Brevet FR2879688A1 — publié le 20060623

L'invention se rapporte à une turbomachine telle que par exemple un compresseur de turboréacteur, dont le stator comporte au moins un étage d'aubes de redresseur à calage variable, agencé dans un carter fixe. L'invention concerne plus particulièrement un perfectionne- ment pour calibrer un jeu au voisinage du palier du pivot d'actionnement de chaque aube redresseuse, ce jeu permettant à la fois de régler l'altitude de l'aube dans le carter, c'est-à-dire sa position radiale et la fuite d'air autour du pivot. Dans un stator de turbomachine comportant un étage d'aubes de redresseur, lesdites aubes sont actionnées de l'extérieur du carter qui les renferme en contrôlant le déplacement d'une couronne d'actionnement reliée à chaque aube par une biellette. Ainsi, l'angle d'attaque des aubes peut être contrôlé en fonction des conditions de vol, par un système d'asservissement qui commande la rotation de ladite couronne. Chaque aube comporte, extérieurement, un pivot en forme de tourillon traversant un palier lisse solidaire du carter. Il est souhaitable de pouvoir calibrer un jeu au voisinage de chaque palier, c'est-à-dire perpendiculairement à la partie du pivot qui fait saillie à l'extérieur d'un bossage solidaire du carter et qui est couplé à ladite biellette. Ce calibrage règle la fuite d'air et il a aussi pour corollaire de contrôler "l'altitude" de l'aube par rapport à la veine intérieure de la turbomachine, c'est-à-dire la position radiale de chaque aube. Jusqu'à présent, ce réglage était réalisé à l'aide d'un jeu de cales. La mise en place de telles cales est difficile, fastidieuse et nécessite un temps important. Ces cales permettant, dans le meilleur des cas, une calibration entre 0,05 et 0,15 mm. L'invention permet principalement d'améliorer la maîtrise du jeu en éliminant l'utilisation d'un assortiment: de cales de réglage. Plus précisément, l'invention concerne une turbomachine à stator comportant au moins un étage d'aubes de redresseur à calage variable, agencé dans un carter, du type dans lequel chaque aube est montée avec possibilité de rotation autour d'un axe de pivotement et est liée par une biellette à une couronne d'actionnement commune, caractérisée en ce que chaque aube comporte un pivot formant tourillon engagé dans un palier défini dans un bossage solidaire dudit carter, en ce que l'extrémité dudit pivot fait saillie dudit bossage et comporte un logement d'axe perpendiculaire audit axe de pivotement, en ce qu'une portion de forme correspondante de ladite biellette est engagée dans ledit logement, en ce qu'un flasque annulaire est monté à l'extrémité dudit bossage, en ce que ledit flasque est fileté intérieurement, en ce que ledit pivot porte un filetage extérieur sur lequel est monté vissé ledit flasque, pour un positionnement réglable de celui-ci, et en ce que des moyens de verrouillage installés le long dudit pivot permettent de stabiliser la position angulaire dudit flasque après réglage de son positionnement. Avantageusement, la surface supérieure du flasque est pourvue d'encoches reparties circonférentiellement et les moyens de verrouillage coopèrent avec ces encoches. L'invention se prête bien à l'utilisation d'une biellette massive possédant un axe principal de symétrie mais non obligatoirement de révolution. En particulier, la biellette peut avantageusement être du type à inertie augmentée dans une direction lui permettant de mieux résister aux efforts de flexion, toutes choses égales par ailleurs, notamment sans augmenter l'encombrement radial et la masse du système d'actionnement des aubes. La pièce d'indexation peut par exemple être immobilisée contre un méplat pratiqué sur une portion d'extrémité du pivot. Selon un mode de réalisation possible, l'extrémité de la biellette, du côté dudit pivot, traverse ce dernier perpendiculairement à l'axe du pivot et comporte une portion filetée. Le méplat précité est pratiqué perpendiculairement à l'axe de cette biellette et ladite pièce d'indexation est immobilisée entre ledit méplat et un écrou vissé sur ladite portion filetée. Selon un mode de réalisation avantageux, lesdits moyens de verrouillage comprennent au moins une plaque de positionnement