FR3108370A1 - Etage d’aubes a calage variable pour une turbomachine - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un étage d’aubes à calage variable (1) pour une turbomachine (10), comportant des aubes à calage variable (2) comportant chacune un pivot cylindrique (22) avec à son extrémité radialement externe une portion filetée (23), un carter (4) comportant des logements de montage desdits pivots, un anneau de commande (5) s’étendant autour dudit carter (4), des leviers (6) comportant chacun une première extrémité (61) liée à l’anneau (5) et une seconde extrémité (60) comportant un premier orifice traversé par la portion filetée (23) du pivot, des écrous (7) vissés sur les portions filetées, et des dispositifs anti-rotation (8, 80) configurés pour venir en butée avec un élément de l’étage (1), de façon à ce qu’en cas de rupture d’un des leviers et de désolidarisation d’un des pivots vis-à-vis de l’anneau, le dispositif est configuré pour limiter le débattement angulaire du pivot désolidarisé de l’anneau. Figure pour l’abrégé : Figure 6

Description

ETAGE D’AUBES A CALAGE VARIABLE POUR UNE TURBOMACHINE

La présente invention concerne un étage d’aubes à calage variable pour une turbomachine, en particulier d’aéronef.

ETAT DE L’ART

L’état de la technique comprend notamment les documents FR-A1-3 038 666 et FR-A1-3 029 564.

Dans une turbomachine, des étages d’aubes de redresseur à calage variable sont montés entre des roues mobiles d’un compresseur. Plus particulièrement, au sein d’un compresseur basse pression ou haute pression d’une turbomachine, les aubes de stator sont à calage variable (aussi appelées VSV acronyme anglophone pour « Variable Stator Vane ») de façon à adapter l’incidence sur les aubages du compresseur en fonction du régime de rotation de la turbomachine.

Ces aubes de stator à calage variable sont portées par un carter annulaire externe et sont réglables en position autour de leurs axes de rotation pour optimiser l’écoulement des gaz dans le moteur de la turbomachine.

Ces aubes peuvent être disposées sous forme d’une rangée annulaire dans un ou plusieurs étages, 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 calage 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 calage de l’aube et guidé en rotation dans un orifice d’un carter interne du compresseur.

L’extrémité radialement externe du pivot externe de chaque aube est reliée par un levier (ou 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 leviers aux pivots externes des aubes et les fait tourner autour de leurs axes.

Ainsi, de manière générale, la rotation du pivot cylindrique externe est effectuée par un système cinématique comprenant les anneaux de commande, les leviers, et des guignols qui sont pilotés par un vérin permettant de réguler l’angle de calage des pales des aubes de stator. Le vérin peut être hydraulique, pneumatique ou électrique. Pour rappel, l’angle de calage d’une pale correspond à l’angle, dans un plan longitudinal perpendiculaire à l’axe de calage de la pale, entre la corde de la pale et le plan de rotation de l’étage d’aubes.

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.

Lors de la conception des étages d’aubes à calage variable du compresseur, il est nécessaire de prendre en compte le cas d’une panne d’un élément composant le système cinématique. Plus particulièrement, une rupture d’au moins un des leviers du système cinématique peut entraîner une désolidarisation du pivot externe vis-à-vis de l’anneau de commande. Dans ce cas, le calage de l’aube du pivot ainsi désolidarisé de l’anneau de commande n’est plus piloté par le vérin du système cinématique. Ceci génère un débattement libre du pivot de l’aube dans la veine annulaire du carter, et une mise en drapeau de cette aube.

La position drapeau consiste à faire tourner la pale de l’aube jusqu’à ce que leur corde s’aligne sensiblement dans le lit du vent. Les pales sont par exemple mises en position drapeau lors d’une défaillance (ou panne) du système cinématique (par exemple une défaillance ou une rupture d’un levier telle mentionnée ci-dessus) afin que ces dernières offrent le moins de résistance (traînée) possible.

