Fixation avec rattrapage de jeu d'un levier de commande sur des aubes à angle de calage variable

Description

Domaine de l'invention

[0001] L'invention concerne la commande des aubes à angle de calage variable dans des turbomachines. Elle s'applique en particulier aux turbomachines destinées à l'aéronautique, notamment pour la commande des aubes directrices d'entrée d'air dans les compresseurs de turbomachines, telles que les turboréacteurs d'avions.

Art antérieur et problème posé

[0002] Les dispositifs connus pour la commande des aubes à calage variable dans une turbomachine, notamment à l'entrée des compresseurs, comportent habituellement un organe de commande sous la forme d'un anneau entourant un carter de la turbomachine et une pluralité de leviers ou biellettes. Chaque levier a une première extrémité montée sur un pivot d'une aube dont l'axe est celui de pivotement de l'aube et une deuxième extrémité reliée, par une articulation, à l'anneau de commande. La modification synchronisée de la position angulaire des aubes est donc obtenue par la rotation de l'anneau autour de l'axe de la turbomachine. Afin de pouvoir suivre le mouvement de rotation de l'anneau de commande, la liaison entre chaque levier et l'anneau comprend au moins un degré de liberté en rotation autour d'un axe dirigé sensiblement radialement par rapport à l'anneau. Toutefois, le levier étant monté rigidement sur le pivot de l'aube correspondante, la rotation de l'anneau induit d'autres mouvements relatifs entre l'anneau et la partie du levier monté sur le pivot de l'aube.

[0003] Le mouvement de rotation prodigué aux aubes est indispensable pour optimiser le rendement de la turbomachine et la marge au « pompage ». La précision et l'hystérésis sont très importantes pour les corps de haute pression modernes. En d'autres termes, la fixation de l'extrémité du levier de commande sur le pivot de l'aube doit être très précise.

[0004] La figure 1 permet d'illustrer un tel mécanisme. On y à fait figurer un carter de compresseur et un bossage 2 dans lequel est monté tournant le pivot extérieur 11 d'une aube 10. Un pivot intérieur 62 de cette aube 10 est monté tournant dans un bossage 4 de l'anneau interne 3. Le levier de commande 20 possède une première partie 21 fixée rigidement au pivot extérieur 11 de l'aube 10 au moyen d'un écrou 63. Une deuxième extrémité 22 du levier de commande 20 possède un pivot de commande 23 monté tournant dans un trou de l'anneau de commande 30.

[0005] Dans ce but, et en référence à la figure 2, la première partie 21 du levier de commande 20 possède un trou carré 24. Réciproquement, le pivot extérieur 11 de l'aube 10 possède un carré d'entraînement 64. L'ajustement de ce dernier dans le trou d'entraînement 24 du levier de commande 20 doit être très précis. Ceci nécessite donc un usinage difficile et coûteux comme tous les carrés de transmission.

[0006] Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un autre système de fixation du levier de commande sur le pivot extérieur de l'aube

[0007] D'autre part, le document US 5 024 580 A (OLIVE CLIVE E) concerne la commande des aubes variables d'un stator de turbomachine. Le dispositif décrit un levier d'aube dont l'extrémité possède des côtés qui sont recourbés de manière à épouser pl.us ou moins les formes de deux pièces de serrage, dans le but de procéder au blocage du bras sur l'axe de l'aube.

Résumé de l'invention

[0008] A cet effet, l'objet principal de l'invention est un dispositif de commande d'aubes à angle de calage variable dans une turbomachine selon la revendication 1, comportant un anneau de commende et une pluralité de leviers de commande ayant chacun une première extrémité munie d'un trou d'entraînement et montée sur une partie d'entraînement d'un pivot extérieur d'une aube correspondante et une deuxième extrémité reliée à l'anneau de commande par une articulation, de sorte qu'une rotation de l'anneau de commande autour de l'axe de la turbomachine se traduit par une modification de l'angle de calage des aubes. Selon l'invention, le levier de commande est en tôle, son trou d'entraînement possède une première partie d'entraînement destiné à être en contact avec la partie d'entraînement du pivot extérieur définissant une première zone de contact levier de commande/pivot extérieur, un jeu subsistant entre la partie d'entraînement du pivot extérieur de l'aube et le trou d'entraînement du levier de commande, dans une direction perpendiculaire à la zone de contact, l'entraînement en rotation de la première extrémité du levier de commande sur la partie d'entraînement de l'aube se faisant par l'intermédiaire d'une tôle de rattrapage de jeu qui prend appui sur une partie latérale du levier de commande sensiblement perpendiculaire à la première extrémité du levier de commande, par une deuxième zone de contact levier de commande/tôle de rattrapage de jeu sensiblement parallèle à la première zone de contact pour plaquer la partie d'entraînement de l'aube sur la première extrémité du levier de commande par la première zone de contact.

