FR3139861A1 - Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable - Google Patents
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Abstract
Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable Un aspect de l’invention concerne un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E d’une turbomachine d’un aéronef, comprenant un levier 2 comportant un arbre de liaison pivot libre 25 s’étendant radialement par rapport à l’axe de rotation, destinée à être montée libre dans un trou de pivot 52 d’un anneau de commande 5 et un orifice de transmission de mouvement 21. L’ensemble comprend en outre une aube 4 comportant un arbre de pivot 42 définissant l’axe de calage A, comprenant une partie en méplat 421 logée dans l’orifice de transmission de mouvement 21 et une extrémité libre radialement externe 420. L’ensemble comprend en outre au moins un premier organe de butée 3 comprenant une lèvre 34 élastiquement déformable emboîtée élastiquement avec l’arbre de pivot 42, et une portion 32 recouvrant une partie du levier 2. La portion 32 avec la lèvre 34 emboitée avec l’arbre de pivot 42 formant une butée de translation du levier 2 dans la direction de l’axe de calage A dans le sens du méplat 421 vers l’extrémité libre radialement externe 420. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2
Description
Le domaine technique de l’invention est celui des aubes à calage variable des turbomachines.
La présente invention concerne un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable et en particulier le dispositif d’attache de l’arbre d’aube au levier de commande.
Une turbomachine aéronautique comporte classiquement un compresseur, une chambre de combustion et une turbine. Le rôle de la turbine est d'assurer l'entraînement en rotation du compresseur en prélevant une partie de l'énergie de pression des gaz chauds sortant de la chambre de combustion et en la transformant en énergie mécanique.
Un compresseur axial est constitué d'une partie tournante, le rotor, d'une partie fixe, le stator, et d'une enveloppe, le carter, le stator et le carter étant solidaires l'un de l'autre. Le rotor comprend un tambour constitué par un assemblage de plusieurs disques sur lesquels sont fixées des aubes mobiles en rangée circonférentielle. Le stator est constitué d'une pluralité d'aubes fixées sur le carter ou sur des viroles en rangée circonférentielle appelée aube fixe (car elles ne tournent pas autour de l’axe de rotation de la turbomachine mais peuvent être mobile en rotation suivant leur propre axe). Chaque rangée d'aubes fixes du stator, dites redresseuses, constitue un redresseur. Une rangée d'aubes mobiles et une rangée d'aubes fixes forment un étage de compresseur.
Dans un compresseur, pour optimiser le rendement de la turbomachine et la marge au pompage selon le régime, une ou plusieurs rangées d'aubes redresseuses peuvent être à angle de calage variable, c'est-à-dire que l'angle d'attaque de ces aubes varie en fonction des conditions de vol. Un étage de ce type comprend une rangée annulaire d'aubes de stator à calage variable (aussi appelées VSV - acronyme de Variable Stator Vanes) qui sont portées par le carter annulaire externe, en général d'un compresseur de la turbomachine. 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.
Les dispositifs connus pour la commande des pivots d'aube à angle de calage variable comportent souvent un anneau de commande entourant un carter de la turbomachine et une pluralité de leviers appelées aussi biellettes. L'anneau de commande doit être centré et guidé en rotation autour de l’axe de rotation de la machine et chaque levier doit pouvoir pivoter par rapport à l’anneau de commande et être couplé en rotation avec une tige pivot appelé aussi arbre pivot de l’aube correspondante pour pouvoir le tourner.
Chaque levier comporte, d'une part, une première extrémité montée rigidement sur l’arbre pivot solidaire d'une aube dont l'axe de rotation est orienté radialement par rapport à l'axe de révolution de la turbomachine et, d'autre part, une deuxième extrémité reliée à l'anneau de commande. La modification synchronisée de la position angulaire des aubes est obtenue par la rotation de l'anneau de commande autour de l'axe de la turbomachine.
Il est connu notamment des documents FR3108370, FR3072719, FR2874977 de la demanderesse que chaque aube comprend un arbre pivot traversant une ouverture du levier de commande et comprend d’une part à son extrémité externe un boulon et à l’autre extrémité une platine à contour sensiblement circulaire reliée à l’aube et entre les deux 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 axe 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, si les termes « radial », « radialement », « axial », etc. ne sont pas précisés, ils font référence à l'axe de rotation de la machine appelé aussi longitudinal ou de révolution de l'anneau ou de son corps annulaire.
L’anneau de commande est 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 arbres pivots externes des aubes et les fait tourner autour de leurs axes.
