FR3162811A1 - Mecanisme d’une turbomachine comprenant une liaison dentee - Google Patents

Mecanisme d’une turbomachine comprenant une liaison dentee

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FR3162811A1 FR2405754A FR2405754A FR3162811A1 FR 3162811 A1 FR3162811 A1 FR 3162811A1 FR 2405754 A FR2405754 A FR 2405754A FR 2405754 A FR2405754 A FR 2405754A FR 3162811 A1 FR3162811 A1 FR 3162811A1
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Clément Mathieu FALGUIERE
Clément Romain Aimé CADET
Raphaël Clément Stéphane MARTIN
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Safran Transmission Systems SAS
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Abstract

Mécanisme (19) d’une turbomachine (2) comprenant une liaison dentée (18) comportant un premier couple (20) de roues dentées (20a, 20b) et un second couple (21) de roues dentées (21a, 21b), les premier et second couples (20, 21) présentant des rapports de transmission distincts, les roues dentées (20a, 20b) du premier couple (20) ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, les roues dentées (21a, 21b) du second couple (21) ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, les roues dentées (20a, 20b) du premier couple (20) ou les roues dentées (21a, 21b) du second couple (21) étant chacune rapportées et liées en rotation avec un arbre (22) via un élément de fixation (23) qui est amovible, de manière à pouvoir remplacer les roues dentées (20a, 20b) du premier couple (20) par celles du second couple (21) ou inversement. Figure pour l'abrégé : Figure 4

