EP4689446A1 - Carter fixe pour un reducteur mecanique d'aeronef - Google Patents

Carter fixe pour un reducteur mecanique d'aeronef

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Publication number
EP4689446A1
EP4689446A1 EP24722676.4A EP24722676A EP4689446A1 EP 4689446 A1 EP4689446 A1 EP 4689446A1 EP 24722676 A EP24722676 A EP 24722676A EP 4689446 A1 EP4689446 A1 EP 4689446A1
Authority
EP
European Patent Office
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reducer
crown
deflector
housing
casing
Prior art date
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Pending
Application number
EP24722676.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Antoine Jacques Marie Pennacino
Anthony CUFFARO
Patrice Jocelyn Francis Gedin
Jordane Emile André Peltier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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 EP4689446A1 publication Critical patent/EP4689446A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042—Guidance of lubricant
    • F16H57/0421—Guidance of lubricant on or within the casing, e.g. shields or baffles for collecting lubricant, tubes, pipes, grooves, channels or the like
    • F16H57/0423—Lubricant guiding means mounted or supported on the casing, e.g. shields or baffles for collecting lubricant, tubes or pipes
    • 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
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0457—Splash lubrication
    • 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
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0482—Gearings with gears having orbital motion
    • F16H57/0486—Gearings with gears having orbital motion with fixed gear ratio 
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/405—Powered wheels, e.g. for taxing
    • 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
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/10—Aircraft characterised by the type or position of power plants of gas-turbine type 
    • 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
    • F05D2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclical, planetary or differential type
    • 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
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H2001/2872—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising three central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear mounted on an idling carrier

Definitions

  • the present invention relates to a fixed casing for an aircraft mechanical reducer, and in particular for an aircraft turbomachine or for a drive system for a wheel of an aircraft landing gear.
  • the state of the art includes in particular documents FR-A1 -3 025 780, FR-B1 -3 066 792, FR-B1 -3 071 023, FR-3 072 749, FR-B1 -3 098 562, FR -B1 - 3,101,129, EP-A1 -2,834,503, US-A-4,864,893 and US-A-10,807,467.
  • the role of a mechanical reducer is to modify the speed and torque ratio between the input axis and the output axis of a mechanical system.
  • New generations of dual-flow turbomachines particularly those with a high bypass ratio, include a mechanical reducer to drive the shaft of a fan.
  • the reducer is intended to transform the so-called fast rotation speed of the shaft of a power turbine into a slower rotation speed for the shaft driving the fan.
  • a drive system for a wheel of a landing gear may further comprise a mechanical reducer, as proposed by the Applicant in document EP-A1-3 882 136.
  • Such a reducer comprises a central pinion, called a sun gear, a crown gear and pinions called satellites, which are engaged between the sun gear and the crown gear.
  • the satellites are held by a frame called a satellite carrier.
  • the sun gear, the crown gear and the satellite carrier are planetary gears because their axes of revolution coincide with the axis of the turbomachine or the wheel of a landing gear.
  • the satellites each have an axis of different revolutions equally distributed on the same operating diameter around the axis of the planets. These axes are parallel to the longitudinal axis X.
  • reducers are of the planetary or epicyclic type.
  • differential or compound architectures there are so-called differential or “compound” architectures.
  • the planet carrier On a planetary reducer, the planet carrier is fixed and the crown constitutes the output shaft of the device which rotates in the opposite direction to the solar.
  • the crown is fixed and the planet carrier constitutes the output shaft of the device which rotates in the same direction as the solar.
  • Gearboxes can be composed of one or more meshing stages. This meshing is ensured in different ways such as by contact, by friction or by magnetic fields. There are several types of contact meshing such as with straight, helical or herringbone teeth.
  • Gearboxes can be composed of one or more meshing stages. This meshing is ensured in different ways such as by contact, by friction or by magnetic fields.
  • a satellite may comprise one or two meshing stages.
  • stage or “toothing” means a series of meshing teeth with a series of complementary teeth. Toothing may be internal or external.
  • a single-stage satellite comprises toothing which may be straight, helical or herringbone and whose teeth are located on the same diameter. This toothing cooperates with both the sun and the crown.
  • a double-stage satellite consists of two sets of teeth or two series of teeth that are located on different diameters. A first set of teeth cooperates with the sun gear and a second set of teeth cooperates with the crown gear.
  • the reducer thus comprises two crowns, one of which is fixed and the other mobile.
  • a mechanical reducer must be lubricated to ensure its operation and also to evacuate the calories generated during operation.
  • lubricating oil is used.
  • the first technology consists of lubricating the reducer by oil jets.
  • the jets are supplied with oil and spray oil onto the gears, i.e. the teeth of the solar, the satellites and the crown(s). This oil is then evacuated and recovered for recycling.
  • Another technology is to use an oil splash reducer.
  • the oil is permanently present in the reducer which includes a sealed enclosure for retaining this oil.
  • the oil level in the reducer enclosure is such that at least part of the satellites, the satellite carrier, and the crown(s) splash in the oil, i.e. is permanently bathed in oil.
  • a splash reducer In a splash reducer, by gravity, the oil flows and is stored in the lower part of the enclosure and the reducer. Therefore, the teeth located in the lower part are immersed in oil while the teeth in the upper part are not immersed in oil. During operation, the rotating elements contained in the enclosure rotate at high speeds and carry the oil. The oil tends to be centrifuged and form an oil ring inside the enclosure.
  • One of the problems with a mechanical splash reducer is ensuring that all of its gears are well lubricated.
  • the invention provides a simple, effective and economical solution to this problem.
  • the invention relates to a fixed casing for a mechanical splash reducer, in particular for an aircraft, this casing having an annular shape around a longitudinal axis and comprising:
  • annular wall extending around the axis and having its external periphery connected to the cylindrical wall, this annular wall comprising a second annular surface connected to the first surface, said first and second surfaces defining an annular space configured to receive an oil ring, in particular a splash ring, characterized in that it further comprises at least one oil deflector projecting from at least one of said first and second surfaces.
  • an oil ring forms around the reducer and in particular inside the enclosure and the casing forming this enclosure.
  • the oil ring is located at the annular space of the casing, on the aforementioned surfaces.
  • the invention makes it possible to detach the oil from the casing and to divert this oil towards gears or elements to be lubricated of the reducer.
  • the casing comprises at least one oil deflector intended to be located at this oil ring.
  • the solution proposed below is compatible with a single-stage or multi-stage reducer. It is compatible with a planetary, epicyclic, differential or Wolfrom type reducer. It is also compatible with straight, helical or herringbone teeth. It is compatible with any type of planet carrier, and in particular a single-piece planet carrier. It is also compatible with any type of bearing, whether it is composed of rolling elements, a hydrodynamic bearing, etc. It is compatible with use of the crown and the reducer in a dual-flow turbomachine, for example for driving a fan or a propeller. It is also compatible with use of the crown and the reducer in a system for driving a wheel of a landing gear.
