FR3080885A1 - Rotor avec actionnement radial des aubes - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne le domaine des turbomachines, et plus spécifiquement un rotor (30) comprenant un tourillon (31), une pluralité d'aubes (32), une pluralité d'organes pivotants (34) et un actionneur (36) pour le pivotement des organes pivotants (34) par rapport au tourillon (31). Chacune des aubes (32) s'étend d'un pied d'aube (321) à une tête d'aube (322) suivant une direction radiale (Z) correspondante par rapport à un axe de rotation (X) du tourillon (31). Chacun des organes pivotants (34) est relié au tourillon (31) par une première articulation (341) correspondante, et au pied d'aube (321) d'une aube (32) correspondante, parmi la pluralité d'aubes (32), par une deuxième articulation (342) correspondante. Les première et deuxième articulations (341, 342) correspondantes de chaque organe pivotant (34) ont des axes de pivotement (Y1, Y2) parallèles entre eux et orthogonaux à la direction radiale (Z) correspondante de l'aube (32) correspondante et à l'axe de rotation (X) du tourillon (31).

Description

Arrière-plan de l'invention
La présente invention concerne le domaine des turbomachines et plus particulièrement au réglage de la position radiale des aubes d'un rotor.
On entend par « turbomachine », dans ce contexte, toute machine dans laquelle peut s'opérer un transfert d'énergie entre un écoulement de fluide et au moins un aubage, comme, par exemple, un compresseur, une pompe, une turbine, une hélice, ou bien une combinaison d'au moins deux de ceux-ci. Pour transmettre cette énergie entre l'aubage et un arbre rotatif, cet aubage fait typiquement partie d'un rotor comportant un tourillon et une pluralité d'aubes s'étendant chacune radialement d'un pied d'aube à une tête d'aube en une direction radiale correspondante par rapport à un axe de rotation du tourillon. Il est également connu que la turbomachine comprenne un carter qui entoure le rotor, le carter formant une virole interne et une virole externe qui délimitent ensemble une veine aérodynamique dans laquelle du fluide s'écoule à travers l'aubage rotatif.
Afin de maximiser l'efficience de la turbomachine, il convient normalement de minimiser le jeu radial entre les têtes d'aube et la virole externe du carter qui entoure le rotor. Toutefois, avec un jeu radial trop restreint, la variabilité des contraintes centrifuges et thermiques sur les aubes, et les vibrations radiales pouvant affecter le rotor peuvent entraîner des contacts qui endommagent les aubes et la virole, ce qui nuit à l'efficience de la turbomachine. Pour essayer de pallier cet inconvénient, il est courant d'installer un anneau, ou des segments d'anneau, d'un matériau abradable sur une surface interne de la virole, face aux têtes d'aube, de telle manière que les contacts susmentionnés ne provoquent qu'une usure tolérable de ce matériau abradable.
Malgré cette mesure palliative, il convient néanmoins de limiter ces contacts entre les têtes des aubes et la virole de carter adjacente afin de ne pas nuire à l'efficience de la turbomachine, et donc la fréquence des interventions pour son remplacement partiel ou total. Ainsi, on a proposé dans la demande de brevet d'invention FR 2 940 350, un dispositif comportant un anneau ressort pour limiter le déplacement radial des aubes sous des contraintes centrifuges. Néanmoins, cette solution ne permet pas de commander activement ce déplacement radial pour une régulation plus précise du jeu radial entre les têtes d'aubes et la virole de carter.
En outre, pour tester des éléments de turbomachine, et notamment des aubes, des viroles et des anneaux ou segments d'anneau de matériau abradable, il peut aussi convenir de régler la position des aubes en rotation, de manière à commander activement des contacts entre aubes et virole.
