Brevet FR3063779A1 — publié le 20180914

S61708 FR ici-P 1 ANNEAU DE COMMANDE DE CALAGE D'UN ETAGE D'AUBE D'UN STATOR DESCRIPTION Le sujet de l'invention est un anneau de commande de calage d'un étage d'aubes de stator. Les aubes à calages variables sont caractérisées par une orientation variable selon le régime de la machine auquel elles appartiennent, pour en optimiser le fonctionnement, notamment des compresseurs. Le calage angulaire est assuré par la rotation d'un anneau entourant le stator, auquel sont articulés des leviers solidaires des pivots des aubes. La commande de rotation de l'anneau est assurée par un dispositif comprenant typiquement un vérin solidaire du stator, et une transmission des mouvements du vérin pouvant comprendre un guignol (pièce triangulaire articulée à ses sommets) et un ridoir, ou bielle, articulé à une chape à la périphérie de l'anneau. On observe que le chargement mécanique de l'anneau de commande est dissymétrique selon le sens de déplacement angulaire qui lui est imposé, et pour une double raison. La première d'entre elles provient de l'écoulement des gaz dans la machine, qui exerce une poussée latérale et un moment de rotation sur les aubes et leurs pivots, et favorise donc la rotation de l'anneau dans un sens, avec la conséquence que l'effort à exercer par le mécanisme de commande est beaucoup moins importants dans ce sens que dans l'autre pour mouvoir l'anneau ; et la seconde raison est que, l'anneau étant libre autour du carter de stator, les efforts nécessaires à sa rotation le déplacent en translation et lui font toucher celui-ci par des portions opposées selon le sens de l'effort, et qui produisent des déformations de flexion différentes autour de l'anneau. Cette dissymétrie est responsable d'une dégradation de précision du réglage angulaire des aubes. Pour y remédier, on a envisagé d'augmenter la rigidité de l'anneau pour le rendre moins déformable, ou de le faire commander simultanément par plusieurs mécanismes à ridoir répartis autour de sa circonférence. De telles dispositions, surtout la seconde, ont l'inconvénient d'augmenter le poids du dispositif, ce qui peut 3063779 561708 FR JCI-P 2 devenir inacceptable pour les machines de petites dimensions, dont la légèreté est impérative. L'invention concerne un anneau de commande de calage d'aubes de stator peu sensible aux dissymétries de fonctionnement selon le sens de rotation qui lui est 5 imposé, et qui est dépourvu de la lourdeur des perfectionnements connus. Sous une forme générale, l'anneau de l'invention est composé de deux moitiés de rigidités différentes, situées de part et d'autre d'une chape d'articulation d'un mécanisme de commande. La raison de cette disposition peut être expliquée ainsi. Dans le sens de 10 rotation pour lequel l'effort à exercer est le moins important, le chargement et le contact de l'anneau sur le carter de stator ne produisent pas de déformations importantes de l'anneau ; dans l'autre sens de rotation, où l'effort de commande doit être beaucoup plus important et le côté opposé de l'anneau est pressé plus fortement sur le carter, une structure plus rigide est nécessaire au moins du côté de l'anneau qui est opposé à la portion 15 en appui, alors que le côté de l'anneau qui est en appui sur le carter est moins exposé à des déformations, et que la structure légère suffit donc encore pour lui. La première des moitiés (correspondant à la partie légère de l'anneau) est avantageusement composée d'une poutre à section unitaire ; l'autre des moitiés peut être composée d'une structure formée de deux profilés concentriques réunis par des profilés 20 de liaison. La poutre à section unitaire peut être composée de segments rectilignes joints entre eux en formant une portion de polygone régulier, et des douilles d'articulation des leviers de commande peuvent être disposées aux jonctions de ces segments. L'anneau est avantageusement commandé par un seul mécanisme. Un 25 autre aspect de l'invention est un compresseur de turbomachine comprenant un tel anneau. L'invention sera maintenant décrite plus en détail au moyen des figures suivantes : - la figure 1 représente schématiquement un mécanisme habituel d'aubes à calage variable et anneau de commande ; 3063779 S61708 FR JCI-P 3 - les figures 2 et 3 illustrent le fonctionnement de l'anneau ; - et la figure 4 illustre une réalisation de l'invention, donnée à titre purement illustratif et non exclusive d'autres. La figure 1 représente les aubes 1 d'un redresseur d'écoulement, 5 disposées en étage circulaire dans un carter 2 de stator d'une turbomachine qui n'est pas représentée complètement. Le carter 2 porte un vérin 3 dont le bras 4 peut se déployer sous l'action d'un dispositif de commande et qui imprime une rotation à un guignol 5 aéronautique monté tournant sur le carter 2. Le côté opposé du guignol 5 est articulé à un ridoir 6, qui est articulé par son extrémité opposée à une chape 7 à la périphérie extérieure 10 d'un anneau 8 de commande du calage des aubes 1 et qui porte à intervalles réguliers des douilles 9 de réception de pions aux extrémités libres de leviers 10, qui entraînent en rotation des pivots 11 des aubes 1 qui traversent le carter 2. Les figures 2 et 3 illustrent le fonctionnement de l'anneau 8 de commande de calage. L'effort exercé par le ridoir 6, tangentiel à l'anneau 8, se traduit aussi 15 par une translation de ce dernier, dont une partie