Brevet FR3127533A1 — publié le 20230331

Système de calage pour aube articulée de turbomachine , aube de turbomachine équipée de ce système de calage et procédé de montage d’un tel système de calage sur une aube articulée Un aspect de l’invention concerne un système de calage (30) pour un pied (12) d’aube articulée de turbomachine, ledit pied d’aube étant monté mobile en rotation autour d’un axe d’empilage (XX) de l’aube, dans une cavité (21) d’un disque (20) de turbomachine, ledit système de calage comportant : une embase d’entraînement (31) parallélépipédique formant support pour le pied d’aube (12), un dispositif de conversion (32) d'un mouvement de rotation du pied d’aube en un mouvement de translation axiale, ledit dispositif de conversion de mouvement étant monté au moins partiellement autour de l’embase d’entraînement (31), et une entretoise (33) montée entre le dispositif de conversion de mouvement (32) et le disque (20) de sorte à bloquer axialement la position du pied d’aube (12) par rapport au disque (20). D’autres aspects de l’invention concernent une aube articulée calée dans le disque au moyen de ce système de calage, une turbomachine équipée de telles aubes articulées et un procédé de montage de ce système de calage sur un pied d’aube articulée. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2 Système de calage pour aube articulée de turbomachine, aube de turbomachine équipée de ce système de calage et procédé de montage d’un tel système de calage sur une aube articulée DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne un système de calage pour une aube articulée de turbomachine, comme une aube de redresseur à calage variable. Elle concerne également une aube articulée de turbomachine équipée d’un tel système de calage ainsi qu’une turbomachine comportant de telles aubes articulées. L’invention concerne, de plus, un procédé de montage de ce système de calage sur une aube articulée. L’invention trouve des applications dans le domaine des turbomachines et, en particulier, dans le domaine des aubes de stator à calage variable d’une turbomachine. L’invention concerne le domaine des essais et permet de tester différents calages angulaires d’aubage. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Il est connu, en aéronautique, que la puissance d’un moteur peut être améliorée en utilisant un système d’aubes articulées, orientables par rapport au carter du compresseur du moteur. Ces aubes articulées, appelées aussi aubes à calage variable, peuvent être pivotées pendant le fonctionnement du moteur afin d'adapter leur action en fonction du régime moteur et des conditions de vol, de sorte à réguler le flux d'air alimentant les étages de compresseurs situés en aval. Un exemple d’une aube articulée (appelée aussi simplement aube) est représenté sur la . Une aube articulée 10 comprend généralement une pale 11 s’étendant entre un pied d’aube 12 et un talon d’aube 13. Chaque aube articulée 10 est dotée d’une tige de commande, montée pivotante dans une ouverture traversant le carter du compresseur et prolongée par un levier de commande lui-même relié à une bague de commande. Des actionneurs permettent d'entraîner en rotation les bagues de commande des aubes articulées pour incliner les leviers, et ainsi orienter lesdites aubes. En partie inférieure, l’aube articulée est maintenue dans une cavité du disque de turbomachine par son pied d’aube. Le pied d’aube est retenu radialement dans la cavité du disque par coopération de formes entre ledit pied, généralement en forme de queue d’aronde, et la cavité, généralement en forme d’alvéole complémentaire. En fonctionnement, chaque rangée d’aubes est calée angulairement. On appelle « calage » le réglage d’une position angulaire choisie et le maintien de cette position calée en fonctionnement. Cette position choisie correspond à un angle ou une orientation passive optimale de la pale de l’aube (par rapport à l’axe de la turbomachine), c'est-à-dire son orientation lorsque le compresseur est à l’arrêt (ou hors fonctionnement). Plusieurs techniques de calage sont généralement utilisées pour caler le pied d’une aube articulée dans une cavité de disque. L’une de ces techniques consiste en un serrage du pied d’aube directement dans la cavité du disque. Cependant, cette technique présente un effort de compression appliqué sur le pied d’aube, qui peut être problématique lorsque le pied d’aube est en matériau composite. De plus, maintenir le calage par serrage nécessite un effort de serrage difficile à contrôler et génère un risque de perte de serrage en fonctionnement. D’autres techniques consistent en l’ajout d’une pièce intermédiaire sur le pied d’aube. Cette pièce intermédiaire peut être, par exemple, une cale usinée spécifiquement pour chaque valeur de calage angulaire souhaité, cette cale permettant de maintenir l’orientation de la pale. Cependant, cette