  • the housing according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation from one another, or in combination with one another:
  • the housing comprises a single deflector which is located on said first surface, or even also on said second surface;
  • the deflector is located at 12 o'clock by analogy with the dial of a clock when the housing is in the position of use in which said longitudinal axis is horizontal;
  • each deflector has a generally elongated shape, in particular along said longitudinal axis;
  • each baffle extends from the second surface to the flange
  • each deflector has a generally triangular cross-section shape
  • the or each deflector comprises a first side oriented in a circumferential direction, which has a concave curved shape, and optionally a second side oriented in an opposite circumferential direction, which has a concave curved shape;
  • the sides of the or each deflector have different curved shapes and in particular curved shapes having different radii of curvature;
  • each deflector has the shape of an arrowhead, one base of which is connected to the second surface and the point is located on the flange side, or conversely, the base of which is located on the flange side and the point is located on the second surface side;
  • the two lateral surfaces form an angle between them greater than 90 and less than 180°, measured in a plane perpendicular to the longitudinal axis;
  • the two lateral surfaces form an angle between them of less than 90, measured in a plane perpendicular to the longitudinal axis; these surfaces may be parallel.
  • the present invention also relates to a mechanical reducer, in particular for an aircraft, this reducer comprising:
  • satellites mounted between the sun and the crown and meshed with the sun and the crown, these satellites having axes of rotation parallel to said axis and being carried by a satellite carrier, and
  • the satellites are double-stage and comprise a first stage meshed with the first crown which is movable around said longitudinal axis and the sun, and a second stage meshed with a second crown which is fixed with respect to said longitudinal axis.
  • the reducer according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation from one another, or in combination with one another:
  • the housing is mounted in a sealed manner on the solar or a shaft secured to the solar or coupled to this solar,
  • the casing is fixed to said fixed crown, and in particular the flange of the casing is fixed to a flange of the fixed crown,
  • the housing is fixed directly to a stator
  • the casing is mounted in a sealed manner on a portion integral in rotation with said movable crown,
  • the casing is mounted in a sealed manner on a portion integral in rotation with the planet carrier.
  • the invention further relates to a turbomachine or a system for driving a landing gear wheel, in particular an aircraft wheel, comprising at least one casing or mechanical reducer as described above.
  • Figure 1 is a schematic axial sectional view of an aircraft turbomachine
  • FIG. 2 Figure 2 is a partial schematic view in axial section of a planetary mechanical reducer with oil jets
  • Figure 3 is a partial schematic view in axial section of a planetary mechanical splash reducer
  • Figure 4 is a partial schematic view in axial section of a Wolfrom mechanical splash reducer
  • Figure 5 is another partial schematic in perspective and in axial section of a reducer comprising a fixed casing according to an embodiment of the invention
  • Figure 6 is a schematic perspective view of the housing of Figure 5
  • Figure 7 is a view similar to that of Figure 6 and illustrates the housing during operation of the reducer
  • Figure 8 is a partial schematic view of an alternative embodiment of a housing according to the invention.
  • Figure 9 is a schematic perspective view of a wheel of an aircraft landing gear and a drive system for this wheel.
  • Figure 1 describes a turbomachine 1 which comprises, in a conventional manner, a fan S, a low-pressure compressor 1a, a high-pressure compressor 1b, an annular combustion chamber 1c, a high-pressure turbine 1d, a low-pressure turbine 1e and an exhaust nozzle 1h.
  • the high-pressure compressor 1b and the high-pressure turbine 1d are connected by a high-pressure shaft 2 and form with it a high-pressure (HP) body.
  • HP high-pressure
  • the low-pressure compressor 1a and the low-pressure turbine 1e are connected by a low-pressure shaft 3 and form with it a low-pressure (LP) body.
  • the blower S is driven by a blower shaft 4 which is rotated with the LP shaft 3 by means of a reducer 6.
  • This reducer 6 can be of the planetary, epicyclic or Wolfrom type for example.
  • the reducer 6 is positioned in the upstream part of the turbomachine.
  • a fixed structure schematically comprising, here, an upstream part 5a and a downstream part 5b which composes the motor casing or stator 5 is arranged so as to form an enclosure E surrounding the reducer 6.
  • This enclosure E is here closed upstream by seals at the level of a bearing allowing the fan shaft 4 to pass through, and downstream by seals at the level of the crossing of the LP shaft 3.
  • FIG. 2 shows a reducer 6 that can take the form of different architectures depending on whether certain parts are fixed or rotating.
  • the reducer 6 is connected to the BP shaft 3, for example via internal splines 7a.
  • the BP shaft 3 drives a planetary pinion called the sun gear 7.
  • the sun gear 7, whose axis of rotation coincides with that of the turbomachine X drives a series of pinions called satellites 8, which are distributed over the same diameter around the axis of rotation X. This diameter is equal to twice the operating center distance between the sun gear 7 and the satellites 8.
  • the number of satellites 8 is generally defined between three and seven for this type of application.
  • the set of satellites 8 is held by a satellite carrier 10. Each satellite 8 rotates around its own Y axis, and meshes with the crown 9.
  • the set of satellites 8 rotates the planet carrier 10 around the axis X of the turbomachine.
  • the crown is fixed to the engine casing or stator 5 via a crown carrier 12 and the planet carrier 10 is fixed to the fan shaft 4.
  • ⁇ in a planetary configuration all of the satellites 8 are held by a planet carrier 10 which is fixed to the engine casing or stator 5.
  • Each satellite drives the crown which is attached to the fan shaft 4 via a crown carrier 12.
  • Each satellite 8 is mounted to rotate freely using a bearing 11, for example of the rolling bearing or hydrodynamic plain bearing type.
  • the bearing 11 comprises a bearing body 10b and the bearing bodies 10b of the different plain bearings are positioned relative to each other and are carried by walls 10a1, 10a2 of the satellite carrier 10.
  • the walls 10a1, 10a2 have an annular shape and are perpendicular to the axis X. They are axially spaced from each other and receive between them the bearings 11, the satellites 8 and the solar 7.
  • bearings 11 There are a number of bearings 11 equal to the number of satellites 8. For reasons of operation, assembly, manufacturing, control, repair or replacement, the bearings 11 (and in particular the bearing bodies 10b) and the walls 10a1, 10a2 can be separated into several parts.
  • the 8d toothing of a reducer can be separated into several helices each having a median plane P.
  • an upstream half-crown 9a consisting of a rim 9aa and a half-fixing flange 9ab.
  • On the rim 9aa is the upstream helix of the gear teeth. This upstream helix meshes with that of the satellite 8 which meshes with that of the solar 7.
  • a downstream half-crown 9b consisting of a rim 9ba and a half-fixing flange 9bb.
  • On the rim 9ba is the downstream helix of the gear teeth. This downstream helix meshes with that of the satellite 8 which meshes with that of the solar 7.
  • the half-clamp 9ab of the upstream crown 9a and the half-clamp 9bb of the downstream crown 9b form the fixing flange 9c of the crown.
  • the crown 9 is fixed to a crown carrier by assembling the fixing flange 9c of the crown and the fixing flange 12a of the crown carrier using a bolted assembly for example.
  • the flange 9c of the crown 9 could be replaced by grooves.
  • the arrows in Figure 2 describe the routing of the oil in the reducer 6.
  • the oil arrives in the reducer 6 from the stator part 5 in the distributor 13 by different means which will not be specified in this view because they are specific to one or more types of architecture.
  • the distributor is separated into two parts, each generally repeated by the same number of satellites.
  • the injectors 13a have the function of lubricating the teeth and the arms 13b have the function of lubricating the bearings 11.
  • the oil is brought to injectors 13a to exit through ends 13c in order to lubricate the teeth of the satellites 8, the solar 7 and also the crown 9 with oil.
