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Dokumentenidentifikation EP1331402 13.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001331402
Titel Steuereinrichtung für Statorschaufel
Anmelder SNECMA, Paris, FR
Erfinder Bouru, Michel, 77950 Montereau sur le Jard, FR
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 60317119
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 10.01.2003
EP-Aktenzeichen 032900581
EP-Offenlegungsdatum 30.07.2003
EP date of grant 31.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse F04D 29/56(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F01D 17/16(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[fr]
Arrière-plan de l'invention

La présente invention concerne la commande d'aubes à angle de calage variable comme défini dans le préambule de la revendication 1. Un tel dispositif est connu du document US-A-5 024 580 . La présente invention trouve une application particulière dans le domaine de l'aéronautique, notamment pour la commande des positions angulaires d'aubes directrices d'entrée d'air dans des compresseurs de turbomachine, telles que des turbomachines d'avion.

Les dispositifs connus pour la commande d'aubes à calage variable dans une turbomachine comportent habituellement un organe de commande sous forme d'un anneau entourant un carter de la turbomachine et une pluralité de leviers ou biellettes, chaque biellette ayant une première extrémité reliée à l'anneau de commande par une articulation et une deuxième extrémité montée sur le pivot d'une aube respective.

La modification synchronisée de la position angulaire des aubes est réalisée par rotation de l'anneau autour de l'axe de la turbomachine. Afin de pouvoir suivre le mouvement de rotation de l'anneau, la liaison entre chaque biellette 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, la biellette étant montée rigidement sur le pivot de l'aube correspondante, la rotation de l'anneau induit d'autres mouvements relatifs entre l'anneau et la partie de la biellette montée sur le pivot de l'aube. Afin de s'accommoder de ces mouvements supplémentaires, ou d'au moins une partie d'entre eux, il est bien connu de réaliser la liaison sous forme d'une rotule ou d'une pièce analogue qui, outre la rotation autour d'un axe sensiblement radial par rapport à l'anneau, autorise une rotation autour d'un axe ayant une direction sensiblement circonférentielle par rapport à l'anneau. Il a aussi été proposé de réaliser une liaison offrant un degré de liberté supplémentaire en translation dans une direction sensiblement radiale par rapport à l'anneau. On pourra, en autres, se référer aux documents FR-A-2 608 678 ou FR-A-2 746 141 .

On connaît également le brevet US 6,019,574 qui propose de réaliser l'articulation mécanique entre le pivot de l'aube et l'extrémité de la biellette montée sur celui-ci par un système de tenon et de mortaise : le pivot de l'aube comporte une extrémité filetée qui traverse un orifice percé dans la biellette de commande. Un écrou serré sur l'extrémité filetée du pivot permet de lier en rotation l'ensemble de ces pièces. De même, la demande de brevet européen EP 1 010 862 décrit une articulation obtenue par des ergots d'entraînement solidaires du pivot de l'aube et traversant des encoches pratiquées sur l'extrémité de la biellette montée sur le pivot. L'ensemble est également maintenu en rotation par un écrou vissé sur une extrémité filetée du pivot de l'aube.

US 5,024,580 décrit un dispositif de commande ayant un pivot d'aube tronqué en V inversé, une biellette de forme correspondante et un chapeau de serrage exerçant un contact ponctuel sur la biellette.

Toutefois, dans ces documents, la précision d'entraînement en rotation de la biellette de commande par rapport au pivot de l'aube varie de 0,4° à 0,6° en pratique courante. Cette faible précision provient du fait qu'il existe, entre les différentes pièces, des jeux dus aux tolérances d'assemblage du dispositif de commande. Un jeu s'installe notamment entre le pivot et l'extrémité de la biellette montée sur celui-ci. Il en résulte une imprécision au niveau de l'entraînement de la biellette qui est particulièrement préjudiciable au bon fonctionnement de l'ensemble.

Objet et résumé de l'invention

La présente invention vise donc à pallier de tels inconvénients en proposant un dispositif de commande utilisant des moyens de fixation de la biellette qui permettent de maintenir sans jeu celle-ci sur le pivot de l'aube. Un but de l'invention est aussi de supprimer l'imprécision d'entraînement.