Objet et résumé de l'invention
La présente divulgation vise à remédier à ces inconvénients et proposer un rotor comprenant un tourillon et une pluralité d'aubes s'étendant chacune d'un pied d'aube à une tête d'aube suivant une direction radiale correspondante par rapport à un axe de rotation du tourillon qui permette un ajustement de la position radiale des aubes, même en rotation.
Suivant un premier aspect, ce but peut être atteint par l'incorporation au rotor d'une pluralité d'organes pivotants reliés chacun au tourillon par une première articulation correspondante et au pied d'aube d'une aube correspondante, parmi la pluralité d'aubes, par une deuxième articulation correspondante, les première et deuxième articulations correspondantes de chaque organe pivotant ayant des axes de pivotement parallèles entre eux et orthogonaux à la direction radiale correspondante de l'aube correspondante et à l'axe de rotation du tourillon, et d'un actionneur pour le pivotement des organes pivotants par rapport au tourillon.
Grâce à ces dispositions, le pivotement des organes pivotants autour de leurs premières articulations, actionné par l'actionneur, se traduit en un déplacement radial de leurs deuxièmes articulations, et donc des aubes, suivant les directions radiales correspondantes, permettant ainsi un ajustement effectif de la position radiale des aubes, même pendant la rotation du rotor. Un jeu radial entre les têtes des aubes et une virole de carter les entourant peut ainsi être réglé, que ce soit dans une turbomachine, ou dans un banc d'essais destiné à en tester des éléments comme les aubes, les viroles de carter ou un matériau abradable destiné à 5 être installé sur une surface interne des viroles de carter, par exemple.
Afin de permettre un arrangement compact de l'actionneur, l'actionneur peut être un actionneur linéaire orienté suivant l'axe de rotation du tourillon et couplé à chaque organe pivotant, parmi la pluralité d'organes 10 pivotants, avec un décalage, dans la direction radiale correspondante, par rapport à l'axe de pivotement de la première articulation correspondante. Ainsi, la force effectuée par l'actionneur dans la direction de l'axe de rotation peut être convertie en un couple de pivotement autour de la première articulation de chaque organe pivotant, pour ainsi déplacer 15 l'aube correspondante dans la direction radiale correspondante. En particulier, afin de faciliter son intégration dans le rotor, l'actionneur peut être un actionneur pneumatique comprenant deux chambres, un piston séparant les deux chambres, et un dispositif de commande de pression d'au moins une des deux chambres. Toutefois, d'autres types 20 d'actionneurs, par exemple des actionneurs piézoélectriques, peuvent aussi être envisagés alternativement ou en complément à un actionneur pneumatique. En particulier dans ce cas, pour faciliter l'alimentation et/ou la commande de l'actionneur, l'actionneur peut être non-rotatif, et un palier axial être interposé entre l'actionneur et les organes pivotants pour 25 permettre la transmission de force axiale entre eux. Chaque organe pivotant peut être configuré pour être mobile en étant déformé élastiquement par déplacement autour de la première articulation. Afin d'assurer la simplicité et robustesse du rotor, la première articulation correspondante de chaque organe pivotant peut être formée par une 30 liaison flexible avec le tourillon. En particulier, dans ce cas, la pluralité d'organes pivotants peut être formée de manière monolithique avec le tourillon.
Afin de permettre un bon débattement angulaire de chaque pied 35 d'aube par rapport à l'organe pivotant correspondant, la deuxième articulation correspondante de chaque organe pivotant de la pluralité d'organes pivotants peut être formée par une rotule. Pour la réaliser de manière particulièrement simple, cette rotule peut notamment comprendre un orifice traversant, suivant la direction radiale correspondante, dans l'organe pivotant, et deux écrous engagés sur un filetage du pied d'aube de l'aube correspondante, lequel pied d'aube traverse, entre les deux écrous, l'organe pivotant par l'orifice traversant, chacun desdits deux écrous présentant une surface inclinée de contact avec ledit organe pivotant, opposée à celle de l'autre desdits deux écrous. Ces surfaces inclinées peuvent notamment être coniques ou sphériques. Alternativement, toutefois, cette rotule peut être formée, dans une liaison en queue d'aronde entre chaque organe pivotant et le pied d'aube de l'aube correspondante, par au moins une surface de contact convexe sur le pied d'aube et/ou sur l'organe pivotant.