En outre, dans la turbomachine, le débattement des aubes est calculé au plus juste de façon à réduire au maximum la longueur du compresseur, et de ce fait une aube privée de sa commande d’orientation peut impacter l’aube de rotor adjacente (en particulier, disposée en aval de l’aube du pivot désolidarisé) ou d’autre(s) composant(s) du compresseur avant même d’avoir atteint sa position drapeau.

Ainsi, pour cette raison, un jeu axial suffisant entre l’aube de stator variable et les aubes de rotor adjacentes est requis et peut être imposé en cas de rupture du levier. Cependant, cette solution peut être contraignante pour la conception et l’assemblage du compresseur, et peut également augmenter la longueur axiale du compresseur.

Dans ce contexte, il est intéressant de pallier les inconvénients de l’art antérieur, en proposant un dispositif sécurisant et limitant l’amplitude du débattement angulaire d’un levier désolidarisé de son anneau de commande dans un étage d’aubes à calage variable d’une turbomachine.

La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des problèmes précités.

L’invention propose un étage d’aubes à calage variable pour une turbomachine d’aéronef, comportant :
- une rangée annulaire d’aubes à calage variable, chaque aube comportant une pale comprenant un pivot cylindrique à son extrémité radialement externe, ce pivot définissant un axe de calage de l’aube et comportant à son extrémité libre radialement externe une portion filetée,
- un carter annulaire ayant un axe de révolution et comportant des logements de montage desdits pivots,
- un anneau de commande s’étendant autour dudit carter et configuré pour être déplacé en rotation autour dudit axe de révolution,
- des leviers de liaison desdits pivots à l’anneau de commande, chacun de ces leviers comportant une première extrémité liée à l’anneau de commande et une seconde extrémité comportant un premier orifice traversé par la portion filetée portée par le pivot de l’aube correspondante,
- des écrous vissés sur les portions filetées des pivots et configurés pour assurer le maintien des leviers sur les pivots des aubes.

Selon l’invention, l’étage d’aubes comprend en outre des dispositifs anti-rotation portés par ou formés sur les leviers et configurés pour venir en butée avec un élément de l’étage, de façon à ce qu’en cas de rupture d’un des leviers et de désolidarisation d’un des pivots vis-à-vis de l’anneau de commande, le dispositif est configuré pour limiter le débattement angulaire du pivot ainsi désolidarisé de l’anneau de commande.

Le dispositif anti-rotation selon l’invention présente plusieurs avantages. De manière générale, il permet de bloquer de manière simple et efficace la rotation d’un pivot désolidarisé de son anneau de commande lorsque l’un des leviers de l’étage d’aubes à calage variable est rompu.

Plus particulièrement, ce dispositif limite la fin de course du pivot en débattement libre avec un minimum de pièces, tout en conservant une grande partie du jeu axial entre l’aube de stator concernée et l’aube de rotor adjacente. En effet, les dimensions particulières du dispositif rapporté ou formé sur le levier favorisent une mise en butée par coopération entre le dispositif et l’un des éléments de l’étage d’aubes, avant que cette aube en débattement libre s’aligne avec l’axe de la turbomachine en fonctionnement. Ceci permet notamment d’empêcher la mise en drapeau de l’aube portant le pivot désolidarisé.

L’ajout de tels dispositifs est peu encombrant et ne nécessite pas ou peu d’adaptation importante dans l’étage d’aubes.

