ES2643075T3 - Carcasa de arrastre de accesorios para turbomáquina - Google Patents

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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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Abstract

Turbomáquina que incluye: - un árbol motor; - una caja de arrastre (1) de accesorios (10) para turbomáquina de aeronave que incluye: - un árbol de entrada unido al árbol motor por un engranaje de forma que el árbol de entrada es arrastrado en rotación cuando el árbol motor es arrastrado en rotación, extendiéndose el árbol de entrada según una dirección secante a la del árbol motor; - un primer piñón cónico (20) unido al árbol de entrada; - - un árbol principal (3) solidario con varios piñones cónicos (8) adecuados para arrastrar en rotación varios accesorios (10) por medio de varias ruedas dentadas cónicas (9), extendiéndose el árbol principal según una dirección paralela a la del árbol motor, extendiéndose los accesorios según una dirección secante a la dirección según la cual se extiende el eje principal - una primera rueda dentada cónica (11) que forma una transmisión en ángulo con el primer piñón cónico, estando la primera rueda dentada cónica (11) unida al árbol principal (3), extendiéndose el árbol principal según un eje de referencia (5), incluyendo el árbol principal (3) un piñón recto (12) que se engrana con un piñón (13) de un accesorio adicional (14) que se extiende según un eje de arrastre, siendo el eje de arrastre paralelo al eje de referencia (5) del árbol principal (3).

Description

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DESCRIPCION
Carcasa de arrastre de accesorios para turbomaquina Campo tecnico
La presente invencion se refiere a una caja de arrastre de accesorios para turbomaquina, tambien denominada carcasa de engranaje de accesorios o AGB por sus siglas en ingles de "accessory gear box". Una caja de arrastre de accesorios de este tipo esta destinada a transmitir el movimiento original de la turbomaquina por medio de un arbol radial que sale de esta y para transmitirlo a diversos accesorios o equipos adjuntos a la turbomaquina, tales como unas bombas, unos generadores de electricidad, etc., que son indispensables para el funcionamiento de la turbomaquina o para otros aparatos de una aeronave propulsada por esta turbomaquina.
Estado de la tecnica anterior
El documento EP 2 405 116 representa una caja de arrastre de accesorios de la tecnica anterior. Una caja de arrastre de accesorios de este tipo incluye generalmente un carter que contiene unos pinones unidos entre sf en serie de forma que formen una cadena cinematica. Cada pinon esta unido, a continuacion, a un arbol de arrastre que el mismo arrastra en rotacion un accesorio. De este modo, el arbol de entrada arrastra en rotacion un primer pinon, que el mismo esta unido a uno o varios pinones secundarios de manera que los arrastre en rotacion, estando cada pinon secundario el mismo unido a uno o varios pinones terciarios de forma que los arrastre en rotacion... De este modo, en las cajas de arrastre de accesorios de la tecnica anterior, los pinones estan dispuestos en cascada de modo que el primer pinon sirve no solamente para arrastrar en rotacion un primer accesorio, sino que permite igualmente transmitir el movimiento de rotacion a los pinones secundarios, terciarios... No obstante, una caja de arrastra de accesorios de este tipo es muy voluminosa, puesto que los pinones estan dispuestos al lado los unos de los otros.
Para remediar este problema, el documento FR 2 981 986 describe una caja de arrastre de accesorios que permite realizar una ganancia de espacio. No obstante, en una caja de este tipo, los pinones estan siempre unidos en serie los unos a los otros, de modo que, si uno de los pinones esta defectuoso, segun su localizacion, puede arrastrar un mal funcionamiento del conjunto de la cadena cinematica. Por otra parte, el primer pinon soporta todas las llamadas de par del conjunto de la cadena cinematica, lo que obliga generalmente a sobredimensionarlo con respecto a su propia necesidad. En efecto, en una caja de este tipo, los pinones aguas arriba estan impactados por la potencia transmitida a los pinones aguas abajo, de modo que es diffcil optimizar el dimensionado de cada pinon independientemente de los otros pinones.
El documento US 2006/0248900 tambien describe una caja de arrastre de accesorios con el mismo problema que en el caso anterior.
Descripcion de la invencion
La invencion tiene como objeto remediar los inconvenientes del estado de la tecnica proponiendo una arquitectura de caja de arrastre de accesorios que permita una ganancia de espacio de instalacion en la turbomaquina y cuyo dimensionado de la cadena cinematica este optimizado en cuanto a las potencias de los accesorios de la turbomaquina y de la aeronave con respecto a las de la tecnica anterior.