Description

MECANISME D’UNE TURBOMACHINE COMPRENANT UNE LIAISON DENTEE Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à un mécanisme d’une turbomachine comprenant une liaison dentée, ainsi qu’à un procédé de changement du rapport de transmission de la liaison dentée d’un tel mécanisme.
 Arrière-plan technique
Une turbomachine comprend généralement divers mécanismes de transmission à engrenages (ou train d’engrenages) qui permettent de transmettre (de façon réversible ou non) une puissance mécanique prélevée sur un ou plusieurs dispositifs moteurs à un ou plusieurs dispositifs récepteurs.
Typiquement, un tel mécanisme à engrenages se retrouve dans un boitier d’accessoires, et permet de transmettre la puissance prélevée sur le moteur de la turbomachine aux différents accessoires (pompes, machines électriques, déshuileur, etc.) de la turbomachine, ou inversement.
Les motoristes constatent aujourd’hui qu’un mécanisme à engrenages est dédié à des dispositifs moteurs et récepteurs, et que le changement de l’un de ces dispositifs entraine généralement la conception d’un nouveau mécanisme dans lequel les roues dentées sont changées ainsi que la structure associée (et notamment les supports des roues dentées).
Ce manque de souplesse (ou flexibilité) n’est pas compatible avec les besoins d’aujourd’hui, et notamment les architectures hybrides électriques qui évoluent rapidement du fait de leurs nombreux avantages (réduction des émissions polluantes et sonores, et augmentation de la sécurité).
A titre d’exemple, les évolutions précitées peuvent concerner les architectures en elles-mêmes, ou bien les accessoires associés, à savoir par exemple le remplacement d’accessoires non électriques par des versions électriques plus évoluées techniquement.
Aujourd’hui, les motoristes cherchent donc à développer un mécanisme évolutif qui puisse être adapté aisément et rapidement aux dispositifs moteurs et récepteurs auxquels il est associé.
L’objectif de la présente invention est donc d’apporter une solution simple, efficace et économique permettant de répondre à la problématique précitée.
L’invention propose ainsi un mécanisme d’une turbomachine comprenant une liaison dentée comportant au moins un premier couple de roues dentées et un second couple de roues dentées, les premier et second couples présentant des rapports de transmission distincts, les roues dentées du premier couple ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, les roues dentées du second couple ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées des premier et second couples présentent un entraxe constant, les roues dentées du premier couple ou les roues dentées du second couple étant chacune rapportées et liées en rotation avec un arbre via un élément de fixation qui est amovible, de manière à pouvoir remplacer les roues dentées du premier couple par celles du second couple ou inversement.
Un tel mécanisme permet ainsi de changer le rapport de transmission de la liaison dentée sans impacter la structure du mécanisme (et notamment les supports des roues dentées) du fait que les différents couples de roues dentées présentent un entraxe constant.
La conservation de l’entraxe constant est directement liée à la conservation du module et du nombre total de dents des différents couples de la liaison.
Le rapport de transmission de chacune des liaisons dentées du mécanisme peut être changé quel que soit sa position dans la chaine cinématique.
A titre d’exemple, désormais, le remplacement d’un dispositif récepteur (par exemple un accessoire) peut être réalisé en conservant la structure existante du mécanisme. En effet, un tel remplacement nécessite simplement de changer les roues dentées en prise de la liaison de sortie associée, afin que le nouveau dispositif récepteur puisse fonctionner dans la plage de fonctionnement souhaitée.
En outre, de la même manière, le remplacement d’un dispositif moteur (par exemple le moteur de la turbomachine) peut être réalisé en conservant la structure existante du mécanisme. En effet, un tel remplacement nécessite simplement de changer les roues dentées en prise des différentes liaisons d’entrée qui mènent aux dispositifs récepteurs, afin que chaque dispositif récepteur conserve sa plage de fonctionnement souhaitée.
Chacun des éléments de fixation peut être un écrou qui coopère avec une portion filetée qui est formée sur l’arbre.
La présente invention concerne également un boitier d’accessoires d’une turbomachine comprenant un mécanisme tel que décrit précédemment.
La présente invention concerne aussi une turbomachine comprenant un mécanisme tel que décrit précédemment, ou un boitier d’accessoires tel que décrit précédemment.