  • the oil is also brought to the arm 13b and circulates via the supply mouth 13d of the bearing body 10b in an internal cavity 10c of the latter. The oil then circulates in this cavity 10c to supply oil passage orifices 10d to an external cylindrical surface guiding the corresponding satellite.
  • the reducer 6 in Figure 2 is thus a reducer of the type with oil jets or injectors.
  • the present invention relates to a splash type reducer, two examples of which are illustrated in Figures 3 and 4.
  • the reducer 106 is a splash planetary reducer, that is to say that its ring gear 109 is movable and its planet carrier 110 is fixed. As seen in this figure, the reducer 106 is enclosed in a sealed enclosure Q.
  • the enclosure Q may be formed by one or more annular casings 120, 122 assembled together. The sealing is ensured by seals 124 or the like which are for example located:
  • the oil H1 contained in the enclosure Q is located in the lower part of the reducer 106 and in particular of the enclosure Q. A part of the crown 109, the satellites 108 and the planet carrier 110 bathe or splash in this oil. During operation, a ring of oil H2 forms inside the enclosure Q, all around the axis X.
  • the reducer 206 is a Wolfrom splash reducer, that is, it comprises two crowns 209a, 209b, namely a movable crown 209a and a fixed crown 209b. As seen in this figure, the reducer 206 is also enclosed in a sealed enclosure Q.
  • the satellites 208 are double-stage and comprise a first stage 208a meshed with the first crown 209a and the sun 207, and a second stage 208b meshed with a second crown 209b which is fixed with respect to said longitudinal axis X.
  • the enclosure Q may be formed by one or more annular casings 220, 222 assembled together.
  • the fixed crown 209b is here fixed to the casing(s) 220, 222 of the enclosure Q, and in particular interposed between two casings 220, 222 of the enclosure Q.
  • annular seals 225 or similar which are for example located:
  • the rotating mobile elements are guided by rolling bearings 224 which are for example located:
  • the oil H1 When stationary, the oil H1 is located in the lower part of the reducer 206 and in particular of the enclosure Q. A part of the crowns 209a, 209b, of the satellites 208 and of the satellite carrier 210 bathe or splash in this oil. During operation, a ring of oil H2 forms inside the enclosure Q, all around the axis X.
  • the present invention relates to a fixed casing 122, 222 for a mechanical reducer 106, 206 of an aircraft.
  • the reducer 106, 206 may be of the planetary, epicyclic, differential or Wolfrom type.
  • this reducer 106, 206 may be used in a turbomachine 1 such as that illustrated in FIG. 1, for driving a fan S, or in another context such as in a system for driving a wheel for an aircraft landing gear (see FIG. 9).
  • Figures 5 to 7 illustrate a first embodiment of a casing 122, 222 according to the invention
  • Figure 8 illustrates an alternative embodiment of this casing.
  • the casing 122, 222 is preferably metallic. Its main material is therefore a metal alloy.
  • the casing 122, 222 at least partially delimits the enclosure Q which surrounds and encloses the remainder of the reducer, this enclosure Q being sealed and containing oil for splashing the reducer.
  • this enclosure Q are located the solar 107, 207, the satellites 108, 208, the crown(s) 109, 209a, 209b according to the configuration of the reducer 106, 206, and the planet carrier 110, 210 (not visible in Figure 5), as mentioned above.
  • the housing 122, 222 has an annular shape around the X axis and comprises:
  • cylindrical wall 230 extending around the axis X and connected to an annular fixing flange 232, this cylindrical wall 230 comprising a first internal cylindrical surface 230a, and
  • annular wall 234 extending around the axis X and having its external periphery connected to the cylindrical wall 230, this annular wall 234 comprising a second annular surface 234a connected to the first surface 230a.
  • the flange 232 of the housing 122, 222 is fixed to a flange of the fixed crown 209b and could be fixed to a flange of another housing of the enclosure, such as the housing 120 of FIG. 3.
  • the first and second surfaces 230a, 234a define an annular space E configured to receive the aforementioned oil ring H2.
  • the casing 122, 222 has a general L-shaped section, its annular wall 234 being a radial wall.
  • the wall 234 could be a truncated cone-shaped wall.
  • housing 122, 222 could be mounted on other elements of the reducer in a sealed manner by means of seals (see figures 3 and 4).
  • the housing 122, 222 comprises at least one oil deflector 240 projecting on at least one of the first and second surfaces 230a, 234a.
  • the housing 122, 222 includes a single baffle 240 which is located substantially on the first surface 230a. However, it is noted that the baffle 240 is connected to the second surface 234a.
  • the deflector 240 is located at 12 o'clock by analogy with the dial of a clock when the casing 122, 222 is in the position of use in which its longitudinal axis X is horizontal.
  • the deflector 240 has a generally elongated shape, in particular along the longitudinal axis X. In the examples shown, it extends axially from the second surface 234a to the flange 232.
  • the or each deflector 240 may have a generally triangular cross-sectional shape, as illustrated in FIGS. 5 to 7
  • the deflector 240 may comprise a first side 240a oriented in a circumferential direction, which has a concave curved shape, and optionally a second side 240b oriented in an opposite circumferential direction, which has a concave curved shape (FIG. 6).
  • the sides 240a, 240b of the or each deflector 240 may have identical or, on the contrary, different curved shapes, and in particular curved shapes having different radii of curvature. These radii of curvature may be chosen according to the direction of rotation of the oil in the ring H2.
  • the deflector 240 may have an arrowhead shape with a base 240c connected to the second surface 234a and the tip 240d located on the side of the flange 232, as illustrated in the alternative embodiment of FIG. 8.
  • the deflector 240 may comprise:
  • the surfaces 240e, 240f could form an angle a between them of less than 90°, or even go as far as 0°. In the latter case, these surfaces would be parallel.
  • an oil ring H2 forms in the reducer 106, 206 and in particular in the enclosure Q, between the surfaces 230a, 234a.
  • the oil is rotated by the crown 109 or the movable crown 209a (arrow F1).
  • This rotating oil reaches the deflector 240 which modifies its trajectory and detaches it from the surface 230a, or even from the surface 234a.
  • the oil is then deflected in a predetermined direction, for example towards gears to be lubricated (arrows F2).
  • the gear to be lubricated is for example that between the satellites 108, 208 and the crown(s) 109, 209a, 209b.
  • baffle 240 located at the top of the housing 122, 222, it is possible to position it anywhere around the housing 122, 222, as needed. It is also possible to add multiple instances of these baffles 240.
  • Figure 9 shows a system 310 for driving at least one wheel 312 of an aircraft landing gear 314.
  • the wheel 312 comprises a rim 316 which has an axis of rotation X.
  • this rim 316 has a generally tubular or disc shape and carries a tire 318 at its periphery.
  • the system 310 comprises an electric motor 320 and a mechanical transmission system 322 between a shaft of the motor 320 and the rim 316 of the wheel 312.
  • the motor 320 and the system 322 each have a generally annular shape and are centered on the X axis. They are arranged next to each other and the system 322 is installed between the motor 320 and the rim 316. A portion of the system 322, or even also a portion of the motor 320, could be housed in the rim 16 to reduce the size of the system 310.
  • the motor 320 and the system 322 can be protected by an external cylindrical cover 326 projecting on one side of the rim 316 or the tire 318.
  • the mechanical transmission system 322 comprises a mechanical reducer 328 similar to the reducer 106, 206 described above and including a casing 122, 222 within the meaning of the invention.