de la pièce d'indexation, intercalée entre cette dernière et le méplat. La plaque de positionnement comporte plusieurs rainures espacées différemment de l'axe de ladite biellette et la pièce d'indexation comporte un trou oblong pour le passage de l'extrémité de ladite biellette. Ainsi, la position de cette dernière est réglable par rapport à la plaque de positionnement. La pièce d'indexation comporte aussi une nervure susceptible de coopérer avec l'une des rainures pratiquées dans la plaque de positionnement, ce qui permet d'ajuster l'altitude de la pièce d'indexation par rapport au pivot et, par conséquent de faire en sorte que cette pièce d'indexation soit toujours convenablement engagée dans au moins une encoche du flasque annulaire. Avantageusement, la plaque de positionnement est adaptée pour pouvoir prendre plusieurs positions de montage possibles et comporte plusieurs rainures ou groupes de rainures correspondant respectivement à chaque position de rnontage. Ces rainures sont à des distances différentes de l'axe du trou pratiqué dans la plaque de positionnement, lequel se confond avec l'axe de la biellette. Autrement dit, elles sont agencées de façon non symétriques par rapport à un plan médian perpendiculaire à l'axe du pivot et passant par l'axe de la biellette. Dans l'hypothèse où l'effort d'entraînement appliqué au niveau de la biellette de commande, (c'est-à-dire au-delà, radialement, du filetage intégré au pivot de l'aube) et l'effort aérodynamique appliqué sur l'aube, (c'est-à-dire en deçà, radialernent du filetage), générerait un moment de torsion incompatible dans son amplitude avec les caractéristiques géométriques spécifiques à ce filetage destiné à permettre le positionnement du flasque de calibration du jeu de fuite, une caractéristique avantageuse de l'invention prévoit que ledit filetage porté par ledit pivot soit pratiqué sur une douille rapportée sur celuici mais de façon à être insensible audit moment de torsion. On peut prévoir une liaison de forme entre ladite douille et ledit pivot pour immobiliser la douille en rotation par rapport à ce dernier. Il est possible de concevoir une douille filetée monobloc et de la monter sur le pivot de l'aube, dans une gorge en l'y engageant au moyen d'une dilatation thermique. On peut aussi réaliser la douille en deux parties, c'est-à-dire deux demi-douilles engagées dans une gorge du pivot. Les deux demi- douilles sont maintenues dès lors que le flasque annulaire est vissé sur celle-ci. Par ailleurs, la pièce d'indexation peut être définie dans une tôle pliée pour former deux dents précitées coopérant avec les encoches précitées dudit flasque annulaire tandis qu'un bord rectiligne recourbé pour former une nervure est susceptible de coopérer avec ladite plaque de positionnement. Selon une autre variante, ladite pièce d'indexation est une pièce massive, usinée dans la masse ou moulée et cette pièce massive comporte au moins une dent, de préférence plusieurs, susceptibles de s'engager dans une ou plusieurs encoches du flasque annulaire. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une turbo- machine, montrant plus particulièrement le système d'actionnement d'une aube à calage variable conforme à l'invention, c'est-à-dire comportant les moyens de réglage de jeu en sortie du pivot d'aube; - la figure 2 est une vue en coupe partielle de la figure 1; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, illustrant une variante, en perspective partiellement éclatée; - la figure 4 est une vue d'un autre mode de réalisation représenté en perspective et en coupe partielle, éléments assemblés; - la figure 5 illustre une variante de la figure 4; - la figure 6 est une vue en coupe partielle semblable à la figure 2, illustrant une variante; - la figure 7 est une vue de détail en perspective et en coupe partielle illustrant encore une autre variante; - les figures 8a, 8b et 8c sont des vues de détail selon les coupes A, B, C de la figure 7; et - la figure 9 est une vue semblable à la figure 1 illustrant encore une autre variante. En considérant plus particulièrement les figures 1 et 2, on a représenté partiellement une turbomachine et plus particulièrement une partie du stator 11 de celle-ci