Brevet FR2857692A1 — publié le 20050121

SYSTEME DE GUIDAGE DU PIVOT EXTERIEUR D'UNE AUBE A ANGLE DE CALAGE VARIABLE, DE STATOR DE TURBOMACHINE DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne la commande des aubes à 10 angle de calage variable dans les turbomachines, notamment les turbomachines destinées à l'aéronautique. Elle s'applique en particulier à la commande des aubes directrices d'entrée d'air dans les compresseurs de turbomachines appelées aubes à angle de calage 15 variable. Art antérieur et problème posé Les dispositifs connus pour la commande des 20 aubes à calage variable dans les turbomachines, notamment à l'entrée des compresseurs, comportent habituellement un organe de commande sous la forme d'un anneau entourant le carter de la turbomachine et une pluralité de leviers de commande. Chacun de ces 25 derniers possède une première extrémité montée sur un pivot extérieur d'une aube dont l'axe est celui du 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 30 aubes est donc obtenue par la rotation de l'anneau autour de l'axe de la turbomachine, afin de pouvoir SP 22543 JB 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. 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 10 haute pression modernes dans les turbomachines. En d'autres termes, la fixation de l'extrémité du levier de commande sur le pivot extérieur de l'aube doit être très précise. La figure 1 permet d'illustrer le montage du 15 pivot extérieur 11 d'une aube 10 sur un bossage 21 du carter 2 d'un stator de compresseur. Le pivot extérieur 11 est monté tournant dans un alésage 22 du bossage 21 par l'intermédiaire de deux douilles 5 et 6 montées serrées ou glissantes dans l'alésage 22. Ainsi, un 20 levier de commande 3 fixé sur l'extrémité du pivot extérieur 11 au moyen d'un écrou 4 permet d'orienter en calage l'aube 10. Or, on souhaite pouvoir diminuer la pression de contact entre le pivot extérieur 11 de l'aube 10 et 25 les douilles 5 et 6, sachant qu'un espace 12 subsiste entre les deux douilles 5 et 6. Par contre, une augmentation de la hauteur de guidage du pivot extérieur 11 dans l'alésage 22 du bossage 21 entraînerait une augmentation de la hauteur de 30 celui-ci. Une telle augmentation de hauteur du bossage 22 implique, bien évidemment, une augmentation du SP 22543 JB diamètre extérieur du carter du stator 2, donc une augmentation du coût accru du carter brut de fonderie et des usinages de celui-ci qui s'ensuivent. Le but de l'invention est donc d'augmenter la 5 hauteur de guidage des douilles 5 et 6 sans augmenter le diamètre extérieur du carter 2, afin de conserver le carter brut initial. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est un système de guidage du pivot extérieur d'une aube à angle de calage variable de stator de turbomachine possédant un pivot extérieur destiné à pivoter dans un 15 alésage de longueur déterminée du carter du stator de la turbomachine. Selon l'invention, on utilise une douille unique dont la longueur est supérieure à celle de l'alésage, dépassant de l'extérieur de cet alésage, et 20 dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre extérieur du pivot extérieur. Dans la première réalisation préférentielle de l'invention, la douille est métallique et un crochet extérieur périphérique est prévu à l'extrémité 25 extérieure de la douille dépassant de l'alésage, de manière à pouvoir constituer un élément de préhension pour l'extraction de la douille. Il est également avantageux de doter la douille d'un rebord de positionnement pour positionner 30 celle-ci en longueur sur l'alésage. SP 22543 JB La deuxième solution consiste à utiliser une douille en matériau ayant un faible coefficient de frottement et à compléter l'ensemble d'une chemise métallique dont le dia mètre extérieur est légèrement 5 supérieur au diamètre de l'alésage pour permettre un assemblage fretté et dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur de la douille. Ceci permet d'assurer le glissement de la douille à l'intérieur de l'alésage, lors des montage et démontage de l'ensemble. 10 De préférence, le matériau de la douille a un fort coefficient de dilatation pour que, en fonctionnement, la température augmentant, la différence des coefficients de dilatation bloque la douille dans la chemise métallique. Dans cette deuxième réalisation, c'est la chemise métallique qui porte le crochet extérieur et le rebord de positionnement. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante complétée de plusieurs figures décrivant respectivement: - figure 1, en coupe, un montage de guidage selon l'art antérieur; - figure 2, en coupe, une première réalisation du système de guidage selon l'invention; et figure 3, en coupe, une deuxième réalisation du système de guidage selon l'invention. SP 22543 JB Description détaillée de deux réalisations de l'invention Sur la figure 2, on retrouve le pivot extérieur 11 d'une aube, tout du moins sa partie extrême et le bossage 21 du carter du stator de la turbomachine. L'extrémité du pivot extérieur 11 possède un filetage 13 sur lequel est vissé un écrou 4. 