BRPI1009788B1

BRPI1009788B1 - Dispositivo de acionamento

Info

Publication number: BRPI1009788B1
Application number: BRPI1009788-0A
Authority: BR
Inventors: Gilles Alain Charier; François Gallet
Original assignee: Snecma
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2020-08-04
Also published as: JP5619786B2; CN102341588B; JP2012520410A; US20120099988A1; FR2943035A1; EP2406484A1; RU2011141090A; RU2519531C2; BRPI1009788A2; EP2406484B1; WO2010102995A1; CN102341588A; FR2943035B1; US8967950B2; CA2754175C; CA2754175A1

Abstract

DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO. Uma turbina (18) de acionamento de uma roda planetária (16) e de um trem epicicloidal (17) compreendendo ainda um porta-satélites (14) e uma coroa (10) de colocação em rotação de duas hélices é ligada à roda planetária por uma luva flexível (22) circundando um eixo de suporte de turbina (19) em vez de pelo próprio eixo de suporte de modo a realizar uma montagem flexível com uma posição de batente contra o eixo (19) de modo a aliviar o trem epicicloidal (17) de esforços internos parasitas sem permitir uma montagem solta ou uma ruptura da luva graças ao estado de batente após o desaparecimento do jogo (27).

Description

DESCRIÇÃO

[0001] O assunto da invenção é um dispositivo de acionamento de um par de hélices contra-rotativas com a ajuda de um trem epicicloidal.

[0002] As hélices contra-rotativas já são conhecidas, e elas também são visadas para determinadas aeronaves futuras a fim de diminuir o consumo de combustível. A transmissão da potência às hélices pode compreender um trem epicicloidal. A turbina de potência (em baixa pressão) faz girar um eixo colocando em rotação uma roda planetária (roda solar) do trem epicicloidal. A roda planetária aciona ela mesma as rodas satélites, e um porta-satélites ligado ao eixo de uma das hélices. O trem epicicloidal compreende ainda uma coroa externa, com um conjunto de dentes interno e engrenando com os satélites, e ligada ao eixo da outra das hélices. Uma escolha cuidadosa das razões do conjunto de dentes assegura, portanto, as rotações das hélices nos dois sentidos opostos à razão de velocidades desejada. Tal disposição é descrita no documento US 4.817.382; quanto ao documento EP-A- 1.887.199, ele descreve uma disposição onde um porta-satélites de um trem epicicloidal é sustentado na extremidade de um eixo girando por uma junta flexível absorvente das deformações e permitindo reduzir as tensões no trem.

[0003] O trem epicicloidal tem a vantagem de ser compacto, mas ele é submetido a esforços elevados que correm o risco de danificar os dentes. O objeto principal da invenção é diminuir estes esforços permitindo transmitir essencialmente o torque motor necessário à transmissão, reduzindo ao mesmo tempo os esforços parasitas como os que provêm de desalinhamentos das rodas dentadas. Mas o dispositivo deve mesmo assim resistir aos esforços grandes que se exercem sobre o mesmo em certas circunstâncias.

[0004] Esta dupla exigência é satisfeita com a invenção que, sob uma forma geral, refere-se a um dispositivo compreendendo um par de hélices contra-rotativas, uma turbina de acionamento, um eixo ligado à turbina, uma transmissão compreendendo um trem epicicloidal de roda planetária central acionada pela turbina, um porta-satélites acionando uma das hélices e munido de rodas satélites engrenando com a roda planetária, uma coroa externa engrenando com os satélites e acionando a outra das hélices, caracterizado pelo fato de compreender uma luva ligada à turbina e à roda planetária para acionar a mesma, a luva sendo circundada pelo eixo e mais flexível em flexão que o eixo.

[0005] Em vez sustentar a roda planetária pelo eixo de turbina, afetada ao suporte do rotor da turbina sobre o cárter, utiliza-se a luva flexível, que tolera variações de posição do seu eixo segundo os esforços radiais sofridos pela roda planetária. Os esforços desenvolvidos no trem epicicloidal portanto diminuem. No entanto, como o jogo entre o eixo de turbina fixa e a luva flexível é baixo, uma posição de batente da luva contra o eixo é atingida quando forças maiores são exercidas na transmissão. Uma flexibilidade excessiva, que poderia causar um mau funcionamento do dispositivo ou uma destruição, em primeiro lugar por ruptura da luva, é impedida, e os esforços elevados que se pode encontrar ocasionalmente são transmitidos ao eixo de turbina rígida e resistente.

[0006] É vantajoso que o eixo de turbina seja suficientemente longo a fim de fornecer um suporte mais estável e que suportes em falso da luva fora do eixo de turbina sejam evitados quando um batente é realizado. Uma distância entre dois rolamentos de suporte do eixo de turbina é, portanto, superior a uma distância presente entre um dos rolamentos e a roda planetária.

[0007] A disposição da invenção deve ser superior à do documento EP-A- 1.887.199 por razões como aqui: a luva da invenção, mais longa que ajunta flexível deste documento, autoriza deflexões maiores e, portanto, uma melhor flexibilidade e uma melhor redução dos esforços internos; o suporte pelo eixo de turbina uma vez que o jogo foi consumido oferece, todavia, um limite bem definido à deflexão protegendo ao mesmo tempo a luva contra deformações excessivas; e a disposição da luva no eixo de turbina permite colocar o trem epicicloidal em uma pequena distância do mais próximo rolamento de suporte do eixo, o que diminui o espaço ocupado e o suporte em falso, enquanto que o trem do documento anterior é muito avançado além do rolamento para permitir a instalação da junta flexível.

[0008] Uma boa flexibilidade da luva é obtida se formar um cotovelo em semi- círculo a uma extremidade de conexão à turbina, ou ainda se ele compreender uma seção provida com entalhes oblongos, orientados com um ângulo de 45° em relação a uma direção axial da luva, o que enfraquece localmente a luva de um modo que a torna mais flexível em flexão, mas mantém a sua resistência em torção de modo a permitir à mesma transmitir o torque requerido. A seção entalhada pode ser estabelecida, quando o cotovelo existe, em sua junção a um alcance principal da luva.

[0009] Uma redução maior dos esforços é obtida no trem epicicloidal se o eixo ligado à coroa for mais flexível que o eixo ligado ao porta-satélites. O conjunto ligado ao porta-satélites, comparativamente rígido, fica então situado entre um conjunto de roda planetária e um conjunto de coroa comparativamente flexíveis e que se deformam independentemente segundo os esforços respectivos que eles sofrem.

[0010] A invenção agora será descrita em conexão com as figuras seguintes. - A figura 1 é uma vista geral do dispositivo de acordo com a invenção; - A figura 2 ilustra o ambiente do trem epicicloidal; - A figura 3 ilustra o trem epicicloidal em vista de face; - e A figura 4 ilustra uma porção particular da luva flexível.

[0011] Com referência às figuras 1 e 2. O motor do qual a invenção faz parte compreende duas hélices 1 e 2 dispostas sucessivamente e girando em tomo de um mesmo eixo X. A hélice a montante 1 é montada sobre um primeiro eixo oco 3 e a hélice a jusante 2 sobre um segundo eixo oco 4. O primeiro eixo oco 3 está em apoio sobre um cárter estático 5 por um par de rolamentos 6 e 7 além dos quais se abre em uma luva cônica 8 provida com dobras 9, e termina em uma coroa 10 denteada interiormente. O segundo eixo oco 4 é sustentado pelo primeiro eixo oco 3 por meio de dois rolamentos 11 e 12 e se abre em uma segunda luva cônica 13, contida na primeira luva cônica 8 e que é ligada a um porta-satélites 14. O porta- satélites 14 possui rodas dentadas satélites 15 divididas sobre um círculo e que engrenam exteriormente com a coroa 10 e, interiormente, com uma roda planetária (ou solar) 16. O conjunto constitui um trem epicicloidal 17 de um tipo clássico que é representado na figura 3.

[0012] Uma turbina em baixa pressão 18 está situada do outro lado do cárter estático 5. Ela compreende um terceiro eixo oco, que é um eixo de turbina 19 servindo para fazê-lo sustentar pelo cárter estático 5 com a ajuda de dois rolamentos 20 e 21. O eixo de turbina 19 estende-se não distante da roda planetária 16, da qual ela é, no entanto, separada; o jogo entre a roda planetária 16 e o rolamento 21 o mais próximo é inferior à distância entre os dois rolamentos 20 e 21. É uma luva flexível 22 que serve ao acionamento da roda planetária 16 ao ligar a mesma ao rotor da turbina 18. A luva flexível 22 conecta-se à turbina 18 por um cotovelo 23 em semi-círculo, não distante da conexão ao eixo de turbina 19. A parte principal da luva flexível 22 é uma superfície 24 essencialmente cilíndrica circundada pelo eixo de turbina 19 e excedendo uma terceira extremidade 25 e servindo de suporte da roda planetária 16. Na junção entre os cotovelos 23 e a superfície 24, a luva flexível 22 é entalhada com orifícios oblongos 26, representados o melhor possível na figura 4 e cuja direção de extensão está em um ângulo de 45° em relação à direção axial X do dispositivo, que corresponde ao eixo de rotação de todas as partes rotativas (exceto os satélites 15). A luva 22 é flexível graças a uma espessura suficientemente baixa, mas que se dobra sobretudo na seção onde ela é entalhada.

[0013] O funcionamento do dispositivo pode ser descrito do seguinte modo: a turbina 18 aciona a roda planetária 16 pela luva flexível 22, o que induz rotações do porta-satélites 14 e da coroa 10 depois das hélices 2 e 1, em velocidades determinadas. A luva flexível 22 tem a faculdade de se dobrar quando esforços desequilibrados em direção radial são impostos sobre a roda planetária 16. Do mesmo modo, a primeira luva cônica 8 tem a faculdade de dobrar no local das dobras 9 quando esforços desequilibrados em direção radial são exercidos sobre a coroa 10. A montagem do porta-satélites 14 à hélice 2, pelo segundo eixo oco 4 e pela segunda luva cônica 13 é, por outro lado, mais rígida, o que impede uma flexibilidade excessiva do trem epicicloidal 17. E o jogo 27 entre a luva cônica 22 e o eixo de turbina 19 é pequeno no local do rolamento 21 próximo da roda planetária 16, o que limita as deformações que podem tomar a luva flexível 22 a valores razoáveis e impede notadamente que ela se quebre ou que o trem epicicloidal 17 se torne muito solto. Como a luva flexível 22 gira na mesma velocidade que o eixo de turbina 19, não se deve temer nenhuma consequência devido á ocorrência deste estado de batente que não produz nenhum atrito.

Claims

1. Dispositivo de acionamento compreendendo um par de hélices contra- rotativas (1,2), uma turbina (18) de acionamento, um eixo ligado (19) à turbina, um cárter estático (5) sustentando a turbina (18) pelo eixo (19) e dois rolamentos (20, 21) nos quais o eixo se estende e que sustentam o eixo, uma transmissão compreendendo um trem epicicloidal (17) com roda planetária (16) central acionada pela turbina, um porta-satélites (14) acionando uma das hélices (2) e munido de rodas satélites (15) engrenando com a roda planetária (16), e uma coroa externa engrenando com os satélites (15) e acionando a outra das hélices (1), uma distância entre um dos rolamentos (20, 21) e a roda planetária é inferior a uma distância entre os dois rolamentos (20, 21), caracterizado pelo fato de compreender uma luva (22) ligada à turbina (18) e à roda planetária (16) para acionar a mesma, e a luva (22) compreende uma superfície (24) circundada pelo eixo (19), separada do mesmo por um jogo (27) radial de limitação das deformações da luva no local do rolamento (21) próximo da roda planetária (16), e a luva é mais flexível em flexão que o eixo, de modo a se dobrar quando esforços desequilibrados em direção radial são impostos sobre a roda planetária (16).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a luva (22) compreende um cotovelo (23) em semicírculo em uma extremidade de conexão à turbina.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender uma seção provida com entalhes (26) oblongos, orientados com um ângulo de 45° em relação a uma direção axial X da luva (22).

4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a seção é estabelecida em uma junção do cotovelo (23), afastada da conexão à turbina, na superfície (24) principal, essencialmente cilíndrica, da luva.

5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que um eixo (3, 8, 9) ligando a coroa à referida outra hélice (1) é mais flexível que um eixo (4, 13) ligando o porta-satélites (14) à referida uma das hélices (2).