[0009] Selon une réalisation préférentielle de l'invention, la partie latérale du levier de commande portant la deuxième zone de contact levier de commande/tôle de rattrapage de jeu est perpendiculaire au plan de la tôle de rattrapage de jeu constituant le levier de commande, la tôle de rattrapage de jeu ayant également une partie recourbée prenant appui sur la partie latérale du levier de commande par une deuxième zone de contact levier de commande/tôle de rattrapage de jeu.

[0010] De préférence, la tôle de rattrapage de jeu possède un trou de dimension analogue à celui du trou d'entraînement du levier de commande dont un côté rentre en contact avec une paroi d'un évidement de l'aube, située au pied du pivot extérieur, pour former une troisième zone de contact tôle de rattrapage de jeu/pivot extérieur.

[0011] De préférence, la première zone de contact du levier de commande/partie d'entraînement possède une forme plane.

Liste des figures

[0012] L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description qui est accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement :

• figure 1, la localisation du dispositif de l'invention dans un étage de compresseur de turbomachine ;
• figure 2, en vue cavalière, le levier de transmission selon l'art antérieur ;
• figure 3, en coupe, le dispositif selon l'invention ;
• figure 4, en vue cavalière, le levier de commande du dispositif selon l'invention ;
• figure 5, en vue cavalière, la tôle de rattrapage utilisée dans le dispositif selon l'invention ; et
• figure 6, en vue cavalière, le dispositif selon l'invention.

Description détaillée d'une réalisation de l'invention

[0013] En référence à la figure 3, tous les éléments principaux innovants sont représentés, en coupe, sur celle-ci.

[0014] En premier lieu, on distingue une aube 10 et plus précisément son extrémité extérieure, c'est-à-dire un pivot extérieur 11 relié à l'aube 10 par une partie d'entraînement 16. Celle-ci se caractérise par un rétrécissement ou évidement 12 par rapport au diamètre du pivot extérieur 11. La deuxième pièce essentielle du dispositif est le levier de commande 40 dont on voit principalement la première extrémité 46. Celle-ci est dotée d'un trou d'entraînement 45 un peu plus large que la section de la partie d'entraînement 16 de l'aube 10 et du pivot extérieur 11, mais moins large que la partie principale de l'aube 10, de manière à ce que le levier de commande 40 puisse prendre appui sur celle-ci.

[0015] L'entraînement en rotation de l'aube 10 par le levier de commande 40 se fait par une première zone de contact 41, sur une partie de contact 13 de la partie d'entraînement 16 de l'aube 10, en contact avec la paroi interne du trou d'entraînement 45 du levier de commande 40. Cette première zone de contact 41 est située dans la première extrémité 46 du levier de commande 40, du côté opposé à une partie latérale 47 et recourbée d'environ 90° par rapport à la première extrémité 46. Le but du principe selon l'invention est d'assurer un contact franc entre la partie de contact 13 de la partie d'entraînement 16 de l'aube 10 avec la première extrémité 46 du levier de commande 40 à la première zone de contact 41.

[0016] A cet effet, on utilise une tôle de rattrapage de jeu 50 possédant un trou 54 d'une largeur équivalente à celle du trou d'entraînement 45 du levier de commande 40 pour pouvoir être enfilée sur le pivot extérieur 11. Cette tôle de rattrapage de jeu 50 possède une partie recourbée 51, faisant un angle d'environ 90° avec une surface de serrage 57 de la tôle de rattrapage de jeu 50 et étant destinée à venir en appui sur l'intérieur de la partie latérale 47 du levier de commande 40 par une deuxième zone de contact 42.

[0017] Par une troisième zone de contact 53 tôle de rattrapage de jeu 50/pivot extérieur 11, le trou 54, du côté de la partie recourbée 51, vient en contact avec une paroi 15 de l'évidemment 12 au pied du pivot extérieur 11, car la distance séparant cette troisième zone de contact 53 de la deuxième zone de contact 52 est égale à la distance séparant la première zone de contact 41 de la deuxième zone de contact 42 du levier de commande 40 diminuée de la section de la partie d'entraînement 16 de l'aube 10 à la hauteur de l'évidement 12. De ce fait, lorsque la tôle de rattrapage de jeu 50 est mise en place à l'intérieur du creux formé par la première extrémité 46 et la partie latérale 47 du levier de commande 40, et entourant l'évidement 12, la tôle de rattrapage de jeu 50 prenant appui contre la partie latérale 47 sur une deuxième zone de contact, force, sur la troisième zone de contact tôle 53 de rattrapage de jeu 50/pivot extérieur 11 de l'aube, le levier de commande 40 à venir en contact sur la partie de contact 13 de l'évidement 12 par la première zone de contact pivot extérieur 11/levier de commande 40.