L’étage d’aubes 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 :
- les dispositifs sont des pièces anti-rotation intercalées entre les secondes extrémités des leviers et lesdits écrous, chacune de ces pièces comportant un second orifice traversé par la portion filetée de l’aube correspondante et des bords latéraux qui font face à des bords latéraux des pièces adjacentes et qui sont aptes à coopérer par butée avec ces bords latéraux, en cas de rupture du levier sur lequel la pièce est montée ;
- les pièces ont chacune une forme de cavalier et sont montées à cheval sur les secondes extrémités des leviers ;
- les pièces ont chacune une forme générale en U et comprennent une portion centrale comportant ledit second orifice et des jambes latérales formant ou définissant lesdits bords ;
- la portion centrale a une forme générale rectangulaire et plane ;
- lesdites jambes ont chacune une forme générale rectangulaire et plane ;
- lesdites jambes ont une épaisseur radiale au moins égale à une épaisseur radiale de la seconde extrémité ;
- les dispositifs sont formés d’une seule pièce avec les leviers qui comportent au moins un ergot configuré pour venir en butée sur une bride annulaire externe du carter, en cas de rupture d’un des leviers ;
- ledit au moins un ergot comprend une surface d’appui sur la bride qui est inclinée par rapport à un axe d’allongement du levier.

La présente invention concerne encore une turbomachine, en particulier d’aéronef, comprenant au moins un étage d’aubes à calage variable disposant d’une ou plusieurs des caractéristiques décrites ci-avant.

La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur.

L’étage d’aubes à calage variable peut être un étage de redresseur d’un compresseur basse pression ou d’un compresseur haute pression de la turbomachine.

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 de stator à calage variable de turbomachine ;

la figure 2 est une vue schématique montrant des profils d’une pale d’aube de stator, respectivement, en position nominale et en position libre ;

la figure 3 est une vue schématique en perspective d’un levier de l’étage d’aubes selon un premier mode de réalisation de l’invention ;

la figure 4 est une vue schématique en perspective d’un dispositif anti-rotation d’un étage d’aubes selon le premier mode de réalisation de l’invention ;

la figure 5 est une vue schématique en perspective du levier de la figure 3 et du dispositif anti-rotation de la figure 4 assemblés par un écrou sur un pivot d’une aube de stator ;

la figure 6 est une vue schématique en perspective de plusieurs étages d’aubes à calage variable selon le premier mode de réalisation ;

la figure 7 est une vue schématique en perspective agrandie de l’étage de la figure 6 montrant le dispositif anti-rotation, respectivement, en position nominale et en position de butée ;

la figure 8a est une vue schématique en perspective d’un dispositif anti-rotation selon un second mode de réalisation de l’invention, en position nominale et en position de butée ; et

la figure 8b est une vue schématique de dessous du dispositif de la figure 8a.

DESCRIPTION DETAILLEE

D'une manière générale, dans la description ci-après, les termes « longitudinal » et « axial » qualifient l'orientation d'éléments structurels s'étendant selon la direction d’un axe longitudinal. Cet axe peut être confondu avec un axe de rotation d’un rotor d’une turbomachine. Le terme « radial » qualifie une orientation d'éléments structurels s'étendant selon une direction perpendiculaire à l'axe. Les termes « intérieur » et « extérieur », et « interne » et « externe » sont utilisés en référence à un positionnement par rapport à l’axe. Ainsi, un élément structurel s'étendant selon l'axe comporte une face intérieure tournée vers l'axe et une surface extérieure, opposée à sa surface intérieure.

La figure 1 représente schématiquement une partie d’un compresseur haute-pression d’une turbomachine 10, en particulier d’une turbomachine d’aéronef, à plusieurs étages 1 selon l’art antérieur.

Chaque étage 1 comprend une rangée annulaire d’aubes mobiles 3 portées par le rotor (non représenté) de la turbomachine et une rangée annulaire d’aubes fixes 2 formant redresseurs portées par un carter 4 du stator de la turbomachine, l’orientation angulaire des aubes 2 étant réglable pour optimiser l’écoulement gazeux dans le compresseur.

Chaque aube 2 comprend une pale 20 et un pivot cylindrique 22 à son extrémité radialement externe. Le pivot 22 définit un axe de calage A de l’aube 2.

La pale 20 et le pivot 22 peuvent être reliés par un disque ou « platine » 24 s’étendant sensiblement perpendiculaire à l’axe A de l’aube dans un logement 44 correspondant du carter 4. La surface radialement interne 21 de la platine 24 est alignée avec la paroi interne 41 du carter 4 pour ne pas s’opposer à l’écoulement gazeux.