comportant au moins un étage d'aubes de redresseur 12, à calage variable. Une telle turbomachine est par exemple un compresseur pour un moteur d'avion à réaction. Les aubes 12 d'un étage sont disposées à l'intérieur du carter 13. Chaque aube est montée avec possibilité de rotation autour d'un axe X, s'étendant dans un plan passant par l'axe de rotation de la machine. Elle est liée par une biellette 14 à une couronne d'actionnement 15 commune, agencée à l'extérieur du carter 13. Chaque aube comporte un pivot 18 d'axe X, formant tourillon, engagé dans un palier lisse 20 correspondant, défini dans un bossage 22 solidaire du carter. Le palier traverse le bossage 22. Une bague antifriction 30 est engagée dans le bossage 22 et le pivot est ajusté en coulissement et en rotation à l'intérieur de cette bague. Cette dernière comporte un épaulement externe annulaire 32 qui repose sur l'extrémité du bossage 22. La portion d'extrémité 18a du pivot fait saillie au-delà du bossage 22 et comporte un logement de révolution 24. Ici, le logement de révolution 24 est à surface conique et la biellette comporte une portion 26 de forme correspondante, c'est-à-dire conique, engagée sans jeu dans le logement 24 conique. Celui-ci débouche de part et d'autre de la portion d'extrémité saillante du pivot; son axe Y est perpendiculaire à l'axe de rotation X de l'aube. La biellette 14 est une pièce massive obtenue essentiellement par moulage ou forgeage. Cependant, la portion conique 26 est usinée avec la même conicité que le logement conique pratiqué transversalement dans le pivot, pour permettre un assemblage sans jeu entre le pivot et la biellette. Un écrou 62 engagé sur une portion filetée 64 de l'extrémité de la biellette assure cet assemblage sans jeu. La biellette massive admet un axe de symétrie qui se confond avec l'axe Y, lorsque la biellette est installée. Dans l'exemple, la biellette n'a pas une forme entièrement de révolution. Au contraire, elle comporte un tronçon médian 34 à inertie augmentée, par exemple à section transversale ovale. Cette forme est avantageuse pour augmenter la rigidité de la biellette dans le sens de la flexion lors de la commande de l'aube. La forme peut être obtenue sans plus de difficulté qu'une forme entièrement de révolution, puisque la biellette est obtenue par moulage ou forgeage et que ledit tronçon médian n'est pas repris en usinage. La biellette est montée de façon que son plan d'inertie maximum soit disposé sensiblement perpendiculairement à un plan contenant l'axe de la biellette et l'axe de rotation de la turbomachine. Un méplat 35 pratiqué dans le pivot à l'extrémité de la surface conique coopère avec un autre méplat 37 pratiqué sur la biellette, pour assurer un positionnement angulaire stable de la biellette et son blocage en rotation. Un flasque annulaire 36 est monté à l'extrémité du bossage. Ici, il fait face à l'épaulement 32 de la bague antifriction. Un jeu de fuite e est 35 ainsi défini entre le flasque et le bossage, plus particulièrement ici l'épaulement 32. L'invention permet d'ajuster ce jeu de fuite e, tout en réglant la position de l'aube (selon l'axe X), à l'intérieur du carter. L'autre extrémité 42 de la biellette est engagée dans une fourche 44 elle-même articulée dans la couronne d'actionnement 15. Selon une caractéristique importante de l'invention, ledit flasque annulaire 36 est fileté intérieurement (filetage 48) et ledit pivot porte lui-même un filetage extérieur 50 sur lequel est monté et vissé ledit flasque pour un positionnement réglable de celui-ci. En outre, des moyens de verrouillage 52 installés le long dudit pivot permettent de stabiliser la position angulaire dudit flasque 36 après réglage de son positionnement. Selon l'exemple, la surface supérieure dudit flasque est pourvue d'encoches 54 réparties circonférentiellement et les moyens de verrouillage coopèrent avec ces encoches pour stabiliser la position angulaire du flasque. Avantageusement, lesdits moyens de verrouillage comprennent une pièce d'indexation 66 immobilisée contre un méplat 68 pratiqué sur la portion d'extrémité 18a dudit pivot. La pièce d'indexation comporte au moins une dent 69 susceptible de s'engager dans une encoche précitée du