Chaque levier doit donc être maintenu axialement avec l’arbre pivot de l’aube ou l’anneau de commande. Dans la technique actuelle, l'anneau de commande est équipé pour chaque levier, d’une ouverture dans lequel le levier comprend un arbre pivot pour réaliser la liaison pivot avec l’anneau de commande et le boulon permet de maintenir le levier à l’arbre pivot. Plus précisément l’arbre pivot comprend un filetage à son extrémité radiale externe dépassant de l’ouverture sur lequel est monté un écrou formant ensemble le boulon. Le boulon comprend un frein (sur l’écrou ou/et le filetage de l’aube), dans la technique actuel, le filetage comprend un frein avec le taraudage de l’écrou. Cela nécessite donc une étape de visage pour chaque écrou jusqu’à un couple de serrage. Il peut avoir une erreur de serrage lors de l’accostage de l’écrou sur la vis, ce qui nécessite une étape de vérification ensuite d’un couple de freinage sur chaque écrou. Ces étapes sont fastidieuses et longues. En outre lors de démontage en cas de maintenance, à chaque démontage, remontage, le filetage de l’écrou se déforme et le freinage perd de son efficacité (moins de couple de freinage). Une solution onéreuse consiste à réaliser à chaque démontage un procédé de formage du filetage (taraudage et/ou filetage) et/ou une étape de nettoyage par sablage et de vernissage d’un lubrifiant, pour augmenter la tenue du vernis lubrifiant sur les filetages. Enfin Il peut donc être nécessaire de changer l’écrou. En outre le nombre d’écrou augmente le poids de la machine.
Il existe donc un besoin de gain de poids, de facilité de montage et démontage en cas de maintenance.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’avoir un organe de butée pour maintenir et retirer le levier de l’arbre pivot de l’aube.
Un aspect de l’invention concerne un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable d’une turbomachine d’un aéronef, comprenant :
- un levier comportant :
- une paroi,
- un arbre de liaison pivot libre s’étendant perpendiculairement à la paroi, destiné à être monté libre dans un trou de pivot d’un anneau de commande,
- un orifice de transmission de mouvement traversant la paroi,
- une aube comportant :
- une pale mobile en rotation selon un axe de calage destinée à s’étendre radialement par rapport à un axe de rotation de la turbomachine,
- un arbre de pivot définissant l’axe de calage de l’aube, s’étendant de la pale, comprenant :
- une extrémité libre radialement externe à l’opposé de la pale, et
- une partie en méplat entre l’extrémité libre radialement externe et la pale, logée dans l’orifice de transmission de mouvement,
- caractérisé en ce que l’ensemble comprend en outre au moins un organe de butée comprenant :
- une lèvre élastiquement déformable emboîtée élastiquement avec l’arbre de pivot, et
- une portion recouvrant une partie de la paroi du levier,
- la portion avec la lèvre emboitée avec l’arbre de pivot formant une butée de translation du levier dans la direction de l’axe de calage dans le sens du méplat vers l’extrémité libre radialement externe.
Grâce à l’invention, le levier peut être accouplé à l’aube sans vissage d’écrou et donc sans étape de serrage et de vérification de couple de serrage. En outre le fait d’utiliser comme éléments d’accouplement, une lèvre emboîtée élastiquement à l’arbre de pivot de l’aube, permet un montage et démontage simple de l’ensemble, sans risque d’abimer les éléments d’accouplages contrairement aux filetages de l’art antérieur. En outre, l’organe de butée peut être moins lourd que l’écrou. Il en est de même pour l’arbre pivot puisque l’extrémité libre radialement externe peut avoir une longueur entre l’extrémité libre radialement externe et le méplat plus petite que celle de l’art antérieur du fait qu’un emboitage élastique est moins encombrant qu’une zone de filetage pour y visser un écrou. L’emboîtage élastique de la lèvre avec l’arbre pivot est agencé pour résister à la force du levier sur l’organe de butée en fonctionnement de la turbomachine. Bien entendu, les parties de l’arbre pivot du méplat à l’extrémité libre compris ont chacun une section inférieure à celle de l’orifice de transmission de mouvement pour permettre de le traverser.
Par lèvre élastiquement déformable emboîtée élastiquement, on entend une lèvre déformée élastiquement lors de l'introduction contre une partie de l’arbre pivot puis qui revient vers sa forme dans un emboîtage élastique pour former la butée contre l’arbre pivot. La lèvre peut être une lèvre cylindrique élastique entourant l’arbre ou encore une patte élastique comprenant un bossage etc…
Ainsi, l’arbre pivot comprend un clips femelle ou mâle et la lèvre forme respectivement un clips mâle ou femelle, clipsée avec le clips de l’arbre pivot. La lèvre est ainsi emboitée élastiquement avec le clips de l’arbre pivot. Par clips d’arbre pivot on entend une forme pour permettre l’emboitage élastique de la lèvre avec le clips de l’arbre pivot qui ne se déforme pas.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable d’une turbomachine d’un aéronef, selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- Selon un mode de réalisation, l’arbre pivot comprend une rampe pour faciliter la déformation élastique de la lèvre lors du démontage de l’organe de butée.