Afin de maintenir une orientation radiale des aubes même quand le rotor est à l'arrêt, et empêcher ainsi un bruit et une usure excessifs lors des démarrages et arrêts du rotor, le tourillon peut comprendre en outre, pour le pied d'aube de chaque aube correspondante, un guide orienté suivant la direction radiale correspondante et décalé, par rapport à la deuxième articulation correspondante, suivant la direction radiale correspondante.
La présente divulgation concerne également un ensemble comprenant le rotor susmentionné et une virole de carter entourant le rotor, et un procédé de réglage de réglage d'un jeu radial entre les têtes d'aube de la pluralité d'aubes du rotor et la virole de carter entourant le rotor. Le procédé de réglage comprend au moins une étape dans laquelle l'actionneur actionne le pivotement de la pluralité d'organes pivotants autour de leurs premières articulations correspondantes. La virole de carter peut éventuellement comprendre un matériau abradable sur une face interne adjacente aux têtes d'aubes des aubes du rotor. L'ensemble de rotor et virole de carter peut faire partie d'une turbomachine fonctionnelle ou d'un banc d'essai destiné à tester des éléments du rotor et/ou de la virole du carter.
Brève description des dessins
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'une turbomachine ;
- la figure 2 est une coupe axiale d'un ensemble de rotor et virole suivant un premier mode de réalisation ;
- la figure 3 est une vue de détail du tourillon du rotor de la figure 2 dans le plan cylindrique III-III ;
- les figures 4A et 4B illustrent schématiquement l'ajustement du jeu radial des aubes dans l'ensemble des figures 2 et 3 ;
- la figure 5 est une coupe axiale d'un ensemble de rotor et virole suivant un deuxième mode de réalisation ;
- les figures 6A et 6B illustrent schématiquement l'ajustement du jeu radial des aubes dans l'ensemble de la figure 5 ;
- la figure 7 est une coupe axiale d'un ensemble de rotor et virole suivant un troisième mode de réalisation ;
- la figure 8 est une coupe radiale et transversale d'une structure alternative pour une articulation de pied d'aube ;
- la figure 9 est une coupe radiale et longitudinale d'une première version de la structure alternative de la figure 8, dans le plan IXIX;
- la figure 10 est une coupe radiale et longitudinale d'une deuxième version de la structure alternative de la figure 8 ; et
- la figure 11 est une coupe radiale et longitudinale d'une troisième version de la structure alternative de la figure 8.
Description détaillée de l'invention
La figure 1 illustre schématiquement une turbomachine 10 pouvant comprendre un rotor suivant la présente divulgation. On entend par « turbomachine », dans ce contexte, toute machine dans laquelle peut s'opérer un transfert d'énergie entre un écoulement de fluide et au moins un aubage, comme, par exemple, un compresseur, une pompe, une turbine, une hélice, ou bien une combinaison d'au moins deux de ceux-ci, et notamment un moteur à turbine à gaz. Comme dans l'exemple illustré, la turbomachine 10 peut être un tel moteur à turbine à gaz, plus spécifiquement un turboréacteur à double flux (« turbofan » en anglais) comprenant une soufflante 11, un compresseur axial 12, une chambre de combustion 13, une première turbine axiale 14, et une deuxième turbine axiale 15, arrangés successivement dans le sens d'écoulement M de l'air et des gaz de combustion à travers celui-ci. Le rotor suivant la présente invention est toutefois aussi applicable sur d'autres types de moteurs à turbine à gaz, tels que les turboréacteurs à simple flux (« turbojets » en anglais), les turbopropulseurs, ou les turbomoteurs, ainsi que sur d'autres types de turbomachines, notamment des compresseurs et turbines axiales.