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Abstract

Carter fixe (122, 222) pour un réducteur mécanique (106, 206) à barbotage, en particulier d'aéronef, ce carter (122, 222) ayant une forme annulaire autour d'un axe longitudinal (X) et comportant : - une paroi cylindrique (230) s'étendant autour de l'axe (X) et reliée à une bride annulaire (232) de fixation, cette paroi cylindrique (230) comportant une première surface cylindrique interne (230a), et - une paroi annulaire (234) s'étendant autour de l'axe (X) et ayant sa périphérie externe reliée à la paroi cylindrique (230), cette paroi annulaire (234) comportant une seconde surface annulaire (234a) reliée à la première surface (230a), lesdites première et seconde surfaces (230a, 234a) définissant un espace annulaire (E) configuré pour recevoir un anneau d'huile (H2), caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un déflecteur d'huile (240) en saillie sur au moins l'une desdites première et seconde surfaces (230a, 234a).

Description

DESCRIPTION
TITRE : CARTER FIXE POUR UN REDUCTEUR MECANIQUE D’AERONEF
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un carter fixe pour un réducteur mécanique d’aéronef, et en particulier pour une turbomachine d’aéronef ou pour un système d’entraînement d’une roue d’un train d’atterrissage d’aéronef.
Arrière-plan technique
L’état de l’art comprend notamment les documents FR-A1 -3 025 780, FR- B1 -3 066 792, FR-B1 -3 071 023, FR-3 072 749, FR-B1 -3 098 562, FR-B1 - 3 101 129, EP-A1 -2 834 503, US-A-4 864 893 et US-A-10 807 467.
Le rôle d’un réducteur mécanique est de modifier le rapport de vitesse et de couple entre l’axe d’entrée et l’axe de sortie d’un système mécanique.
Les nouvelles générations de turbomachines à double flux, notamment celles ayant un haut taux de dilution, comportent un réducteur mécanique pour entraîner l’arbre d’une soufflante (aussi appelé « fan »). De manière usuelle, le réducteur a pour but de transformer la vitesse de rotation dite rapide de l’arbre d’une turbine de puissance en une vitesse de rotation plus lente pour l’arbre entraînant la soufflante.
Un système d’entraînement d’une roue d’un train d’atterrissage peut en outre comprendre un réducteur mécanique, comme proposée par la Demanderesse dans le document EP-A1 -3 882 136.
Un tel réducteur comprend un pignon central, appelé solaire, une couronne et des pignons appelés satellites, qui sont en prise entre le solaire et la couronne. Les satellites sont maintenus par un châssis appelé porte- satellites. Le solaire, la couronne et le porte-satellites sont des planétaires car leurs axes de révolution coïncident avec l’axe de la turbomachine ou de la roue d’un train d’atterrissage. Les satellites ont chacun un axe de révolution différents équirépartis sur le même diamètre de fonctionnement autour de l’axe des planétaires. Ces axes sont parallèles à l’axe longitudinal X.
Il existe plusieurs architectures de réducteur. Dans l’état de l’art, les réducteurs sont de type planétaire ou épicycloïdal. Il existe dans d’autres applications similaires, des architectures dites différentielles ou « compound ».
- Sur un réducteur planétaire, le porte-satellites est fixe et la couronne constitue l'arbre de sortie du dispositif qui tourne dans le sens inverse du solaire.
- Sur un réducteur épicycloïdal, la couronne est fixe et le porte-satellites constitue l'arbre de sortie du dispositif qui tourne dans le même sens que le solaire.
- Sur un réducteur différentiel, aucun élément n’est fixé en rotation. La couronne tourne dans le sens contraire du solaire et du porte-satellites.
Les réducteurs peuvent être composés d’un ou plusieurs étages d’engrènement. Cet engrènement est assuré de différentes façons comme par contact, par friction ou encore par champs magnétique. Il existe plusieurs types d’engrènement par contact comme avec des dentures droites, hélicoïdales ou en chevron.
Les réducteurs peuvent être composés d’un ou plusieurs étages d’engrènement. Cet engrènement est assuré de différentes façons comme par contact, par friction ou encore par champs magnétique.
Un satellite peut comprendre un ou deux étages d’engrènement. Dans la présente demande, on entend par « étage » ou « denture », une série de dents d’engrènement avec une série de dents complémentaires. Une denture peut être interne ou externe. Un satellite à simple étage comprend une denture qui peut être droite, hélicoïdale ou en chevron et dont les dents sont situées sur un même diamètre. Cette denture coopère à la fois avec le solaire et la couronne. Un satellite à double étage comprend deux dentures ou deux séries de dents qui sont situées sur des diamètres différents. Une première denture coopère avec le solaire et une seconde denture coopère avec la couronne.
Il existe également une configuration, appelée Wolfrom, dans laquelle les satellites sont à double étage et comportent une première denture qui coopère avec le solaire et une couronne, et une seconde denture qui coopère avec une seconde couronne. Le réducteur comprend ainsi deux couronnes, dont une est fixe et l’autre mobile.
Un réducteur mécanique doit être lubrifié pour garantir son fonctionnement et aussi évacuer les calories générées en fonctionnement. Pour cela, de l’huile de lubrification est utilisée.
Il existe deux technologies de lubrification d’un réducteur mécanique.
La première technologie consiste à lubrifier le réducteur par des gicleurs d’huile. Les gicleurs sont alimentés par de l’huile et projettent de l’huile sur les engrènements, c’est-à-dire les dentures du solaire, des satellites et de la ou des couronne(s). Cette huile est ensuite évacuée et récupérée pour être recyclée.
Une autre technologie consiste à utiliser un réducteur à barbotage d’huile. L’huile est présente en permanence dans le réducteur qui comprend une enceinte étanche de rétention de cette huile. Le niveau d’huile dans l’enceinte du réducteur est tel qu’au moins une partie des satellites, du porte- satellites, et de la ou des couronnes, barbote dans l’huile, c’est-à-dire est baignée en permanence dans l’huile.
Dans un réducteur à barbotage, par effet de la gravité, l’huile s’écoule et se stocke en partie basse de l’enceinte et du réducteur. Donc les dentures situées en partie basse baignent dans l’huile alors que les dentures en partie haute ne baignent pas dans l’huile. En fonctionnement, les éléments rotatifs contenus dans l’enceinte tournent à des vitesses importantes et entraînent l’huile. L’huile a tendance à être centrifugée et à former un anneau d’huile à l’intérieur de l’enceinte. Une des problématiques d’un réducteur mécanique à barbotage est de garantir que tous ses engrènements soient bien lubrifiés.
L’invention permet d’apporter une solution simple, efficace et économique à cette problématique.
Résumé de l'invention
L’invention concerne un carter fixe pour un réducteur mécanique à barbotage, en particulier d’aéronef, ce carter ayant une forme annulaire autour d’un axe longitudinal et comportant :
- une paroi cylindrique s’étendant autour de l’axe et reliée à une bride annulaire de fixation, cette paroi cylindrique comportant une première surface cylindrique interne, et
- une paroi annulaire s’étendant autour de l’axe et ayant sa périphérie externe reliée à la paroi cylindrique, cette paroi annulaire comportant une seconde surface annulaire reliée à la première surface, lesdites première et seconde surfaces définissant un espace annulaire configuré pour recevoir un anneau d’huile en particulier de barbotage, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un déflecteur d’huile en saillie sur au moins l’une desdites première et seconde surfaces.