La présente invention concerne enfin un procédé de changement du rapport de transmission d’une liaison dentée d’un mécanisme d’une turbomachine, la liaison dentée comprenant un premier couple de roues dentées en prise l’une avec l’autre, les roues dentées du premier couple étant respectivement centrées sur des axes A, B parallèles l’un à l’autre, les roues dentées du premier couple ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, le procédé comprenant une étape consistant à changer le rapport de transmission de la liaison dentée en désengrenant les roues dentées du premier couple, et en engrenant des roues dentées d’un second couple, les roues dentées du second couple ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées des premier et second couples présentent un entraxe constant.
Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- les roues dentées du premier couple sont chacune rapportées et liées en rotation avec un arbre via un élément de fixation qui est amovible, l’étape du procédé comprenant chronologiquement les sous-étapes consistant à :
-- démonter les éléments de fixation ;
-- démonter les roues dentées du premier couple ;
-- monter les roues dentées du second couple ;
-- remonter les éléments de fixation ;
- chacun des éléments de fixation est un écrou qui coopère avec une portion filetée qui est formée sur l’arbre.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
FIG. 1laFIG. 1est une vue schématique d’un boitier d’accessoires se trouvant dans une configuration de référence ;
FIG. 2laFIG. 2est une vue similaire à laFIG. 1dans laquelle le boitier d’accessoires est configuré selon une première alternative ;
FIG. 3laFIG. 3est une vue similaire aux figures 1 et 2 dans laquelle le boitier d’accessoires est configuré selon une seconde alternative ;
FIG. 4laFIG. 4est une vue de détail d’une liaison dentée d’un mécanisme selon l’invention.
 Description détaillée de l'invention
Sur laFIG. 1est représenté de façon schématique un boitier d’accessoires 1 d’une turbomachine 2.
Le boitier d’accessoires 1 comprend ici trois accessoires 3-5 dont les rotors sont couplés en rotation avec le moteur 6 de la turbomachine 2 via un mécanisme à engrenages 7 (ou train d’engrenages).
Les accessoires 3-5 sont par exemple des machines électriques (générateur/génératrice électrique, démarreur, etc.), des pompes (pompe à carburant, pompe à huile, etc.), déshuileur, etc.
Plus précisément, tel qu’illustré sur laFIG. 1, le rotor du premier accessoire 3 est couplé en rotation avec le moteur 6 via un premier engrenage 8 qui comprend une roue dentée motrice 8a (ou menante) et une roue dentée réceptrice 8b (ou menée). Les roues dentées motrice et réceptrice 8a, 8b sont respectivement mobiles en rotation autour d’un axe A et d’un axe B qui sont parallèles l’un à l’autre.
Le rotor du second accessoire 4 est couplé en rotation avec le moteur 6 via un second engrenage 9 qui comprend une roue dentée motrice 9a et une roue dentée réceptrice 9b. Les roues dentées motrice et réceptrice 9a, 9b sont respectivement mobiles en rotation autour de l’axe A et d’un axe C qui est parallèle aux axes A et B. Les roues motrices 8a, 9a des premier et second engrenages 8, 9 sont ici portées par le même arbre 10.
Le rotor du troisième accessoire 5 est couplé en rotation avec le moteur 6 via le second engrenage 9, et des troisième et quatrième engrenages 11, 12.
Les différents engrenages 8, 9, 11, 12 du mécanisme 7 sont ici à contact extérieur.
Dans la suite de la description, il sera présenté de façon générale un procédé de changement du rapport de transmission d’une liaison dentée 8 (par exemple formée par un engrenage) d’un mécanisme 7 de la turbomachine 2.
En préambule, la liaison dentée 8 comprend un premier couple 8 de roues dentées 8a, 8b en prise l’une avec l’autre. Les roues dentées 8a, 8b du premier couple 8 sont respectivement centrées sur des axes A, B parallèles l’un à l’autre. Les roues dentées 8a, 8b du premier couple 8 ont un module m1 et un nombre total de dents Zt1.
Selon l’invention, le procédé de changement du rapport de transmission de la liaison dentée 8 comprend une étape consistant à changer le rapport de transmission de la liaison dentée 8 en désengrenant les roues dentées 8a, 8b du premier couple 8, et en engrenant des roues dentées 14a, 14b, 16a, 16b d’un second couple 14, 16, les roues dentées 14a, 14b, 16a, 16b du second couple 14, 16 ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées 8a, 8b, 14a, 14b, 16a, 16b des premier et second couples 8, 14, 16 présentent un entraxe constant.
Tel qu’indiqué ci-dessus, un tel procédé permet ainsi de changer le rapport de transmission d’une liaison dentée 8 du mécanisme 7 sans impacter la structure du mécanisme 7 (et notamment les supports des roues dentées) du fait que les différents couples 8, 14, 16 de roues dentées présentent un entraxe constant.
La conservation de l’entraxe constant est directement liée à la conservation du module et du nombre total de dents des différents couples 8, 14, 16 de la liaison 8.
Un tel procédé peut être appliqué à chacune des liaisons dentées du mécanisme quel que soit sa position dans la chaine cinématique.
Le module d’une roue dentée est généralement une valeur normalisée qui correspond au quotient du diamètre primitif de la roue dentée par le nombre de dents.