Dans la turbomachine 10, la soufflante 11 peut être couplée en rotation à la deuxième turbine axiale 15, et le compresseur axial 12 à la première turbine axiale 14 par, respectivement, des premier et deuxième arbres rotatifs coaxiaux 16, 17. Ces arbres rotatifs coaxiaux 16, 17 peuvent être soutenus dans un carter 19 de la turbomachine 10 par des paliers 18 correspondants. Le compresseur axial 12, ainsi que chacune des deux turbines axiales 14, 15, peut comporter un ou plusieurs étages avec chacun un rotor comprenant un aubage formé par une pluralité d'aubes s'étendant chacune d'un pied d'aube à une tête d'aube suivant une direction radiale correspondante par rapport à l'axe de rotation des arbres rotatifs coaxiaux 16,17.
L'ensemble formé par le compresseur axial 12, la chambre de combustion 13, les turbines axiales 14, 15 et le carter 19 peut être désigné comme « générateur de gaz » (« engine core » en anglais). Ce carter 19 peut être formé par une succession de segments annulaires, ou viroles, alignés suivant l'axe de rotation des premier et deuxième arbres rotatifs coaxiaux 16, 17. Pour éviter des dommages plus graves lors d'éventuels contact des aubes des rotors avec les viroles correspondantes, ces dernières peuvent typiquement comprendre, sur leurs faces radialement internes, adjacentes aux têtes des aubes, des matériaux abradables, typiquement sous forme d'inserts annulaires ou en segments d'anneau.
La figure 2 illustre un premier mode de réalisation d'un ensemble 20 comprenant un rotor 30 et une virole 40, avec un jeu radial réglable entre la virole 40 et des aubes du rotor 30. Cet ensemble 20 peut faire partie d'un étage de turbomachine, comme par exemple de l'un quelconque du compresseur 12 ou des turbines 13, 14 de la turbomachine 10, ou bien d'un banc d'essai destiné à en tester des éléments, comme par exemple les aubes, les viroles et/ou les matériaux abradables susmentionnés. Dans cet ensemble 20 suivant un premier mode de réalisation, le rotor 30 peut comprendre un tourillon 31 et une pluralité d'aubes 32. Le tourillon 31 peut être configuré pour être couplé en rotation à un arbre rotatif de turbomachine, comme par exemple l'un ou l'autre des arbres rotatifs coaxiaux 16, 17 de la turbomachine 10, ou bien à un moteur d'entraînement dans un banc d'essai. Il peut être soutenu, comme dans l'exemple illustré, par au moins un palier radial 33. Les aubes 32 peuvent s'étendre chacune d'un pied d'aube 321 à une tête d'aube 322 suivant une direction radiale Z correspondante par rapport à un axe de rotation X du tourillon 31. La virole 40 entoure le rotor 30, et peut comprendre, comme dans l'exemple illustré, un insert 41 en matériau abradable face aux têtes 322 des aubes 32. Cet insert 41 peut être formé en une seule pièce annulaire ou être divisé en une pluralité de segments d'anneau.
Pour permettre un réglage de la position radiale des aubes 32, et donc du jeu radial d entre les têtes 322 des aubes 32 et la virole 40, le rotor 30 peut aussi comprendre une pluralité d'organes pivotants 34 et un actionneur 35 pour le pivotement des organes pivotants 34 par rapport au tourillon 31. Chacun de ces organes pivotants 34 peut être relié au tourillon 31 par une première articulation 341 et au pied 321 d'une aube 32, par une deuxième articulation 342. Les première et deuxième articulations 341, 342 de chaque organe pivotant 34 ont des axes de pivotement Y1,Y2 parallèles entre eux et orthogonaux à la direction radiale Z correspondante et à l'axe de rotation X du tourillon 31.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, les organes pivotants 34 peuvent être formés de manière monolithique avec le tourillon 31, et la première articulation 341 de chaque organe pivotant 34 être formée par une liaison flexible formée d'un seul tenant avec le tourillon 31 et à l'organe pivotant 34. La flexibilité de cette liaison autour de l'axe de pivotement Y1 peut être obtenue en séparant par des fentes axiales 35 chaque organe pivotant 34 des organes pivotants 34 adjacents dans les deux sens de la direction de rotation du tourillon 31 autour de son axe de rotation X. Ainsi les organes pivotants 34 peuvent être formés comme des griffes en prolongation axiale du tourillon 31, de la manière illustrée plus spécifiquement sur la figure 3.
