EP3274609A1 - Réducteur de vitesse a deux lignes intermédiaires de transmission - Google Patents

Réducteur de vitesse a deux lignes intermédiaires de transmission

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EP3274609A1
EP3274609A1 EP16719445.5A EP16719445A EP3274609A1 EP 3274609 A1 EP3274609 A1 EP 3274609A1 EP 16719445 A EP16719445 A EP 16719445A EP 3274609 A1 EP3274609 A1 EP 3274609A1
Authority
EP
European Patent Office
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input line
speed reducer
line
lines
pinion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16719445.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Guillaume BECK
Benjamin FERAUD
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Safran Transmission Systems SAS
Original Assignee
Safran Transmission Systems SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Transmission Systems SAS filed Critical Safran Transmission Systems SAS
Publication of EP3274609A1 publication Critical patent/EP3274609A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D35/00—Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/06—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes
    • F16H1/08—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes the members having helical, herringbone, or like teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/15—Load balancing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/40—Transmission of power
    • F05D2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05D2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to a speed reducer with two intermediate transmission lines, in particular for a turbomachine.
  • a turbomachine may comprise one or more mechanical speed reducers. This is particularly the case of a turboprop whose propeller is rotated by a turbine shaft via a speed reducer.
  • the present invention essentially relates to a reducer with intermediate lines of transmission (also called compound reducer or "compound").
  • such a speed reducer comprises an input line and an output line driven by the input line through two intermediate transmission lines.
  • the power transmitted by the input line is separated between the intermediate lines before being transferred to the output line.
  • the intermediate transmission lines are parallel and generally comprise each a shaft carrying an input gear engrained with the input line and an output gear engrained with the output line.
  • a reducer of this type is a hyperstatic system. Without any particular arrangement, it is possible that an intermediate line passes the majority of the engine power, while the other intermediate line hardly passes power.
  • the present invention proposes in particular to add to a reducer of this type charge distribution means to approach an equitable distribution of power between the two intermediate lines.
  • the invention is realized by a speed reducer with two intermediate transmission lines, in particular for a turbomachine, comprising an input line and an output line driven by the input line via said lines. intermediate, these intermediate lines being substantially parallel to an axis of rotation of the input line, said reducer further comprising means for distributing charges between the intermediate lines, characterized in that said distribution means comprise a pinion integral with a shaft of the input line, the input line being movable in translation along said axis and comprising two helical outer teeth crowns whose helices are oriented in opposite directions, respectively cooperating respectively with a pinion of an intermediate line; .
  • said sprockets connected to the intermediate lines are fixed in translation parallel to the axis;
  • the two helical outer gear crowns have pitch angles of the helix substantially equal in absolute value
  • the two helical external tooth crowns have the same diameter; the two crowns of helical external teeth are contiguous, so as to form chevrons;
  • the two helical external tooth crowns have substantially the same extension along the axis of rotation;
  • the axial extension of the pinion allows the displacement of only one element so as to provide a simple, effective and stable solution
  • each helical external gear ring is oriented so that, during the transmission of a torque, an axial force is exerted on the latter by the pinion connected to the corresponding intermediate line, towards the other crown of external helical gears.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising at least one such speed reducer.
  • the invention also relates to a method for transmitting a torque, in particular in a turbomachine, by means of a speed reducer comprising an input line, two intermediate transmission lines, and an output line driven by the input line via said intermediate lines, the intermediate lines being substantially parallel to an axis of rotation of the input line, the method of adjusting the axial position of the input line along said axis, in order to equalize the charges between the two intermediate lines.
  • the adjustment of the axial position of the input line is performed automatically by the gearbox, and results from a balancing of the couples transmitted by the input line to the intermediate lines, respectively.