En outre, le nombre total de dents d’un couple de roues dentées correspond à la somme du nombre de dents des deux roues dentées de ce couple.
Dans la suite de la description, il sera présenté des exemples d’application du procédé décrit ci-dessus au boitier d’accessoires 1 initialement décrit.
Un premier exemple d’application est illustré sur laFIG. 2, à savoir le changement ou remplacement du premier accessoire 3 par un nouvel accessoire 13 qui est distinct du premier accessoire 3 et qui présente une plage de fonctionnement différente de celle du premier accessoire 3.
Cette différence de plage de fonctionnement implique un changement du rapport de transmission du premier engrenage 8 seul, les autres engrenages 9, 11, 12 n’étant pas modifiés afin de ne pas dérégler ou altérer le fonctionnement des autres accessoires 4, 5.
Pour changer le rapport de transmission du premier engrenage 8 qui forme une liaison dentée, par application du procédé précédemment décrit, il est nécessaire de désengrener (ou désaccoupler) les roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8 et d’engrener (ou accoupler) un nouveau couple 14 de roues dentées 14a, 14b qui présente un rapport de transmission adapté au nouvel accessoire 13.
Les roues dentées 14a, 14b du nouveau couple 14 ont un module qui est égal à celui des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8, et un nombre total de dents qui est égal au nombre total de dents des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8.
Les roues dentées 14a, 14b du nouveau couple 14 ont ainsi un entraxe qui est égal à celui des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8, et autrement dit les roues dentées 14a, 14b du nouveau couple 14 sont respectivement mobiles en rotation autour des axes A et B.
Un second exemple d’application est illustré sur laFIG. 3, à savoir le changement ou remplacement du moteur d’origine 6 par un nouveau moteur 15 qui est distinct du moteur d’origine 6 et qui présente une plage de fonctionnement différente de celle du moteur d’origine 6.
Cette différence de plage de fonctionnement implique un changement du rapport de transmission des engrenages d’entrée 8, 9 seuls, à savoir les premier et second engrenages 8, 9, afin que chaque accessoire 3-5 conserve sa plage de fonctionnement souhaitée.
Pour changer le rapport de transmission du premier engrenage 8 qui forme une liaison dentée, par application du procédé précédemment décrit, il est nécessaire de désengrener les roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8 et d’engrener un nouveau couple 16 de roues dentées 16a, 16b qui présente un rapport de transmission adapté au nouveau moteur 15.
Les roues dentées 16a, 16b du nouveau couple 16 ont un module qui est égal à celui des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8, et un nombre total de dents qui est égal au nombre total de dents des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8.
Les roues dentées 16a, 16b du nouveau couple 16 ont ainsi un entraxe qui est égal à celui des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8, et autrement dit les roues dentées 16a, 16b du nouveau couple 16 sont respectivement mobiles en rotation autour des axes A et B.
Le même raisonnement s’applique pour changer le rapport de transmission du second engrenage 9, ainsi les roues dentées 9a, 9b du second engrenage 9 sont désengrenées et des roues dentées 17a, 17b d’un nouveau couple 17 sont engrenées.
Dans la suite de la description, il sera présenté un mécanisme 19 comprenant une liaison dentée 18 dont le rapport de transmission peut être changé en accord avec le procédé précédemment décrit.
Tel qu’illustré sur laFIG. 4, la liaison dentée 18 du mécanisme 19 comprend un premier couple 20 de roues dentées 20a, 20b et un second couple 21 de roues dentées 21a, 21b, les premier et second couples 20, 21 présentant des rapports de transmission distincts.
Les roues dentées 20a, 20b, 21a, 21b des premier et second couples 20, 21 ont un module qui est égal. En outre, les roues dentées 20a, 20b, 21a, 21b des premier et second couples 20, 21 ont un nombre total de dents qui est égal.
Les roues dentées 20a, 20b du premier couple 20 sont chacune rapportées et liées en rotation avec un arbre 22 via un élément de fixation 23 qui est amovible (ou démontable).
Les roues dentées 20a, 20b sont respectivement mobiles en rotation autour d’un axe A et d’un axe B qui sont parallèles l’un à l’autre.
Avantageusement, tel qu’illustré sur laFIG. 4, l’élément de fixation 23 est un écrou 23 qui coopère avec une portion filetée 24 qui est formée sur l’arbre 22.
Pour changer le rapport de transmission de la liaison dentée 18, et autrement dit remplacer les roues dentées 20a, 20b du premier couple 20 par celles du second couple 21, l’étape du procédé décrit ci-dessus comprend ici chronologiquement les sous-étapes consistant à :
- dévisser les écrous 23 ;
- démonter les roues dentées 20a, 20b du premier couple 20 ;
- monter les roues dentées 21a, 21b du second couple 21
- revisser les écrous 23.