- Selon un mode de réalisation, l’arbre pivot comprend une rampe pour faciliter le montage de l’organe de butée.
- Selon un mode de réalisation, l’arbre pivot comporte une gorge formant un clips femelle et la lèvre de l’organe de butée est un clips mâle logé dans la gorge. Cela permet à l’organe de butée d’être en butée dans les deux sens de la direction de l’axe de calage et ainsi retenir l’aube dans le sens radialement de l’intérieure vers l’extérieure par rapport à l’axe de rotation de la machine. Cela est particulièrement intéressant si l’aube ne comporte pas de platine venant en butée contre le carter pour éviter des déplacements radiaux de l’aube pouvant entrainer du bruit et des déformations de la pale.
- Selon un exemple de ce mode de réalisation, la gorge est en forme de V et la lèvre a une forme en V correspondant à la forme en V de la gorge. La forme en V permet d’une part de former deux rampes (lèvre et gorge) coopérant ensemble pour faciliter la déformation élastique de la lèvre lors du déboitage de l’organe de butée de l’arbre pivot et d’autre part une rampe sur la lèvre pour faciliter sa déformation lors de l’emboîtage et l’autre rampe de la gorge permet de minimiser le jeu entre la lèvre et la gorge et améliorer ainsi la tenue en butée.
- Selon un autre mode de réalisation, l’arbre pivot comprend un collet comprenant une rampe, la lèvre étant emboitée contre le collet.
- Selon un exemple de ce mode de réalisation, la rampe a une section plus grande vers l’extrémité de l’arbre pivot que vers le méplat. Cela permet de retirer facilement l’organe de butée.
- Selon un exemple de ce mode de réalisation, le collet comprend une deuxième rampe s’étendant de la première rampe comprenant une section plus petite vers l’extrémité de l’arbre pivot que vers le méplat.
- Selon un exemple de ce mode de réalisation, l’organe de butée comprend une gorge logeant le collet, s’étendant de la lèvre, la gorge et la lèvre formant ensemble un clips femelle et le collet forme un clips mâle correspondant.
- Selon un mode de réalisation, la lèvre a une symétrie de révolution autour de l’axe de calage, comprenant une première surface conique. Cela permet d’avoir un clipsage à 360° pour une meilleure tenue.
- Selon un exemple de ce mode de réalisation, la lèvre a une deuxième surface conique s’étendant de la plus grande section de la première surface conique de façon inversée.
- Selon un mode de réalisation, l’organe de butée comprend un orifice dans lequel l’arbre pivot est logé.
- Selon un mode de réalisation, l’organe de butée est métallique ou en élastomère.
- Selon un mode de réalisation, l’organe de butée est fixé à la paroi du levier. Cela permet de réaliser une butée en translation du levier par rapport à l’arbre pivot de l’aube dans les deux sens axiaux de l’axe de calage. Ainsi cela permet d’éliminer un jeu axial (selon l’axe de calage) entre l’aube et le levier. En outre, dans le cas où le levier est en appui contre le carter cela permet d’éliminer un jeu axial de montage entre le carter et l’aube. En outre cela permet d’éviter une perte de l’organe de butée lors de la maintenance, en déformant élastiquement l’organe de butée pour retirer le levier de commande.
- Selon un exemple de ce mode de réalisation, l’organe de butée est collé à la paroi du levier.
- Selon un autre exemple de ce mode de réalisation, l’organe de butée comprend une portion en forme de cône comprenant la lèvre et un orifice entouré par la lèvre pour faciliter la déformation élastique de la lèvre, la portion en forme de cône étant montée dans un orifice axial de l’arbre pivot.
- Selon un mode de réalisation, l’orifice de transmission de mouvement comprend une forme correspondante à la partie en méplat.
Un autre aspect de l’invention concerne un étage d'aubes à calage variable d’une turbomachine d’un aéronef comprenant :
- un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable d’une turbomachine selon l’aspect de l’invention décrit précédemment avec ou sans les différentes caractéristiques des modes de réalisation prises seules ou en combinaison,
- un carter annulaire autour d’un axe de rotation d’un rotor de turbomachine comportant une paroi et des orifices de montages traversant la paroi d’une périphérie interne à une périphérie externe de la paroi, dans lequel chaque orifice de transmission de mouvement est en vis-à-vis de l’orifice de montage, et l’arbre de pivot de chaque aube traverse un orifice de montage correspondant,
- un anneau de commande s’étendant autour du carter, configuré pour être déplacé en rotation autour dudit axe de rotation du rotor, comprenant le trou de pivot dans lequel l’arbre de liaison pivot libre est positionné pour que la rotation de l’anneau de commande entraine une rotation de l’arbre de liaison pivot libre autour de l’axe de rotation de la turbomachine et autour de son axe pour tourner l’arbre de pivot par entraînement de la partie en méplat, selon l’axe de calage.