flasque. Dans l'exemple des figures 1 et 2, la pièce d'indexation est définie dans une tôle pliée. La conformation de cette tôle est telle qu'on forme deux dents précitées qui coopèrent avec deux encoches 54 du flasque annulaire 36. Le méplat 68 est pratiqué perpendiculairement à l'axe de la biellette. La pièce d'indexation 66 est immobilisée entre ce méplat et l'écrou 62 vissé sur la portion filetée 64, lequel écrou assure aussi l'immobilisation de la biellette par rapport au pivot. De plus, selon l'exemple, les moyens de verrouillage comprennent au moins une plaque de positionnement 70 de la pièce d'indexation 66, intercalée entre cette dernière et le méplat. Cette plaque de positionnement comporte plusieurs rainures 72 espacées différemment de l'axe Y de la biellette. Autrement dii:, ces rainures, situées de part et d'autre de l'axe sont agencées de façon non symétriques par rapport à un plan médian Z perpendiculaire à l'axe X et passent par (contenant) l'axe Y. En outre, la pièce d'indexation comporte un trou oblong 76 pour le passage de l'extrémité de la biellette et au moins une nervure 78 susceptible de coopérer avec l'une desdites rainures, pour le positionnement en altitude de ladite pièce d'indexation. Dans l'exemple, la pièce d'indexation étant définie dans une tôle pliée, la nervure 78 est constituée par un bord rectiligne recourbé de la pièce, qui coopère avec la plaque de positionnement. La plaque de positionnement comporte un trou 80 qui s'adapte, sans jeu, sur une portion cylindrique de l'extrémité de la biellette. Dans l'exemple des figures 1 et 2, la plaque de positionnement 70 est adaptée pour posséder deux positions de montage possible et comporte deux rainures correspondant respectivement à chaque position de montage, pour venir en état de coopérer avec la nervure 78 de la pièce d'indexation afin d'ajuster le positionnement en altitude de celle-ci en raison de la dissymétrie de positionnement des rainures 72. Dans l'exemple, les deux nervures sont parallèles et on passe d'une position à l'autre par une rotation de 180 de la plaque de postionnement. Dans cet exemple, la plaque de positionnement 70 est immobilisée en rotation du fait que le méplat 68 ne s'étend pas jusqu'à l'extrémité du pivot, ce qui définit un épaulement 85 contre lequel vient s'appliquer un bord rectiligne de ladite plaque de positionnement. Plus généralement, comme le montre par exemple la figure 3, la plaque de positionnement 70a peut être adaptée pour pouvoir prendre un plus grand nombre de positions de montage possibles. Dans l'exemple de la figure 3, il existe quatre positions de montage possibles, auxquelles correspondent quatre rainures ou groupes de rainures, correspondant respectivement à chaque position de montage. Dans l'exemple de la figure 3, la plaque de positionnement 70a comporte quatre côtés rectilignes auxquels correspondent quatre rainures ou groupes de rainures. On augmente ainsi le nombre de positions possibles, en altitude, de ladite pièce d'indexation. En effet, comme dans le mode de réalisation précédent, les rainures de cette plaque de positionnement sont disposées de façon dissymétriques par rapport audit plan médian Z. On entend par positionnement en altitude un positionnement selon une direction parallèle à l'axe X. Cet agencement permet, en toute circonstance, d'engager les dents 69 de la pièce d'indexation 66 le plus profondément possible dans les encoches 54 du flasque annulaire au moment où on stabilise le positionnement en altitude de la pièce d'indexation par serrage de l'écrou 62. Pour les raisons indiquées ci-dessus, il peut être nécessaire de réaliser le filetage du pivot sur une douille 90 relativement indépendante de celui-ci. Dans l'exemple de la figure 4, la douille 90 rapportée sur le pivot est formée de deux demi-douilles 91, 92 engagées dans une gorge 94 dudit pivot. Comme indiqué précédemment, la douille pourrait être d'une seule pièce. De plus, on prévoit une liaison de forme entre la douille et le pivot pour immobiliser celle-ci en rotation. Ainsi, selon l'exemple de la figure 4, chaque demi-douille 91, 92 comporte une découpe 96 le long d'un bord circulaire extérieur. Cette découpe définit une butée 97 susceptible