BE1026816B1 - Système de calage variable d’aubes d’un étage statorique d’un compresseur d’une turbomachine d’aéronef - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système (1) de calage variable d’aubes (2) d’un étage statorique d’un compresseur (4) d’une turbomachine d’aéronef. Le système (1) comprend un anneau (5) de synchronisation de calage variable des aubes (2) auquel sont fixés latéralement des supports de roulement (7), dont chacun de ces supports de roulement (7) étant serti d’une bille (8) agencée pour s’appuyer et rouler sur une paroi de roulement (9) le surmontant et étant configurée pour être couplée mécaniquement à un carter (41) du compresseur (4).
Description
Système de calage variable d’aubes d’un étage statorique d’un compresseur d’une turbomachine d’aéronef
Domaine technique
La présente invention concerne un système de calage variable d’aubes d’un étage statorique d’un compresseur d’une turbomachine d’aéronef.
Art antérieur
Une turbomachine d’aéronef comprend généralement au moins un compresseur muni d’une pluralité d’étages alignés le long d’un axe moteur, chaque étage étant constitué d’un anneau d’aubes qui sont mobiles dans le cas d’un étage dit « rotorique », ou statiques et munies d’une fonction de redresseur dans le cas d’un étage dit « statorique ». Les étages rotoriques et statoriques sont souvent alternés. Des paramètres techniques tels que les dimensions des aubes sont déterminés pour adapter les conditions de fonctionnement de chaque étage à celles des étages en amont et en aval. En particulier, afin d’optimiser l’écoulement d’un flux d’air entre les étages du compresseur, les aubes de certains étages statoriques sont à « calage variable », c’est-à-dire, orientables, et en particulier, d’un angle d’attaque variable relativement à une circulation de ce flux d’air dans le compresseur.
Le calage de chacune des aubes d’un étage statorique est en général contrôlé par une unité de déplacement, par exemple un ou plusieurs vérins, pour déplacer un anneau couplé mécaniquement aux aubes et ajusté de façon circonférentielle extérieurement autour d’un carter du compresseur. L’anneau est muni de patins lui permettant de glisser sur le carter. Compte tenu d’écarts de température pouvant survenir entre le carter et l’anneau en condition d’utilisation du compresseur, un espace suffisant existe sous les patins afin d’éviter un serrement du carter par l’anneau susceptible d’engendrer un blocage du calage des aubes.
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- 2 Ces anneaux ont néanmoins un défaut. En effet, en condition d’utilisation, diverses forces sont exercées sur l’anneau. Elles sont dues, par exemple, à des efforts exercés par les couplages mécaniques entre l’anneau et les aubes et/ou par l’unité de déplacement. Ces forces sont susceptibles d’engendrer un décollement local de l’anneau par rapport au carter dû à l’existence de l’espace sous les patins susmentionné. En condition d’utilisation, ce décollement, génère alors une déformation de l’anneau et, consécutivement, une perte d’opérabilité de celui-ci. En particulier, le calage variable des aubes peut être rendu impossible.
Résumé de l’invention
Un objet de l’invention est fournir un système de calage variable d’aubes d’un étage statorique d’un compresseur d’une turbomachine d’aéronef qui soit plus fiable que l’anneau décrit dans l’art antérieur, et qui permette une grande opérabilité de calage des aubes.
À cet effet, l’invention propose un système de calage variable d’aubes d’un étage statorique d’un compresseur d’une turbomachine d’aéronef comprenant :
un anneau de synchronisation de calage variable des aubes configuré pour être ajusté de façon circonférentielle autour d’un carter du compresseur, et pour être couplé mécaniquement aux aubes ;
une unité de déplacement pour déplacer l’anneau au moins partiellement de façon circonférentielle et/ou parallèlement à un axe moteur autour duquel s’étend le carter ;
caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
une pluralité de supports de roulement fixés latéralement à l’anneau, le long de l’anneau, chacun des supports de roulement comprenant au moins un trou dans lequel est agencée une bille apte à subir un
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- 3 mouvement de rotation sur elle-même, une calotte supérieure de la bille surmontant une ouverture du trou ;
une pluralité de parois de roulement fixes pour coopérer avec les billes des supports de roulement ;
chacune des parois de roulement étant configurée pour surmonter extérieurement et parallèlement au moins un des supports de roulement, de façon à permettre un appui et/ou un roulement de la calotte supérieure de la bille du au moins un des supports de roulement sur la chacune des parois de roulement ;
le système étant configuré pour limiter un mouvement et/ou une déformation de l’anneau selon une direction radiale arbitraire perpendiculaire à l’axe moteur. Typiquement, les supports de roulement sont configurés pour surmonter extérieurement parallèlement une portion annulaire du carter s’étendant de façon circonférentielle autour de l’axe moteur, et les parois de roulement sont configurées pour être couplée mécaniquement au carter de façon à surmonter extérieurement parallèlement la portion annulaire du carter, à une distance fixe de cette dernière.