Comme évoqué dans ce qui précède, en fonctionnement, un anneau d’huile se forme autour du réducteur et en particulier à l’intérieur de l’enceinte et du carter formant cette enceinte. L’anneau d’huile est situé au niveau de l’espace annulaire du carter, sur les surfaces précitées. L’invention permet de décoller l’huile du carter et de dévier cette huile vers des engrènements ou des éléments à lubrifier du réducteur. Pour cela, le carter comprend au moins un déflecteur d’huile destiné à être situé au niveau de cet anneau d’huile.
La solution proposée ci-dessous est compatible d’un réducteur simple étage ou à plusieurs étages. Elle est compatible d’un réducteur planétaire, épicycloïdal, différentiel ou de type Wolfrom. Elle est également compatible de dentures droites, hélicoïdales ou en chevron. Elle est compatible de tout type de porte-satellites, et en particulier d’un porte-satellites monobloc. Elle est en outre compatible de tout type de palier, qu’il soit composé d’éléments roulants, d’un palier hydrodynamique, etc. Elle est compatible d’une utilisation de la couronne et du réducteur dans une turbomachine à double flux, par exemple pour l’entraînement d’une soufflante ou d’une hélice. Elle est également compatible d’une utilisation de la couronne et du réducteur dans un système d’entrainement d’une roue d’un train d’atterrissage.
La distinction entre une lubrification par barbotage et une lubrification par projection d’huile est connue d’un homme du métier, en particulier dans le contexte d’un réducteur mécanique. L’anneau d’huile formé dans le réducteur permet à des pièces mobiles du réducteur d’être baignées dans l’huile et de pouvoir entraîner cette huile lors de leur déplacement, en vue de la lubrification du reste du réducteur.
Le carter selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :
- le carter comprend un unique déflecteur qui est situé sur ladite première surface, voire également sur ladite seconde surface ;
- le déflecteur est situé à 12h par analogie avec le cadran d’une horloge lorsque le carter est en position d’utilisation dans laquelle ledit axe longitudinal est horizontal ;
- le ou chaque déflecteur a une forme générale allongée, en particulier le long dudit axe longitudinal ;
- le ou chaque déflecteur s’étend depuis la seconde surface jusqu’à la bride ;
- le ou chaque déflecteur a en section transversale une forme générale triangulaire ;
- le ou chaque déflecteur comprend un premier côté orienté en direction circonférentielle, qui a une forme incurvée concave, et éventuellement un seconde côté orienté dans une direction circonférentielle opposée, qui a une forme incurvée concave ; - les côtés du ou de chaque déflecteur ont des formes incurvées différentes et en particulier des formes incurvées ayant des rayons de courbure différents ;
- le ou chaque déflecteur a une forme de pointe de flèche dont une base est reliée à la seconde surface et la pointe est située du côté de la bride, ou inversement dont la base est située du côté de la bride et la pointe est située du côté de la seconde surface ;
- le ou chaque déflecteur comprend :
- deux surfaces latérales qui s’étendent depuis la seconde surface en direction de la bride, et
- deux surfaces d’extrémité qui s’étendent depuis la pointe en direction de la seconde surface, ces surfaces d’extrémité étant incurvées concave et étant reliées respectivement aux surfaces latérales pour former des arêtes courbes s’étendant depuis la seconde surface jusqu’à la pointe ;
-- les deux surfaces latérales forment entre elles un angle supérieur à 90 et inférieur à 180°, mesuré dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal ;
-- en variante, les deux surfaces latérales forment entre elles un angle inférieur à 90, mesuré dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal ; ces surfaces pouvant être parallèles.
La présente invention concerne également un réducteur mécanique, en particulier pour un aéronef, ce réducteur comportant :
- un solaire mobile en rotation autour d’un axe longitudinal,
- au moins une première couronne montée autour du solaire et dudit axe longitudinal,
- des satellites montés entre le solaire et la couronne et engrenés avec le solaire et la couronne, ces satellites ayant des axes de rotation parallèles audit axe et étant portés par un porte-satellites, et
- une enceinte étanche dans laquelle sont situés le solaire, la couronne, les satellites et le porte-satellites, cette enceinte étant formée au moins en partie par un carter tel que décrit ci-dessus. Avantageusement, les satellites sont à double étage et comprennent un premier étage engrené avec la première couronne qui est mobile autour dudit axe longitudinal et le solaire, et un second étage engrené avec une seconde couronne qui est fixe vis-à-vis dudit axe longitudinal.
Le réducteur selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :
-- le carter est monté de manière étanche sur le solaire ou un arbre solidaire du solaire ou accouplé à ce solaire,
-- le carter est fixé à ladite couronne fixe, et en particulier la bride du carter est fixée à une bride de la couronne fixe,
-- en variante, dans une configuration planétaire ou différentielle par exemple, le carter est fixé directement à un stator,
-- le carter est monté de manière étanche sur une portion solidaire en rotation de ladite couronne mobile,
-- en variante, dans une configuration épicycloïdale ou différentielle par exemple, le carter est monté de manière étanche sur une portion solidaire en rotation du porte-satellites.
L’invention concerne en outre une turbomachine ou un système d’entrainement d’une roue de train d’atterrissage, en particulier d’aéronef, comportant au moins un carter ou un réducteur mécanique tel que décrit ci- dessus.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef,
[Fig. 2] la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe axiale d’un réducteur mécanique planétaire à gicleurs d’huile, [Fig. 3] la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe axiale d’un réducteur mécanique planétaire à barbotage,
[Fig. 4] la figure 4 est une vue schématique partielle en coupe axiale d’un réducteur mécanique Wolfrom à barbotage,
[Fig. 5] la figure 5 est une autre schématique partielle en perspective et en coupe axiale d’un réducteur comportant un carter fixe selon un mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 6] la figure 6 est une vue schématique en perspective du carter de la figure 5,
[Fig. 7] la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 6 et illustre le carter lors du fonctionnement du réducteur,
[Fig. 8] la figure 8 est une vue schématique partielle d’une variante de réalisation d’un carter selon l’invention, et
[Fig. 9] la figure 9 est une vue schématique en perspective d’une roue d’un train d’atterrissage d’aéronef et d’un système d’entraînement de cette roue.
Description détaillée de l'invention
La figure 1 décrit une turbomachine 1 qui comporte, de manière classique, une soufflante S, un compresseur basse pression 1a, un compresseur haute pression 1 b, une chambre annulaire de combustion 1c, une turbine haute pression 1 d, une turbine basse pression 1 e et une tuyère d’échappement 1 h. Le compresseur haute pression 1 b et la turbine haute pression 1 d sont reliés par un arbre haute pression 2 et forment avec lui un corps haute pression (HP). Le compresseur basse pression 1 a et la turbine basse pression 1 e sont reliés par un arbre basse pression 3 et forment avec lui un corps basse pression (BP).
La soufflante S est entraînée par un arbre de soufflante 4 qui est entrainé en rotation avec l’arbre BP 3 au moyen d’un réducteur 6. Ce réducteur 6 peut être du type planétaire, épicycloïdal ou Wolfrom par exemple.
Bien que la description qui suit concerne un réducteur du type planétaire ou épicycloïdal, elle s’applique également à un différentiel mécanique dans lequel les trois composants, que sont le porte-satellites, la couronne et le solaire, sont mobiles en rotation, la vitesse de rotation de l’un de ces composants dépendant notamment de la différence de vitesses des deux autres composants. Elle s’applique également au cas particulier d’un réducteur à double étage du type Wolfrom.