  • FIG. 1 is a very schematic view of a speed reducer with two intermediate transmission lines, viewed from the side,
  • FIG. 2 is a very schematic view of a speed reducer with two intermediate transmission lines, viewed from the front
  • FIGS. 3 and 4 are diagrammatic partial and top views of a gearbox of the aforementioned type according to the invention, FIG. 3 showing a non-homogeneous distribution of the loads between the intermediate lines and FIG. 4 showing a homogeneous distribution of the loads. between the intermediate lines, and
  • FIG. 5 is a highly diagrammatic half-view in axial section of a line equipped input load distribution means according to the invention
  • FIG. 1 very schematically represents a gear reducer 1 with two intermediate transmission lines, this gear unit 1 comprising essentially four parts: an input line 2, an output line 3 and two intermediate transmission lines 4 , Which are driven by the input line 2 and in turn drive the output line 3.
  • the various parts 2, 3, 4, 5 of the gearbox 1 are generally mounted in a housing of the gearbox which is not shown here, this casing having a first orifice for the passage of the input line 2 and its connection to a first element of a turbomachine for example, and a second orifice for the passage of the output line 3 and its connection to a second element of the turbomachine.
  • the first element is for example a turbine shaft of the turbomachine and the second element is a drive shaft of a propeller of this turbomachine in the case where the latter is a turboprop.
  • the input line 2 comprises a shaft 6 carrying a pinion 7 with external teeth.
  • the pinion 7 and the shaft 8 are coaxial and rotate about the same axis denoted B. In the example shown, they are driven in the direction of rotation ⁇ , counterclockwise, by the shaft of the turbomachine.
  • the output line 3 comprises a shaft 8 carrying a pinion 9 with external teeth.
  • the pinion 9 and the shaft 8 are coaxial and rotate about the same axis denoted A. They rotate here in the same direction of rotation ⁇ as the pinion 7 and the shaft 6 of the input line 2, but to a different speed.
  • the input and output lines 2, 3 are parallel. Their axes of rotation B, A are therefore parallel.
  • the intermediate transmission lines 4, 5 are substantially parallel.
  • Each line 4, 5 comprises a shaft 10, 1 1 which carries an input gear 12, 13 at one end and an output gear 14, 15 at a second end.
  • the output gears 14, 15 are meshing with the pinion 9 of the output line 3.
  • the input gears 12, 13 are meshing with the pinion 7 of the input line 2.
  • the pinions 12, 13, 14, 15 are external teeth.
  • Each shaft 10, 1 1 and its pinions 12, 13, 14, 15 are coaxial and rotate about the same axis denoted C, D parallel to the axes A and B. They rotate in a direction of rotation opposite to that ⁇ of the 6 of the input line 2.
  • their speeds of rotation are substantially the same, the pinions 13, 14 respectively having the same diameter ratios with helical external crowns 7a, 7b corresponding on the pinion 7.
  • this type of gearbox 1 is a hyperstatic system and it is possible that an intermediate line, for example 10, passes the majority of the engine power, while the other intermediate line 1 1 practically passes. no power.
  • This poor distribution of power or loads may be due to the games between the gears.
  • the pinions 14, 15 are in contact at the points G, H with the pinion 9, and the pinion 12 of one of the intermediate lines 4 is in contact at the point E with the pinion 7, it is difficult to ensure the absence of play at F, between the pinion 7 and the pinion 13 of the other intermediate line 5.
  • the invention proposes a solution to this problem by equipping the gear unit 1 with means for distributing the charges between the intermediate lines 4, 5.
  • the pinion 7 comprises a first and a second ring 7a, 7b of helical external teeth, of axis of revolution of the axis B, each meshing respectively the pinions 12, 13 of the intermediate lines 10, 1 1, the latter being respectively left and right in the figures.
  • the winding direction of the helices of the teeth of the two rings 7a, 7b are opposite.
  • the two helical toothed crowns 7a, 7b are cylindrical, that is to say that the teeth are formed on a cylinder.
  • the two tooth crowns 7a, 7b have the same diameter. In this way, it is not necessary to axial displacement of the gears of intermediate lines or intermediate lines to allow contact with the teeth of the gears of the intermediate lines.
  • the pinions 12, 13 of the intermediate lines 4, 5 also have helical external teeth, with a pitch and a direction of winding of the helix adapted to cooperate with the helical crown gear 7a, 7b corresponding.