Le système selon l’invention est sûr et permet une grand opérabilité de calage des aubes. Il tient compte à la fois d’écarts de température avec des éléments du compresseur, et des diverses forces exercées sur l’anneau.
En effet, le système selon l’invention propose un anneau et une unité de déplacement comparables à ce qui est connu de l’état de la technique. Toutefois, l’anneau selon l’invention ne comprend pas nécessairement de patins. Cet aspect sera discuté plus loin. L’anneau comprend les supports de roulement susmentionnés sertis de billes. Ces billes sont configurées pour coopérer avec les parois de roulement en s’appuyant et roulant dessus. Les parois de roulement constituent des pistes de roulement pour les billes. Leur agencement est tel que chaque
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- 4 support de roulement fait face à une paroi de roulement, emprisonnant la bille selon une direction radiale perpendiculaire à l’axe moteur en condition d’utilisation. Comme les supports de roulement sont fixés latéralement à l’anneau, ce dernier est apte se déplacer au moins partiellement de façon circonférentielle et/ou parallèlement à l’axe moteur sous l’impulsion de l’unité de déplacement, en s’appuyant et en roulant sur les parois de roulement au moyen des supports de roulement. Cet appui est exercé radialement, c’est-à-dire, perpendiculairement à l’axe moteur, limitant ainsi tout déplacement radial de l’anneau. En particulier, même si un espace prédéterminé existe entre le carter et l’anneau, ce dernier ne pourra pas subir de décollement local par rapport au carter ou de déformation, en condition d’utilisation du compresseur. Les billes permettent en outre de ne pas contraindre un déplacement de l’anneau de façon circonférentielle et/ou parallèlement à l’axe moteur, car elles permettent à l’anneau de glisser supérieurement sur les parois de roulement, et donc de suivre ce déplacement. En conséquence, le système selon l’invention tient compte des diverses forces exercées sur l’anneau et permet d’empêcher sa déformation radiale en condition d’utilisation. En outre, le système selon l’invention permet de laisser un espace entre l’anneau (pouvant comprendre ou non des patins) et le carter pour tenir compte d’écarts de température avec des éléments du compresseur, évitant ainsi un serrement du carter par l’anneau.
Avantageusement, le système selon l’invention permet en outre de limiter la dispersion d’un calage des aubes sur l’étage statorique, et donc de protéger davantage le compresseur d’un pompage d’air en améliorant son rendement, vu que le calage des aubes se produit de façon contrôlée et adaptée.
Les supports et parois de roulement constituent de façon avantageuse et préférentielle un roulement entre le carter et l’anneau particulièrement simple à concevoir et très résistant à une usure. Si un
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- 5 support et/ou une paroi de roulement est usé ou endommagé pour diverses raisons, un remplacement de ce support et/ou cette paroi de roulement peut être entrepris sans peine et sans nécessiter de travaux complexes sur le compresseur. En effet, les supports et les parois de roulement sont rapportées sur l’anneau et le carter respectivement. Il est donc aisé de les démonter et/ou les remplacer.
De plus, les supports et les parois de roulement sont de faibles masses. Ils ne contribuent donc avantageusement pas à une augmentation significative de la masse globale d’un compresseur qui comprendrait le système selon l’invention. En particulier, l’invention est particulièrement bien adaptée pour d’autres applications aéronautiques. Il peut être installé sur tout étage d’un compresseur ou d’une turbine à gaz terrestre, maritime ou aéronautique apte à être équipé d’un système à calage variable d’aubes.