Para hacer esto, se propone segun un primer aspecto de la invencion, una turbomaquina que incluye una caja de arrastre de accesorios de conformidad con la reivindicacion 1.
De este modo, segun la invencion, el movimiento del arbol de entrada ya no se transmite directamente a los pinones, sino que se transmite a las ruedas dentadas conicas de los accesorios por medio de un arbol principal provisto de pinones conicos. Estos pinones conicos no permiten arrastrar en rotacion directamente unos accesorios, sino que permiten arrastrar en rotacion unas ruedas dentadas conicas, que ellas mismas arrastran en rotacion unos accesorios. De este modo, las ruedas dentadas pueden dimensionarse unicamente en funcion de la potencia que transmiten a los accesorios y ya no en funcion de las otras ruedas dentadas. Ademas, los pinones ya no estan unidos directamente los unos a los otros, lo que aumenta la fiabilidad global de la caja de arrastre. Por otra parte, la presencia del arbol principal permite una ganancia de espacio, puesto que las ruedas dentadas conicas pueden, de este modo, estar dispuestas de manera circunferencial alrededor del arbol principal.
La caja de arrastre segun la invencion puede presentar igualmente una o varias de las caractensticas de a continuacion tomadas de manera independiente o segun todas las combinaciones tecnicamente posibles:
- el arbol principal incluye un extremo distal,
- el extremo distal del arbol principal esta unido a al menos un accesorio distal;
- el accesorio distal se extiende segun un eje de arrastre distal,
- el eje de arrastre distal del accesorio distal esta alineado con el eje de referencia del arbol principal;
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- cada pinon conico rodea el arbol principal;
- la caja de arrastre incluye al menos dos pinones conicos, los dos pinones conicos adecuados para arrastrar en rotacion uno o varios accesorios por medio de una o varias ruedas dentadas conicas, los dos pinones conicos estando dispuestos sucesivamente alrededor del arbol principal.
Ventajosamente, la turbomaquina incluye, ademas, una vena primaria en la cual fluye un flujo de aire primario, generalmente de alta presion, y una vena secundaria en la cual fluye un flujo de aire secundario, generalmente de baja presion.
La caja de arrastre esta situada preferentemente entre la vena primaria y la vena secundaria, pero tambien puede estar localizada en la zona del soplador, por ejemplo, alrededor de la vena secundaria o en la zona de turbina, por ejemplo, alrededor de la vena primaria o igualmente en la zona de corazon.
De este modo, segun un primer modo de realizacion, la turbomaquina incluye una zona de ventilador, estando la caja de arrastre de accesorios situada en la zona de ventilador. La zona de ventilador es una zona situada en la proximidad del soplador.
Segun otro segundo modo de realizacion, la turbomaquina incluye una zona de turbina, estando la caja de arrastre de accesorios situada en la zona de turbina.
Segun un tercer modo de realizacion, la turbomaquina incluye una zona de nucleo, estando la caja de arrastre de accesorios situada en la zona de nucleo.
Breve descripcion de las figuras
Otras caractensticas y ventajas de la invencion se pondran de manifiesto con la lectura de la descripcion detallada que sigue, con referencia a las figuras adjuntas, que ilustran:
- la figura 1, una vista en perspectiva de una caja de arrastre de accesorios segun un modo de realizacion de la invencion;
- la figura 2, una vista desde arriba de la caja de arrastre de accesorios de la figura 1;
- la figura 3, una vista en perspectiva de una caja de arrastre de accesorios segun otro modo de realizacion de la
invencion;
- la figura 4, una vista de frente de una parte de turbomaquina segun un modo de realizacion de la invencion;
- la figura 5, una vista en perspectiva de la parte de turbomaquina de la figura 4.
Para mas claridad, los elementos identicos o similares se marcan por unos signos de referencias identicos en el conjunto de las figuras.
Descripcion detallada de al menos un modo de realizacion
Las figuras 1 y 2 representan una caja de arrastre de accesorios 1 segun el modo de realizacion preferente de la invencion. Las figuras 4 y 5 representan esta caja de arrastre integrada en la zona de nucleo de una turbomaquina. Esta caja de arrastre de accesorios 1 incluye un arbol de entrada 2 que esta unido a un arbol motor 23 de una turbomaquina de forma que se arrastre en rotacion cuando el arbol motor 23 esta en rotacion. Para ello, el arbol de entrada 2 es solidario con un pinon 26, mientras que el arbol motor 23 es solidario con un pinon 28. El pinon 26 solidario con el arbol de entrada se engrana con el pinon 28 solidario con el arbol motor 23. Los pinones 26 y 28 son preferentemente conicos de modo que forman una transmision en angulo entre la direccion segun la cual se extiende el arbol motor y la direccion segun la cual se extiende el arbol de entrada.
El arbol motor 23 puede ser, en particular, un arbol del cuerpo de alta presion de una turbomaquina. El arbol motor 23 se extiende segun un eje denominado "eje motor" 25. El arbol de entrada 2 se extiende segun un primer eje de referencia, llamado "eje de entrada" 4 en lo que sigue. El eje de entrada 4 se extiende segun una direccion secante a la direccion segun la cual se extiende el eje motor 25.
La caja de arrastre 1 incluye unos accesorios 10. Estos accesorios pueden ser, por ejemplo, una bomba de carburante, un grupo de lubricacion una maquina electrica. Permite transmitir el movimiento del arbol de entrada 2 a los accesorios 10.
Para ello, la caja de arrastre 1 incluye un arbol principal 3 que se extiende segun un eje de referencia 5. En este documento, los terminos "axial" o "longitudinal" se utilizan con referencia a este eje de referencia 5.
El arbol principal 3 esta unido al arbol de entrada 2 por una caja de transferencia 6, igualmente llamada "transfert gear box" o tGb. Esta caja de transferencia 6 permite efectuar una transmision en angulo entre el eje de entrada 4 y el eje de referencia 5 del arbol principal y, de este modo, transmitir el movimiento de rotacion del arbol motor al arbol
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principal. Esta transmision en angulo esta realizada por medio de un primer pinon conico 20 y de una primera rueda dentada conica 11. El primer pinon conico 20 y la primera rueda dentada conica 11 permiten ajustar el angulo deseado entre el eje de entrada 4 y el eje de referencia 5. En un modo de realizacion preferente, la primera rueda dentada conica 11 esta ensamblada al arbol principal 3.
Ventajosamente, una primera transmision en angulo se efectua entre el arbol motor 23 y el arbol de entrada 2 y una segunda transmision en angulo se efectua entre el arbol de entrada 2 y el arbol principal 3. El arbol principal 3 se extiende, por lo tanto, sustancialmente de manera paralela al arbol motor 23.
La caja de arrastre de accesorios 1 incluye igualmente unos pinones conicos 8 solidarios con el arbol principal 3. El movimiento de rotacion se transmite a los accesorios 10 por medio de ruedas dentadas conicas 9, unidas a los accesorios 10, que se engranan con los pinones conicos 8. En una disposicion preferente, los pinones conicos 8 estan dispuestos alrededor del arbol principal 3. Los pinones conicos 8 estan dispuestos los unos despues de los otros segun la direccion longitudinal.
Ventajosamente, al menos un pinon conico 8 permite arrastrar en rotacion simultaneamente dos accesorios. Para hacer esto, dicho pinon conico se engrana simultaneamente con dos ruedas dentadas 9.
De este modo, cada pinon conico 8 permite arrastrar en rotacion uno o varios accesorios 10 simultaneamente. El angulo formado por los accesorios 10 que se engranan sobre un mismo pinon conico 8 puede elegirse en funcion del espacio disponible para la caja de arrastre. Cada accesorio 10 se extiende segun una direccion secante al eje de referencia 5. Los accesorios 10 forman, de este modo, unas ramas que se difunden alrededor del arbol principal 3.
De este modo, la caja de arrastre 1 puede incluir uno o varios grupos de accesorios que se extienden radialmente con respecto al eje de referencia, estando estos grupos repartidos segun la direccion longitudinal. En un modo particular de realizacion el arbol principal 3 puede incluir solo un solo pinon conico 8 y solo un solo grupo de accesorio.
En un diseno particular al menos un extremo 21 del arbol principal 3 puede estar provisto de un accesorio llamado "accesorio distal" 22 cuyo eje de arrastre llamado "eje de arrastre distal" es colineal al eje de referencia 5.
La figura 3 representa otro modo de realizacion en el cual el arbol principal 3 incluye un pinon recto 12, que permite arrastrar en rotacion un accesorio adicional 14, por medio de un pinon recto 13 se extiende segun una direccion paralela al eje de referencia 5. En un diseno particular, estos pinones 12, 13 con ejes paralelos pueden ser helicoidales.