  • the pinion 7 is here movable along the axis B of the input line 2, relative to the housing of the gearbox 1, not shown.
  • the pinions 12, 13 of the intermediate lines 4, 5 are, in turn, fixed relative to said housing.
  • the pinion 7 is integral with the shaft 6, bearings 16, 17 placed axially on either side of the pinion 7 maintain the axis 6 centered on the axis B of the input line while allowing him to move axially.
  • the inner ring 18a, 18b of each bearing 16, 17 is integral with the shaft 6 while the outer ring 19a, 19b is fixed relative to the housing, not shown.
  • the outer ring 19a, 19b is smooth and the rolling elements, preferably rollers 20a, 20b, allow axial movements of the inner ring 18a, 18b by sliding axially in the outer ring 19a, 19b.
  • the end of the shaft 6 comprises for example splines 21 engaged in splines 22 complementary to a sleeve 23 for connecting the input line 2 of the gearbox 1 to the shaft of the turbine, not shown.
  • the flutes also allow the pinion 7 to be movable relative to the shaft of the turbine. This axial freedom can also be provided by an additional flexible element.
  • the rings 7a, 7b of the pinion 7 of the input line are spaced axially and their teeth have substantially the same axial extension.
  • this example is not limiting.
  • the two helical gear crowns can be contiguous and thus form a single herringbone toothing on the input gear 7.
  • the gears 12, 13 of the intermediate lines 4, 5 can also be slightly offset with respect to the toothed crowns 7a. 7b and / or be narrower axially, so that the displacement of the inlet line 2 does not bring them into contact with the ring gear 7b, 7b cooperating with the pinion of the other intermediate line.
  • the points of application E, F of the axial forces f1, f2 are axially offset. They therefore create a torque along an axis perpendicular to the B axis of the input line 2. The forces generated by this torque are caught at the bearings 17, 18, which allows to load the bearings. This avoids sliding problems of the rolling elements 20a, 20b in the bearings 17, 18.
  • the exemplary mode of implementation presented is not limiting, in particular with regard to the geometric characteristics of the gears 7, 12, 13 participating in the process of distribution of loads or with regard to the torque ratios transmitted to each line intermediate 4, 5 through the input line 2.
  • This example illustrates a method of transmitting a torque, by means of a speed reducer (1) type "compound”, of adjusting the axial position of the input line (2) so as to equalize the charges between the two intermediate lines (4, 5).
  • the axial displacement d of the input line 2 results from a balancing of the couples transmitted by the input line (2) to the intermediate lines (4, 5), respectively.

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Abstract

L'invention concerne un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission (4,5), en particulier pour une turbomachine, comprenant une ligne d'entrée (2) et une ligne de sortie (3) entraînée par la ligne d'entrée par l'intermédiaire desdites lignes intermédiaires, ces lignes intermédiaires étant sensiblement parallèles à un axe (B) de rotation de la ligne d'entrée (2), ledit réducteur comprenant en outre des moyens de répartition de charges entre les lignes intermédiaires (4, 5), caractérisé en ce que lesdits moyens de répartition comportent un pignon (7) solidaire d'un arbre (6) de la ligne d'entrée, la ligne d'entrée étant mobile en translation suivant ledit axe (B) et comportant deux couronnes de dentures externes hélicoïdales (7a, 7b) dont les hélices sont orientées dans des sens opposés, coopérant respectivement chacune avec un pignon (12, 13) d'une ligne intermédiaire (4, 5). Elle concerne également une turbomachine comportant un tel réducteur de vitesse et un procédé de répartition des charges dans un tel réducteur.

Description

Réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, en particulier pour une turbomachine.
ETAT DE L'ART
Une turbomachine peut comprendre un ou plusieurs réducteurs mécaniques de vitesse. C'est notamment le cas d'un turbopropulseur dont l'hélice est entraînée en rotation par un arbre de turbine par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse.
II existe plusieurs types de réducteur de vitesse tels que les réducteurs à trains épicycloïdaux, à chaînes, à vis sans fin, à lignes intermédiaires de transmission, etc. La présente invention concerne essentiellement un réducteur à lignes intermédiaires de transmission (aussi appelé réducteur composé ou « compound »).