Préférentiellement, le terme « extérieurement » utilisé dans le cadre du présent document fait référence à l’extérieur du carter. En effet, le carter forme une enveloppe semi-fermée dont Γ « intérieur » se distingue de Γ « extérieur » en ce qu’il comprend les étages du compresseur et en ce que son volume fini. Dans le cadre du présent document, il est dit qu’un élément extérieur au carter « surmonte extérieurement » le carter, et qu’un élément extérieur au carter « surmonte extérieurement » un autre élément extérieur au carter s’il existe un vecteur radial dirigé perpendiculairement à l’axe moteur, de l’intérieur vers l’extérieur du carter, tel que ce vecteur intersecte à la fois l’élément et l’autre élément, et que l’élément est situé en aval de l’autre élément le long de ce vecteur. En particulier, dans ce cas, l’élément est plus éloigné de l’axe moteur que l’autre élément. En d’autres termes, il est dit que l’élément est au dessus de l’autre élément, lui-même étant au dessus du carter.
Préférentiellement, les supports et/ou parois de roulement sont d’une structure très raide pour limiter d’autant plus un déplacement radial
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- 6 de l’anneau. En particulier, les supports et les parois de roulement se font préférentiellement face de façon essentiellement parallèle et enferme au moins radialement les billes.
Préférentiellement, dans le cadre de ce document, il est fait référence à plusieurs directions et/ou trajectoires de mouvements : « axiale » consistant préférentiellement en une direction et/ou trajectoire de mouvement étant parallèle à l’axe moteur autour duquel s’étend le compresseur, « circonférentielle » consistant préférentiellement en une direction et/ou trajectoire de mouvement elliptique, plus préférentiellement circulaire, le long d’une circonférence du compresseur, autour de l’axe moteur, et « radiale » consistant préférentiellement en une direction et/ou trajectoire de mouvement perpendiculaire à l’axe moteur et à une tangente d’une direction et/ou trajectoire de mouvement circonférentielle. Les termes « radiale » et « circonférentielle » font préférentiellement référence à un système de coordonnées polaires connu d’un homme du métier dans chaque plan perpendiculaire à l’axe moteur.
Préférentiellement, l’unité de déplacement est configurée pour déplacer l’anneau hélicoïdalement sur le carter du compresseur, autour de l’axe moteur. Le déplacement est donc à la fois axial et circonférentiel, et effectué sur une petite distance mesurée le long d’une portion d’hélicoïde vu que l’objectif de ce déplacement est d’entraîner un certain changement d’orientation des aubes de l’étage statorique par un couplage mécanique de l’anneau avec les aubes, ce dernier étant préférentiellement réalisé au moyen de biellettes et/ou leviers.
Dans le cadre du présent document, la portion annulaire du carter ne constitue préférentiellement pas un élément physique, mais une zone de superposition du carter au dessus de laquelle les parois de roulement surmontent extérieurement les supports de roulement. Cette zone entoure de façon circonférentielle le carter et forme une portion annulaire jouxtant préférentiellement l’anneau de synchronisation de calage
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- 7 variable des aubes et étant surmontée extérieurement par les supports et parois de roulement. Préférentiellement, une longueur de cette portion annulaire correspond à une longueur d’une circonférence du carter, et une largueur de cette portion mesurée essentiellement le long de l’axe moteur est plus petite que 10 cm, plus préférentiellement, plus petite que 5 cm.
Préférentiellement, l’ajustement de l’anneau sur le carter du compresseur tel que décrit ci-dessus ne peut en aucun cas exclure qu’un positionnement et/ou un déplacement de l’anneau sous l’impulsion de l’unité de déplacement, s’effectue soit sur le carter en lui-même, soit sur une virole externe au compresseur couplée au carter.
Préférentiellement, dans le cadre du présent document, l’usage du verbe « comprendre » de ses variantes, ainsi que ses conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. Préférentiellement, dans le cadre du présent document, l’usage de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « I’ », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments.