[0018] Ainsi, on comprend qu'un contact précis et franc sur la première zone de contact 41 est obtenu grâce à l'appui de la partie recourbée 51 de la tôle de rattrapage du jeu 50 sur la deuxième zone de contact 42 le levier de commande 40/tôle de rattrapage de jeu 50 forçant l'évidement 12 de l'aube 10 contre la première extrémité 46 du levier de commande 40 par l'appui tôle de rattrapage de jeu 50/pivot extérieur 11.

[0019] Le positionnement et le maintien en place de la tôle de rattrapage de jeu 50 est effectué au moyen d'un écrou 60 qui se visse autour du pivot 11 de l'aube 10 et appuie ainsi sur la surface intérieure 57 de la tôle de rattrapage de jeu 50.

[0020] La figure 4 montre le levier de commande 40 seul. On distingue la première extrémité 46, prolongée par une partie centrale 49 se terminant par un bossage 48. Ce dernier sert à l'articulation du levier de commande 40 sur l'anneau de commande.

[0021] La partie latérale 47 est recourbée par rapport à la première extrémité 46 dans laquelle se trouve l'évidement 45. La deuxième zone de contact 42 du levier de commande 40 se trouve à l'intérieur de la partie latérale 47 recourbée. Enfin, la première zone de contact 41 du levier de commande 40 se trouve sur un côté de l'évidement 45 opposé à la partie latérale 47.

[0022] La figure 5 montre la tôle de rattrapage de jeu 50, seule. En correspondance, on y distingue la partie recourbée 51 porteuse de la deuxième zone de contact 52, placée sur la surface extérieure de cette partie recourbée 51.

[0023] La troisième zone de contact 53 se trouve sur un côté du trou 54, du côté de la partie recourbée 51.

[0024] Enfin, la figure 6 montre l'ensemble monté, en vue cavalière. On y retrouve la tôle de rattrapage de jeu 50 montée sur la première extrémité 46 du levier de commande 40 et prenant appui sur la partie latérale 47 recourbée par sa partie recourbée 51. L'ensemble est fixé au moyen de l'écrou 60 vissé autour du pivot extérieur 11 de l'aube 10.

[0025] On comprend qu'il est ainsi facile pour un opérateur de monter la tôle de rattrapage de jeu 50 sur la première extrémité 46 du levier de commande 40, une fois que l'écrou a été dégagé du pivot extérieur 11 de l'aube 10. Le vissage de l'écrou 11 sur ce dernier permet donc l'application complète de la tôle de rattrapage de jeu 50 sur la première extrémité 46 du levier de commande 40, et en particulier de sa partie recourbée 51 sur la partie latérale 47 recourbée du levier de commande.

[0026] On constatera qu'aucun usinage précis n'est nécessaire, mis à part les surfaces en contact dans la première zone de contact.

Revendications

1. Dispositif de commande d'aubes (10) à angle de calage variable dans une turbomachine, comportant un anneau de commande (30) et une pluralité de leviers de commande (40) ayant chacun une première extrémité (46) munie d'un trou d'entraînement (45) et montés sur la partie d'entraînement (16) d'un pivot extérieur (11) d'une aube (10) qui présente un évidement (12) par rapport au diamètre du pivot extérieur (11), et une deuxième extrémité (22) reliée à l'anneau de commande (30) par une articulation, de sorte qu'une rotation de l'anneau de commande (30) autour de l'axe de la turbomachine se traduit par une modification de l'angle de calage des aubes (10),
caractérisé en ce que :

- chaque levier de commande (40) est en tôle, la partie d'entraînement (16) du pivot extérieur (11) de l'aube (10) possède une partie de contact (13) destinée à être en contact avec la paroi interne du trou d'entraînement (45) du lever de commande (40), définissant une première zone de contact (41) levier de commande (40)/pivot extérieur (11), un jeu subsistant entre la partie d'entraînement (16) du pivot extérieur (11) de l'aube (10) et le trou d'entraînement (45) du levier de commande (40), dans une direction perpendiculaire à la première zone de contact (41), chaque levier de commande (40) possédant une partie latérale recourbée (47) perpendiculaire à la première extrémité (46), la première zone de contact (41) étant située dans la première extrémité (46) du levier de commande (40), du côté opposé à la partie latérale recourbée (47),