Comme dans l'exemple illustré sur la figure 2, la deuxième articulation 342 reliant chaque organe pivotant 34 au pied 321 de l'aube 32 correspondante peut comprendre un orifice radial 345 à travers l'organe pivotant 34, traversé par le pied d'aube 321, et deux écrous 346 engagés sur un filetage 321f du pied d'aube 321. Ces deux écrous 346 peuvent être situés de part d'autre de l'orifice radial 345, de manière à retenir radialement l'aube 32, et leurs faces respectivement adjacentes à l'organe pivotant 34 présenter des surfaces 347 inclinées pour permettre le pivotement de l'aube 32 par rapport à l'organe pivotant 34 correspondant, au moins autour de l'axe de pivotement Y2. Comme dans l'exemple illustré, ces surfaces inclinées 347 peuvent notamment être sphériques, mais d'autres configurations, notamment tronconiques, peuvent également être envisagées pour ces surfaces inclinées 347.
Afin d'actionner le pivotement des organes pivotants 34 et, à travers celui-ci, le déplacement radial des aubes 32 correspondantes, le rotor 30 peut comprendre en outre un actionneur 36. Comme dans l'exemple illustré sur la figure 2, cet actionneur 36 peut être un actionneur linéaire orienté suivant la direction de l'axe de rotation X, et notamment un actionneur pneumatique comprenant un piston 361 apte à se déplacer dans la direction de l'axe de rotation X, et deux chambres 362, 363 séparées par le piston 361. Le piston 361 peut être maintenu par un écrou 365, serré sur un filetage du tourillon 31, avec une bague élastique 366 interposée entre l'écrou 365 et le piston 361. Des joints 364, notamment des joints à labyrinthe, peuvent assurer l'étanchéité des chambres 362, 363. Les deux chambres 362, 363 peuvent être connectées à des dispositifs de commande de pression d'au moins une des deux chambres, afin de faire varier la pression de l'une des chambres 362, 363 par rapport à l'autre, pour ainsi commander le déplacement du piston 361 suivant la direction de l'axe de rotation X. Ainsi, comme dans l'exemple illustré, les chambres 362, 363 peuvent être reliées par des conduits 42, 43 respectifs à une vanne 44 à trois positions. Dans l'une de ces positions, le conduit 42 peut être relié à un conduit 45 d'amenée de pression, communiquant avec un prélèvement d'air pressurisé, par exemple au niveau de l'admission du générateur de gaz, directement en aval de la soufflante 11, ou en aval du compresseur 12, tandis que le conduit 43 peut être relié à un conduit 46 d'échappement, de manière à mettre la chambre 362 en surpression par rapport à la chambre 363, et ainsi commander un déplacement du piston 361 vers l'aval, tandis que dans une position opposée de la vanne 44, les connexions entre les conduits 42, 43 et 45, 46 peuvent être inversées, de manière à mettre la chambre 363 en surpression par rapport à la chambre 362, et ainsi commander le déplacement du piston 362 vers l'amont. En outre, dans une position intermédiaire, ces connexions peuvent être interrompues, de manière à isoler les chambres 362 et 363 et ainsi commander un maintien de position du piston 361.