de la circonférence vient toucher le carter 2, selon le sens de rotation imposé : une partie 13, à droite de la figure 2, pour un effort du ridoir 6 dirigé vers la gauche de la figure 2 afin d'imposer une rotation antihoraire à l'anneau 8, et une partie 14, à gauche de la figure 3, pour un effort du ridoir 6 dirigé vers la droite de la figure 3 afin d'imposer une rotation horaire à l'anneau 8. Ces parties 13 et 14 20 sont diamétralement opposées et à angle droit avec la chape 7 d'articulation du ridoir 6. La figure 4 illustre une réalisation possible de l'anneau 8. On peut y distinguer deux moitiés 15 et 16 nettement différentes l'une de l'autre, se joignant chacune à la chape 7 et s'étendant chacune sur environ une demi-circonférence, la première du côté de la partie 14, la seconde du côté de la partie 13. 25 La première moitié 15 est une structure relativement légère, composée d'une poutre, c'est-à-dire d'un profilé dont la section est unitaire. La poutre a une section classique de profilé, en L, T, etc. ou, comme ici, en I. Elle peut être construite par cintrage d'un profilé rectiligne au départ en un secteur de polygone régulier, dont les douilles 9 sont aux sommets et que relient des segments 17 du profilé restés rectilignes. Un profilé à 3063779 S61708 FR JCI-P section ouverte, outre qu'il est plus léger et moins rigide, se prête bien à une telle fabrication. La seconde moitié 16 est formée, au moins à une partie centrale comprenant la partie 13, d'une structure composée de deux profilés d'âme de section plate 5 18 et 19 incurvés en arcs de cercles et disposés concentriquement, et de profilés latéraux 20 reliant les profilés d'âmes 18 et 19 en formant des angles différents avec elles pour donner une structure treillissée très rigide. Cette seconde moitié 16 est moins régulière que l'autre. En effet, l'anneau 8 doit être renforcé d'abord dans la partie 13 la plus éloignée de la partie 14 en 10 contact sur le carter 2. On observe qu'une partie 21 de la seconde moitié 16 reliant la partie 13 centrale à la première moitié 15 devient de moins en moins rigide vers celle-ci, puisqu'elle correspond à un secteur de l'anneau 8 de moins en moins chargé en s'éloignant de la chape 7 tout en s'approchant de la première moitié 15 : elle comprend d'abord une sous-partie 22 comprenant seulement les profilés d'âme 18 et 19, puis une sous-partie 23 15 comprenant seulement le profilé d'âme 18; de l'autre côté de la partie 13 centrale, une partie 25 de jonction à la chape 7 reste néanmoins treillissée, puisqu'elle est soumise à des efforts de flexion importants dans la situation de la figure 3. Si la structure de l'anneau 8 est hétérogène, il est par contre conseillé que son matériau soit homogène ou même que les moitiés 15 et 16 soient composées de deux 20 matériaux ayant les mêmes caractéristiques (un même coefficient) de dilatation thermique, afin d'éviter de nouvelles causes d'imprécisions de commande par des dilatations thermiques différentielles (susceptibles aussi de fragiliser les assemblages entre les différents matériaux). Les moitiés 15 et 16 ne sont pas forcément de longueurs égales. 25 Elles sont unies entre elles, à l'opposé de la chape 7, et aux extrémités de la chape 13, par des assemblages 24 boulonnés. REVENDICATIONS1) Anneau (8) de commande de calage d'un étage d'aubes (1) de stator, caractérisé en ce qu'il est composé de deux moitiés (15, 16) de rigidités différentes situées de part et d'autre d'une chape (7) d'articulation d'un mécanisme de commande. 2) Anneau de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première des moitiés (15) est composée d'une poutre à section unitaire. 3) Anneau de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la poutre est composée de segments (17) rectilignes assemblés entre eux en formant un secteur de polygone régulier. 4) Anneau de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que des douilles (9) d'articulation de leviers de commande (10) des aubes (1) sont situées à des jonctions des segments (17) entre eux. 5) Anneau de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une seconde des moitiés (16) comprend une partie (13) ayant une structure composée de deux profilés d'âme (18, 19) incurvés et concentriques réunis par des profilés de liaison (20). 6) Anneau de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que les profilés de liaison sont obliques à angles différents avec les profilés d'âme. 7) Anneau de commande selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite structure (13) s'étend à une région de l'anneau à angle droit avec la chape (7). 8) Anneau de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie s'étend jusqu'à une jonction avec la chape (7). 9) Anneau de commande selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la seconde des moitiés (16) se joint à la première des moitiés par une deuxième partie (21; 22, 23), moins rigide que ladite partie (13). 10) Anneau de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un seul mécanisme de commande. 3063779 S61708 FR JCI-P 6 11) Anneau de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moitiés sont composées de matériaux ayant des mêmes caractéristiques de dilatation thermiques. 12) Compresseur de turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte un 5 étage d'aubes à calage variable commandées par un anneau de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes.