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CA 02959879 2017-02-28
WO 2016/034816 1
PCT/FR2015/052325
MÉCANISME D'ENTRAINEMENT D'ORGANES DE RÉGLAGE DE L'ORIENTATION DES PALES
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un mécanisme d'entrainement d'organes de
réglage de l'orientation des pales de plusieurs étages de redresseur d'une
turbomachine.
L'invention concerne plus particulièrement un mécanisme
d'entrainement de deux organes de réglage permettant d'entrainer simultanément
les
deux organes de réglage avec des vitesses de déplacement différentes d'un
organe de
réglage par rapport à l'autre.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Le compresseur et/ou la turbine d'une turbomachine sont constitués de
plusieurs étages, chaque étage comportant un redresseur du flux de gaz.
Il est connu de modifier l'orientation des pales des redresseurs en
fonction des conditions de fonctionnement de la turbomachine, pour optimiser
le
rendement de celle-ci.
Selon un mode de réalisation connu, la modification de l'orientation des
pales de redresseur est commandée par l'intermédiaire d'un actionneur
comportant un
arbre de commande qui coopère avec un organe associé à chaque pale ou bien un
boitier
de commande de l'orientation des pales.
Bien que l'utilisation d'un arbre unique pour l'entrainement des pales de
deux étages de redresseur permette de limiter le nombre de composants dans la
turbomachine, l'encombrement de ce système est particulièrement important, ce
qui
oblige de privilégier cette solution à des turbomachines de grandes
dimensions.
L'utilisation d'un boitier de commande est adaptable à toute taille de
turbomachine. Cependant, cette solution comporte un grand nombre de
composants, ce
qui réduit la précision du système à cause du cumul des jeux entre les
nombreux
composants et leurs déformations respectives.
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L'invention a pour but de proposer un mécanisme d'entrainement des
moyens de réglage de l'orientation des pales qui soit à la fois d'encombrement
réduit, et
comportant un nombre de pièce lui aussi réduit.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention propose un mécanisme d'entrainement d'un premier organe
de réglage de l'orientation des pales d'un premier étage de redresseur de
turbomachine
et d'un deuxième organe de réglage de l'orientation des pales d'un deuxième
étage de
redresseur de la turbomachine, qui comporte des moyens pour entrainer
simultanément
les deux organes de réglage en déplacement dans la turbomachine,
caractérisé en ce qu'il comporte une seule roue motrice qui entraine
simultanément le premier organe de réglage et le deuxième organe de réglage et
comporte deux étages d'engrenages qui sont agencés entre la roue motrice et
l'un ou
l'autre du premier organe de réglage et du deuxième organe de réglage et qui
présentent
des rapports de transmission différents.
Un tel mécanisme d'entrainement permet de concentrer en un nombre
réduit de composants les fonctions d'entrainement et de variabilité des
rapports de
transmission, réduisant ainsi la masse du mécanisme d'entrainement.
De préférence, le rapport de transmission de l'étage d'engrenages
associé au deuxième organe de réglage est variable en fonction de la position
angulaire
de la roue motrice dans la turbomachine.
De préférence, l'étage d'engrenages associé au deuxième organe de
réglage comporte une première roue dentée qui est en prise avec la roue
motrice, une
deuxième roue dentée qui est en prise avec une portion dentée du deuxième
organe de
réglage et des moyens d'accouplement des deux roues l'une avec l'autre pour
faire varier
le rapport de transmission de l'étage d'engrenages.
De préférence, l'étage d'engrenages associé au deuxième organe de
réglage est réalisé pour faire varier le rapport de transmission de l'étage
d'engrenages de
manière non linéaire.
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De préférence, les axes de rotation des deux roues de l'étage
d'engrenages associé au deuxième organe de réglage sont parallèles et décalés
l'un par
rapport à l'autre.
De préférence, l'une des deux roues comporte une rainure et l'autre
roue comporte un doigt faisant saillie axialement par rapport à la dite autre
roue, le doigt
étant reçu dans la rainure et étant apte à coopérer avec la rainure pour
transmettre un
couple depuis la premier roue vers la deuxième roue.
De préférence, la rainure est formée dans la première roue dentée et le
doigt est porté par la deuxième roue dentée.
De préférence, l'étage d'engrenages associé au premier organe de
réglage comporte une troisième roue dentée qui est en prise avec la roue
motrice et une
portion dentée complémentaire du premier organe de réglage.
L'invention concerne aussi une turbomachine d'aéronef comportant
deux étages de redresseur dont l'orientation des pales peut être modifiée,
caractérisée en
ce que chaque étage de redresseur comporte un organe de réglage de
l'orientation des
pales dudit étage de redresseur, les deux organes de réglage étant mobiles en
rotation
dans la turbomachine autour de l'axe principal de la turbomachine et étant
entrainés en
rotation par un mécanisme d'entraînement selon l'invention.
De préférence, chaque organe de réglage comporte une première
potion dentée associée à l'étage d'engrenages associé et une deuxième portion
dentée
qui engrène avec une roue dentée portée par chaque pale de l'étage de
redresseur
associé.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'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 unique est une
représentation
schématique d'un mécanisme d'entrainement réalisé selon l'invention.
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EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
On a représenté à la figure unique un mécanisme 10 pour
l'entrainement d'un organe de réglage 12 de l'orientation des pales 14 d'un
premier étage
16 de redresseur de turbomachine et d'un organe de réglage 18 de l'orientation
des pales
20 d'un deuxième étage 22 de redresseur de la turbomachine.
Les organes de réglage 12, 18 de l'orientation des pales 14, 20
consistent chacun en un anneau associé à chaque étage 16, 22 de redresseur,
qui est
mobile en rotation dans la turbomachine autour de l'axe principal de la
turbomachine
(non représenté). Une extrémité axiale 12a, 18a de chaque anneau 12, 18
comporte une
portion dentée qui coopère avec une roue dentée portée par chaque pale 14, 20.
Ainsi, la rotation d'un anneau 12, 18 dans la turbomachine provoque la
rotation simultanée de toutes les pales 14, 20 de l'étage 16, 22 de redresseur
qui lui sont
associées.
Lors d'un changement des conditions de fonctionnement de la
turbomachine, l'orientation des pales 14, 20 des deux étages 16, 22 de
redresseur doit
être modifiée simultanément pour optimiser les performances de la
turbomachine. Aussi,
les pales 14 du premier étage 16 de redresseur pivotent d'un angle différent
par rapport à
l'angle de pivotement des pales 20 du deuxième étage 22 de redresseur.
Le mécanisme 10 d'entrainement des anneaux de réglage 12, 18 est
conçu pour entrainer simultanément les deux anneaux 12, 18 en mouvement et
pour que
l'amplitude de déplacement du premier anneau 12, associé au premier étage 16
de
redresseur soit différente de l'amplitude de déplacement du deuxième anneau 18
qui est
associé au deuxième étage 22 de redresseur.
Pour l'entrainement simultané des deux anneaux 12, 18, le mécanisme
10 d'entrainement comporte une roue motrice unique 24 qui est accouplée aux
deux
anneaux 12, 18 par l'intermédiaire de deux étages d'engrenages 26, 28.
Le premier étage d'engrenages 26 est associé au premier anneau 12 du
premier étage 16 de redresseur et il comporte une seule roue dentée 30 qui est
en prise
avec la roue motrice 24 et avec le premier anneau 12.
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Le deuxième étage d'engrenages 28 est associé au deuxième anneau 18
et il comporte une première roue dentée 32 qui est en prise avec la roue
motrice 24 et
une deuxième roue dentée 34 qui est en prise avec le deuxième anneau 18. Les
deux
roues dentées du deuxième étage d'engrenages 28 coopèrent l'une avec l'autre
pour
transmettre les efforts d'entrainement depuis la première roue dentée 32 à la
deuxième
roue dentée 34.
La deuxième extrémité axiale 12b, 18b de chaque anneau 12, 18
comporte à cet effet une portion dentée 44 qui coopère avec la roue 30, 34 du
premier
étage d'engrenages 26 ou du deuxième étage d'engrenages 28 qui lui est
associée.
La première roue 32 et la deuxième roue 34 sont accouplées l'une à
l'autre pour fournir un rapport de transmission différent du rapport de
transmission
fourni par la roue dentée 30 du premier étage d'engrenages 26.
Ici, le rapport de transmission fourni par la roue dentée 30 du premier
étage d'engrenages 26 est linéaire et est constant quelle que soit la position
angulaire de
la roue motrice 24. Le rapport de transmission fourni par le deuxième étage
d'engrenages
28 est ainsi non linéaire.
Selon un mode de réalisation préféré, le rapport de transmission du
deuxième étage d'engrenages 28 est variable et il varie en fonction de la
position
angulaire de la roue motrice 24, et donc de la première roue 32.
La première roue 32 et la deuxième roue 34 sont disposées
parallèlement l'une à l'autre et leur axes de rotation respectifs 36, 38 sont
parallèles et
sont décalés radialement l'un par rapport à l'autre. Les deux roues 32, 34
sont accouplées
par des moyens permettant de faire varier le rapport de transmission du
deuxième étage
d'engrenages 28.
Ces moyens d'accouplement consistent ici en un ensemble de rainure 40
et de doigt suiveur 42 dont chacun est respectivement porté par l'une ou
l'autre de la
première ou de la deuxième roue 32, 34.
Ici, la rainure 40 est formée dans la première roue 32 et elle est
d'orientation principale radiale par rapport à l'axe 36 de rotation de la
première roue 32.
Le doigt 42 est porté par la deuxième roue 34, en faisant saillie axialement
par rapport à
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une face radiale 34a de la deuxième roue 34 en vis-à-vis de la première roue
32 et il est
reçu dans la rainure 40.
Puisque les axes de rotation respectifs 36, 38 des deux roues 32, 34 sont
décalés l'un par rapport à l'autre, lors de la rotation de la première roue
32, le doigt 42 se
déplace dans la rainure 40, modifiant alors la distance entre le doigt 42 et
l'axe de
rotation 36 de la première roue 32. Le rapport de transmission en est alors
modifié.
Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à cette unique
configuration de la rainure 40 et du doigt 42 et que la rainure 40 peut ne pas
être
rectiligne, pour obtenir une loi donnée définissant le rapport de transmission
du
deuxième étage d'engrenages 28.
En outre, selon le mode de réalisation représenté, l'axe de rotation de la
roue motrice 24 est globalement perpendiculaire aux axes de rotation 36, 38
des roues
30, 32, 34 des étages d'engrenages 26, 28. Selon une variante de réalisation,
les axes de
rotation des différentes roues 24, 30, 32, 34 sont parallèles.
La turbomachine (non représentée) comportant les étages de
redresseur 16, 22 et le mécanisme d'entrainement 10 définis ci-dessus est
alors de
structure plus simple.