Le réducteur 6 est positionné dans la partie amont de la turbomachine. Une structure fixe comportant schématiquement, ici, une partie amont 5a et une partie aval 5b qui compose le carter moteur ou stator 5 est agencée de manière à former une enceinte E entourant le réducteur 6. Cette enceinte E est ici fermée en amont par des joints au niveau d’un palier permettant la traversée de l’arbre de soufflante 4, et en aval par des joints au niveau de la traversée de l’arbre BP 3.
La figure 2 montre un réducteur 6 qui peut prendre la forme de différentes architectures selon si certaines pièces sont fixes ou en rotation. En entrée, le réducteur 6 est relié à l’arbre BP 3, par exemple par l’intermédiaire de cannelures internes 7a. Ainsi l’arbre BP 3 entraîne un pignon planétaire appelé le solaire 7. Classiquement, le solaire 7, dont l’axe de rotation est confondu avec celui de la turbomachine X, entraîne une série de pignons appelés satellites 8, qui sont répartis sur le même diamètre autour de l’axe de rotation X. Ce diamètre est égal au double de l’entraxe de fonctionnement entre le solaire 7 et les satellites 8. Le nombre de satellites 8 est généralement défini entre trois et sept pour ce type d’application.
L’ensemble des satellites 8 est maintenus par un porte-satellites 10. Chaque satellite 8 tourne autour de son propre axe Y, et engrène avec la couronne 9.
En sortie nous avons :
■ dans une configuration épicycloïdale, l’ensemble des satellites 8 entraine en rotation le porte-satellite 10 autour de l’axe X de la turbomachine. La couronne est fixée au carter moteur ou stator 5 via un porte-couronne 12 et le porte-satellites 10 est fixé à l’arbre de soufflante 4. ■ dans une configuration planétaire, l’ensemble des satellites 8 est maintenu par un porte-satellites 10 qui est fixé au carter moteur ou stator 5. Chaque satellite entraine la couronne qui est rapportée à l’arbre de soufflante 4 via un porte-couronne 12.
Chaque satellite 8 est monté libre en rotation à l’aide d’un palier 11 , par exemple de type roulement ou palier lisse hydrodynamique. Dans le cas d’un palier lisse, le palier 11 comprend un corps de palier 10b et les corps de palier 10b des différents paliers lisses sont positionnés les uns par rapport aux autres et sont portés par des parois 10a1 , 10a2 du porte-satellites 10. Les parois 10a1 , 10a2 ont une forme annulaire et sont perpendiculaires à l’axe X. Elles sont à distance axiale l’une de l’autre et reçoivent entre elles les paliers 11 , les satellites 8 et le solaire 7.
Il existe un nombre de paliers 11 égal au nombre de satellites 8. Pour des raisons de fonctionnement, de montage, de fabrication, de contrôle, de réparation ou de rechange, les paliers 11 (et en particulier les corps de palier 10b) et les parois 10a1 , 10a2 peuvent être séparés en plusieurs pièces.
Pour les mêmes raisons citées précédemment, la denture 8d d’un réducteur peut être séparée en plusieurs hélices présentant chacun un plan médian P. Dans notre exemple, nous détaillons le fonctionnement d’un réducteur à plusieurs hélices avec une couronne séparée en deux demi-couronnes :
■ une demi-couronne amont 9a constituée d’une jante 9aa et d’une demi-bride de fixation 9ab. Sur la jante 9aa se trouve l’hélice amont de la denture du réducteur. Cette hélice amont engrène avec celle du satellite 8 qui engrène avec celle du solaire 7.
■ une demi-couronne aval 9b constituée d’une jante 9ba et d’une demi- bride de fixation 9bb. Sur la jante 9ba se trouve l’hélice aval de la denture du réducteur. Cette hélice aval engrène avec celle du satellite 8 qui engrène avec celle du solaire 7.
Si les largeurs d’hélice varient entre le solaire 7, les satellites 8 et la couronne 9 à cause des recouvrements de denture, elles sont toutes centrées sur un plan médian P pour les hélices amont et sur un autre plan médian P pour les hélices aval.
La demi-bride de fixation 9ab de la couronne amont 9a et la demi-bride de fixation 9bb de la couronne aval 9b forment la bride de fixation 9c de la couronne. La couronne 9 est fixée à un porte-couronne en assemblant la bride de fixation 9c de la couronne et la bride de fixation 12a du porte- couronne à l’aide d’un montage boulonné par exemple.
En variante, la bride 9c de la couronne 9 pourrait être remplacée par des cannelures.
Les flèches de la figure 2 décrivent l’acheminement de l’huile dans le réducteur 6. L’huile arrive dans le réducteur 6 depuis la partie stator 5 dans le distributeur 13 par différents moyens qui ne seront pas précisés dans cette vue car ils sont spécifiques à un ou plusieurs types d’architecture. Le distributeur est séparé en deux parties en général chacune répétée du même nombre de satellites. Les injecteurs 13a ont pour fonction de lubrifier les dentures et les bras 13b ont pour fonction de lubrifier les paliers 11. L’huile est amenée vers des injecteurs 13a pour ressortir par des extrémités 13c afin de lubrifier par de l’huile les dentures des satellites 8, du solaire 7 et aussi de la couronne 9. L’huile est également amenée vers le bras 13b et circule via la bouche d’alimentation 13d du corps de palier 10b dans une cavité interne 10c de ce dernier. L’huile circule ensuite dans cette cavité 10c pour alimenter des orifices 10d de passage d’huile jusqu’à une surface cylindrique externe de guidage du satellite correspondant.
Le réducteur 6 de la figure 2 est ainsi une réducteur du type à gicleurs ou injecteurs d’huile.
Au contraire, la présente invention concerne un réducteur du type à barbotage dont deux exemples sont illustrés aux figures 3 et 4.
Dans la figure 3, le réducteur 106 est un réducteur planétaire à barbotage, c’est-à-dire que sa couronne 109 est mobile et que son porte-satellites 110 est fixe. Comme on le voit dans cette figure, le réducteur 106 est enfermé dans une enceinte Q fermée de manière étanche. L’enceinte Q peut être formée par un ou plusieurs carters annulaires 120, 122 assemblés les uns aux autres. L’étanchéité est assurée par des joints 124 ou analogues qui sont par exemple situés :
- entre le carter 120, 122 de l’enceinte Q et le solaire 107 ou l’arbre solidaire du solaire ou accouplé avec le solaire,
- entre la couronne 109 ou le porte-couronne 112 et le carter 120, 122 de l’enceinte Q.
A l’arrêt, l’huile H1 contenue dans l’enceinte Q est située en partie basse du réducteur 106 et en particulier de l’enceinte Q. Une partie de la couronne 109, des satellites 108 et du porte-satellites 110 baignent ou barbotent dans cette huile. En fonctionnement, un anneau d’huile H2 se forme à l’intérieur de l’enceinte Q, tout autour de l’axe X.
Dans la figure 4, le réducteur 206 est un réducteur Wolfrom à barbotage, c’est-à-dire qu’il comprend deux couronnes 209a, 209b, à savoir une couronne mobile 209a et une couronne fixe 209b. Comme on le voit dans cette figure, le réducteur 206 est également enfermé dans une enceinte Q fermée de manière étanche.