Selon un mode de réalisation, le carter comporte des logements de montage, et l’aube comporte une platine s’étendant de la pale, située dans un des logements de montage, formant une butée en translation de l’aube selon l’axe de calage. Cela permet d’éviter que l’organe de montage supporte dans le sens axial de l’axe de calage de la pale vers le carter et ainsi d’entraîner une déformation.
Un autre aspect de l’invention concerne une turbomachine comprenant au moins un étage d'aubes à calage variable selon l‘aspect de l’invention précédent.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
La montre une représentation schématique selon une vue tridimensionnelle d’une partie de turbomachine T comprenant un carter 1 de révolution autour d’un axe de rotation X d’un rotor de la turbomachine T. La turbomachine comprend plusieurs étages d'aubes à calage variable E1, E2, E3 alignés axialement. Chaque étage E1, E2, E3 comprend une partie du carter 1 et un anneau de commande autour du carter, des aubes comprenant un arbre pivot traversant le carter 1 et un levier par aube relié à l’anneau de commande correspondant et à l’arbre pivot de l’aube. Le premier étage E1 comprend un anneau de commande 5 et au moins un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E selon un premier mode de réalisation de l’invention. L’étage d'aubes à calage variable E1 comprend une pluralité d’ensembles de dispositif d'aubes à calage variable tout autour du carter 1 pouvant être comme celui du premier mode de réalisation mais aussi selon un deuxième ou un troisième mode de réalisation décrit dans la suite. Bien entendu les autres étages E2 et E3 peuvent aussi avoir un ou plusieurs ensembles d’un dispositif d'aubes à calage variable selon le premier mode de réalisation mais aussi selon le deuxième ou le troisième mode de réalisation décrit dans la suite.
La montre une représentation schématique selon une vue tridimensionnelle d’un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E de l’étage d'aubes à calage variable E1 de la . L’ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E comprend un levier 2 et au moins une aube 4 représentée seule selon une vue tridimensionnelle en .
L’anneau de commande 5 comprend un trou de pivot 52 par aube 4. Le levier 2 comporte une paroi 23, un arbre de liaison pivot libre 25 s’étendant perpendiculairement à la paroi 23, montée libre dans le trou de pivot 52 correspondant de l’anneau de commande 5 de l’étage E1. L’arbre de liaison pivot libre 25 est monté libre en rotation par rapport à son axe dans le trou pivot 52. En l’occurrence il est en outre monté libre en translation selon son axe de rotation vers l’extérieur radialement.
Le levier 2 comporte en outre à l’autre extrémité par rapport à l’arbre de liaison pivot libre 25, un orifice de transmission de mouvement 21 référencée sur la , dans lequel le levier 2 est représenté selon une vue tridimensionnelle. L’orifice de transmission de mouvement 21 traverse la paroi 23 et forme dans l’orifice de transmission de mouvement 21 au moins une paroi interne plane. Dans cet exemple, l’orifice de transmission de mouvement 21 a une forme rectangulaire (soit quatre paroi interne plane).
L’aube 4 représentée en , comporte une pale 40 mobile en rotation selon un axe de calage A s’étendant radialement par rapport à l’axe de rotation de la turbomachine. Le carter 1 comporte une paroi 10 et un orifice de montage 14 (visible sur la ) par aube 4, traversant la paroi 10. Chaque aube 4 peut pivoter dans l’orifice de montage 14 correspondant.
L’aube 4 comprend un arbre de pivot 42 représenté de façon tridimensionnelle sur la représentant un agrandissement de la au niveau de l’arbre pivot 42.
L’ arbre de pivot 42 définit un axe de calage A de l’aube 4. L’arbre de pivot 42 s’étend de la pale 40, traversant l’orifice de montage 14 et l’orifice de transmission de mouvement 21. L’arbre de pivot 42 comprend une partie en méplat 421 correspondant à la portion plane, logée dans l’orifice de transmission de mouvement 21 pour transmettre le mouvement du levier 2 à l’aube en rotation suivant l’axe de calage A. En l’occurrence, l’arbre pivot 42 comprend quatre méplats 421 formant une section rectangulaire. L’arbre de pivot 42 comprend en outre une portion cylindrique 422 située dans l’orifice de montage 14.
En particulier, dans cet exemple, l’arbre de pivot 42 comporte une platine 41 s’étendant de la pale 40 à la portion cylindrique 422, venant en butée contre une surface interne du carter 1. La platine 41 s’étend sensiblement perpendiculaire à l’axe de calage A de l’aube 4. La platine 41 peut être située dans un logement de montage correspondant du carter 1, pour qu’une surface radialement interne de la platine 41 soit alignée avec une surface interne du carter 1 pour ne pas s’opposer à l’écoulement gazeux. L’arbre de pivot 42 peut en être dépourvu, c’est-à-dire que la portion cylindrique s’étend de la pale 40.