Le pivot cylindrique 22 de chaque aube 2 peut s’étendre à l’intérieur d’une cheminée cylindrique radiale 40 du carter 4 et son extrémité radialement externe est reliée par un levier 6 à un anneau de commande 5 qui entoure le carter 4. L’anneau 5 est associé à des moyens d’actionnement (non représentés) permettant de le faire tourner dans un sens ou dans l’autre autour d’un axe de révolution X du carter 4 pour entraîner les aubes 2 d’une rangée annulaire en rotation autour de leurs axes A. L’axe de révolution X du carter est sensiblement parallèle à l’axe longitudinal de la turbomachine.

Chacun des leviers 6 de liaison des pivots 22 à l’anneau de commande 5 comprend une première extrémité 61 liée à l’anneau 5 et une seconde extrémité 60 opposée qui est reliée au pivot 22. La seconde extrémité 60 comprend un premier orifice 600 traversé par une portion filetée 23 du pivot 22.

L’étage d’aube 1 comprend en outre des écrous 7 qui sont vissés sur les portions filetées 23 radialement externes des pivots 22. Les secondes extrémités 61 des leviers 6 étant intercalées entre les écrous 4 et les pivots 22. Ceci permet d’empêcher le désengagement des leviers 6 vis-à-vis des pivots 22.

L’anneau de commande 5 comprend un corps annulaire comportant des orifices radiaux dans lesquels sont logés des pions cylindriques portés par les leviers 6. Chaque pion est en général centré et guidé en rotation dans un orifice par au moins un palier à douille monté dans l’orifice.

Comme décrit dans ce qui précède, le corps de l’anneau 5 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 (non représenté sur la figure).

Les aubes 2 sont déplaçables en rotation autour de leurs axes A 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 20 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 2 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 20 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 2 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.

Comme décrit dans ce qui précède, en fonctionnement, le levier 6 peut être rompu et entraîner une désolidarisation du pivot 22 vis-à-vis de l’anneau de commande 5. Dans cette configuration, l’aube 2 est en débattement libre dans la veine annulaire du carter 4.

La figure 2 représente schématiquement un profil N (trait plein) en position nominale et un profil N’ (trait en pointillé) en position libre de la pale 20 de l’aube reliée au pivot 22.

En position nominale, le pivot 22 est lié à l’anneau de commande 5 par le levier 6. La platine 24 du pivot 22 et par conséquent l’aube 2 correspondante est pilotée par l’anneau 5. La pale 20 de l’aube 2 a une forme générale incurvée et comprend un bord de fuite 20a, un bord d’attaque 20b, une face extrados 20c et une face intrados 20d. Cette pale 20 est inclinée suivant un plan T par rapport à un axe longitudinal X’. Ce plan T est sensiblement transversale à l’axe A et de préférence passe entre le bord d’attaque 20b et le bord de fuite 20a de la pale. L’axe X’ est parallèle à l’axe longitudinal de la turbomachine. Le bord de fuite 20a de la pale passe sensiblement par un plan PN qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe X’.

En position libre, le pivot 22 est désolidarisé vis à vis de l’anneau 5 en cas de rupture du levier 6. La pale 20 de l’aube 2 est en débattement libre dans la veine annulaire du carter 4. La pale 20 est en débattement libre jusqu’à l’axe X’. Sur l’exemple, la pale 20 en débattement libre est inclinée suivant un plan T’ par rapport à l’axe X’. Ce débattement libre peut être défini par un angle α qui est compris par exemple entre -10° et 70° par rapport à l’axe X’. Cet angle α est mesuré sensiblement entre les plans T et T’ par rapport à l’axe X’, dans lequel l’axe X’ correspond à une valeur nulle de l’angle α. Les plans T et T’ correspondent sensiblement à l’angle α, respectivement, maximale (par exemple 70°) et minimal (par exemple -10°). Le bord de fuite 20a’ de la pale passe alors sensiblement par un plan PN’. Ce plan PN’ est parallèle et décalé par rapport au plan PN. Ainsi, en l’absence de dispositif restreignant le débattement libre de la pale, l’aube de stator 2 peut s’aligner avec l’axe X’ et donc s’aligner dans le sens de la circulation de l’air de la turbomachine. Ceci entraîne une mise en drapeau de l’aube de stator correspondante.