Préférentiellement, dans le cadre du présent document, les termes « étage rotorique » et « calage variable » sont utilisés dans le sens défini dans l’art antérieur. Préférentiellement, l’anneau de synchronisation de calage variable des aubes est un anneau appelé « anneau VSV ». Préférentiellement, la déformation radiale de l’anneau que le système selon l’invention permet d’empêcher est une « ovalisation » de l’anneau.
Préférentiellement, le compresseur est un compresseur basse pression. Préférentiellement, l’étage statorique est un parmi le premier et le troisième étage statorique du compresseur, l’ensemble des étages étant ordonnés selon un flux d’air circulant dans le compresseur.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les supports de roulement sont fixés de façon successive et symétrique sur un côté latéral de l’anneau, chacun des supports de roulement étant équidistant de
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- 8 deux autres des supports de roulement qui sont adjacents au chacun des supports de roulement.
Chaque plan tangent à ce côté latéral est préférentiellement essentiellement orthogonal à l’axe moteur. Un côté latéral de l’anneau se distingue des côtés inférieur et supérieur de l’anneau qui sont eux localement parallèles à une surface de proximité du carter et auxquels chaque plan tangent est essentiellement parallèle à l’axe moteur.
Préférentiellement, les nombres de supports et de parois de roulement sont égaux et plus grand que trois, plus préférentiellement plus grand que dix. Optionnellement, il peut être égal au nombre d’aubes.
Préférentiellement, chacune des parois de roulement est configurée pour surmonter extérieurement et parallèlement un et un seul des supports de roulement. Le système comprend alors une succession de paires chacune consistant en un support de roulement et une paroi de roulement agencée de façon circonférentielle autour de l’axe moteur, et surmontant la portion de carter.
Le système selon ce mode de réalisation préféré permet une bonne répartition des efforts radiaux et circonférentiels sur l’anneau. Chaque paire contribue à un empêchement local de décollement radial de l’anneau, et ces paires étant répartie de façon équilibrée et de façon préférée équidistante successivement deux à deux, l’anneau est stabilité radialement sur tout son long.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le système comprend en outre une pluralité de pièces, chacune des pièces étant fixée mécaniquement à une des parois de roulement et comprenant une portion latérale s’étendant essentiellement selon un plan sécant à la une des parois de roulement, la chacune des pièces étant configurée pour être fixée mécaniquement au carter de façon à enfermer essentiellement parallèlement à l’axe moteur, une bille d’un des supports de roulement
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- 9 entre la portion latérale et un côté latéral de l’anneau auquel sont fixés mécaniquement les supports de roulement.
Le système est alors configuré de sorte qu’une distance entre la bille et la portion latérale soit strictement positive et variable lorsque l’unité de déplacement est en action. En particulier, les pièces sont aptes à contenir les déplacements axiaux de l’anneau et des supports de roulement qui sont commandés par l’unité de déplacement.
Avantageusement, les pièces peuvent être fixées de façon mécanique sur le carter, soit directement, soit par l’intermédiaire d’une virole externe au compresseur. Ni le carter et/ou ni la virole ne doivent être usinés pour fixer les parois de roulement au compresseur, ce qui induit un gain de temps et d’argent. Avantageusement, un remplacement d’une paroi de roulement en cas de rupture ou d’usure est très aisé et nécessite seulement un détachement de la pièce à laquelle la paroi de roulement est fixée, et à un remplacement de l’ensemble de la pièce et de la paroi de roulement.
Préférentiellement, la chacune des pièces comprend une extension configurée pour être fixée à une virole du compresseur. En particulier, cette extension peut coïncider avec une extension d’une casquette métallique du compresseur.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les parois de roulement consistent en des secteurs d’une piste de roulement d’une forme annulaire étant configurée pour entourer complètement et surmonter extérieurement de façon circonférentielle le carter. Préférentiellement, la piste consiste en un clinquant.
Avantageusement, une conception d’une piste de roulement unique comprenant toutes les parois de roulement est plus aisé, moins coûteux, et permet d’obtenir des parois de roulement plus raides.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la chacune des parois de roulement comprend une portion de face inférieure étant
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- 10 recouverte d’un revêtement anti-usure, et configurée pour accueillir un appui et/ou un roulement de la calotte supérieure. La face inférieure est essentiellement parallèle et surmontée par une face supérieure de la chacune des parois de roulement. La face inférieure est configurée pour directement faire face au carter et/ou à un support de roulement.