El hecho de utilizar un arbol principal 3 provisto de pinones conicos 8 como intermediario para transmitir el movimiento del arbol de entrada a las ruedas dentadas conicas solidarias con los accesorios permite, por lo tanto, tener mas posibilidades de disposicion para la caja de arrastre. En efecto, la presencia del arbol principal permite adaptar la forma de la caja de arrastre al espacio disponible para la caja de arrastre en la turbomaquina.
La figura 4 representa una parte de una turbomaquina que incluye una pared de forma generalmente circular 15 y una pared de forma generalmente de revolucion 16. La pared 15 delimita una vena primaria en la cual fluye el flujo primario de la turbomaquina, generalmente el flujo de aire de alta presion. La pared 16 delimita la vena secundaria en la cual fluye el flujo secundario de la turbomaquina, generalmente el flujo de aire de baja presion. La pared 16 rodea la pared 15 de modo que se define un espacio 17 entre estas dos paredes. El angulo entre los accesorios 10 y la geometna de los pinones 8 y 9 se eligen de forma que la caja de arrastre entre en este espacio 17.
Naturalmente, la invencion no esta limitada a los modos de realizacion descritos con referencia a las figuras y podnan considerarse unas variantes sin salirse del marco de la invencion.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Turbomaquina que incluye:
    - un arbol motor;
    - una caja de arrastre (1) de accesorios (10) para turbomaquina de aeronave que incluye:
    o un arbol de entrada unido al arbol motor por un engranaje de forma que el arbol de entrada es arrastrado en rotacion cuando el arbol motor es arrastrado en rotacion, extendiendose el arbol de entrada segun una direccion secante a la del arbol motor;
    o un primer pinon conico (20) unido al arbol de entrada;
    o - un arbol principal (3) solidario con varios pinones conicos (8) adecuados para arrastrar en rotacion varios accesorios (10) por medio de varias ruedas dentadas conicas (9), extendiendose el arbol principal segun una direccion paralela a la del arbol motor, extendiendose los accesorios segun una direccion secante a la direccion segun la cual se extiende el eje principal
    - una primera rueda dentada conica (11) que forma una transmision en angulo con el primer pinon conico, estando la primera rueda dentada conica (11) unida al arbol principal (3),
    extendiendose el arbol principal
    segun un eje de referencia (5), incluyendo el arbol principal (3) un pinon recto (12) que se engrana con un pinon (13) de un accesorio adicional (14) que se extiende segun un eje de arrastre, siendo el eje de arrastre paralelo al eje de referencia (5) del arbol principal (3).
  2. 2. Turbomaquina segun la reivindicacion anterior, en la que el arbol principal se extiende segun un eje de referencia (5), incluyendo el arbol principal (3) un extremo distal (21), estando el extremo distal (21) del arbol principal unido a al menos un accesorio distal (22) que se extiende segun un eje de arrastre distal, estando el eje de arrastre distal del accesorio distal alineado con el eje de referencia del arbol principal.
  3. 3. Turbomaquina segun una de las reivindicaciones anteriores, en la que cada pinon conico (8) rodea el arbol principal (3).
  4. 4. Turbomaquina segun una de las reivindicaciones anteriores, que incluye al menos dos pinones conicos (8), siendo los dos pinones conicos adecuados para arrastrar en rotacion uno o varios accesorios (10) por medio de una o varias ruedas dentadas conicas (9), disponiendose los dos pinones conicos sucesivamente alrededor del arbol principal (3).
  5. 5. Turbomaquina segun la reivindicacion anterior, que incluye, ademas, una vena de aire primaria y una vena de aire secundaria, estando la caja de arrastre situada entre la vena primaria y la vena secundaria.
  6. 6. Turbomaquina segun la reivindicacion 3, en la que la turbomaquina incluye una zona de ventilador, estando la caja de arrastre (1) de accesorios situada en la zona de ventilador.
  7. 7. Turbomaquina segun la reivindicacion 3, en la que la turbomaquina incluye una zona de turbina, estando la caja de arrastre (1) de accesorios situada en la zona de turbina.
  8. 8. Turbomaquina segun la reivindicacion 3, en la que la turbomaquina incluye una zona de nucleo, estando la caja de arrastre (1) de accesorios situada en la zona de nucleo.
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