Dans la technique actuelle, un réducteur de vitesse de ce type comprend une ligne d'entrée et une ligne de sortie entraînée par la ligne d'entrée par l'intermédiaire de deux lignes intermédiaires de transmission. La puissance transmise par la ligne d'entrée est séparée entre les lignes intermédiaires avant d'être transférée à la ligne de sortie. Les lignes intermédiaires de transmission sont parallèles et comportent en général chacune un arbre portant un pignon d'entrée engrainé avec la ligne d'entrée et un pignon de sortie engrainé avec la ligne de sortie. En jouant sur le nombre de dents des différents pignons, il est possible d'obtenir un rapport de réduction entre la ligne d'entrée et la ligne de sortie. Cette architecture permet une réduction de vitesse importante dans un espace confiné et avec une masse maîtrisée.
Par définition, un réducteur de ce type est un système hyperstatique. Sans aménagement particulier, il est possible qu'une ligne intermédiaire passe la majorité de la puissance moteur, tandis que l'autre ligne intermédiaire ne passe pratiquement pas de puissance.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention propose notamment d'adjoindre à un réducteur de ce type des moyens de répartition de charges pour se rapprocher d'une répartition équitable de la puissance entre les deux lignes intermédiaires. En particulier, l'invention est réalisée par un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, en particulier pour une turbomachine, comprenant une ligne d'entrée et une ligne de sortie entraînée par la ligne d'entrée par l'intermédiaire desdites lignes intermédiaires, ces lignes intermédiaires étant sensiblement parallèles à un axe de rotation de la ligne d'entrée, ledit réducteur comprenant en outre des moyens de répartition de charges entre les lignes intermédiaires, caractérisé en ce que lesdits moyens de répartition comportent un pignon solidaire d'un arbre de la ligne d'entrée, la ligne d'entrée étant mobile en translation suivant ledit axe et comportant deux couronnes de dentures externes hélicoïdales dont les hélices sont orientées dans des sens opposés, coopérant respectivement chacune avec un pignon d'une ligne intermédiaire.
En effet, de manière connue, la transmission des couples par des engrenages à dentures hélicoïdales engendre des efforts axiaux, qui sont sensiblement proportionnels aux couples transmis. Les hélices des dentures des deux couronnes étant orientées en sens opposés, les efforts axiaux exercés sur la ligne d'entrée par les lignes intermédiaires sont de sens opposés respectivement. La résultante de ces efforts axiaux déplace la ligne d'entrée vers le pignon de la ligne secondaire à laquelle est transmis le couple le plus faible. Ce déplacement, s'effectuant en sens inverse de l'effort le plus faible, rééquilibre les jeux pour la ligne intermédiaire concernée et rééquilibre les couples transmis. De cette manière, le déplacement axial du pignon en même temps que a ligne d'entrée rééquilibre automatiquement les couples transmis aux lignes intermédiaires.
Selon différentes variantes de l'invention qui pourront être prises ensemble ou séparément :
- lesdits pignons reliés aux lignes intermédiaires sont fixes en translation parallèlement à l'axe ;
- les deux couronnes de dentures externes hélicoïdales ont des angles d'inclinaison de l'hélice sensiblement égaux en valeur absolue ;
- les deux couronnes de dentures externes hélicoïdales ont un même diamètre ; - les deux couronnes de dentures externes hélicoïdales sont jointives, de manière à former des chevrons ;
- les deux couronnes de dentures externes hélicoïdales ont sensiblement la même extension suivant l'axe de rotation ; L'extension axiale du pignon ne permet le déplacement que d'un seul élément de manière à fournir une solution simple, efficace et stable
- l'hélice de chaque couronne de dentures externes hélicoïdales est orientée de sorte que, lors de la transmission d'un couple, un effort axial soit exercé sur cette dernière par le pignon relié à la ligne intermédiaire correspondante, en direction de l'autre couronne de dentures externes hélicoïdales.