En position libre, la position axiale du bord de fuite 20a’ de la pale peut donc être augmentée par rapport à celle du bord de fuite 20’ en position nominale. Ceci a pour inconvénient de réduire le jeu axial entre l’aube de stator 2 et l’aube de rotor 3 adjacente et ainsi augmenter la longueur totale de l’étage d’aubes 1. La pale de l’aube de stator en position libre, peut en outre impacter l’aube de rotor adjacente en aval.

La présente invention permet de limiter voire d’empêcher ce phénomène grâce à des dispositifs anti-rotation 8 qui sont portés par ou formés sur les leviers 6. Ces dispositifs 8 sont configurés pour venir en butée avec un élément de l’étage 1.

Plus particulièrement, chacun des dispositifs 8 est apte à limiter le débattement angulaire d’un pivot 22, en cas d’une rupture du levier 6 dans une turbomachine en fonctionnement.

Selon l’invention, ces dispositifs anti-rotation 8 peuvent être installés dans l’étage d’aubes 1 de la turbomachine de la figure 1.

Les figures 3 à 7 illustrent les dispositifs anti-rotation 8 et leurs assemblages dans l’étage d’aubes selon un premier mode de réalisation de l’invention, et les figures 8a et 8b illustrent les dispositifs anti-rotation 8 et leurs assemblages selon un second mode de réalisation de l’invention.

Dans le premier mode de réalisation, le dispositif 8 est une pièce anti-rotation 80 configurée pour être rapportée sur au moins un des leviers 6.

En référence à la figure 3, le levier 6 du premier mode de réalisation a une forme allongée qui s’étend sensiblement suivant un axe d’allongement Y entre une première extrémité 61 et une seconde extrémité 60. La première extrémité 61 comprend une ouverture 610. La seconde extrémité 60 a une forme générale en U (ou de cavalier) comportant des jambes latérales 64, 66 opposées et reliées entre elles par une portion centrale 68.

La portion centrale 68 peut avoir une forme générale rectangulaire et plane. Cette portion centrale 68 peut comprendre un premier orifice 600.

Les jambes 64, 66 peuvent chacune avoir une forme générale rectangulaire et plane. Les jambes 64, 66 ont la même épaisseur radiale E6 entre elles, cette épaisseur E6 étant mesurée en direction radiale par rapport à un axe perpendiculaire à l’axe Y. Sur l’exemple, les extrémités radialement internes des jambes 64, 66 passent par même un plan P68 qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe Y.

Sur la figure 4, la pièce 80 a une forme générale en U (et forme un cavalier) comportant une portion centrale 88 et des jambes latérales 84, 86.

Sur l’exemple, la portion centrale 88 a une forme générale rectangulaire et plane. La portion centrale 88 peut avoir un second orifice 800.

Les jambes 84, 86 sont opposées et reliées entre elles par la portion centrale 88. Ces jambes 84, 86 peuvent chacune avoir une forme générale rectangulaire et plane. Les jambes 84, 86 ont la même épaisseur radiale E8 entre elles. L’épaisseur E8 est mesurée en direction radiale par rapport à l’axe A. Sur l’exemple, les extrémités radialement internes des jambes 84, 86 passent par même un plan P68’ qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe A. Les jambes 84, 86 comprennent chacune un bord latéral 840, 860.

La présente demande décrit maintenant la fixation des pièces 80 et leurs fonctionnements dans l’étage d’aubes 1 en référence aux figures 5 à 7.