Les satellites 208 sont à double étage et comprennent un premier étage 208a engrené avec la première couronne 209a et le solaire 207, et un second étage 208b engrené avec une seconde couronne 209b qui est fixe vis-à-vis dudit axe longitudinal X.
L’enceinte Q peut être formée par un ou plusieurs carters annulaires 220, 222 assemblés les uns aux autres. La couronne fixe 209b est ici fixé au(x) carter(s) 220, 222 de l’enceinte Q, et en particulier intercalée entre deux carters 220, 222 de l’enceinte Q.
L’étanchéité est assurée par des joints annulaires 225 ou analogues qui sont par exemple situés :
- entre le carter 220, 222 de l’enceinte Q et le solaire 207 ou l’arbre solidaire du solaire ou accouplé avec le solaire,
- entre le carter 220, 222 de l’enceinte Q et la couronne mobile 209a, et - entre la couronne mobile 209a et le solaire 207 ou l’arbre solidaire du solaire ou accouplé avec le solaire.
Il peut en outre y avoir des étanchéités entre le porte-satellites 210 et le solaire 207 ou l’arbre solidaire du solaire ou accouplé avec le solaire, ainsi qu’entre ce solaire 207 ou cet arbre et la couronne mobile 209a ou l’élément solidaire en rotation de la couronne mobile.
Les éléments mobiles en rotation sont guidés par des paliers à roulement 224 qui sont par exemple situés :
- entre le carter 220, 222 de l’enceinte Q et la couronne mobile 209a,
- entre le carter 220, 222 de l’enceinte et le porte-satellites 210,
- entre le porte-satellites 20 et les satellites 208, et
- entre la couronne mobile 209a et le solaire 207 ou l’arbre solidaire du solaire ou accouplé avec le solaire.
A l’arrêt, l’huile H1 est située en partie basse du réducteur 206 et en particulier de l’enceinte Q. Une partie des couronnes 209a, 209b, des satellites 208 et du porte-satellites 210 baignent ou barbotent dans cette huile. En fonctionnement, un anneau d’huile H2 se forme à l’intérieur de l’enceinte Q, tout autour de l’axe X.
La présente invention concerne un carter fixe 122, 222 pour un réducteur mécanique 106, 206 d’aéronef. Dans la mesure où le carter 122, 222 est fixe, le réducteur 106, 206 peut être du type planétaire, épicycloïdal, différentiel ou Wolfrom. Par ailleurs, ce réducteur 106, 206 peut être utilisé dans une turbomachine 1 telle que celle illustrée à la figure 1 , pour l’entraînement d’une soufflante S, ou dans un autre contexte comme dans un système d’entraînement d’une roue pour un train d’atterrissage d’aéronef (cf. figure 9).
Les figures 5 à 7 illustrent un premier mode de réalisation d’un carter 122, 222 selon l’invention, et la figure 8 illustre une variante de réalisation de ce carter. Le carter 122, 222 est de préférence métallique. Son matériau principal est donc un alliage métallique.
Dans la figure 5, on constate que le carter 122, 222 délimite au moins en partie l’enceinte Q qui entoure et renferme le reste du réducteur, cette enceinte Q étant étanche et contenant de l’huile pour le barbotage du réducteur. Dans cette enceinte Q, son situés le solaire 107, 207, les satellites 108, 208, la ou les couronnes 109, 209a, 209b selon la configuration du réducteur 106, 206, et le porte-satellites 110, 210 (non visible à la figure 5), comme évoqué dans ce qui précède.
Le carter 122, 222 a une forme annulaire autour de l’axe X et comprend :
- une paroi cylindrique 230 s’étendant autour de l’axe X et reliée à une bride annulaire de fixation 232, cette paroi cylindrique 230 comportant une première surface cylindrique interne 230a, et
- une paroi annulaire 234 s’étendant autour de l’axe X et ayant sa périphérie externe reliée à la paroi cylindrique 230, cette paroi annulaire 234 comportant une seconde surface annulaire 234a reliée à la première surface 230a.
La bride 232 du carter 122, 222 est fixée à une bride de la couronne fixe 209b et pourrait être fixée à une bride d’un autre carter de l’enceinte, comme le carter 120 de la figure 3.
Les première et seconde surfaces 230a, 234a définissent un espace annulaire E configuré pour recevoir l’anneau d’huile H2 précité.
Dans l’exemple représenté, le carter 122, 222 a en section une forme générale en L, sa paroi annulaire 234 étant une paroi radiale. En variante, la paroi 234 pourrait être une paroi tronconique.
Comme évoqué également dans ce qui précède, le carter 122, 222 pourrait être monté sur d’autres éléments du réducteur de manière étanche par l’intermédiaire de joints (cf. figures 3 et 4).
Selon l’invention, le carter 122, 222 comprend au moins un déflecteur d’huile 240 en saillie sur au moins l’une des première et seconde surfaces 230a, 234a. Dans les modes de réalisation illustrés dans les dessins, le carter 122, 222 comprend un unique déflecteur 240 qui est situé pour l’essentiel sur la première surface 230a. On constate toutefois que le déflecteur 240 est relié à la seconde surface 234a.
Dans les exemples représentés, le déflecteur 240 est situé à 12h par analogie avec le cadran d’une horloge lorsque le carter 122, 222 est en position d’utilisation dans laquelle son axe longitudinal X est horizontal.
Le déflecteur 240 a une forme générale allongée, en particulier le long de l’axe longitudinal X. Dans les exemples représentés, il s’étend axialement depuis la seconde surface 234a jusqu’à la bride 232.
Le ou chaque déflecteur 240 peut avoir en section transversale une forme générale triangulaire, comme illustré aux figures 5 à 7
Le déflecteur 240 peut comprendre un premier côté 240a orienté en direction circonférentielle, qui a une forme incurvée concave, et éventuellement un seconde côté 240b orienté dans une direction circonférentielle opposée, qui a une forme incurvée concave (figure 6).
Les côtés 240a, 240b du ou de chaque déflecteur 240 peuvent avoir des formes incurvées identiques ou au contraire différentes, et en particulier des formes incurvées ayant des rayons de courbure différents. Ces rayons de courbure peuvent être choisies en fonction du sens de rotation de l’huile dans l’anneau H2.
En variante, le déflecteur 240 peut voir une forme de pointe de flèche dont une base 240c est reliée à la seconde surface 234a et la pointe 240d est située du côté de la bride 232, comme illustré dans la variante de réalisation de la figure 8.
Dans l’exemple représenté, le déflecteur 240 peut comprendre :
- deux surfaces latérales 240e, 240f qui s’étendent depuis la seconde surface 234a en direction de la bride 232, ces surfaces 240e, 240f formant entre elles un angle a supérieur à 90° et inférieur à 180°, mesuré dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal X, et - deux surfaces d’extrémité 240g, 240h qui s’étendent depuis la pointe 240d en direction de la seconde surface 234a, ces surfaces d’extrémité 240g, 240h étant incurvées concave et étant reliées respectivement aux surfaces latérales pour former des arêtes 242 courbes s’étendant depuis la seconde surface 234a jusqu’à la pointe 240d.
En variante, les surfaces 240e, 240f pourraient former entre elles un angle a inférieur à 90°, voire aller jusqu’à 0°. Dans ce dernier cas, ces surfaces seraient parallèles.
Le fonctionnement du carter 122, 222 selon l’invention est similaire quel que soit son mode de réalisation. Ce fonctionnement est schématiquement représenté à la figure 7.