L'invention concerne également une turbomachine comportant au moins un tel réducteur de vitesse.
L'invention concerne également un procédé de transmission d'un couple de rotation, en particulier dans une turbomachine, au moyen d'un réducteur de vitesse comportant une ligne d'entrée, deux lignes intermédiaires de transmission, et une ligne de sortie entraînée par la ligne d'entrée par l'intermédiaire desdites lignes intermédiaires, les lignes intermédiaires étant sensiblement parallèles à un axe de rotation de la ligne d'entrée, procédé consistant à ajuster la position axiale de la ligne d'entrée, le long dudit axe, de façon à égaliser les charges entre les deux lignes intermédiaire. De préférence, l'ajustement de la position axiale de la ligne d'entrée est réalisé de manière automatique par le réducteur, et résulte d'un équilibrage des couples transmis par la ligne d'entrée aux lignes intermédiaires, respectivement.
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 :
- la figure 1 est une vue très schématique d'un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, vu de côté,
- la figure 2 est une vue très schématique d'un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, vu de face, - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques partielles et de dessus d'un réducteur du type précité selon l'invention, la figure 3 représentant une répartition non homogène des charges entre les lignes intermédiaires et la figure 4 représentant une répartition homogène des charges entre les lignes intermédiaires, et
- la figure 5 est une demi-vue très schématique en coupe axiale d'une ligne d'entrée équipée de moyens de répartition de charges selon l'invention,
DESCRIPTION DETAILLEE
La figure 1 représente de manière très schématique un réducteur 1 de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, ce réducteur 1 comportant pour l'essentiel quatre parties : une ligne d'entrée 2, une ligne de sortie 3 et deux lignes intermédiaires de transmission 4, 5 qui sont entraînées par la ligne d'entrée 2 et entraînent à leur tour la ligne de sortie 3.
Les différentes parties 2, 3, 4, 5 du réducteur 1 sont en général montées dans un carter du réducteur qui n'est pas représenté ici, ce carter comportant un premier orifice pour le passage de la ligne d'entrée 2 et son raccordement à un premier élément d'une turbomachine par exemple, et un second orifice pour le passage de la ligne de sortie 3 et son raccordement à un second élément de la turbomachine. Le premier élément est par exemple un arbre de turbine de la turbomachine et le second élément est un arbre d'entraînement d'une hélice de cette turbomachine dans le cas où cette dernière est un turbopropulseur.
La ligne d'entrée 2 comprend un arbre 6 portant un pignon 7 à denture externe. Le pignon 7 et l'arbre 8 sont coaxiaux et tournent autour d'un même axe noté B. Sur l'exemple présenté, ils sont entraînés suivant le sens de rotation Ω, inverse aux aiguilles d'une montre, par l'arbre de la turbomachine.
La ligne de sortie 3 comprend un arbre 8 portant un pignon 9 à denture externe.
Le pignon 9 et l'arbre 8 sont coaxiaux et tournent autour d'un même axe noté A. Ils tournent ici dans le même sens de rotation Ù que le pignon 7 et l'arbre 6 de la ligne d'entrée 2, mais à une vitesse différente.
Les lignes d'entrée et de sortie 2, 3 sont parallèles. Leurs axes de rotation B, A sont donc parallèles. Les lignes intermédiaires de transmission 4, 5 sont sensiblement parallèles. Chaque ligne 4, 5 comporte un arbre 10, 1 1 qui porte un pignon d'entrée 12, 13 à une première extrémité et un pignon de sortie 14, 15 à une seconde extrémité. Les pignons de sortie 14, 15 sont engrenés avec le pignon 9 de la ligne de sortie 3. Les pignons d'entrée 12, 13 sont engrenés avec le pignon 7 de la ligne d'entrée 2. Les pignons 12, 13, 14, 15 sont à dentures externes. Chaque arbre 10, 1 1 et ses pignons 12, 13, 14, 15 sont coaxiaux et tournent autour d'un même axe noté C, D parallèle aux axes A et B. Ils tournent dans un sens de rotation inverse à celui Ω de l'arbre 6 de la ligne d'entrée 2. Ici, leurs vitesses de rotation sont sensiblement les mêmes, les pignons 13, 14 ayant respectivement les mêmes rapports de diamètre avec des couronnes de dentures externes hélicoïdales 7a, 7b correspondantes sur le pignon 7.