technique d’ajout d’une cale nécessite d’anticiper les angles d’orientation à obtenir et génère des incertitudes du calage aube à aube du fait des tolérances de fabrication des cales. Cette technique entraîne également un jeu sur le calage, sensiblement équivalent au jeu de montage de la cale sur l’aube additionné du jeu de montage de l’aube dans le disque. La pièce intermédiaire ajoutée sur le pied d’aube peut être aussi un système de biellettes avec un anneau de commande (comme sur une turbomachine classique avec son système VSV - Variable Stator Vanes). Cependant, l’ajout d’un tel système de biellettes génère des incertitudes du calage aube à aube du fait de toute la chaîne de côtes jusqu’à l’anneau de commande et du jeu associé, la chaine de côtes intervenant dans la cotation fonctionnelle de l’assemblage mécanique et permettant de vérifier notamment les jeux de montages. La technique d’ajout d’un système de biellettes présente, outre les incertitudes du calage, un montage et des réglages d’installation difficiles. De plus, cette technique entraîne une certaine hétérogénéité de la masse et, par conséquent, un impact sur le balourd. Selon une autre technique, la pièce intermédiaire ajoutée peut être un ensemble de roues dentées montées sur chaque pied d’aube et engrenées sur une roue dentée commune autour de l’axe moteur. Cependant, cette technique présente des incertitudes du calage aube à aube du fait de toute la chaîne de cotes jusqu’à l’anneau de commande et du jeu associé. Elle présente, en outre, un risque de coincement après fonctionnement et des difficultés de montage et de réglages de l’installation. Il existe donc un réel besoin d’un système de calage permettant de caler et de maintenir le calage des pieds des aubes articulées dans les cavités des disques, au moins de façon passive (lorsque le compresseur est à l’arrêt). Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus des différentes techniques de calage connues, le demandeur propose un système de calage d’un pied d’aube articulée compact, équiréparti et ne présentant pas de jeu. Selon un premier aspect, l’invention concerne un système de calage pour un pied d’aube articulée de turbomachine, ledit pied d’aube étant monté mobile en rotation autour d’un axe d’empilage de l’aube, dans une cavité d’un disque de turbomachine, ledit système de calage comportant : une embase d’entraînement parallélépipédique formant support pour le pied d’aube, un dispositif de conversion d'un mouvement de rotation du pied d’aube en un mouvement de translation axiale, ledit dispositif de conversion de mouvement étant monté au moins partiellement autour de l’embase d’entraînement, et une entretoise montée entre le dispositif de conversion et le disque de sorte à bloquer axialement la position du pied d’aube par rapport au disque. Un tel système pour caler une aube articulée en mode passif présente l’avantage, d’une part, de ne pas comporter de jeu et, d’autre part, d’être compact par le nombre réduit de pièces qui sont toutes logées au sein d’une cavité du disque. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le système de calage 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 : le dispositif de conversion de mouvement comporte une vis à billes et un écrou à billes monté autour de ladite vis à billes. la vis à billes comporte un orifice recevant au moins partiellement l’embase d’entraînement. l’orifice de la vis à billes est un orifice traversant ou un orifice borgne logé à une extrémité de la vis à billes. l’entretoise est logée entre l’écrou à billes du dispositif de conversion de mouvement et le disque de la turbomachine. l’entretoise est montée autour de la vis à billes. Un deuxième aspect de l’invention concerne une aube de turbomachine à calage variable comportant une pale s’étendant entre un talon d’aube et un pied d’aube, ledit pied d’aube étant monté mobile en rotation à l’intérieur d’une cavité d’un disque de turbomachine. Cette aube se caractérise par le fait qu’elle comporte un système de calage tel que défini précédemment. Avantageusement, le système de calage de l’aube est monté autour de l’axe d’empilage à l’intérieur de la cavité du disque de turbomachine. Un troisième aspect de l’invention concerne une turbomachine comportant des aubes telles que définies ci-dessus. Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un procédé de montage d’un système de calage comportant les opérations suivantes : montage de l’embase d’entraînement sur le pied d’aube, montage de l’aube dans le disque de turbomachine, montage du dispositif de conversion de mouvement autour de l’embase d’entraînement, réglage du calage de l’aube, et lorsque l’aube est calée dans le disque selon une configuration choisie, installation de l’entretoise pour maintenir axialement le dispositif de conversion de mouvement. Avantageusement, le dispositif de conversion de mouvement est monté par frettage sur l’embase l‘entraînement. Selon certains modes de réalisation, le dispositif de conversion de mouvement comporte une vis à billes et un écrou à billes monté autour de ladite vis à billes, l’opération de montage du dispositif de conversion de mouvement comportant alors : une étape de montage de la vis à billes sur l’embase d’entraînement, et une étape de vissage de l’écrou à billes autour de la vis à billes jusqu’à une butée prédéfinie sur le disque. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles : La , déjà décrite, représente schématiquement un exemple d’une aube de redresseur à calage variable vue de profil ; La représente une vue en coupe schématique d’un mode de réalisation du système de calage selon l’invention pour caler un pied d’aube articulée monté dans une cavité de disque ; La représente un exemple d’une vis à billes utilisée dans un mode de réalisation du système de calage selon l’invention ; La représente une vue schématique d’un autre exemple de système de calage d’un pied d’aube articulée ; et La représentent plusieurs vues schématiques du système de calage selon l’invention pendant son montage sur un pied d’aube articulée. Système de calage (30) pour un pied (12) d’aube articulée de turbomachine, ledit pied d’aube étant monté mobile en rotation autour d’un axe d’empilage (XX) de l’aube, dans une cavité (21) d’un disque (20) de turbomachine, ledit système de calage comportant : une embase d’entraînement (31) parallélépipédique formant support pour le pied d’aube (12), un dispositif de conversion (32) d'un mouvement de rotation du pied d’aube en un mouvement de translation axiale, ledit dispositif de conversion de mouvement étant monté au moins partiellement autour de l’embase d’entraînement (31), et une entretoise (33) montée entre le dispositif de conversion de mouvement (32) et le disque (20) de sorte à bloquer axialement la position du pied d’aube (12) par rapport au disque (20). Système de calage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de conversion de mouvement (32) comporte une vis à billes (321) et un écrou à billes (322) monté autour de ladite vis à billes. Système de calage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vis à billes (321) comporte un orifice (321c) recevant au moins partiellement l’embase d’entraînement (31). Système de calage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’orifice (321c) de la vis à billes (321) est un orifice traversant ou un orifice borgne logé à une extrémité de la vis à billes. Système de calage selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l’entretoise (33) est logée entre l’écrou à billes (322) du dispositif de conversion de mouvement et le disque (20) de la turbomachine. Système de calage selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l’entretoise (33) est montée autour de la vis à billes (321). Aube (10) de turbomachine à calage variable comportant une pale (11) s’étendant entre un talon d’aube (13) et un pied d’aube (12), ledit pied d’aube étant monté mobile en rotation à l’intérieur d’une cavité (21) d’un disque (20) de turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte un système de calage (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Aube de turbomachine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le système de calage (30) est monté autour de l’axe d’empilage (XX) à l’intérieur de la cavité (21) du disque de turbomachine. Turbomachine comportant des aubes selon l’une quelconque des revendications 7 et 8. Procédé de montage d’un système de calage (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 sur un pied (12) d’aube articulée de turbomachine, ledit procédé comportant les opérations suivantes : montage de l’embase d’entraînement (31) sur le pied d’aube (12), montage de l’aube articulée (10) dans le disque (20) de turbomachine, montage (A, B) du dispositif de conversion de mouvement (32) autour de l’embase d’entraînement (31), réglage (C) du calage de l’aube articulée, et lorsque l’aube articulée (10) est calée dans le disque (20) selon une configuration choisie, installation de l’entretoise (33) pour maintenir axialement le dispositif de conversion de mouvement. Procédé de montage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de conversion de mouvement (32) est monté par frettage sur l’embase l‘entraînement (31). Procédé de montage selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le dispositif de conversion de mouvement (32) comporte une vis à billes (321) et un écrou à billes (322) monté autour de ladite vis à billes, l’opération de montage du dispositif de conversion de mouvement (32) comportant alors : une étape (A) de montage de la vis à billes sur l’embase d’entraînement, et une étape (B, C) de vissage de l’écrou à billes (322) autour de la vis à billes (321) jusqu’à une butée (25) prédéfinie sur le disque.