Comme dans l'exemple illustré, l'actionneur 36 peut être couplé à chaque organe pivotant 34 avec un décalage, dans la direction radiale correspondante, par rapport à l'axe de pivotement Y1 de la première articulation 341 correspondante. Plus spécifiquement, dans l'exemple illustré, l'actionneur 36 peut présenter une surface conique 364, solidaire du piston 361, et en contact avec les organes pivotants 34 radialement à l'extérieur des axes de pivotement Yl. L'actionneur 36 peut ainsi être apte à transmettre à chaque organe pivotant 34 une force F avec un bras de levier L par rapport à l'axe de pivotement Yl, de manière à exercer sur l'organe pivotant 34 un couple de pivotement autour de l'axe de pivotement Yl, en déformant par exemple la liaison flexible constituant l'articulation 341, comme illustré en pointillé sur la figure 2. L'élasticité propre de l'articulation 341 peut exercer un couple de rappel dans le sens opposé, tout comme par ailleurs la force centrifuge pendant la rotation du rotor 30.
Ainsi, en fonctionnement, comme illustré schématiquement sur les figures 4A et 4B, en commandant une surpression dans la chambre 363 par rapport à la chambre 362, il est possible de commander une poussée de l'actionneur 36 sur les organes pivotants 34, afin de les faire pivoter vers l'intérieur suivant les directions radiales Z correspondantes, déplaçant ainsi radialement chaque aube 32 radialement vers l'intérieur, pour ainsi augmenter le jeu d entre chaque tête d'aube 322 et la virole 40. Inversement, en réduisant la surpression dans la chambre 363 par rapport à la chambre 362, ce mouvement peut être inversé et les organes pivotants 34 être rappelés radialement vers l'extérieur, pour ainsi diminuer le jeu d entre chaque tête d'aube 322 et la virole 40. Ces réglages peuvent être effectués pendant que le rotor 30 est en rotation, et dans ce cas la force centrifuge peut assurer l'orientation radiale des aubes 32, si leurs centres de gravité CG sont situés radialement à l'extérieur des deuxièmes articulations 342 les reliant aux organes pivotants 34 correspondants.
Néanmoins, il peut être souhaitable de maintenir au moins partiellement cette orientation radiale des aubes, même quand le rotor ne tourne pas, par exemple pour limiter la génération de bruit lors du redressement centrifuge des aubes quand elles vont être mises en rotation. Pour cela, il est envisageable, comme dans l'exemple illustré sur les figures 5, 6A et 6B, que le tourillon 31 comprenne un guide radial 311 pour chaque pied d'aube 321. Ce guide 311 peut être décalé en direction radiale par rapport à la deuxième articulation 342 reliant l'organe pivotant 34 à l'aube 32 correspondante, de manière à assurer un guidage radial du pied d'aube 321. Ainsi, comme dans l'exemple illustré, ce guide 311 peut prendre la forme d'un orifice radial dans une prolongation axiale du tourillon 31 parallèle aux organes pivotants 34. Le pied d'aube 321 peut être reçu dans cet orifice radial avec un léger jeu dans la direction de l'axe de rotation X afin d'accommoder le léger déplacement axial de l'aube 32 accompagnant son déplacement radial lors du pivotement de l'organe pivotant 34, illustré schématiquement dans les figures 6A et 6B. Les éléments restants de ce mode de réalisation sont analogues à ceux du premier mode de réalisation, illustré sur les figures 2, 3, 4A et 4B, et reçoivent donc les mêmes repères sur les figures 5, 6A et 6B.