L’arbre pivot 42 comporte en outre dans ce mode de réalisation une gorge 423 entre une extrémité libre radialement externe 420 et le méplat 421. Dans cet exemple, l’extrémité libre radialement externe 420 est cylindrique pour faciliter le montage mais pourrait aussi avoir la même forme que le méplat 421. L’extrémité libre radialement externe 420 a un diamètre inférieur à l’orifice de transmission de mouvement à la portion cylindrique 422.
Dans cet exemple, la gorge 423 a une forme en V formant une première et deuxième rampes 4231, 4232, mais pourrait comporter une seule rampe.
Dans cet exemple, l’extrémité libre radialement externe 420 comprend à son extrémité opposée à la gorge 423, un chanfrein 4203 formant une rampe conique.
L’aube 4 comporte à l’opposé de l’arbre pivot 42, un deuxième arbre pivot 48 s’étendant de la pâle 40 pour être monté dans un orifice d’un carter interne non représenté. Dans cet exemple, le deuxième arbre pivot 48 comprend une deuxième platine 49 formant une butée de translation suivant l’axe de calage A contre le carter interne.
En particulier, dans cet exemple, le carter 1 de l’ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E comprend un manchon 17, visible sur les figures 4a et 4b, dans l’orifice de montage 14 mais pourrait en être dépourvu (comme dans les prochains modes de réalisation décrits dans la suite). Ce manchon 17 comprend dans cet exemple un collet sur lequel le levier 2 peut aussi être en appui lorsque l’aube 4 a sa deuxième platine 49 en contact avec le carter interne.
L’ ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E comprend en outre un organe de butée 3, comportant une lèvre 34 élastiquement déformable emboîtée élastiquement avec l’arbre de pivot 42. Dans ce mode de réalisation, la lèvre 34 est emboîtée dans la gorge 423. En l’occurrence, dans ce mode de réalisation la lèvre 34 comprend un orifice 30 (référencé sur la ) entourant la gorge 423 de l’arbre pivot 42.
La représente une coupe A-A de l’ensemble selon la de ce mode de réalisation et la représente la coupe A-A de façon tridimensionnelle.
La lèvre 34 comprend une rampe permettant de se déformer élastiquement, lors de l’insertion de l’arbre pivot 42 ou lors du démontage de l’arbre pivot 2 et du levier 2. En l’occurrence, la lèvre 34 comprend une surface conique formant une rampe 341 référencée sur la . En l’occurrence la lèvre 34 a une forme en V comprenant donc en outre une deuxième surface conique formant une deuxième rampe 342 (référencée sur la ). La forme en V de la lèvre 34 correspond à la forme en V de la gorge 423. Ainsi, la gorge 423 forme un clips femelle (qui ne se déforme pas) et la lèvre 34 de l’organe de butée 3 est un clips mâle logé dans la gorge 423.
L’organe de butée 3 comporte en outre une portion 32 recouvrant une partie de la paroi 23 du levier 2.
L’organe de butée 3 forme une butée de translation du levier 2 dans la direction de l’axe de calage A dans le sens vers l’extérieur radialement, c’est-à-dire dans le sens du méplat 421 vers l’extrémité libre radialement externe 420.
L’organe de butée 3 est métallique ou en élastomère et permet de se déformer lors de l’insertion de la lèvre 30 autour de l’extrémité libre radialement externe 42 jusqu’à rentrer dans la gorge 423.
L’organe de butée 3 est dans ce mode de réalisation fixé à la paroi 23 du levier 2. En l’occurrence, dans cet exemple, la portion 32 est collée à la partie recouverte de la paroi 23 du levier 2. Selon un autre exemple il est aussi emboité élastiquement avec le levier 2. Selon encore un autre exemple, l’organe de butée 3 est surmoulé sur le levier 2. Selon un autre mode de réalisation, la paroi 23 forme une butée contre la portion 32 du levier 2 (l’organe de butée 3 n’est alors pas fixé au levier 2, mais est uniquement monté (emboitage élastique) sur l’arbre pivot 42 pour former une butée contre le levier 2).