Comme expliqué dans ce qui précède, ce type de réducteur 1 est un système hyperstatique et il est possible qu'une ligne intermédiaire, par exemple 10, passe la majorité de la puissance moteur, tandis que l'autre ligne intermédiaire 1 1 ne passe pratiquement pas de puissance. Cette mauvaise répartition de puissance ou de charges peut être due aux jeux entre les engrenages. Par exemple, comme on le voit en figure 2, bien que les pignons 14, 15 soient en contact aux points G, H avec le pignon 9, et que le pignon 12 de l'une des lignes intermédiaires 4 soit en contact au point E avec le pignon 7, il est difficile de s'assurer de l'absence de jeu en F, entre le pignon 7 et le pignon 13 de l'autre ligne intermédiaire 5.
L'invention propose une solution à ce problème en équipant le réducteur 1 de moyens de répartition des charges entre les lignes intermédiaires 4, 5.
Le principe général de l'invention est représenté aux figures 3 et 4. Selon l'invention, le pignon 7 comporte une première et une deuxième couronne 7a, 7b de dentures externes hélicoïdales, d'axe de révolution l'axe B, chacune engrenant respectivement les pignons 12, 13 des lignes intermédiaires 10, 1 1 , ces dernières étant respectivement à gauche et à droite sur les figures. De plus, le sens d'enroulement des hélices des dentures des deux couronnes 7a, 7b sont opposés.
Ici, les deux couronnes de dentures hélicoïdales 7a, 7b sont cylindriques, c'est-à- dire que les dentures sont formées sur un cylindre. De plus les deux couronnes de dentures 7a, 7b ont un même diamètre. De la sorte, il n'est pas nécessaire de prévoir le déplacement axial des pignons des lignes intermédiaires ou des lignes intermédiaires pour permettre un contact avec les dentures des pignons des lignes intermédiaires.
Les pignons 12, 13 des lignes intermédiaires 4, 5 ont également des dentures externes hélicoïdales, avec un pas et un sens d'enroulement de l'hélice adaptés pour coopérer avec la couronne de dentures hélicoïdale 7a, 7b correspondante.
De manière connue, le fonctionnement des engrenages à dentures hélicoïdales crée un effort axial variant de manière sensiblement proportionnelle au couple transmis. Sur l'exemple présenté, en référence à la figure 3, pour le sens de rotation Ω de l'arbre 6 correspondant à celui indiqué sur la figure 1 , la transmission d'un couple vers la ligne de transmission intermédiaire gauche 4 crée un effort axial f1 , qui est dirigé vers le haut et s'applique au niveau du contact E de la première couronne 7a avec le pignon 12, tandis que la transmission d'un couple vers la ligne de transmission intermédiaire droite 5 crée un effort axial f2, qui est dirigé vers le bas et s'applique au niveau du contact F de la deuxième couronne 7b avec le pignon 13.
Selon un deuxième aspect de l'invention, illustré sur la figure 4, le pignon 7 est ici mobile selon l'axe B de la ligne d'entrée 2, par rapport au carter du réducteur 1 , non représenté. Les pignons 12, 13 des lignes intermédiaires 4, 5 sont, quant à eux, fixes par rapport audit carter. Sur l'exemple présenté, le pignon 7 est solidaire de l'arbre 6, des paliers 16, 17 placés axialement de part et d'autre du pignon 7 maintiennent l'axe 6 centré sur l'axe B de la ligne d'entrée tout en lui permettant de se déplacer axialement.
Par exemple, en référence à la figure 5, la bague intérieure 18a, 18b de chaque palier 16, 17 est solidaire de l'arbre 6 alors que la bague extérieure 19a, 19b est fixe par rapport au carter, non représenté. A titre d'exemple, la bague extérieure 19a, 19b est lisse et les éléments roulants, de préférence des rouleaux 20a, 20b, permettent des mouvements axiaux de la bague intérieure 18a, 18b en glissant axialement dans la bague extérieure 19a, 19b.