La figure 5 représente une vue schématique et partielle de la fixation d’une pièce 80 intercalée entre un levier 6 et un écrou 7, sur un pivot 22 d’une aube de stator 2.

De manière générale, la pièce 80 est apte à s’assembler sur la seconde extrémité 60 du levier par complémentarité de forme. De cette façon, la portion centrale 88 et les jambes 84, 86 de la pièce sont en contact direct avec la portion centrale 68 et les jambes 64, 66 correspondantes du levier.

Sur l’exemple, les extrémités radialement internes des jambes 64, 66, 84, 86 du levier et de la pièce sont alignées suivant le même plan P68, P68’. Ce plan P68, p68’ est sensiblement perpendiculaire à l’axe A de l’aube de stator et l’axe Y du levier. De cette façon, l’épaisseur E8 des jambes 84, 86 est au moins égale à l’épaisseur E6 des jambes 64, 66.

Les premier 600 et second 800 orifices sont alignés suivant l’axe A, de façon à ce que la portion filetée 23 du pivot 22 traverse ces orifices 600, 800. L’écrou 7 est vissé sur la portion filetée 23 du pivot. Ceci permet d’assurer le maintien de la pièce 80 et du levier 6 sur le pivot 22 de l’aube de stator 2.

Les figures 6 et 7 illustrent une position nominale de l’étage d’aubes 1 décrit dans ce qui précède et comportant au moins deux pièces 80 intercalées chacune entre des leviers 6 et des écrous 7, et fixées sur deux pivots 22 adjacents.

En position nominale, les leviers 6 relient chacun des pivots 22 à leur anneau de commande 5 correspondant, de manière à ce que les pièces 80 soient solidaires des pivots 22. De préférence, au moins un des bords latéraux 840, 860 d’une des pièces 80 est en face d’un des bords latéraux 860, 840 de l’autre pièce 80 adjacente. Les bords 840, 860 des pièces 80 passent chacun par un plan longitudinal P8 qui est sensiblement parallèle à l’axe Y (ou sensiblement perpendiculaire à l’axe A).

En position de butée (trait en pointillée), telle qu’illustrée sur la figure 7, au moins un des leviers 6 est rompu et entraînant la désolidarisation du pivot 22 vis-à-vis de son anneau de commande 5. Les bords latéraux 840, 860 des pièces 80, qui sont positionnés face à face, sont solidaires en mouvement du pivot en débattement libre. Ces bords 840, 860 des pièces 80 adjacentes sont aptes à coopérer par butée entre eux.

Sur l’exemple, le bord 840 de la pièce est en butée contre le bord 860 de la pièce adjacente suivant un plan tangent P88. Le plan P88 est incliné en direction oblique par rapport à l’axe Y (ou le plan P8 qui est parallèle à l’axe Y) et formant un angle d’inclinaison β. Cet angle β peut être variable en fonction des dimensions des pièces 80, de l’agencement des pièces 80 entre elles dans l’étage d’aubes 1, l’axe de calage A de l’aube et/ou de manière générale les dimensions de l’aube 2.

Cette position de butée permet de limiter le débattement angulaire du pivot désolidarisé de l’anneau de commande, avant son alignement avec l’axe de la turbomachine et la consommation du jeu axial entre l’aube de stator et l’aube du rotor adjacente.

Comme décrit dans ce qui précède (en référence à la figure 2), avant limitation du débattement angulaire du pivot 22 par les pièces 80, l’angle α est compris environ entre -10° et 70° par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine.

Après limitation du débattement angulaire du pivot 22 par les pièces 80, l’angle α est non nulle par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine.

Dans le second mode de réalisation, le dispositif 8 est formé d’une seule pièce avec les leviers 6 de l’aube 2.

En référence aux figures 8a et 8b, les leviers 6 du second mode de réalisation ont chacun une forme allongée qui s’étend sensiblement suivant un axe d’allongement Y entre une première extrémité 61 et une seconde extrémité 60.