Bien que, dans chacun de ces deux modes de réalisation, l'actionneur soit un actionneur pneumatique, d'autres types d'actionneurs sont également envisageables. Ainsi comme dans l'exemple schématiquement illustré sur la figure 7, l'actionneur 36 peut être un actionneur piézoélectrique. Afin de simplifier son alimentation électrique, il peut être fixe par rapport à la virole 40. Dans ce cas, comme illustré sur la figure 7, un palier axial 364 peut être interposé entre l'actionneur 36 et les organes pivotants 34, de manière à permettre l'actionnement de leur pivotement autour de leurs axes de pivotement respectifs Y1 même quand le rotor 30 est en rotation autour de l'axe de rotation X. Les éléments restants de ce mode de réalisation sont analogues à ceux des modes de réalisation précédemment illustrés et reçoivent donc les mêmes repères sur la figure
7. Un arrangement analogue avec un palier axial interposé peut par ailleurs être adopté pour d'autres types d'actionneurs, par exemple des actionneurs hydrauliques ou électriques, quand il est souhaité qu'ils ne tournent pas avec le rotor.
En outre, bien que dans chacun des deux modes de réalisation illustrés sur les figures 2 et 5 la rotule formant la deuxième articulation 342 comprenne un orifice radial 345 dans l'organe pivotant 34 et deux écrous 346 sur le pied d'aube 321, des formes alternatives peuvent également être envisagées pour cette rotule. Ainsi, comme dans l'exemple schématiquement illustré sur la figure 8, le pied d'aube 321 peut présenter une forme en queue d'aronde, et l'organe pivotant 34 comprendre une rainure 348 avec une section transversale complémentaire de cette forme en queue d'aronde afin de retenir radialement le pied d'aube 321. Dans ce cas, la rotule formant cette deuxième articulation 342 peut être obtenue par une convexité, dans un plan radial et longitudinal, d'une surface de contact de l'un du pied d'aube 321 et de la rainure 348 avec l'autre du pied d'aube 321 et de la rainure 348, comme illustré respectivement sur les figures 9 et 10, voire avec la convexité des deux surfaces de contact opposées, comme illustré sur la figure 11. Ces convexités peuvent notamment être en arc de cercle, avec un rayon R ou R' qui peut être sensiblement supérieur à la distance à l'axe de rotation du tourillon sur lequel est articulé l'organe pivotant 34. Cette structure alternative de la deuxième articulation 342 est applicable à l'un quelconque des modes de réalisation préalablement décrits.
Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l’invention telle que définie par les 10 revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Rotor (30) comprenant :
    un tourillon (31), une pluralité d'aubes (32) s'étendant chacune d'un pied d'aube (321) à une tête d'aube (322) suivant une direction radiale (Z) correspondante par rapport à un axe de rotation (X) du tourillon (31), une pluralité d'organes pivotants (34) reliés chacun au tourillon (31) par une première articulation (341) correspondante et au pied d'aube (321) d'une aube (32) correspondante, parmi la pluralité d'aubes (32), par une deuxième articulation (342) correspondante, les première et deuxième articulations (341,342) correspondantes de chaque organe pivotant (34) ayant des axes de pivotement (Y1,Y2) parallèles entre eux et orthogonaux à la direction radiale (Z) correspondante de l'aube (32) correspondante et à l'axe de rotation (X) du tourillon (31) ; et un actionneür (36) pour le pivotement des organes pivotants (34) par rapport au tourillon (31).
  2. 2. Rotor (30) suivant la revendication 1, dans lequel l'actionneur (36) est un actionneür linéaire orienté suivant l'axe de rotation (X) du tourillon (31) et couplé à chaque organe pivotant (34), parmi la pluralité d'organes pivotants (34), avec un décalage (L), dans la direction radiale correspondante (Z), par rapport à l'axe de pivotement (Yl) de la première articulation (341) correspondante.
  3. 3. Rotor (30) suivant la revendication 2, dans lequel l'actionneur (36) est un actionneür pneumatique comprenant deux chambres (362, 363), un piston (361) séparant les deux chambres (362, 363), et un dispositif de commande de la pression dans au moins une des deux chambres (362, 363).
  4. 4. Rotor (30) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque organe pivotant (34) est configuré pour être mobile en étant déformé élastiquement par déplacement autour de la première articulation (341).
