelle, l’anneau est équipé de patins en saillie sur lesquels la périphérie externe du carter peut venir coopérer par frottement.
Il est important d’avoir des jeux radiaux à froid entre le carter et les patins de l’anneau, afin d’autoriser des dilatations thermiques de l’ensemble des pièces et permettre un bon fonctionnement de la cinématique du calage des aubes dans toutes les configurations du moteur sans blocage du système.
La présente invention propose un perfectionnement à cette technologie.
EXPOSE DE L’INVENTION
L’invention propose un anneau de commande d’un étage d’aubes à calage variable pour une turbomachine, comportant un corps annulaire, des premiers moyens configurés pour être reliés à des pivots desdites aubes, des seconds moyens configurés pour être reliés à des moyens d’actionnement en vue de la rotation dudit corps autour d’un carter la turbomachine, et des troisièmes moyens configurés pour coopérer avec le carter afin de centrer et guider ledit corps, ce patin étant porté par une vis de réglage qui traverse un logement sensiblement radial dudit corps, caractérisé en ce que ladite vis de réglage est vissée dans un orifice taraudé d’une vis de blocage qui s’étend sensiblement perpendiculairement à ladite vis de réglage et qui reçoit un écrou d’immobilisation de ladite vis de réglage.
Selon l’invention, l’écrou n’est pas rapporté directement sur la vis de réglage mais sur une autre vis, dite vis de blocage. Cette technologie permet d’une part de supprimer une douille de l’anneau de la technique antérieure, qui est traversée par la vis de réglage et qui est filetée. La suppression de cette douille permet de réduire le diamètre du passage du corps de l’anneau, traversé par la vis de réglage, et donc d’envisager une réduction de la largeur ou dimension axiale de l’anneau. Ceci est avantageux car cela entraîne une réduction de la matière et donc de la masse de l’anneau.
L’anneau selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en comparaison les unes avec les autres :
- ladite vis de blocage s’étend sensiblement parallèlement audit axe de révolution ;
- ladite vis de blocage comprend une première partie d’extrémité engagée dans un évidement dudit corps et comportant ledit orifice taraudé, et une seconde partie d’extrémité filetée qui reçoit ledit écrou ;
- ledit écrou prend appui directement sur un flanc dudit corps ;
- ladite vis de réglage porte ledit patin à son extrémité radialement interne, son extrémité radialement externe étant configurée pour coopérer avec un outil de vissage ;
- ladite extrémité radialement externe de ladite vis de réglage comprend une empreinte, par exemple à section hexagonale, configurée pour recevoir ledit outil de vissage.
La présente invention concerne également un étage d’aubes à calage variable pour une turbomachine, comportant une rangée annulaire d’aubes à calage variable comportant chacune une pale et un pivot cylindrique à son extrémité radialement externe, l’étage comportant en outre un carter annulaire comportant des orifices de montage des pivots des aubes, caractérisé en ce que lesdits pivots sont reliés à un anneau de commande tel que décrit ci-dessus.
La présente invention concerne encore une turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un anneau ou au moins un étage tel que décrit ci-dessus.
DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une demi-vue schématique partielle en coupe axiale d’étages d’aubes à calage variable de turbomachine, selon la technique antérieure ;
- la figure 2 est une demi-vue schématique partielle en coupe axiale et en perspective d’un anneau de commande d’un étage d’aubes à calage variable de turbomachine, selon l’invention ; et
- la figure 3 est une vue schématique d’une extrémité de la vis de réglage de l’anneau de la figure 2.
DESCRIPTION DETAILLEE
En figure 1, on a représenté schématiquement, en coupe axiale, une partie d’un compresseur haute-pression 10 d’une turbomachine, en particulier d’un turboréacteur d’avion, à plusieurs étages, chaque étage comprenant une rangée annulaire d’aubes mobiles 12 portées par le rotor (non représenté) de la turbomachine et une rangée annulaire d’aubes fixes à calage variable 14 formant redresseurs portées par un carter 16 du stator de la turbomachine, l’orientation angulaire des aubes 14 étant réglable pour optimiser l’écoulement gazeux dans le compresseur 10.