Claims (7)

  1. Mécanisme (19) d’une turbomachine (2) comprenant une liaison dentée (18) comportant au moins un premier couple (20) de roues dentées (20a, 20b) et un second couple (21) de roues dentées (21a, 21b), les premier et second couples (20, 21) présentant des rapports de transmission distincts, les roues dentées (20a, 20b) du premier couple (20) ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, les roues dentées (21a, 21b) du second couple (21) ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées (20a, 20b, 21a, 21b) des premier et second couples (20, 21) présentent un entraxe constant, les roues dentées (20a, 20b) du premier couple (20) ou les roues dentées (21a, 21b) du second couple (21) étant chacune rapportées et liées en rotation avec un arbre (22) via un élément de fixation (23) qui est amovible, de manière à pouvoir remplacer les roues dentées (20a, 20b) du premier couple (20) par celles du second couple (21) ou inversement.
  2. Mécanisme (19) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chacun des éléments de fixation (23) est un écrou (23) qui coopère avec une portion filetée (24) qui est formée sur l’arbre (22).
  3. Boitier d’accessoires (1) d’une turbomachine (2) comprenant un mécanisme (19) selon l’une des revendications précédentes.
  4. Turbomachine (2) comprenant un mécanisme (19) selon l’une des revendications 1 à 2, ou un boitier d’accessoires (1) selon la revendication précédente.
  5. Procédé de changement du rapport de transmission d’une liaison dentée (8, 18) d’un mécanisme (7, 19) d’une turbomachine (2), la liaison dentée (8, 18) comprenant un premier couple (8, 20) de roues dentées (8a, 8b, 20a, 20b) en prise l’une avec l’autre, les roues dentées (8a, 8b, 20a, 20b) du premier couple (8, 20) étant respectivement centrées sur des axes (A, B) parallèles l’un à l’autre, les roues dentées (8a, 8b, 20a, 20b) du premier couple (8, 20) ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, le procédé comprenant une étape consistant à changer le rapport de transmission de la liaison dentée (8, 18) en désengrenant les roues dentées (8a, 8b, 20a, 20b) du premier couple (8, 20), et en engrenant des roues dentées (14a, 14b, 16a, 16b, 21a, 21b) d’un second couple (14, 16, 21), les roues dentées (14a, 14b, 16a, 16b, 21a, 21b) du second couple (14, 16, 21) ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées des premier et second couples (8, 14, 16, 20, 21) présentent un entraxe constant.
  6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les roues dentées (20a, 20b) du premier couple (20) sont chacune rapportées et liées en rotation avec un arbre (22) via un élément de fixation (23) qui est amovible, l’étape du procédé comprenant chronologiquement les sous-étapes consistant à :
    - démonter les éléments de fixation (23) ;
    - démonter les roues dentées (20a, 20b) du premier couple (20) ;
    - monter les roues dentées (21a, 21b) du second couple (21) ;
    - remonter les éléments de fixation (23).
  7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chacun des éléments de fixation (23) est un écrou (23) qui coopère avec une portion filetée (24) qui est formée sur l’arbre (22).
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Citations (3)

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BE409740A (fr) * 1934-06-27 1935-07-31 F Tacke Maschf Komm Ges Mécanisme à roues dentées à plusieurs étages
EP1215417A2 (fr) * 2000-12-13 2002-06-19 SEW-EURODRIVE GMBH & CO. Gamme des transmissions et méthode pour la fabrication d'une gamme
US10006537B2 (en) * 2012-04-17 2018-06-26 Siemens Aktiengesellschaft Geared motor series

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