de coopérer avec un champ 98 de la plaque de positionnement. Dans l'exemple de la figure 5, le pivot comporte deux encoches latérales 100 communiquant avec la gorge 94. Ces encoches sont diamétralement opposées et chaque demi-douille comporte une dent 102 faisant saillie du bord circulaire extérieur et susceptible de s'engager dans l'une des encoches. Dans les exemples des figures 6 à 9, la pièce d'indexation 66a est une pièce massive usinée dans la masse ou moulée. Elle comporte au moins une dent susceptible de s'engager dans une encoche du flasque. Avantageusement, la pièce d'indexation comporte trois dents 104 s'engageant dans trois encoches 54 adjacentes. Sur le mode de réalisation de la figure 6, la plaque de positionnement 106, analogue à celle des modes de réalisation précédents comporte des rainures ou groupes de rainures sur une seule face. En revanche, sur le mode de réalisation des figures 7 et 8, la plaque de positionnement 108 comporte des rainures ou groupes de rainures sur ses deux faces. On augmente ainsi le nombre de positions de réglage en altitude. Néanmoins, il est nécessaire d'intercaler une plaque d'appui 109 rainurée sur une seule face entre la plaque de positionnement et le méplat. La plaque d'appui 109 a une face conformée pour s'adapter à l'une quelconque des faces de la plaque de positionnement 108. Elle est pourvue d'un trou oblong 110, comme le trou 76 de la pièce d'indexation, pour le passage de l'extrémité de la biellette. Celle-ci comporte deux méplats 120 parallèles, coopérant avec les parties rectilignes des bords des deux trous 76, 110. Ainsi, la plaque d'appui comme la pièce d'indexation sont déplaçables en altitude, avant réglage. En revanche, la plaque de positionnement 108 comporte un trou ajusté au diamètre de l'extrémité de la biellette. Ainsi, le nombre de positions de réglage est augmenté du fait que la plaque de positionnement peut être retournée. Bien entendu, comme précédemment, les rainures de la plaque de positionnement 108 sont disposées de façon dissymétrique par rapport au plan médian défini ci-dessus. Dans le mode de réalisation de la figure 9, la plaque de positionnement 108a et la pièce d'indexation 66b sont munies d'une succession de petites nervures et rainures alternées, parallèles et toutes semblables. Comme précédemment, la pièce d'indexation possède un trou oblong pour le passage de l'extrémité de la biellette. Au moment du réglage, il est donc possible d'imbriquer la plaque de positionnement et la pièce d'indexation l'une dans l'autre dans une position choisie, permettant un réglage d'altitude de ladite pièce d'indexation. REVENDICATIONS 1. Turbomachine à stator comportant au moins un étage d'aubes de redresseur à calage variable, agencé dans un carter, du type dans lequel chaque aube est montée avec possibilité de rotation autour d'un axe de pivotement et est liée par une biellette (14) à une couronne d'actionnement commune (15), caractérisée en ce que chaque aube comporte un pivot (18) formant tourillon engagé dans un palier défini dans un bossage solidaire dudit carter, en ce que l'extrémité dudit pivot fait saillie dudit bossage et comporte un logement (24) d'axe perpendiculaire audit axe de pivotement, en ce qu'une portion de forme correspondante de ladite biellette est engagée dans ledit logement de révolution, en ce qu'un flasque annulaire (36) est monté à l'extrémité dudit bossage, en ce que ledit flasque est fileté intérieurement, en ce que ledit pivot porte un filetage extérieur sur lequel est monté vissé ledit flasque, pour un positionnement réglable de celui-ci, et en ce que des moyens de verrouillage installés le long dudit pivot permettent de stabiliser la position angulaire dudit flasque après réglage de son positionnement. 2. Turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface supérieure dudit flasque est pourvue d'encoches (54) reparties circonférentiellement, lesdits moyens de verrouillage coopérant avec ces encoches. 3. Turbomachine selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de verrouillage comprennent une pièce d'indexation (66) immobilisée contre un méplat pratiqué sur une portion d'extrémité dudit pivot, ladite pièce d'indexation comportant au moins une dent (69) susceptible de s'engager dans une encoche précitée dudit flasque. 