La première extrémité 61 comprend une ouverture 610. L’ouverture 610 est configurée pour être traversée par un pion 50 de l’anneau de commande 5.

La seconde portion 60 a une forme générale en L comportant une portion centrale 68. La portion centrale 68 s’étend entre au moins un ergot 62 et la première extrémité 61. La portion centrale 68 peut avoir une forme générale rectangulaire et plane et peut comprendre le premier orifice 600. Ce premier orifice 600 est configuré pour être traversé par la portion filetée 23 du pivot 22.

La seconde extrémité 60 du levier est montée sur une bride annulaire externe 42 du carter 16. De préférence, la portion centrale 68 du levier comprend environ deux tiers de sa longueur totale qui est configurée pour être assemblée sur la bride 42 et l’autre un tiers de sa longueur totale qui porte un ou plusieurs ergots 62.

Sur l’exemple, deux ergots 62 sont disposés côte à côte en direction axiale et sont séparés entre eux par une fente longitudinale 622. Cette fente 622 s’étend sensiblement suivant l’axe Y.

Les ergots 62 peuvent chacun avoir une forme générale trapézoïde et plane. Les ergots 62 peuvent avoir la même épaisseur radiale E62, cette épaisseur E62 est mesurée en direction radiale par rapport à un axe qui est perpendiculaire à l’axe Y.

Les ergots 62 peuvent comprendre chacun une surface d’appui 620 sur la bride 42. Cette surface d’appui 620 est inclinée par rapport à l’axe Y. Sur l’exemple, la surface d’appui 620 a une longueur axiale L62 réduite en direction d’un des bords libres 624 de l’ergot 62. Les bords 624 sont opposés et éloignés de la fente 622. Cette longueur L62 étant mesurée en direction axiale par rapport à un axe qui est perpendiculaire à l’axe Y.

En position nominale, telle qu’illustrée sur l’un des leviers des figures 8a et 8b, les ergots 62 du levier sont en face d’une paroi latérale 44 de la bride 42. Cette paroi latérale 44 s’étend sensiblement perpendiculaire à l’axe Y.

En position de butée, telle qu’illustrée sur l’autre des leviers des figures 8a et 8b, les ergots 62 sont aptes à venir en butée sur la bride 42 lorsque le pivot 22 du levier 6 est désolidarisé de l’anneau de commande 5. Ceci permet de limiter de manière progressive la fin de course du débattement angulaire du pivot désolidarisé.

Plus particulièrement, l’une des surfaces d’appui 620 des ergots 62 est en butée contre la paroi 44 de la bride 42. Cette position de butée est atteinte avant l’alignement de l’aube de stator avec l’axe de la turbomachine (de manière similaire au premier mode de réalisation).

Ainsi, après limitation du débattement angulaire du pivot 22 par l’ergot 62 du levier, l’angle α est également non nulle par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine.

De manière avantageuse, les dispositifs 8 peuvent comprendre des dimensions variables de façon à s’adapter aux dimensions de chacun des leviers, ainsi qu’à la position de l’axe A de calage, la corde et/ou la cambrure de l’aube de stator.

La présente invention apporte plusieurs avantages, tels que :
- bloquer le débattement angulaire du pivot en cas de rupture d’au moins un des leviers du système cinématique d’un étage d’aubes à calage variable,
- éviter la mise en drapeau de l’aube de stator et la consommation d’une grande partie du jeu axial entre l’aube de stator et l’aube de rotor adjacent,
- maintenir un débattement suffisant pour la régulation nominale du moteur,
- optimiser le dimensionnement des dispositifs anti-rotation et leurs intégrations dans l’étage d’aubes, tout n’en impactant pas la masse totale de la turbomachine,
- réduire la longueur totale de l’étage d’aubes à calage variable,
- nécessite pas ou peu d’adaptation dans l’étage d’aubes,
- intégration facile au montage et en maintenance de la turbomachine.