  5. 5. Rotor (30) suivant la revendication 4, dans lequel la pluralité d'organes pivotants (34) est formée de manière monolithique avec le tourillon (31).
  6. 6. Rotor (30) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième articulation (342) correspondante de chaque organe pivotant (34) de la pluralité d'organes pivotants (34) est formée par une rotule.
  7. 7. Rotor (30) suivant la revendication 6, dans lequel la rotule formant la deuxième articulation (342) correspondante de chaque organe pivotant (34) de la pluralité d'organes pivotants (34) peut comprendre un orifice traversant (345), suivant la direction radiale (Z) correspondante, dans l'organe pivotant (34), et deux écrous (346) engagés sur un filetage du pied d'aube (321) de l'aube (32) correspondante, lequel pied d'aube (321) traverse, entre les deux écrous (346), l'organe pivotant (34) par l'orifice traversant (345), et chacun desdits deux écrous (346) présentant une surface inclinée (347) de contact avec ledit organe pivotant (34), opposée à celle de l'autre desdits deux écrous (346).
  8. 8. Rotor (30) suivant la revendication 6, dans lequel la rotule formant la deuxième articulation (342) correspondante de chaque organe pivotant (34) de la pluralité d'organes pivotants (34) comprend, dans une liaison en queue d'aronde entre chaque organe pivotant (34) et le pied d'aube (321) de l'aube (32) correspondante, au moins une surface de contact convexe sur le pied d'aube (321) et/ou sur l'organe pivotant (34).
  9. 9. Rotor (30) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tourillon (31) comprend en outre, pour le pied d'aube (321) de chaque aube (32) correspondante, un guide (311) orienté suivant la direction radiale (Z) correspondante et décalé, par rapport à la deuxième articulation (342) correspondante, suivant la direction radiale (Z) correspondante.
  10. 10. Ensemble comprenant un rotor (30) suivant l'une quelconque des revendications précédentes et une virole (40) de carter entourant le rotor (30).
  11. 11. Procédé de réglage d'un jeu radial (d) entre les têtes d'aube (322) de la pluralité d'aubes du rotor (30) suivant l'une quelconque des revendications 1-9 et une virole (40) de carter entourant le rotor (30), 5 comprenant au moins une étape dans laquelle l'actionneur (36) actionne le pivotement de la pluralité d'organes pivotants (34) autour de leurs premières articulations (341) correspondantes.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3873236A (en) * 1973-12-26 1975-03-25 Gen Electric Fan with variable pitch blades and translating bearing actuation system
US20060140755A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Schwarz Frederick M Gas turbine engine blade tip clearance apparatus and method
FR2940350A1 (fr) * 2008-12-23 2010-06-25 Snecma Roue mobile de turbomachine a aubes en materiau composite munie d'un anneau ressort.
WO2010136684A1 (fr) * 2009-05-29 2010-12-02 Snecma Dispositif a verin fixe pour la commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur
EP2369141A2 (fr) * 2010-03-22 2011-09-28 General Electric Company Contrôle actif du jeu de l'extrémité d'aubes de turbine à gaz carénée et procédé associé

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3873236A (en) * 1973-12-26 1975-03-25 Gen Electric Fan with variable pitch blades and translating bearing actuation system
US20060140755A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Schwarz Frederick M Gas turbine engine blade tip clearance apparatus and method
FR2940350A1 (fr) * 2008-12-23 2010-06-25 Snecma Roue mobile de turbomachine a aubes en materiau composite munie d'un anneau ressort.
WO2010136684A1 (fr) * 2009-05-29 2010-12-02 Snecma Dispositif a verin fixe pour la commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur
EP2369141A2 (fr) * 2010-03-22 2011-09-28 General Electric Company Contrôle actif du jeu de l'extrémité d'aubes de turbine à gaz carénée et procédé associé

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