Chaque aube 14 comprend une pale 18 et un pivot cylindrique 20 radialement externe, relié par une « platine >> 22 s’étendant perpendiculairement à l’axe 24 de l’aube dans un logement 26 correspondant du carter 16. La surface radialement interne 28 de la platine est alignée avec la paroi interne 30 du carter pour ne pas s’opposer à l’écoulement gazeux.
Le pivot cylindrique 20 de chaque aube 14 s’étend à l’intérieur d’une cheminée cylindrique radiale 32 du carter 16 et son extrémité radialement externe est reliée par une biellette 34 à un anneau de commande 36 qui entoure le carter 16 et qui est associé à des moyens d’actionnement (non représentés) permettant de le faire tourner dans un sens ou dans l’autre autour de l’axe longitudinal du carter 16 pour entraîner les aubes 14 d’une rangée annulaire en rotation autour de leurs axes 24.
Chaque anneau 36 comprend des orifices radiaux 40 dans lesquels sont logés des pions cylindriques 42 portés par les biellettes 34. Chaque pion 42 est en général centré et guidé en rotation dans un orifice 40 par au moins un palier à douille monté dans l’orifice 40.
Le corps de l’anneau 36 comprend en outre des moyens de liaison à un actionneur, qui peuvent comprendre par exemple une chape portant un axe sur lequel est articulée une extrémité d’une tige de piston d’un actionneur, lorsque ce dernier est un vérin par exemple.
Les aubes 14 sont déplaçables en rotation autour de leurs axes 24 entre une position de fermeture ou de quasi-fermeture et une position d’ouverture ou de pleine ouverture.
Dans la position de fermeture, les pales 18 des aubes sont inclinées par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine et définissent entre elles une section minimale de passage d’air dans la veine. Les aubes 14 sont amenées dans cette position lorsque la turbomachine est à bas régime ou au ralenti, le débit d’air s’écoulant dans le compresseur ayant alors une valeur minimale.
Dans la position d’ouverture, les pales 18 des aubes s’étendent sensiblement parallèlement à l’axe de la turbomachine de façon à ce que la section de passage d’air entre les pales soit maximale. Les aubes 14 sont amenées dans cette position lorsque la turbomachine est au régime plein gaz, le débit d’air s’écoulant dans le compresseur ayant alors une valeur maximale.
Dans la technique antérieure, le carter 16 comprend à sa périphérie externe des pistes 38 en saillie de centrage et de guidage des anneaux 36, qui sont ici schématiquement représentées par des traits pointillés. Chaque anneau 36 entoure sa ou ses pistes de guidage 38. La référence J désigne les jeux radiaux qui sont prévus à froid entre un anneau 36 et sa ou ses pistes 38. Ces jeux J doivent être suffisamment importants pour permettre des dilatations thermiques du carter 16 mais ne permettent pas de régler avec précision les positions angulaires des aubes 14.
L’invention apporte un perfectionnement à cette technologie qui permet notamment d’ajuster avec précision les jeux radiaux entre l’anneau 36 et le carter 16 au moyen d’un anneau plus compact que ceux de la technique antérieure.
La figure 2 représente un mode de réalisation de l’invention dans lequel les éléments déjà décrits dans ce qui précède sont référencés par les mêmes chiffres.
L’anneau de commande 36 comprend ici un corps annulaire, qui peut être sectorisé et formé d’au moins deux secteurs disposés circonférentiellement bout à bout et liés l’un à l’autre.
Comme décrit dans ce qui précède, le corps de l’anneau 36 peut comprendre des orifices radiaux dans lesquels sont logés des pions cylindriques portés par les biellettes. Le corps de l’anneau 36 comprend en outre des moyens de liaison à un actionneur, qui peuvent comprendre par exemple une chape portant un axe sur lequel est articulée une extrémité d’une tige de piston d’un actionneur, lorsque ce dernier est un vérin par exemple.
L’anneau 36 comporte au moins un patin 44 d’appui sur le carter 16, qui est porté fixé à une extrémité radialement interne d’une vis de réglage 46.