De manière générale, l’invention permet d’améliorer les performances du moteur d’une turbomachine. Les solutions proposées dans la présente demande sont simples, efficaces et économiques à réaliser et à assembler dans une turbomachine, tout en renforçant la durée de vie des aubes de stator en fonctionnement.

Claims (10)

1. Etage d’aubes à calage variable (1) pour une turbomachine d’aéronef (10), comportant :
   - une rangée annulaire d’aubes à calage variable (2), chaque aube (2) comportant une pale (20) comprenant un pivot cylindrique (22) à son extrémité radialement externe, ce pivot (22) définissant un axe de calage (A) de l’aube (2) et comportant à son extrémité libre radialement externe une portion filetée (23),
   - un carter annulaire (4) ayant un axe de révolution (X) et comportant des logements de montage (40) desdits pivots (22),
   - un anneau de commande (5) s’étendant autour dudit carter (4) et configuré pour être déplacé en rotation autour dudit axe de révolution (X),
   - des leviers (6) de liaison desdits pivots (22) à l’anneau de commande (5), chacun de ces leviers (6) comportant une première extrémité (61) liée à l’anneau de commande (5) et une seconde extrémité (60) comportant un premier orifice (600) traversé par la portion filetée (23) portée par le pivot (22) de l’aube (2) correspondante,
   - des écrous (7) vissés sur les portions filetées (23) des pivots (22) et configurés pour assurer le maintien des leviers (6) sur les pivots (22) des aubes (2),
   caractérisé en ce qu’il comprend en outre des dispositifs anti-rotation (8, 80) portés par ou formés sur les leviers (6) et configurés pour venir en butée avec un élément de l’étage (1), de façon à ce qu’en cas de rupture d’un des leviers (6) et de désolidarisation d’un des pivots (22) vis-à-vis de l’anneau de commande (5), le dispositif (8, 80) est configuré pour limiter le débattement angulaire du pivot (22) ainsi désolidarisé de l’anneau de commande (5).
2. Etage d’aubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs (8, 80) sont des pièces anti-rotation (80) intercalées entre les secondes extrémités (60) des leviers et lesdits écrous (7), chacune de ces pièces (80) comportant un second orifice (800) traversé par la portion filetée (23) de l’aube (2) correspondante et des bords latéraux (840, 860) qui font face à des bords latéraux (860, 840) des pièces (80) adjacentes et qui sont aptes à coopérer par butée avec ces bords latéraux (840, 860), en cas de rupture du levier (6) sur lequel la pièce (80) est montée.
3. Etage d’aubes selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pièces (80) ont chacune une forme de cavalier et sont montées à cheval sur les secondes extrémités (60) des leviers (6).
4. Etage d’aubes selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les pièces (80) ont chacune une forme générale en U et comprennent une portion centrale (88) comportant ledit second orifice (800) et des jambes latérales (84, 86) formant ou définissant lesdits bords (840, 860).
5. Etage d’aubes selon la revendication 4, caractérisé en ce que la portion centrale (88) a une forme générale rectangulaire et plane.
6. Etage d’aubes selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdites jambes (84, 86) ont chacune une forme générale rectangulaire et plane.
7. Etage d’aubes selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lesdites jambes (84, 86) ont une épaisseur radiale (E8) au moins égale à une épaisseur radiale (E6) de la seconde extrémité (60).
8. Etage d’aubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs (8) sont formés d’une seule pièce avec les leviers (6) qui comportent au moins un ergot (62) configuré pour venir en butée sur une bride annulaire externe (42) du carter (4), en cas de rupture d’un des leviers (6).
9. Etage d’aubes selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit au moins un ergot (62) comprend une surface d’appui (620) sur la bride (42) qui est inclinée par rapport à un axe d’allongement du levier,.
10. Turbomachine d’aéronef (10) comprenant au moins un étage d’aubes à calage variable (1) selon une des revendications 1 à 9.