10 Celui-ci serre l'extrémité d'entraînement du levier 3 devant faire pivoter l'aube. Le positionnement du pivot extérieur 11 dans l'alésage 22 du bossage 21 se fait par l'intermédiaire d'une douille 30 qui s'étend sur toute la longueur du 15 bossage 21 et dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre extérieur du pivot extérieur 11. Elle possède une extrémité extérieure 34 qui dépasse en longueur le bossage 21 du stator. A la pointe de cette extrémité 34 se trouve un crochet extérieur 31 20 permettant à des outils de préhension de venir arracher la douille 30 sans démonter l'aube. En dessous du crochet 31, la douille 30 possède également un rebord de positionnement 32 prenant appui sur la partie supérieure du bossage 21 et permettant de positionner 25 la douille 30 sur ce dernier. On comprend ainsi que la longueur de la portée du contact du pivot extérieur 11 par rapport au bossage 21 est prolongée. L'extraction de la douille 30 permet son 30 changement sans avoir à ouvrir le carter du stator de la turbomachine. SP 22543 JB De plus, un tel montage permet un meilleur guidage du pivot extérieur 11 sans augmenter le diamètre du carter. Dans cette première réalisation, la douille 5 est métallique, et en particulier est composée d'un acier présentant de bonnes caractéristiques de frottement avec le matériau du pivot, par exemple une douille en Z12CNDV12 en vis-à-vis d'un pivot en Z6NCT25. La figure 3 montre une deuxième réalisation de l'invention. On y retrouve tous les éléments fixes de la réalisation précédente, à savoir le bossage 21 du carter du stator, le levier de commande 3, l'écrou de serrage 4 et le pivot extérieur 11 de l'aube que le 15 levier de commande 3 doit commander. Dans cette deuxième réalisation, la douille est en matériau composite et est toujours en contact direct par son diamètre intérieur avec le diamètre extérieur du pivot extérieur 11. Du fait du matériau 20 composite qui la constitue, le coefficient de frottement contre une autre pièce métallique est très faible et un déplacement relatif de ces deux pièces est favorisé. Cette deuxième réalisation utilise une chemise métallique 40 intercalée entre la douille 50 et 25 le bossage 21 du stator. Cette chemise métallique 40 a un diamètre extérieur légèrement supérieur au diamètre intérieur de l'alésage du bossage 21 pour permettre une fixation par frettage. De plus, elle a la même forme que la douille 30 de la première réalisation. En 30 d'autres termes, elle possède un crochet extérieur 40 à son extrémité extérieure 44 qui est complétée par un SP 22543 JB rebord de positionnement 42 prenant appui sur le bossage 21 du stator. Le glissement relatif se fait d'une part entre la douille 50 en matériau composite et le pivot extérieur 11 de l'aube et d'autre part entre 5 la douille 50 en matériau composite et la chemise métallique 44. Ce système permet l'extraction, au moyen de griffe 60 pénétrant sous le crochet 41, de la douille 50 en matériau composite et de la chemise métallique 44. De plus, si la douille 50 en matériau 10 composite se dégrade, le bossage 21 du carter est protégé par la chemise métallique. On remarque que la douille 50 possède un crochet extérieur 51 pour pouvoir être entraînée lors de son extraction. En effet, ce crochet extérieur 51 15 prend appui sur le crochet extérieur 41 de la chemise métallique 40. SP 22543 JB REVENDICATIONS 1. Système de guidage du pivot extérieur (11) d'une aube (10) à angle de calage variable de stator de 5 turbomachine possédant un pivot extérieur (11) d'aube destiné à pivoter dans un alésage (22) de longueur déterminée du carter du stator de la turbomachine, caractérisé en ce qu'il comprend une douille (30, 50) unique dont la longueur est supérieure à celle de 10 l'alésage (22), dépassant vers l'extérieur de ce dernier et dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre extérieur du pivot extérieur (11). 2. Système de guidage selon la revendication 15 1, caractérisé en ce que la douille est métallique et comprend un crochet extérieur (31, 51) périphérique à l'extrémité extérieure (34) devant dépasser de l'alésage (22). 3. Système de guidage selon la revendication 20 1, la douille étant en un matériau ayant un faible coefficient de frottement, caractérisé en ce qu'il comprend une chemise métallique (40) dont le diamètre extérieur est légèrement supérieur au diamètre intérieur de l'alésage et dont le diamètre intérieur 25 correspond au diamètre extérieur de la douille (50) pour être placée autour de cette dernière. 4. Système de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chemise métallique (40) possède un crochet extérieur (41) à son extrémité extérieure (44). 5. Système de guidage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chemise métallique (40) possède un rebord de positionnement (42) pour prendre appui sur un bossage (21) du carter du stator. 6. Système de guidage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la douille (30) possède un 5 rebord de positionnement (32) pour prendre appui sur une extrémité d'un bossage (21) du carter du stator. SP 22543 JB