Avantageusement, le revêtement anti-usure permet d’assurer une meilleure résistance et une plus longue durée d’utilisation du système selon l’invention. Le roulement des billes des supports de roulement sur les parois de roulement en condition d’utilisation du compresseur est susceptible d’écailler ces dernières et de réduire leur raideur. Le revêtement anti-usure permet d’empêcher un phénomène.
Selon un mode de réalisation également préféré de l’invention, chacun des supports de roulement comprend une vis de réglage pour modifier une position du chacun des supports de roulement par rapport à l’anneau, le long d’une direction radiale perpendiculaire à l’axe moteur.
La vis de réglage est préférentiellement une vis de réglage en hauteur des supports de roulement. Son agencement est rendu possible de part le fait que les supports de roulement sont rapportés à l’anneau. Avantageusement, la vis de réglage permet de contraindre un contact entre les calottes supérieures des billes et les parois de roulement, lors d’un montage du système sur un compresseur. Un meilleur centrage de l’anneau par rapport aux parois de roulement est alors possible. Un autre avantage de cette vis de réglage est de pouvoir adapter les positions des supports de roulement après utilisation du système de façon à compenser une déformation ou une usure de l’anneau. Ainsi, les risques d’une perte de contact entre les billes et les parois de roulement sont réduits.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, l’anneau comprend un système de patins configuré pour faire face au carter et/ou glisser sur celui-ci lorsque l’unité de déplacement est en action. Toutefois, un anneau ne comprenant pas de patins ne départirait pas du cadre de
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- 11 l’invention. En particulier, et selon un autre mode de réalisation particulier de l’invention, le trou et l’anneau surmontent extérieurement une calotte inférieure de la bille configurée pour faire face au carter et/ou rouler sur celui-ci lorsque l’unité de déplacement est en action. Avantageusement, le roulement des calottes inférieures des billes en vis-à-vis du carter est plus solide et plus résistant en condition d’utilisation que le système de patins susmentionné. En conséquence, ce mode de réalisation particulier permet un meilleur contrôle d’un espace entre une base inférieure de l’anneau et de le carter, une adaptation de cet espace étant de première importance pour éviter l’ovalisation de l’anneau. Enfin, optionnellement et pour plus de fiabilité, le système de patins susmentionné peut être combiné cet autre mode de réalisation particulier.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’unité de déplacement comprend au moins un vérin qui est couplé mécaniquement à l’anneau.
Un tel vérin joue un rôle d’actionneur pour le déplacement de l’anneau le long d’un arc de cercle, partiellement axialement et de façon circonférentielle. Le vérin est préférentiellement un vérin pneumatique ou un vérin hydraulique ou un vérin électrique. Il est préférentiellement directement connecté à une unité de commande de la turbomachine.
Préférentiellement, l’unité de déplacement ne comporte qu’un seul tel vérin. Avantageusement, le système selon l’invention permet l’utilisation d’un seul vérin pour prévenir l’ovalisation de l’anneau. En particulier, le système selon l’invention permet d’utiliser une unité de déplacement d’une faible masse, réduisant ainsi avantageusement la masse, l’encombrement, et la complexité du compresseur.
Une unité de déplacement comprenant deux vérins couplés en des points opposés diamétralement de l’anneau ne se départirait toutefois pas du cadre de l’invention et permettrait une plus grande fiabilité du compresseur, et une grande stabilité de l’anneau sur le carter.
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- 12 La présente invention propose également un compresseur d’une turbomachine d’aéronef comprenant un système selon l’invention. La présente invention propose aussi une turbomachine d’aéronef comprenant un tel compresseur selon l’invention.
L’ensemble des modes de réalisation préférés ainsi que l’ensemble des avantages du système selon l’invention se transposent mutatis mutandis au présent compresseur et à la présente turbomachine d’aéronef. En particulier, et préférentiellement, le compresseur selon l’invention est tel que :
le système est un système de calage variable d’aubes d’un étage statorique du compresseur ;
l’anneau est ajusté de façon circonférentielle autour d’un carter du compresseur, et est couplé mécaniquement aux aubes ;
les supports de roulement sont fixés latéralement à l’anneau, le long de l’anneau, et surmontent extérieurement parallèlement une portion annulaire du carter s’étendant de façon circonférentielle autour de l’axe moteur autour duquel s’étend le carter ;
les parois de roulement sont couplées mécaniquement au carter et surmontent extérieurement parallèlement la portion annulaire du carter, à une distance fixe de cette dernière.