4. Turbomachine selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite pièce d'indexation est une pièce massive, usinée dans la masse ou moulée et comportant au moins une dent susceptible de s'engager dans une encoche dudit flasque. 5. Turbomachine selon la revendication 3, caractérisée en ce 35 que l'extrémité de ladite biellette, du côté dudit pivot, traverse ce dernier perpendiculairement à l'axe dudit pivot et comporte une portion filetée (64), en ce que ledit méplat (68) est pratiqué perpendiculairement à l'axe de ladite biellette et en ce que ladite pièce d'indexation (66) est immobilisée entre ce méplat et un écrou (62) vissé sur ladite portion filetée. 6. Turbomachine selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de verrouillage comprennent au moins une plaque de positionnement (70) de ladite pièce d'indexation, intercalée entre cette dernière et ledit méplat, en ce que ladite plaque de positionnement comporte plusieurs rainures (72) espacées différemment de l'axe de ladite biellette et en ce que ladite pièce d'indexation comporte un trou oblong (76) pour le passage de l'extrémité de ladite biellette et au moins une nervure (78) susceptible de coopérer avec l'une desdites rainures, pour le positionnement en altitude de ladite pièce d'indexation. 7. Turbomachine selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite plaque de positionnement (70) est adaptée pour pouvoir prendre plusieurs positions de montage possibles et comporte plusieurs rainures ou groupes de rainures correspondant respectivement à chaque position de montage, pour venir en état de coopérer avec la nervure de ladite pièce d'indexation, afin d'ajuster le positionnement en altitude de celle-ci. 8. Turbomachine selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que ladite plaque de positionnement (108) comporte des rainures ou groupes de rainures sur ses deux faces, pour augmenter le nombre de positions de réglage en altitude, en ce qu'une plaque d'appui (109) rainurée sur une seule face est intercalée entre ladite plaque de positionnement et ledit méplat, en ce que ladite plaque d'appui a une face conformée pour s'adapter à l'une quelconque des faces de ladite plaque de positionnement et en ce qu'elle est pourvue d'un trou oblong pour le passage de l'extrémité de ladite biellette. 9. Turbomachine selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que ladite plaque de positionnement (108a) et ladite pièce d'indexation (66b) sont munies d'une succession de nervures et rainures alternées parallèles et semblables, permettant de les imbriquer l'une dans l'autre dans une position choisie pour un réglage d'altitude de ladite pièce d'indexation, cette dernière étant pourvue d'un trou oblong pour le passage de l'extrémité de ladite biellette. 2879688 12 10. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le filetage porté par ledit pivot est pratiqué sur une douille (90) rapportée sur celui-ci. 11. Turbomachine selon la revendication 10, caractérisée par une liaison de forme entre ladite douille et ledit pivot, pour immobiliser ladite douille en rotation. 12. Turbomachine selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que ladite douille est formée de deux demi-douilles engagées dans une gorge dudit pivot. 13. Turbomachine selon l'ensemble des revendications 7 et 12, caractérisée en ce que chaque demi-douille comporte une découpe le long d'un bord, définissant une butée (97) susceptible de coopérer avec un champ de ladite plaque de positionnement. 14. Turbomachine selon l'ensemble des revendications 7 et 12, caractérisée en ce que ledit pivot comporte deux encoches latérales (100) communiquant avec ladite gorge (94) et en ce que chaque demi-douille comporte une dent (102) faisant saillie d'un bord de celle-ci, susceptible de s'engager dans l'une des encoches. 15. Turbomachine selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que ladite pièce d'indexation est définie dans une tôle pliée pour former deux dents précitées coopérant avec les encoches précitées dudit flasque annulaire et un bord rectiligne recourbé coopérant avec ladite plaque de positionnement.