- il comprend une tôle de rattrapage de jeu (50) possédant un trou (54) d'une largeur équivalente à celle du trou d'entraînement (45) du levier de commande (40) et une partie recourbée (51) sensiblement perpendiculaire à une surface interne (57) de la tôle de rattrapage du jeu (50) ;

- l'entraînement en rotation de la première extrémité (46) du levier de commande (40) sur la partie d'entraînement (16) de l'aube (10) se faisant par l'intermédiaire de ladite tôle de rattrapage de jeu (50), dont la partie recourbée (51) prend appui sur l'intérieur de la partie latérale recourbée (47) du levier de commande (40) par une deuxième zone de contact (42), levier de commande (40)/tôle de rattrapage de jeu (50), sensiblement parallèle à la première zone de contact (41) pour plaquer la partie d'entraînement (16) de l'aube (10) sur la première extrémité (46) du levier de commande (40), au niveau de la première zone de contact (41) ;

- la tôle de rattrapage de jeu (50) prenant appui sur une paroi (15) de l'évidement (12) au pied du pivot extérieur (11) par son trou (54), du côté de la partie recourbée (51), définissant ainsi une troisième zone de contact (53), tôle de rattrapage de jeu (50)/pivot extérieur (11), la distance séparant cette troisième zone de contact (53) de la deuxième zone de contact (52) étant égale à la distance séparant la première zone de contact (41) de la deuxième zone de contact (42) du levier de commande (40) diminuée de la section de la partie d'entraînement (16) de l'aube (10) à la hauteur de l'évidement (12).

2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou (54) est de dimension analogue au trou d'entraînement (45) du levier de commande (40) et présentant un côté destiné à venir en contact avec une paroi (15) de l'évidement (12) de l'aube (10), à la base du pivot extérieur (11).

3. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie latérale recourbée (47) du levier de commande (40) portant la deuxième zone de contact (42) levier de commande (40)/tôle de rattrapage de jeu (50) est perpendiculaire au plan de la tôle constituant le levier de commande (40).

Claims

1. Control device for blades (10) with variable setting angle in a turbomachine, comprising a control ring (30) and several control levers (40) each with a first end (46) in which there is a drive hole (45) and mounted on the drive part (16) of an external pivot (11) of a blade (10) having a recess (12) relating to the diameter of the external pivot (11), and a second end (22) connected to the control ring (30) through an articulation, such that rotation of the control ring (30) about the axis of the turbomachine causes a change in the blade (10) setting angle,
characterised in that:

- each control lever (40) is made of sheet metal, the drive part (16) of the drive pivot (11) of the blade (10), has a first drive part (13) designed to come into contact with the inner part of the drive hole (45) of the control lever (40), defining a first contact area (41) control lever (40)/external pivot (11), with a play remaining between the drive part (16) of the external pivot (11) of the blade (10) and the drive hole (45) of the control lever (40) in a direction perpendicular to the first contact area (41), each control lever (40) having a curved side part (47) perpendicular to the first end (46), the first contact area (41) being located in the first end (46) of the control lever (40) on the opposite side of the curved side part (47),

- it comprises a play compensation plate (50) having a hole (54) of which diameter is similar to the drive hole (45) of the control level (40) and a curved part (51) approximately perpendicular with an inner surface (57) of the play compensation plate (50),

- the rotational drive of the first end (46) of the control level (40) on the drive part (16) of the blade (10) being made through said play compensation plate (50) of which curved part (51) is in contact with the curved lateral part (47) of the control level (40) through a second contact area (42) control lever (40)/pay compensation plate (50), approximately parallel to the first contact area (41) to force the drive part (16) of the blade (10) onto the first end (46) of the control lever (40) through the first contact area (41);

- the play compensation plate (50) coming into contact with a wall (15) of a recess (12) located at the bottom of the external pivot (11) with his hole (54) on the side of the curved part (51) thus forming a third contact area (53) play compensation plate (50)/external pivot (11), the distance between this third contact area (53) and the second contact area (52) being equal to the distance between the first contact area (41) and the second contact area (42) of the control level (40) minus the section of the drive part (16) of the blade (10) at the level of the recess (12).

2. Control device according to claim 1, characterised in that the size of a hole (54) is similar to this of the drive hole (45) used in the control lever (40), and for which one side comes into contact with a wall (15) of the recess (12) in the blade (10) located at the bottom of the external pivot (11).