La vis de réglage 46 traverse un logement 48 sensiblement radial du corps de l’anneau 36 et comprend un filetage externe qui lui permet d’être vissée dans un orifice taraudé 72 d’une vis de blocage 70.
En position de montage représentée en figure 2, l’extrémité radialement externe de la vis 46 est en saillie sur le corps de l’anneau 36 mais ne reçoit pas d’écrou. Cette extrémité est configurée pour coopérer avec un outil de vissage/dévissage. Comme cela est représenté à la figure 3, cette extrémité peut comprendre une empreinte, par exemple de section hexagonale, destinée à recevoir un outil, par exemple du type clef à six pans.
L’outil est utilisé pour ajuster la position radiale de la vis 46, par vissage ou dévissage, et donc pour ajuster le jeu précité entre le patin 44 qu’elle porte et la piste en regard sur le carter 16.
La vis de blocage 70 s’étend sensiblement perpendiculaire à la vis de réglage 46 et est sensiblement parallèle à l’axe de révolution de l’anneau ou l’axe longitudinal de la turbomachine dans l’exemple représenté.
La vis de blocage 70 comprend deux parties d’extrémité 70a, 70b, de diamètres différents. La partie d’extrémité 70a de plus grand diamètre est logé dans un évidement du corps de l’anneau, de forme complémentaire, et comprend l’orifice taraudé 72 précité qui la traverse en direction transversale. La partie d’extrémité 70a peut être cylindrique ou avoir une autre forme complémentaire de celle de l’évidement du corps de l’anneau. La partie d’extrémité 70a peut comprendre un moyen tel qu’un méplat destiné à coopérer avec un moyen complémentaire du corps de l’anneau pour empêcher une rotation involontaire de la vis de blocage 70 dans l’évidement du corps de l’anneau ainsi qu’un désalignement du passage du corps et de l’orifice taraudé de la vis de blocage.
La partie d’extrémité 70b est filetée et reçoit un écrou 50 d’immobilisation de la vis de réglage 46. L’écrou 50 est vissé depuis l’extérieur sur la vis 70 et prend appui axialement sur un flanc du corps de l’anneau 36.
Le vissage de l’écrou 50 permet de serrer la vis de réglage contre un côté du passage du corps de l’anneau, et ainsi de la bloquer dans une 5 position radiale donnée.
Au repos de la turbomachine et à froid, les positions radiales des patins 44 peuvent être ajustées radialement pour prévoir des jeux radiaux J entre ces patins et le carter 16. En fonctionnement, le carter 16 peut se dilater et ces jeux J peuvent s’annuler. En fonction du calage angulaire des 10 aubes 14, l’anneau de commande 36 a un mouvement de rotation et de translation autour du carter 16. Ce mouvement n’est pas remis en cause grâce à l’appui et au glissement du ou des patins sur la surface externe du carter 16.
Claims (8)
1. Anneau (36) de commande d’un étage d’aubes (14) à calage variable pour une turbomachine, comportant un corps annulaire présentant un axe de révolution, des premiers moyens (40) configurés pour être reliés à des pivots (20) desdites aubes, des seconds moyens configurés pour être reliés à des moyens d’actionnement en vue de la rotation dudit corps autour d’un carter (16) de la turbomachine, et des troisièmes moyens configurés pour coopérer avec le carter afin de centrer et guider ledit corps, lesdits troisièmes moyens comportant au moins un patin (44) d’appui sur ledit carter, ce patin étant porté par une vis de réglage (46) qui traverse un logement (48) sensiblement radial dudit corps, caractérisé en ce que ladite vis de réglage est vissée dans un orifice (72) taraudé d’une vis de blocage (70) qui s’étend sensiblement perpendiculairement à ladite vis de réglage et qui reçoit un écrou (50) d’immobilisation de ladite vis de réglage.
2. Anneau de commande (36) selon la revendication 1, dans lequel ladite vis de blocage (70) s’étend sensiblement parallèlement audit axe de révolution.
3. Anneau de commande (36) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite vis de blocage (70) comprend une première partie d’extrémité (70a) engagée dans un évidement dudit corps et comportant ledit orifice (72) taraudé, et une seconde partie d’extrémité filetée (70b) qui reçoit ledit écrou (50).