A cet effet, il est prévu un dispositif de commande d'aube à angle de calage variable pour redresseur de compresseur de turbomachine, comportant une biellette, des moyens de liaison formant articulation entre une première extrémité de la biellette et un anneau de commande, et des moyens de fixation d'une deuxième extrémité de la biellette sur un pivot d'une aube à commander, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un évidement radial pratiqué dans le pivot de l'aube et destiné à recevoir la deuxième extrémité de la biellette, l'évidement comportant au moins un bord plan incliné par rapport à un plan longitudinal médian de l'évidement et coopérant avec un bord incliné correspondant de la deuxième extrémité de la biellette, et un chapeau de serrage appliqué sur la deuxième extrémité de la biellette et sur lequel agissent les moyens de fixation, le chapeau de serrage comportant une surface interne plane assurant un contact plan avec la face externe de la deuxième extrémité de la biellette sur laquelle est appliqué le chapeau de serrage pour maintenir sans jeu la deuxième extrémité de la biellette sur le pivot de l'aube par contact entre les bords inclinés.

De la sorte, la deuxième extrémité de la biellette est positionnée sans jeu sur le pivot de l'aube grâce aux plans inclinés réalisés au niveau de l'évidement radial et de la deuxième extrémité de la biellette. L'immobilisation de la deuxième extrémité de la biellette sur le pivot de l'aube est obtenue par le chapeau de serrage, et son blocage en rotation par les moyens de fixation. Ainsi, la précision d'entraînement en rotation entre la biellette et le pivot de l'aube est améliorée.

Une rainure pratiquée sur la surface interne du chapeau de serrage et dans laquelle est partiellement engagée la deuxième extrémité de la biellette permet d'assurer avantageusement une anti-rotation du chapeau de serrage par rapport aux autres pièces.

L'évidement radial pratiqué dans le pivot de l'aube présente avantageusement deux bords plans inclinés symétriques par rapport à un plan longitudinal médian de l'évidement afin d'obtenir un blocage symétrique de la biellette sur le pivot de l'aube. Les deux bords plans inclinés peuvent également être asymétriques par rapport au plan médian de l'évidement afin d'assurer un détrompage entre un bord d'attaque et un bord de fuite de la biellette.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :

  • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de commande selon l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en coupe selon le plan II-II de la figure 1 ; et
  • la figure 3 est une vue en perspective et en écorché du dispositif de commande de la figure 1.

Description détaillée d'un mode de réalisation

La figure 1 représente, de façon très partielle, une partie de turbomachine, par exemple d'un turboréacteur d'avion, munie d'aubes 10 à angle de calage variable. Ces aubes sont par exemple des aubes directrices en entrée de compresseur de turbomachine, réparties autour de l'axe de la turbomachine. Sur cette figure 1, seule une aube est représentée.

De façon bien connue, la commande des positions angulaires des aubes 10 est réalisée par un anneau de commande 20 entourant un carter 22 de la turbomachine (montré seulement partiellement sur la figure 1) et une pluralité de biellettes 30. Chaque biellette 30 comporte une première extrémité 32 reliée à l'anneau de commande 20 par des moyens de liaison formant articulation. Par exemple, cette articulation est réalisée par un axe ou doigt 24 traversant la première extrémité 32 de la biellette 30 et engagé dans un logement 26 de l'anneau de commande 20.

Une deuxième extrémité 34 de la biellette 30 est montée sur un pivot 12 de l'aube 10 par l'intermédiaire de moyens de fixation 40. Les moyens de fixation 40 représentés sur la figure 1 sont classiquement formés d'un système vis-écrou comportant une tige filetée axiale 14 solidaire du pivot 12 de l'aube et un écrou de serrage 42. Les moyens de fixation peuvent également être réalisés par une vis rapportée et une douille auto-freinante (non représentées) implantée dans le pivot 12 de l'aube si la hauteur du pivot de l'aube permet la pose d'une telle douille. Dans ce cas, un orifice est pratiqué axialement dans le pivot de l'aube pour le passage de la vis rapportée.