En particulier, lors de l’insertion du méplat 421 de l’arbre pivot 42 dans l’orifice de transmission de mouvement 21, la rampe formée par le chanfrein 4203 aide à déformer élastiquement progressivement la lèvre 34. Ensuite la lèvre 34 déformée élastiquement glisse le long du cylindre de l’extrémité libre radialement externe 420 de l’arbre pivot 42. La lèvre 34 est agencée pour glisser en étant déformée élastiquement dans une plage élastique et reprendre sa forme initiale (ou proche de cette forme initiale) dans la gorge 423. La lèvre 34 peut aussi être comprimée dans la gorge 423 permettant de garder une force élastique contre le fond de la gorge 423. Pour retirer en cas de maintenance, il suffit d’appliquer une force selon l’axe de calage A en écartant le levier 2 de l’aube 4, pour déformer la lèvre 34 élastiquement, à l’aide de la rampe 4231 et de la rampe 341, jusqu’à être en dehors de la gorge 423 puis glisser la lèvre 34 le long de l’extrémité libre radialement externe 420 jusqu’à retirer le levier 2 de l’aube 4.
La représente une coupe d’un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E’ selon un deuxième mode de réalisation. Cet ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E’ est différent de l’ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E du premier mode de réalisation, car dans cet exemple la gorge 423’ de l’arbre pivot 42’ n’a pas une forme correspondant à la forme de la lèvre 34 et l’orifice 30’ de l’organe de butée 3’ est non débouchant (comprend un fond) formant un logement logeant l’extrémité libre radialement externe 420’.
L’arbre pivot 42’ a dans cet exemple une extrémité libre radialement externe 420 ayant une plus petite longueur pour être logé dans l’organe de butée 3’.
La lèvre 34 de l’organe de butée 3’ est identique à celle du premier mode de réalisation. Elle s’étend dans l’orifice 30’ recouvrant la gorge 423’ et l’extrémité libre radialement externe 420’. L’orifice 30’ comprend donc un fond qui en l’occurrence est en appuie contre l’extrémité de l’arbre pivot 42. En l’occurrence dans cet exemple, l’extrémité libre radialement externe 420’ est monté serrée dans l’orifice 30’ permettant d’augmenter l’emboitage de l’organe de butée 3’ avec l’arbre pivot 42’. La force de démontage peut donc être supérieure à celle au premier mode de réalisation. L’organe de butée 3’ peut comprendre un trou (non représenté) traversant le fond et débouchant sur l’orifice 30’ pour supprimer l’effet de succion lors du démontage du levier 2 de l’arbre pivot 42.
La gorge 423’ est donc identique à celui du premier mode de réalisation sauf en en ce qu’elle n’a pas une forme en V mais une forme en U. Le fond de la gorge peut être plan ou arrondie pour simplifier la fabrication de la gorge.
En outre sur cette , l’axe X de rotation de la machine est représenté schématiquement (décalé) et une aube 6 mobile du rotor est représentée. Le méplat 421 sur l’arbre pivot 42 est représenté en pointillé ainsi que l’orifice de fixation 23. En outre, on peut voir la platine 41 logée dans le logement de montage 14 correspondant du carter 1.
Comme dans le précédent mode de réalisation, l’organe de butée 3’ est métallique ou en élastomère et permet à la lèvre 34 de se déformer lors de l’insertion de l’arbre pivot 42’ dans l’orifice 30’.
Bien entendu, selon un autre exemple de ce mode de réalisation non représenté, l’ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E’ peut comporter une gorge comme celle du premier mode de réalisation.
La représentent une coupe d’un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E’’ selon un troisième mode de réalisation identique au premier mode de réalisation sauf en ce que l’arbre de pivot 42’’ comprend un collet 423’’ dont la lèvre 34’’ est emboitée élastiquement contre le collet 423’’. En outre dans cet exemple l’organe de butée 3’’ comprend dans l’orifice, un chambrage 300’’ logeant le collet 423’’. Dans ce troisième mode de réalisation, le chambrage 300’’ avec la lèvre 34’’ de l’organe de butée 3’’ forment un clips femelle et le collet 423’’ forme un clips mâle (qui ne se déforme pas).
Dans cet exemple, la lèvre 34’’ est en outre différente du premier mode de réalisation en ce qu’elle comporte qu’une seule rampe pour se déformer lors de l’insertion. Bien entendu elle pourrait être en forme de V comme dans les deux exemples des deux précédents modes de réalisation. L’autre côté de la lèvre 34’’ est une surface radiale par rapport à l’axe de calage A.
L’organe de butée 3’’ comprend ainsi une deuxième butée 3421’’ à l’extrémité du chambrage 300’’ opposée à la lèvre 34’’ pour prendre en sandwich le collet 423’’.
Enfin dans cet exemple, le collet 423’’ est chanfreiné formant une rampe 4231’’ pour simplifier le démontage.
Ainsi, lors de l’insertion de l’arbre pivot 42’’ dans l’orifice de transmission de mouvement 21 du levier 2, le collet 423’’ déforme la lèvre 34’’ élastiquement progressivement du fait de la forme de sa rampe, puis la lèvre 34’’ vient s’emboîter élastiquement contre une surface radiale (selon l’axe de calage A) du collet 423’’ qui se retrouve dans le chambrage 300’’ en buttée contre la deuxième butée 3421’’.