Pour la transmission du couple à la ligne d'entrée 2 du réducteur, l'extrémité de la l'arbre 6 comprend par exemple des cannelures 21 engagées dans des cannelures 22 complémentaires d'un manchon 23 de raccordement de la ligne d'entrée 2 du réducteur 1 à l'arbre de la turbine, non représenté. Les cannelures permettent également au pignon 7 d'être mobile par rapport à l'arbre de la turbine. Cette liberté axiale peut également être assurée par un élément flexible additionnel.
En référence à la figure 3, si l'une des lignes intermédiaires, par exemple celle de gauche 4, est plus chargée, cela veut dire que le couple transitant par cette ligne intermédiaire 4 est plus important que sur l'autre ligne intermédiaire 5, donc l'effort fi engendré par la ligne intermédiaire de gauche 4 sur le pignon 7 de la ligne d'entrée 2 est plus important que celui f2 engendré par la ligne intermédiaire de droite 5. Cela génère une résultante axiale orientée vers le haut et appliquée au pignon 7 de la ligne d'entrée 2, ce qui provoque un déplacement axial de la ligne d'entrée 2 vers le haut, dans la direction du pignon 13 de droite, sur lequel est exercé le couple le plus faible.
Ce déplacement permet de rééquilibrer les jeux au niveau de la ligne d'entrée. Dans l'exemple présenté, si l'effort f2 exercé par le pignon 13 de la ligne intermédiaire de droite 5 est plus faible que celui de la ligne intermédiaire de gauche 4, le pignon 7 de la ligne d'entrée 2 va se déplacer vers le haut et ainsi plaquer les dents de la deuxième couronne hélicoïdale 7a contre celles du pignon de droite 13, permettant au pignon 7 de transmettre un couple plus élevé à la ligne intermédiaire de droite 5. En référence à la figure 4, à l'équilibre, les efforts f1 ', f'2 sur le pignon 7 dus aux couples sur les lignes intermédiaires 4, 5 s'annulent, ce qui veut dire que les couples transmis aux lignes intermédiaires 4, 5 sont égaux.
Sur l'exemple présenté, les couronnes 7a, 7b du pignon 7 de la ligne d'entrée sont écartées axialement et leurs dentures ont sensiblement la même extension axiale. Cependant, cet exemple n'est pas limitatif. En particulier les deux couronnes de dentures hélicoïdales peuvent être jointives et former ainsi une seule denture en chevrons sur le pignon d'entrée 7. Les pignons 12, 13 des lignes intermédiaires 4, 5 peuvent aussi être légèrement décalés par rapport aux couronnes de dentures 7a, 7b et/ou être plus étroits axialement, de manière à ce que le déplacement de la ligne d'entrée 2 ne les mette pas en contact avec la couronne de denture 7b, 7b coopérant avec le pignon de l'autre ligne intermédiaire.
Selon un autre avantage de l'invention, comme on peut le voir sur la figure 4, les points d'application E, F des efforts axiaux f1 , f2 sont décalés axialement. Ils créent donc un couple selon un axe perpendiculaire à l'axe B de la ligne d'entrée 2. Les efforts engendrés par ce couple sont rattrapés au niveau des paliers 17, 18, ce qui permet de charger les roulements. On évite ainsi des problèmes de glissement des éléments roulants 20a, 20b dans les paliers 17, 18.