Les figures 2 et 3 illustrent plus en détail un mode de réalisation d'une liaison entre biellette et pivot d'aube conformément à l'invention.

A la face supérieure 12a du pivot 12 de l'aube 10 d'où fait saillie la tige filetée 14, est formé un évidement radial 16 délimité latéralement par des bords plans 16a, 16b inclinés par rapport au plan longitudinal médian P de l'évidement 16 et de la biellette 30. L'angle d'inclinaison est par exemple compris entre 35° et 55°.

La deuxième extrémité 34 de la biellette 30 munie d'un orifice 35 pour le passage de la tige filetée 14 (ou de la vis rapportée) est engagée dans l'évidement radial 16 sur une partie de son épaisseur délimitée par deux bords latéraux 34a, 34b inclinés par rapport au plan longitudinal médian P de la biellette. Les inclinaisons des bords 34a, 34b correspondent à celles des bords 16a, 16b de l'évidement 16 sur lesquels ils s'appuient.

Un chapeau 44 muni d'un perçage 46 pour le passage de la tige filetée 14 (ou de la vis rapportée) s'appuie sur une face externe plane 36 de la deuxième extrémité 34 de la biellette. Dans l'exemple illustré, cet appui est réalisé par le fond plan 48a d'une rainure 48 pratiquée radialement dans le chapeau 44 et épousant la forme de la deuxième extrémité 34 de la biellette dans la partie de celle-ci adjacente à la face 36.

L'effort de serrage axial exercé par l'écrou 42 (ou par la vis rapportée) sur le chapeau 44 et transmis par le contact plan entre les surfaces planes 36, 48a maintient les bords inclinés 34a, 34b de la biellette 30 contre les bords inclinés 16a, 16b de l'évidement 16 de sorte qu'une liaison sans jeu en rotation est établie entre la biellette 30 et le pivot 12 de l'aube.

Dans l'exemple illustré, les bords 34a, 34b sont inclinés symétriquement par rapport au plan longitudinal médian P, de même que les bords 16a, 16b. Il pourra en être autrement. En particulier, seuls deux bords en contact, par exemple 34a et 16a, peuvent être inclinés, les autres 34b, 16b ne l'étant pas.

Par ailleurs, il peut avantageusement exister une asymétrie de position des bords plans inclinés 16a, 16b par rapport au plan médian P de l'évidement 16 afin d'assurer un détrompage entre un bord d'attaque et un bord de fuite de la biellette 30. Par asymétrie de position, on entend que la distance D1 (figure 2) entre l'un des bords plans 16a, 16b et le plan médian P est supérieure ou inférieure à la distance D2 entre l'autre bord plan 16a, 16b et le plan médian P.

On remarquera également que la biellette 30 présente, au niveau de sa deuxième extrémité 34, une partie ayant une épaisseur plus grande que celle d'une partie de sa première extrémité 32. Cette caractéristique permet d'obtenir une meilleure assise de la deuxième extrémité 34 de la biellette dans l'évidement 16 pratiqué dans le pivot 12 de l'aube.

Le dispositif de commande selon l'invention peut également comporter une douille 50 disposée autour du pivot 12 de l'aube, entre le chapeau de serrage 44 et le rebord 52 d'une ouverture du carter 22 de la turbomachine dans laquelle est montée l'aube 10. Cette douille 50 est destinée à permettre un centrage du pivot 12 de l'aube avec une matière anti-friction interposée entre l'ouverture du carter et le pivot de l'aube. Une cale 54 de réglage du jeu interposée entre le chapeau de serrage 44 et la douille 50 peut être alors avantageusement prévue afin de tenir compte d'un éventuel jeu axial entre ces pièces. Dans ce cas, le chapeau de serrage 44 s'appuie également à sa périphérie sur la cale de réglage 54. De plus, une rondelle anti-friction 56 peut être disposée entre le rebord 52 de l'ouverture du carter 22 et la base du pivot 12 de l'aube.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Steuern einer Schaufel mit variablem Anstellwinkel für den Leitapparat eines Turbomaschinenverdichters, umfassend einen Schwingarm (30), Verbindungsmittel (24, 26), die zwischen einem ersten Ende (32) des Schwingarms und einem Verstellring (20) ein Gelenk bilden, sowie Mittel (40) zum Befestigen eines zweiten Endes (34) des Schwingarms an einem Drehgelenk (12) einer zu steuernden Schaufel (10),

dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner umfaßt - eine radiale Ausnehmung (16), die in dem Drehgelenk der Schaufel ausgebildet und dazu bestimmt ist, das zweite Ende (34) des Schwingarms (30) aufzunehmen, wobei die genannte Ausnehmung wenigstens eine plane Kante (16a, 16b) aufweist, die gegenüber einer Mittellängsebene (P) der Ausnehmung (16) und des Schwingarms (30) geneigt ist und die mit einer entsprechenden geneigten Kante (34a, 34b) des zweiten Endes des Schwingarms zusammenwirkt, - sowie eine Klemmkappe (44), die auf das zweite Ende des Schwingarms aufgesetzt ist und auf die die Befestigungsmittel (40) wirken, wobei die Klemmkappe eine plane Innenfläche (48a) aufweist, die einen flächigen Kontakt mit der Außenfläche (36) des zweiten Endes des Schwingarms, auf das die genannte Klemmkappe aufgesetzt ist, sicherstellt, um das zweite Ende (34) des Schwingarms (30) an dem Drehgelenk (12) der Schaufel durch Kontakt zwischen den geneigten Kanten spielfrei zu halten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Drehgelenk (12) der Schaufel ausgebildete radiale Ausnehmung (16) zwei geneigte plane Kanten (16a, 16b) aufweist, die in bezug auf die Mittellängsebene (P) der Ausnehmung symmetrisch sind. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Drehgelenk (12) der Schaufel ausgebildete radiale Ausnehmung (16) zwei geneigte plane Kanten (16a, 16b) aufweist, die in bezug auf die Mittellängsebene (P) der Ausnehmung asymmetrisch sind. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (48a) der Klemmkappe (44) eine Nut (48) aufweist, deren Form zur Außenfläche (36) des zweiten Endes (34) des Schwingarms (30), auf das die Klemmkappe aufgesetzt ist, komplementär ist. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingarm (30) im Bereich seines zweiten Endes (34) einen Teil aufweist, dessen Dicke größer als die seines ersten Endes (32) ist. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Buchse (50) aufweist, die um das Drehgelenk (12) der Schaufel herum angeordnet und dazu bestimmt ist, ein Zentrieren des Drehgelenks der Schaufel in einer Öffnung eines Gehäuses (22) zu ermöglichen. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Einstellscheibe (54) umfaßt, die zwischen der Klemmkappe (44) und der Buchse (50) eingefügt ist. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkappe (44) auch an ihrem Umfang an der Einstellscheibe (54) anliegt. Leitapparat eines Turbomaschinenverdichters, der eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Steuern einer Schaufel mit variablem Anstellwinkel nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche umfaßt. Turbomaschine, die wenigstens eine Vorrichtung zum Steuern einer Schaufel mit variablem Anstellwinkel nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche umfaßt.
Anspruch[en]
A device for controlling a variable-angle vane for a stator of a turbomachine compressor, the device comprising a link (30), connection means (24, 26) forming a hinge between a first end (32) of the link and a control ring (20), and fixing means (40) for fixing a second end (34) of the link on a pivot (12) of a vane (10) to be controlled,