3. Control device according to claim 1, characterised in that the curved side part (47) of the control lever (40) on which the second contact area (42) control lever (40)/play compensation plate (50) is located, is perpendicular to the plane of the plate forming the control lever (40).

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung von Schaufeln (10) mit variablem Anstellwinkel in einer Turbomaschine, umfassend einen Verstellring (30) sowie eine Vielzahl von Stellhebeln (40), die jeweils ein erstes Ende (46), welches mit einem Mitnehmerloch (45) versehen und an dem Antriebsteil (16) eines äußeren Drehzapfens (11) einer Schaufel (10) angebracht ist, die eine Ausnehmung (12) in Bezug auf den Durchmesser des äußeren Drehzapfens (11) aufweist, sowie ein zweites Ende (22) aufweisen, das über ein Gelenk mit dem Verstellring (30) verbunden ist, so dass eine Rotation des Verstellring (30) um die Achse der Turbomaschine durch eine Änderung des Anstellwinkels der Schaufeln (10) zum Ausdruck kommt,
dadurch gekennzeichnet, dass:

- jeder Stellhebel (40) aus Blech besteht, das Antriebsteil (16) des äußeren Drehzapfens (11) der Schaufel (10) ein Kontaktteil (13) besitzt, das dazu bestimmt ist, mit der Innenwand des Mitnehmerlochs (45) des Stellhebels (40) in Kontakt zu sein, wodurch ein erster Kontaktbereich (41) Stellhebel (40)/äußerer Drehzapfen (11) definiert wird, wobei zwischen dem Antriebsteil (16) des äußeren Drehzapfens (11) der Schaufel (10) und dem Mitnehmerloch (45) des Stellhebels (40), in einer Richtung senkrecht zu dem ersten Kontaktbereich (41) ein Spiel bestehen bleibt, wobei jeder Stellhebel (40) einen gekrümmten Seitenteil (47) besitzt, der zu dem ersten Ende (47) senkrecht verläuft, wobei der erste Kontaktbereich (41) in dem ersten Ende (46) des Stellhebels (40) auf der von dem gekrümmten Seitenteil (47) abgewandten Seite gelegen ist,

- sie ein Spielausgleichblech (50) umfasst, das ein Loch (54) mit einer Breite entsprechend derjenigen des Mitnehmerlochs (45) des Stellhebels (40) sowie einen gekrümmten Teil (51), der zu einer Innenfläche (57) des Spielausgleichblechs (50) im Wesentlichen senkrecht verläuft, besitzt;

- der Drehantrieb des ersten Endes (46) des Stellhebels (40) an dem Antriebsteil (16) der Schaufel (10) mittels des Spielausgleichblechs (50) erfolgt, dessen gekrümmter Teil (51) sich an der Innenseite des gekrümmten Seitenteils (47) des Stellhebels (40) über einen zweiten Kontaktbereich (42), Stellhebel (40)/Spielausgleichblech (50) abstützt, der im Wesentlichen parallel zu dem ersten Kontaktbereich (41) verläuft, um den Antriebsteil (16) der Schaufel (10) an das erste Ende (46) des Stellhebels (40), im Bereich des ersten Kontaktbereich (41) zu drücken;

- das Spielausgleichblech (50) sich an einer Wand (15) der Ausnehmung (12) am Fuß des äußeren Drehzapfens (11) über sein Loch (54), auf der Seite des gekrümmten Teils (51) abstützt, wodurch ein dritter Kontaktbereich (53), Spielausgleichblech (50)/äußerer Drehzapfen (11) definiert wird, wobei der Abstand zwischen diesem dritten Kontaktbereich (53) und dem zweiten Kontaktbereich (52) gleich dem Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich (41) und dem zweiten Kontaktbereich (42) des Stellhebels (40), verringert um den Querschnitt des Antriebsteils (16) der Schaufel (10) in Höhe der Ausnehmung (12) ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (54) eine Abmessung analog zu dem Mitnehmerloch (45) des Stellhebels (40) hat und eine Seite aufweist, die dazu bestimmt ist, mit einer Wand (15) der Ausnehmung (12) der Schaufel (10), an der Basis des äußeren Drehzapfens (11) in Kontakt zu gelangen.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Seitenteil (47) des Stellhebels (40), der den zweiten Kontaktbereich (42) Stellhebel (40)/Spielausgleichblech (50) trägt, zu der Ebene des den Stellhebel (40) bildenden Blechs senkrecht verläuft.

Dessins