Le compresseur selon l’invention est préférentiellement un compresseur basse pression. Un compresseur haute pression muni du système selon l’invention ne se départirait toutefois pas du cadre de l’invention.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :
la figure 1 illustre une vue schématique partielle tridimensionnelle d’un compresseur d’une turbomachine d’aéronef comprenant un
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- 13 système de calage variable d’aubes selon un mode de réalisation de l’invention ;
la figure 2 illustre une vue schématique partielle tridimensionnelle d’un système de calage variable d’aubes selon un mode de réalisation de l’invention ;
la figure 3 illustre une coupe bidimensionnelle d’un carter d’un compresseur d’une turbomachine d’aéronef auquel est couplé mécaniquement un système de calage variable d’aubes selon un mode de réalisation de l’invention.
Les dessins des figures ne sont pas à l’échelle. Généralement, des éléments semblables sont dénotés par des références semblables dans les figures. Dans le cadre du présent document, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références. En outre, la présence de numéros ou lettres de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros ou lettres sont indiqués dans les revendications.
Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’invention
La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l’invention n’est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants.
Les éléments désignés par les références Y, Z, P, E, I et I’ sont représentés sur certaines figures à titre illustratif afin de quantifier et/ou de visualiser des propriétés de modes de réalisation de l’invention. En particulier, ces éléments sont des repères abstraits et ne correspondent pas nécessairement à des objets matériels concrets. Plus spécifiquement, l’axe Z représente un axe moteur le long duquel sont empilés les étages d’un compresseur 4, et autour duquel s’étend un carter 41 du compresseur 4. L’axe Y désigne un vecteur arbitraire dirigé radialement au sens défini
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- 14 dans le résumé de l’invention. Il est dirigé perpendiculairement à l’axe moteur Z, de l’intérieur vers l’extérieur du carter 41.
La figure 1 illustre un compresseur 4 d’une turbomachine d’aéronef comprenant un système 1 de calage variable d’aubes 2 d’un étage statorique du compresseur 4 selon un mode de réalisation particulier de l’invention. Le système comprend :
un anneau 5 de synchronisation de calage variable des aubes 2 localement hélicoïdalement mobile via une unité de déplacement (non représentée) et ajusté autour d’un carter 41, le long d’une circonférence du compresseur 4 ;
un système de couplage mécanique 10 des aubes 2 à l’anneau 5 comprenant une pluralité de leviers 11, chacun des leviers 11 étant articulé d’une part avec l’anneau 5, et d’autre part avec une tige terminale 21 d’une des aubes 2 ;
une pluralité de supports de roulement 7 fixés latéralement, à des intervalles réguliers, sur l’anneau 5, et surmontant extérieurement une portion annulaire P du carter 41, celle-ci s’étendant de façon circonférentielle autour de l’axe moteur Z, chacun des supports de roulement 7 étant serti d’une bille 8 apte à subir un mouvement de rotation sur elle-même lors d’un déplacement de l’anneau 5 ;
une pluralité de parois de roulement 9 fixées mécaniquement au carter 41 par l’intermédiaire de pièces 6 profilées sectionnellement en forme de « L », de façon à ce que chacune des parois de roulement 9 surmonte extérieurement à la fois la portion P du carter 41 et un des supports de roulement 7 dont la bille 8 s’appuie sur la paroi de roulement 9.
Le système 1 limite ainsi tout mouvement et/ou déformation de l’anneau 5 selon une direction radiale Y arbitraire perpendiculaire à l’axe moteur Z, et empêche par conséquent une éventuelle ovalisation de l’anneau 5, tout en lui permettant de suivre librement des déplacements hélicoïdaux
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- 15 commandés par l’unité de déplacement, ceux-ci étant guidés et supportés par un roulement à bille entre les supports de roulement 7 et les parois de roulement 9.