Lors du démontage, la lèvre 34’’ se déforme progressivement contre la rampe 4231’’ jusqu’à revenir dans sa position initiale (non déformée).
La représentent une coupe d’un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable E’’’ selon un quatrième mode de réalisation différent des trois premiers modes de réalisation en ce que l’extrémité libre radialement externe 420’’’ de l’arbre pivot 42’’’ comprend un orifice axial 423’’’ et en ce que l’organe de butée 3’’’ est un couvercle comprenant un orifice 30’’’ logeant l’extrémité libre radialement externe 420’’’ et un bouchon fermant l’orifice axial 423’’’, le bouchon comprenant la lèvre 34’’’ emboitée élastiquement dans l’orifice axiale 423’’’.
En l’occurrence l’orifice axiale 423’’’ comprend une surface conique formant une rampe de retenu de la lèvre 34’’’. Cela permet de simplifier la déformation de la lèvre dans l’orifice axiale 423’’’ pour le démontage. L’orifice axiale 423’’’ pourrait aussi selon un autre exemple non représenté avoir une autre surface conique formant une rampe pour faciliter la déformation de la lèvre 34’’’ lors du montage.
L’organe de butée 3’’’ comprend donc une paroi radiale 320’’’ par rapport à l’axe de calage A formant le fond du couvercle et le bouchon s’étend perpendiculairement de cette paroi radiale dans le couvercle. Le bouchon comprend un orifice 340’’’ pour la déformation de la lèvre 34’’’ ayant une première et deuxième surfaces conique dont la première correspond à la surface conique de l’orifice axiale 423’’’. Lors de l’insertion du bouchon dans l’orifice 340’’’, la deuxième surface conique de la lèvre 34’’’ vient en contact avec l’extrémité de l’arbre pivot 42, la lèvre 34’’’ se déforme élastiquement grâce à la surface conique de l’orifice 340’’’ jusqu’à avoir la première surface conique en contact avec la surface conique de l’orifice axiale 423’’’. Inversement, lors du démontage la première surface conique glissant contre la surface conique de l’orifice axiale 423’’’ déforme progressivement élastiquement la lèvre 34’’’, jusqu’à être sortie de l’orifice 340’’’.
L’organe de butée 3’’’ comprend une paroi cylindrique 32’’’ formant l’orifice 30’’’ entourant la partie cylindrique de l’extrémité libre radialement externe 420’’’.
Dans ce quatrième mode de réalisation, l’organe de butée 3’’’ n’est pas fixé au levier 2 mais la paroi cylindrique 32’’’ recouvre une partie de la paroi 23 du levier 2, formant une butée par rapport à la paroi 23 du levier 2 en ayant la lèvre 34’’’ du bouchon emboitée élastiquement à l’arbre pivot 42. Dans cet exemple, un jeu a été représenté entre la paroi cylindrique 32’’’ et le levier 2, mais pourrait être en contact ensemble pour prendre en sandwich le levier 2 avec le carter 1 (dans ce cas l’organe de butée peut être monté avec jeu avec le l’arbre pivot 42’’’).
Dans cet exemple de ce quatrième mode de réalisation, la lèvre 34’’’ de l’organe de butée 3’’’ forme un clips mâle et l’orifice 423’’’ de l’arbre pivot 42’’’ forme le clips femelle correspondant (qui ne se déforme pas). Dans un autre exemple, l’arbre pivot pourrait avoir une extrémité conique (inversée par rapport à un chanfrein) formant un clips mâle (non déformable) et l’organe de butée est monté axialement autour de cette extrémité conique dans lequel la lèvre est située contre l’extrémité conique.
Dans les différents exemples représentés des différents mode de réalisation, lequel la lèvre 34, 34’’, 34’’’ a une symétrie de révolution autour de l’axe de calage A comprenant au moins une première surface conique (deux surfaces conique pour l’exemple du premier et deuxième mode de réalisation). Bien entendu, la lèvre pourrait ne pas être symétrique, mais cela impliquerait un sens de montage.
Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
Claims (13)
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’, E’’, E’’’) d’une turbomachine d’un aéronef, comprenant :
- un levier (2) comportant :
- une paroi (23),
- un arbre de liaison pivot libre (25) s’étendant perpendiculairement à la paroi (23), destiné à être monté libre dans un trou de pivot (52) d’un anneau de commande (5),
- un orifice de transmission de mouvement (21) traversant la paroi (23),
- une aube (4) comportant :
- une pale (40) mobile en rotation selon un axe de calage (A) destinée à s’étendre radialement par rapport à un axe de rotation de la turbomachine,
- un arbre de pivot (42, 42’, 42’’, 42’’’) définissant l’axe de calage (A) de l’aube (4), s’étendant de la pale (40), comprenant :
- une extrémité libre radialement externe (420, 420’, 420’’’) à l’opposé de la pale (40), et
- une partie en méplat (421) entre l’extrémité libre radialement externe (420, 420’, 420’’’) et la pale (40), logée dans l’orifice de transmission de mouvement (21),
- caractérisé en ce que l’ensemble comprend en outre au moins un organe de butée (3, 3’, 3’’, 3’’’) comprenant :
- une lèvre (34, 34’’, 34’’’) élastiquement déformable emboîtée élastiquement avec l’arbre de pivot (42, 42’, 42’’, 42’’’), et
- une portion (32, 32’’’) recouvrant une partie de la paroi (23) du levier (2);
- la portion (32, 32’’’) avec la lèvre (34, 34’’, 34’’’) emboitée avec l’arbre de pivot (42, 42’, 42’’, 42’’’) formant une butée de translation du levier (2) dans la direction de l’axe de calage (A) dans le sens du méplat (421) vers l’extrémité libre radialement externe (420, 420’, 420’’’).
- un levier (2) comportant :
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’’, E’’’) d’une turbomachine d’un aéronef selon la revendication 1, dans lequel l’arbre pivot (42, 42’’, 42’’’) comprend une rampe (4231, 4231’’) pour faciliter la déformation élastique de la lèvre (34, 34’’, 34’’’) lors du démontage de l’organe de butée (3, 3’’, 3’’’).
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’) d’une turbomachine d’un aéronef selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’arbre pivot (42, 42’) comporte une gorge (423, 423’) formant un clips femelle et la lèvre (34, 34’) de l’organe de butée (3, 3’) est un clips mâle logé dans la gorge (423, 423’).
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E) d’une turbomachine d’un aéronef selon la revendication précédente, la gorge est en forme de V et la lèvre (34) a une forme en V correspondant à la forme en V de la gorge (423).
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’, E’’, E’’’) d’une turbomachine d’un aéronef selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la lèvre (34, 34’’, 34’’’) a une symétrie de révolution autour de l’axe de calage (A), comprenant une première surface conique (341).
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’) d’une turbomachine d’un aéronef selon la revendication 5, dans lequel la lèvre (34) a une deuxième surface conique (342) s’étendant de la plus grande section de la première surface conique (341) de façon inversée.
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’) d’une turbomachine d’un aéronef selon l’une des revendications précédentes, l’arbre pivot comprend une rampe (4203) pour faciliter le montage de l’organe de butée (3).
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’, E’’, E’’’) d’une turbomachine d’un aéronef selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe de butée (3, 3’, 3’’, 3’’’) comprend un orifice (30, 30’’’) dans lequel l’arbre pivot (42, 42’, 42’’, 42’’’) est logé.
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’, E’’, E’’’) d’une turbomachine d’un aéronef selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe de butée (3, 3’, 3’’, 3’’’) est métallique ou en élastomère.
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’, E’’) d’une turbomachine d’un aéronef selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe de butée (3, 3’, 3’’) est fixé à la paroi du levier (2).
- Ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable (E, E’, E’’) d’une turbomachine d’un aéronef selon la revendication précédente, l’organe de butée (3, 3’, 3’’) est collé à la paroi du levier (2).
- Etage d'aubes à calage variable (E1) d’une turbomachine d’un aéronef comprenant :
- au moins un ensemble d’un dispositif d'aubes à calage variable d’une turbomachine (E, E’, E’’) selon l’une des revendications précédentes,
- un carter annulaire (1) autour d’un axe de rotation d’un rotor de turbomachine comportant une paroi (10) et des orifices de montage (14) traversant la paroi d’une périphérie interne à une périphérie externe de la paroi , dans lequel chaque orifice de transmission de mouvement (21), en vis-à-vis de l’orifice de montage (14), et l’arbre de pivot (42) de chaque aube (4) traverse un orifice de montage (14) correspondant,
- un anneau de commande (5) s’étendant autour du carter (1), configuré pour être déplacé en rotation autour dudit axe de rotation du rotor, comprenant le trou de pivot (52) dans lequel l’arbre de liaison pivot libre (25) est positionné pour que la rotation de l’anneau de commande (5) entraine une rotation de l’arbre de liaison pivot libre (25) autour de l’axe de rotation de la turbomachine et autour de son axe pour tourner l’arbre de pivot (22) par entraînement de la partie en méplat (421), selon l’axe de calage (A).
- Turbomachine comprenant au moins un étage d'aubes à calage variable (E1) selon la revendication précédente.
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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|---|---|
| FR3139861A1 true FR3139861A1 (fr) | 2024-03-22 |
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2022
- 2022-09-16 FR FR2209372A patent/FR3139861A1/fr active Pending
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