Lors du fonctionnement du réducteur 106, 206, un anneau d’huile H2 se forme dans le réducteur 106, 206 et en particulier dans l’enceinte Q, entre les surfaces 230a, 234a.
Dans cet anneau H2, l’huile est entraînée en rotation par la couronne 109 ou la couronne mobile 209a (flèche F1 ). Cette huile mise en rotation atteint le déflecteur 240 qui modifie sa trajectoire et la décolle de la surface 230a, voire également de la surface 234a. L’huile est alors déviée dans une direction prédéterminée, par exemple vers des engrènements à lubrifier (flèches F2). L’engrènement à lubrifier est par exemple celui entre les satellites 108, 208 et la ou les couronnes 109, 209a, 209b.
Bien que les exemples précédents illustrent un déflecteur 240 situé en haut du carter 122, 222, il est possible de la positionner n’importe où autour du carter 122, 222, selon les besoins. Il est également possible d’ajouter plusieurs occurrences de ces déflecteurs 240.
D’autre part, bien que les illustrations s’appuient sur un carter 122, 222 de réducteur de type Wolfrom, cette solution est compatible de tous les types de réducteurs décrits en introduction (épicycloïdal, planétaire, Wolfrom, ...), simple étage ou à étages multiples. La figure 9 montre un système 310 d’entraînement d’au moins une roue 312 d’un train d’atterrissage 314 d’aéronef.
La roue 312 comporte une jante 316 qui a un axe de rotation X. De manière classique, cette jante 316 a une forme générale tubulaire ou de disque et porte à sa périphérie un pneu 318.
Le système 310 comprend un moteur électrique 320 et un système de transmission mécanique 322 entre un arbre du moteur 320 et la jante 316 de la roue 312.
Dans l’exemple représenté, le moteur 320 et le système 322 ont chacun une forme générale annulaire et sont centrés sur l’axe X. Ils sont disposés à côté l’un de l’autre et le système 322 est installé entre le moteur 320 et la jante 316. Une partie du système 322, voire également une partie du moteur 320, pourraient être logées dans la jante 16 pour réduire l’encombrement du système 310. Le moteur 320 et le système 322 peuvent être protégés par un capot cylindrique extérieur 326 en saillie sur un côté de la jante 316 ou du pneu 318.
Le système de transmission mécanique 322 comprend un réducteur mécanique 328 similaire au réducteur 106, 206 décrit dans ce qui précède et incluant un carter 122, 222 au sens de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Carter fixe (122, 222) pour un réducteur mécanique (106, 206) à barbotage, en particulier d’aéronef, ce carter (122, 222) ayant une forme annulaire autour d’un axe longitudinal (X) et comportant :
- une paroi cylindrique (230) s’étendant autour de l’axe (X) et reliée à une bride annulaire (232) de fixation, cette paroi cylindrique (230) comportant une première surface cylindrique interne (230a), et
- une paroi annulaire (234) s’étendant autour de l’axe (X) et ayant sa périphérie externe reliée à la paroi cylindrique (230), cette paroi annulaire (234) comportant une seconde surface annulaire (234a) reliée à la première surface (230a), lesdites première et seconde surfaces (230a, 234a) définissant un espace annulaire (E) configuré pour recevoir un anneau d’huile (H2) de barbotage, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un déflecteur d’huile (240) en saillie sur au moins l’une desdites première et seconde surfaces (230a, 234a).
2. Carter (122, 222) selon la revendication 1 , dans lequel il comprend un unique déflecteur (240) qui est situé sur ladite première surface (230a).
3. Carter (122, 222) selon la revendication 2, dans lequel le déflecteur (240) est situé à 12h par analogie avec le cadran d’une horloge lorsque le carter (122, 222) est en position d’utilisation dans laquelle ledit axe longitudinal est horizontal.
4. Carter (122, 222) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque déflecteur (240) a une forme générale allongée, en particulier le long dudit axe longitudinal (X).
5. Carter (122, 222) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque déflecteur (240) s’étend depuis la seconde surface (234a) jusqu’à la bride (232).
6. Carter (122, 222) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le ou chaque déflecteur (240) a en section transversale une forme générale triangulaire.
7. Carter (122, 222) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le ou chaque déflecteur (240) comprend un premier côté (240a) orienté en direction circonférentielle, qui a une forme incurvée concave, et éventuellement un seconde côté (240b) orienté dans une direction circonférentielle opposée, qui a une forme incurvée concave.
8. Carter (122, 222) selon la revendication 6, dans lequel les côtés (240a, 240b) du ou de chaque déflecteur (240) ont des formes incurvées différentes et en particulier des formes incurvées ayant des rayons de courbure différents.
9. Carter (122, 222) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le ou chaque déflecteur (240) a une forme de pointe de flèche dont une base (240c) est reliée à la seconde surface et la pointe (240d) est située du côté de la bride (232), ou inversement dont la base est située du côté de la bride et la pointe est située du côté de la seconde surface.
10. Carter (122, 222) selon la revendication 9, dans lequel le ou chaque déflecteur (240) comprend :
- deux surfaces latérales (240e, 240f) qui s’étendent depuis la seconde surface (234a) en direction de la bride (232), ces surfaces (240e, 240f) formant entre elles un angle (a) supérieur à 90 et inférieur à 180°, mesuré dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal (X), et
- deux surfaces d’extrémité (240g, 240h) qui s’étendent depuis la pointe (240d) en direction de la seconde surface (234a), ces surfaces d’extrémité (240g, 240h) étant incurvées concave et étant reliées respectivement aux surfaces latérales pour former des arêtes courbes (242) s’étendant depuis la seconde surface (234a) jusqu’à la pointe (240d).
11. Réducteur mécanique (106, 206), en particulier pour un aéronef, ce réducteur (106, 206) comportant :
- un solaire (107, 207) mobile en rotation autour d’un axe longitudinal (X), - au moins une première couronne (109, 209a) montée autour du solaire (7) et dudit axe longitudinal (X),
- des satellites (108, 208) montés entre le solaire (107, 207) et la couronne (109, 209a) et engrenés avec le solaire et la couronne, ces satellites (108, 208) ayant des axes de rotation (Y) parallèles audit axe (X) et étant portés par un porte-satellites (110, 210), et
- une enceinte (Q) étanche dans laquelle sont situés le solaire (107, 207), la couronne (109, 209a), les satellites (108, 208) et le porte-satellites (110, 210), cette enceinte (Q) étant formée au moins en partie par un carter (122, 222) selon l’une des revendications précédentes.
12. Réducteur (106, 206) selon la revendication 11 , dans lequel les satellites (108, 208) sont à double étage et comprennent un premier étage engrené avec la première couronne qui est mobile autour dudit axe longitudinal et le solaire (107, 207), et un second étage engrené avec une seconde couronne (209b) qui est fixe vis-à-vis dudit axe longitudinal (X).
13. Turbomachine (1 ), en particulier pour un aéronef, comportant au moins un carter (122, 222) selon l’une des revendications 1 à 10 ou un réducteur mécanique (106, 206) selon la revendication 11 ou 12.
14. Système (310) d’entrainement pour une roue (312) de train d’atterrissage (314), en particulier pour un aéronef, comportant au moins un carter (122, 222) selon l’une des revendications 1 à 10 ou un réducteur mécanique (106, 206) selon la revendication 11 ou 12.
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