Tel qu’illustré en figure 2, chaque bille 8 est agencée dans un trou 71 d’un des supports de roulement 7. Une calotte supérieure 81 de la bille 8 est amené en contact avec une portion de face inférieure 91 de la paroi de roulement 9, lorsque cette dernière surmonte extérieurement le support de roulement 7 suite à un assemblage E effectué lors d’un montage du système 1 sur le carter 41. La portion de face inférieure 91 est recouverte d’un revêtement anti-usure pour garantir une plus grande résistance et/ou longévité au roulement à bille. Le support de roulement 7 illustré comprend une vis de réglage 72 pour modifier sa position en hauteur, le long de l’axe Y, par rapport à l’anneau 5. Ainsi, la calotte supérieure 81 de la bille 8 peut être plus facilement contrainte au niveau de la portion de face inférieure 91 via un réglage de la vis de réglage, et ce même après utilisation du système 1. La paroi de roulement 9 est particulièrement raide et approximativement plane, d’une longueur I d’au moins 60 mm mesurée de façon circonférentielle. La pièce 6 est fixée de façon circonférentielle à la paroi de roulement 9 et comprend deux portions 61 et 62 approximativement planes. La portion latérale 61 s’étend essentiellement selon un plan orthogonal à la paroi de roulement 9, et permet d’enfermer le support de roulement 7 et la bille 8 parallèlement à l’axe moteur Z, tout en permettant de contenir axialement un déplacement de l’anneau 5 commandé par l’unité de déplacement. La portion 62 est essentiellement parallèle à la paroi de roulement 9. Elle est fixée, par exemple au moyen de vis, au carter 41. Par ailleurs, l’anneau 5 comprend un système de patins 51 configuré pour faire face au carter 41 et/ou glisser sur celui-ci lorsque l’unité de déplacement est en action. Un tel système de patins 51 est néanmoins facultatif pour le système 1 selon l’invention tel qu’il est expliqué dans le résumé de l’invention.
BE2018/5843
- 16 La figure 3 illustre une vue en coupe du carter 41 auquel est couplé mécaniquement le système 1. La coupe illustre les éléments représentés en figure 2 après avoir effectué l’assemblage E et le montage sur le carter 41. La longueur Γ entre un centre de la bille 8 et une extrémité de la paroi de roulement 9 est d’au moins 10 mm. Une calotte inférieure 82 de la bille 8 fait face au carter 41 et est apte à constituer un roulement à bille pour substituer le système de patins 51.
En résumé, la présente invention concerne un système 1 de calage variable d’aubes 2 d’un étage statorique d’un compresseur 4 d’une turbomachine d’aéronef. Le système 1 comprend, en particulier, un anneau 5 de synchronisation de calage variable des aubes 2 auquel sont fixés latéralement des supports de roulement 7, chacun de ces supports de roulement 7 étant serti d’une bille 8 agencée pour s’appuyer et rouler sur une paroi de roulement 9 le surmontant et étant configurée pour être couplée mécaniquement à un carter 41 du compresseur 4.
La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, il apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n’est pas limités aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L’invention comprend chacune des caractéristiques nouvelles ainsi que toutes leurs combinaisons.
Claims (14)
- Revendications1. Système (1) de calage variable d’aubes (2) d’un étage statorique d’un compresseur (4) d’une turbomachine d’aéronef comprenant :un anneau (5) de synchronisation de calage variable desdites aubes (2) configuré pour être ajusté de façon circonférentielle autour d’un carter (41 ) dudit compresseur (4), et pour être couplé mécaniquement auxdites aubes (2) ;une unité de déplacement pour déplacer ledit anneau (5) au moins partiellement de façon circonférentielle et/ou parallèlement à un axe moteur (Z) autour duquel s’étend ledit carter (41 ) ;caractérisé en ce qu’il comprend en outre :une pluralité de supports de roulement (7) fixés latéralement audit anneau (5), le long dudit anneau (5), chacun desdits supports de roulement (7) comprenant au moins un trou (71) dans lequel est agencée une bille (8) apte à subir un mouvement de rotation sur elle-même par rapport audit trou (71), une calotte supérieure (81) de ladite bille (8) surmontant une ouverture dudit trou (71 ) ;une pluralité de parois de roulement (9) fixes pour coopérer avec les billes (8) desdits supports de roulement (7) ;chacune desdites parois de roulement (9) étant configurée pour surmonter extérieurement et parallèlement au moins un desdits supports de roulement (7), de façon à permettre un appui et/ou un roulement de la calotte supérieure (81) de la bille (8) dudit au moins un desdits supports de roulement (7) sur ladite chacune desdites parois de roulement (9) ;le système (1) étant configuré pour limiter un mouvement et/ou une déformation dudit anneau (5) selon une direction radiale (Y) arbitraire perpendiculaire audit axe moteur (Z).BE2018/5843
- 2. Système (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits supports de roulement (7) sont fixés successivement symétriquement sur un côté latéral dudit anneau (5), chacun desdits supports de roulement (7) étant équidistant de deux autres desdits supports de roulement (7) qui sont adjacents audit chacun desdits supports de roulement (7).