the device being characterised in that it further comprises: .a radial recess (16) formed in the vane pivot for receiving the second end (34) of the link (30), said recess having at least one plane edge (16a, 16b) inclined relative to a longitudinal midplane (P) of the recess (16) and of the link (30) and co-operating with a corresponding inclined edge (34a, 34b) of the second end of the link; and .a clamping cap (44) bearing against the second end of the link and on which the fixing means (40) act, said clamping cap having a plane inside surface (48a) providing plane contact with the outside face (36) of the second end of the link against which said clamping cap bears in order to maintain the second end (34) of the link (30) against the vane pivot (12) without slack by means of contact between said inclined edges.
A device according to claim 1, characterised in that the radial recess (16) formed in the vane pivot (12) has two inclined plane edges (16a, 16b) that are symmetrical about the longitudinal midplane (P) of the recess. A device according to claim 1, characterised in that the radial recess (16) formed in the vane pivot (12) presents two inclined plane edges (16a, 16b) that are asymmetrical about the longitudinal midplane (P) of the recess. A device according to any one of the preceding claims, characterised in that the inside surface (48a) of the clamping cap (44) has a groove (48) that is complementary in shape to the outside face (36) of the second end (34) of the link (30) against which said clamping cap bears. A device according to any one of the preceding claims, characterised in that, at its second end (34), the link (30) presents a portion of thickness that is greater than the thickness of its first end (32). A device according to any one of the preceding claims, characterised in that it further comprises a bushing (50) placed around the vane pivot (12) for centring the vane pivot in an opening in a casing (22). A device according to claim 6, characterised in that it further comprises a shim (54) interposed between the clamping cap (44) and the bushing (50). A device according to claim 7, characterised in that the clamping cap (44) also bears at its periphery against the shim (54). A turbomachine compressor stator including a plurality of control devices for variable-angle vanes according to any one of the preceding claims. A turbomachine including a device for controlling a variable-angle vane according to any one of the preceding claims.
Anspruch[fr]
Dispositif de commande d'aube à angle de calage variable pour redresseur de compresseur de turbomachine, comportant une biellette (30), des moyens de liaison (24, 26) formant articulation entre une première extrémité (32) de la biellette et un anneau de commande (20), et des moyens de fixation (40) d'une deuxième extrémité (34) de la biellette sur un pivot (12) d'une aube (10) à commander,

caractérisé en ce qu'il comporte en outre - un évidement radial (16) pratiqué dans le pivot de l'aube et destiné à recevoir la deuxième extrémité (34) de la biellette (30), ledit évidement comportant au moins un bord plan (16a, 16b) incliné par rapport à un plan longitudinal médian (P) de l'évidement (16) et de la biellette (30) et coopérant avec un bord incliné correspondant (34a, 34b) de la deuxième extrémité de la biellette, - et un chapeau de serrage (44) appliqué sur la deuxième extrémité de la biellette et sur lequel agissent les moyens de fixation (40), ledit chapeau de serrage comportant une surface interne plane (48a) assurant un contact plan avec la face externe (36) de la deuxième extrémité de la biellette sur laquelle est appliqué ledit chapeau de serrage pour maintenir sans jeu la deuxième extrémité (34) de la biellette (30) sur le pivot (12) de l'aube par contact entre lesdits bords inclinés.
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement radial (16) pratiqué dans le pivot (12) de l'aube présente deux bords plans inclinés (16a, 16b) symétriques par rapport au plan longitudinal médian (P) de l'évidement. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement radial (16) pratiqué dans le pivot (12) de l'aube présente deux bords plans inclinés (16a, 16b) asymétriques par rapport au plan longitudinal médian (P) de l'évidement. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface interne (48a) du chapeau de serrage (44) comporte une rainure (48) de forme complémentaire à la face externe (36) de la deuxième extrémité (34) de la biellette (30) sur laquelle est appliqué ledit chapeau de serrage. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la biellette (30) présente, au niveau de sa deuxième extrémité (34), une partie ayant une épaisseur plus grande que celle de sa première extrémité (32). Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une douille (50) disposée autour du pivot (12) de l'aube et destinée à permettre un centrage du pivot de l'aube dans une ouverture d'un carter (22). Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une cale de réglage (54) interposée entre le chapeau de serrage (44) et la douille (50). Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce le chapeau de serrage (44) s'appuie également à sa périphérie sur la cale de réglage (54). Redresseur de compresseur de turbomachine comportant une pluralité de dispositifs de commande d'aube à angle de calage variable selon l'une quelconque des revendications précédentes. Turbomachine comportant au moins un dispositif de commande d'aube à angle de calage variable selon l'une quelconque des revendications précédentes.






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