4. Anneau de commande (36) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit écrou (50) prend appui directement sur un flanc dudit corps.
5. Anneau de commande (36) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite vis de réglage (46) porte ledit patin (44) à son extrémité radialement interne, son extrémité radialement externe étant configurée pour coopérer avec un outil de vissage.
6. Anneau de commande (36) selon la revendication précédente, dans lequel ladite extrémité radialement externe de ladite vis de réglage comprend une empreinte (71), par exemple à section hexagonale, configurée pour recevoir ledit outil de vissage.
5
7. Etage d’aubes à calage variable pour une turbomachine, comportant une rangée annulaire d’aubes (14) à calage variable comportant chacune une pale (18) et un pivot cylindrique (20) à son extrémité radialement externe, l’étage comportant en outre un carter annulaire (16) comportant des orifices de montage des pivots des aubes, caractérisé en ce que 10 lesdits pivots sont reliés à un anneau de commande (36) selon l’une des revendications précédentes.
8. Turbomachine, en particulier d’aéronef, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un anneau de commande (36) selon l’une des revendications 1 à 6 ou un étage d’aubes à calage variable selon la 15 revendication 7.
1/1
Fig. 2
RÉPUBLIQUE FRANÇAISE irai — I INSTITUT NATIONAL
DE LA PROPRIÉTÉ
INDUSTRIELLE
RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE établi sur la base des dernières revendications déposées avant le commencement de la recherche
N° d'enregistrement national
FA 844841
FR 1759701
DOCUMENTS CONSIDÉRÉS COMME PERTINENTS
Revend ication(s) concernée(s)
Classement attribué à l'invention par ΙΊΝΡΙ
Catégorie
Citation du document avec indication, en cas de besoin, des parties pertinentes
EP 1 820 942 Al (SNECMA [FR]) 22 août 2007 (2007-08-22) * alinéas [0024], [0028] * * figures 1-5 *
FR 2 882 577 Al (SNECMA MOTEURS SA [FR]) 1 septembre 2006 (2006-09-01) * page 4, lignes 23-26 * * figure 2 *
1-8
1-8
F04D29/56
F16C11/06
DOMAINES TECHNIQUES RECHERCHÉS (IPC)
F04D
F02C
F01D
F16B
EPO FORM 1503 12.99 (P04C14)
Date d'achèvement de la recherche
19 juin 2018
Examinateur
De Tobel, David
CATÉGORIE DES DOCUMENTS CITÉS
X : particulièrement pertinent à lui seul
Y : particulièrement pertinent en combinaison avec un autre document de la même catégorie
A : arrière-plan technologique
O : divulgation non-écrite
P : document intercalaire
T : théorie ou principe à la base de l'invention
E : document de brevet bénéficiant d'une date antérieure à la date de dépôt et qui n'a été publié qu'à cette date de dépôt ou qu'à une date postérieure.
D : cité dans la demande
L : cité pour d'autres raisons & : membre de la même famille, document correspondant
ANNEXE AU RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE
RELATIF A LA DEMANDE DE BREVET FRANÇAIS NO. FR 1759701 FA 844841
La présente annexe indique les membres de la famille de brevets relatifs aux documents brevets cités dans le rapport de recherche préliminaire visé ci-dessus.
Les dits membres sont contenus au fichier informatique de l'Office européen des brevets à la date dul9-ÜO-r_Ulo
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| FR1759701A FR3072430B1 (fr) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Anneau de commande d'un etage d'aubes a calage variable pour une turbomachine |
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| FR1759701A FR3072430B1 (fr) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Anneau de commande d'un etage d'aubes a calage variable pour une turbomachine |
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Family Applications (1)
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- 2017-10-16 FR FR1759701A patent/FR3072430B1/fr active Active
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| EP1820942A1 (fr) * | 2006-02-09 | 2007-08-22 | Snecma | Dispositif de réglage du centrage d'un anneau de synchronisation de commande d'aubes pivotantes de turbomachine |
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| FR3072430B1 (fr) | 2019-10-18 |
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