- 3. Système (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chacune desdites parois de roulement (9) est configurée pour surmonter extérieurement et parallèlement un et un seul desdits supports de roulement (7).
- 4. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une pluralité de pièces (6), chacune des pièces étant fixée mécaniquement à une desdites parois de roulement (9) et comprenant une portion latérale (61) s’étendant essentiellement selon un plan sécant à ladite une desdites parois de roulement (9), ladite chacune desdites pièces (6) étant configurée pour être fixée mécaniquement audit carter (41) de façon à enfermer essentiellement parallèlement audit axe moteur (Z), une bille (8) d’un desdits supports de roulement (7) entre ladite portion latérale (61) et un côté latéral dudit anneau (5) auquel sont fixés mécaniquement lesdits supports de roulement (7).
- 5. Système (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite chacune desdites pièces (6) comprend une extension configurée pour être fixée à une virole dudit compresseur (4).
- 6. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites parois de roulement (9) consistent enBE2018/5843- 19 des secteurs d’une piste de roulement d’une forme annulaire étant configurée pour entourer complètement et surmonter extérieurement de façon circonférentielle ledit carter (41).
- 7. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chacune desdites parois de roulement (9) comprend une portion de face inférieure (91) étant recouverte d’un revêtement anti-usure et configurée pour accueillir un appui et/ou un roulement de ladite calotte supérieure (81).
- 8. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit chacun desdits supports de roulement (7) comprend une vis de réglage (72) pour modifier une position dudit chacun desdits supports de roulement (7) par rapport audit anneau (5) le long d’une direction radiale perpendiculaire audit axe moteur (Z).
- 9. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit anneau (5) comprend un système de patins (51) configuré pour faire face audit carter (41) et/ou glisser sur celui-ci lorsque l’unité de déplacement est en action.
- 10. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit trou (71) et ledit anneau (5) surmontent extérieurement une calotte inférieure (82) de ladite bille (8) configurée pour faire face audit carter (41) et/ou rouler sur celui-ci lorsque l’unité de déplacement est en action.
- 11. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite unité de déplacement comprend au moins un vérin qui est couplé mécaniquement audit anneau (5).BE2018/5843
- 12. Compresseur (4) d’une turbomachine d’aéronef comprenant un système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que :ledit système (1) est un système de calage variable d’aubes (2) d’un étage statorique dudit compresseur (4) ;ledit anneau (5) est ajusté de façon circonférentielle autour d’un carter (41) dudit compresseur (4), et est couplé mécaniquement auxdites aubes (2) ;lesdits supports de roulement (7) sont fixés latéralement audit anneau (5), le long dudit anneau (5), et surmontent extérieurement parallèlement une portion annulaire (P) dudit carter (41) s’étendant de façon circonférentielle autour dudit axe moteur (Z) autour duquel s’étend ledit carter (41) ;lesdites parois de roulement (9) sont couplées mécaniquement audit carter (41) et surmontent extérieurement parallèlement ladite portion annulaire (P) dudit carter (41), à une distance fixe de cette dernière.
- 13. Compresseur (4) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit compresseur (4) est un compresseur basse pression.
- 14. Turbomachine d’aéronef comprenant un compresseur (4) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes.
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