L'exemple de mode de mise œuvre présenté n'est pas limitatif, notamment en ce qui concerne les caractéristiques géométriques des pignons 7, 12, 13 participant au processus de répartition des charges ni en ce qui concerne les rapports de couples transmis à chaque ligne intermédiaire 4, 5 par la ligne d'entrée 2. Cet exemple illustre un procédé de transmission d'un couple de rotation, au moyen d'un réducteur de vitesse (1) de type « compound », consistant à ajuster la position axiale de la ligne d'entrée (2) de façon à égaliser les charges entre les deux lignes intermédiaire (4, 5). Dans un tel procédé, le déplacement axial d de la ligne d'entrée 2 résulte d'un équilibrage des couples transmis par la ligne d'entrée (2) aux lignes intermédiaires (4, 5), respectivement. Cela est permis notamment par l'existence d'un effort axial (f1 , f2) exercé sur la ligne d'entrée (2) par chaque ligne intermédiaire (4, 5), croissant en fonction du couple transmis et orienté différemment pour chaque ligne intermédiaire, respectivement, tandis que ledit couple transmis est une fonction croissante du déplacement axial d de la ligne d'entrée (2) dans le sens opposé audit effort axial (f1 , f2).

Claims

Revendications
1. Réducteur de vitesse (1) à deux lignes intermédiaires de transmission (4,5), en particulier pour une turbomachine, comprenant une ligne d'entrée (2) et une ligne de sortie (3) entraînée par la ligne d'entrée par l'intermédiaire desdites lignes intermédiaires, ces lignes intermédiaires étant sensiblement parallèles à un axe (B) de rotation de la ligne d'entrée (2), ledit réducteur comprenant en outre des moyens de répartition de charges entre les lignes intermédiaires (4, 5), caractérisé en ce que lesdits moyens de répartition comportent un pignon (7) solidaire d'un arbre (6) de la ligne d'entrée, la ligne d'entrée étant mobile en translation suivant ledit axe (B) et comportant deux couronnes de dentures externes hélicoïdales (7a, 7b) dont les hélices sont orientées dans des sens opposés, coopérant respectivement chacune avec un pignon (12, 13) d'une ligne intermédiaire (4, 5).
2. Réducteur de vitesse (1) selon la revendication 1 , dans lequel lesdits pignons (12, 13) reliés aux lignes intermédiaires (4, 5) sont fixes en translation parallèlement à l'axe (B).
3. Réducteur de vitesse (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les deux couronnes de dentures externes hélicoïdales (7a, 7b) ont des angles d'inclinaison de l'hélice sensiblement égaux en valeur absolue.
4. Réducteur de vitesse (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les deux couronnes de dentures externes hélicoïdales (7a, 7b) ont un même diamètre.
5. Réducteur de vitesse (1 ) selon la revendication 4, dans lequel les deux couronnes de dentures externes hélicoïdales (7a, 7b) sont jointives, de manière à former des chevrons.
6. Réducteur de vitesse selon l'une des revendications précédentes, lequel les deux couronnes de dentures externes hélicoïdales (7a, 7b) ont sensiblement la même extension suivant l'axe de rotation (B).
7. Réducteur de vitesse selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'hélice de chaque couronne de dentures externes hélicoïdales (7a, 7b) est configurée de sorte que, lors de la transmission d'un couple, un effort axial (f1 , f2) soit exercé sur cette dernière par le pignon (12, 13) relié à la ligne intermédiaire correspondante, en direction de l'autre couronne de dentures externes hélicoïdales (7b, 7a).
8. Turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un réducteur de vitesse (1) selon l'une des revendications précédentes.
9. Procédé de transmission d'un couple de rotation, en particulier dans une turbomachine, au moyen d'un réducteur de vitesse (1) comportant une ligne d'entrée (2), deux lignes intermédiaires de transmission (4,5), et une ligne de sortie (3) entraînée par la ligne d'entrée par l'intermédiaire desdites lignes intermédiaires, les lignes intermédiaires (4, 5) étant sensiblement parallèles à un axe (B) de rotation de la ligne d'entrée (2), procédé consistant à ajuster la position axiale de la ligne d'entrée (2), le long dudit axe (B), de façon à égaliser les charges entre les deux lignes intermédiaire (4, 5).
10. Procédé de transmission d'un couple de rotation selon la revendication 9, dans lequel l'ajustement de la position axiale de la ligne d'entrée (2) est réalisé de manière automatique par le réducteur (1), et résulte d'un équilibrage des couples transmis par la ligne d'entrée (2) aux lignes intermédiaires (4, 5), respectivement.
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