EP4689448A1 - Couronne mobile pour un reducteur mecanique d'aeronef - Google Patents

Couronne mobile pour un reducteur mecanique d'aeronef

Info

Publication number
EP4689448A1
EP4689448A1 EP24723417.2A EP24723417A EP4689448A1 EP 4689448 A1 EP4689448 A1 EP 4689448A1 EP 24723417 A EP24723417 A EP 24723417A EP 4689448 A1 EP4689448 A1 EP 4689448A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
crown
scoops
reducer
oil
longitudinal axis
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP24723417.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Loïc FRANCOIS
Anthony CUFFARO
Maxime FERNANDEZ
Boris Pierre Marcel MORELLI
Patrice Jocelyn Francis Gedin
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 EP4689448A1 publication Critical patent/EP4689448A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • 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
    • F16H57/0427—Guidance of lubricant on rotary parts, e.g. using baffles for collecting lubricant by centrifugal force
    • 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
    • F16H57/0467—Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0479—Gears or bearings on planet carriers
    • 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
    • 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
    • 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
    • F05D2260/98—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
    • 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
    • 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
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F16H2055/176—Ring gears with inner teeth

Definitions

  • TITLE MOVING CROWN FOR A MECHANICAL AIRCRAFT REDUCER
  • the present invention relates to a movable crown 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-A1 -3 095 243, FR -B1 - 3,098,562, FR-B1 -3,101,129, US-A-4,864,893 and US-B2-10,807,467.
  • 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 satellite gears, which are meshed between the sun gear and the crown gear.
  • the satellite gears are held by a frame called a satellite carrier.
  • the sun gear, the crown gear and the satellite carrier are planet gears because their axes of revolution coincide with the axis of the turbomachine or the wheel of a landing gear.
  • the satellites each have a different axis of revolution 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 movable crown for a mechanical splash reducer, in particular for an aircraft, this crown having an annular shape around a longitudinal axis and comprising:
  • an oil ring forms around the reducer and in particular around the movable crown if the rotation speeds are sufficient.
  • the invention makes it possible, on the one hand, to promote the formation of this oil ring at lower rotation speeds and, on the other hand, to direct the flow of oil towards points requiring lubrication.
  • the invention makes it possible to force the oil to move and, for example, to redirect it towards gears or bearings to be lubricated in the reducer.
  • the crown comprises oil scoops on its periphery.
  • the solution proposed below is compatible with a single-stage or multi-stage reducer. It is compatible with a planetary, 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 reduction gear in a turbomachine with double flow, for example for driving a fan or a propeller. It is also compatible with the use of the crown and reduction gear in a drive system for a wheel of a landing gear.
  • the crown according to the invention may comprise one or more of the following features, taken in isolation from one another, or in combination with one another: body.
  • the number of scoops is between 2 and 50;
  • each of the scoops has a generally elongated shape
  • each of the scoops is fixed and includes an elongation axis which is parallel to said longitudinal axis or which is inclined relative to this longitudinal axis;
  • each of the scoops is mounted to rotate freely around a radial axis relative to said longitudinal axis, each of the scoops being configured to orient itself automatically according to the direction of rotation of the crown around said longitudinal axis and in contact with oil;
  • the crown includes stops intended to limit the rotation travel of each of the scoops around their radial axis;
  • the stops are formed by an annular rib projecting from said external annular surface of the body;
  • each of the scoops comprises a first longitudinal portion in the form of a point or tapered, which extends over more than 30% of a length of the scoop, and a second longitudinal portion which is opposite the first portion and which is also in the form of a point or tapered, this second portion extending over more than 30% of said length;
  • each of the scoops includes lateral sides which are flat or which are concave curved;
  • the scoops extend over an axial dimension measured along said longitudinal axis, which represents between 50 and 150%, and preferably between 80 and 120%, of an axial dimension of the internal teeth measured along the same axis;
  • each of the scoops are located outside the teeth and surround the teeth; -- each of the scoops can have a straight shape or, alternatively, curved, along their axis of elongation;
  • each of the scoops is for example between 10 and 180°, and preferably between 60 and 120°;
  • the present invention also relates to a mechanical splash 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 planet carrier is rotatable about said longitudinal axis so that the oil scoops of this ring draw oil when the ring rotates.
  • the planet carrier is rotatable about the longitudinal axis.
  • the planet carrier is fixed with respect to the longitudinal axis.
  • the satellites are double-stage and include a first stage meshed with the first crown and the solar, and a second gear engaged with a second crown which is fixed with respect to said longitudinal axis.
  • 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 crown or mechanical reducer as described above.
  • Figure 1 is a schematic axial sectional view of an aircraft turbomachine
  • 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 a partial schematic perspective view of a movable crown according to a first embodiment of the invention
  • Figure 6 is a view similar to that of Figure 5 and illustrates the operation of the reducer and the rotation of the crown,
  • Figure 7 is a view similar to that of Figure 5 and illustrates an alternative embodiment of the invention
  • FIG.8 is a larger scale schematic view of part of the crown of Figure 7,
  • Figures 9a and 9b are views similar to that of Figure 8 and illustrate another alternative embodiment of the invention, the scoop having a first position around its pivot axis
  • Figures 10a and 10b are other views of the variant embodiment of Figures 9a and 9b, the scoop having a second position around its pivot axis, and
  • Figure 11 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 a bearing allowing the crossing of the fan shaft 4, and downstream by seals at 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.
  • 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 planet carrier 10.
  • the walls 10a1, 10a2 have an annular shape and are perpendicular to the X axis. 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.
  • propeller widths vary between the sun gear 7, the satellites 8 and the crown 9 because of the tooth overlaps, they are all centered on a median plane P for the upstream propellers and on another median plane P for the downstream propellers.
  • 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, generally each 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 with oil the teeth of the satellites 8, the solar 7 and also the crown 9.
  • 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 guide surface of 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 crown 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.
  • Part of the crown 109, satellites 108 and the satellite carrier 110 bathe or splash in this oil.
  • a ring of H2 oil forms inside the enclosure Q, all around the X axis.
  • 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 movable crown 109, 209a for a mechanical reducer 106, 206 of an aircraft.
  • the reducer 6 can be of the planetary, differential or Wolfrom type.
  • this reducer 106, 206 can 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. 11).
  • crown 109, 209a according to the invention may be the only crown of the reducer 106, as in a planetary reducer 109.
  • the reducer 206 could comprise two crowns including a mobile crown 209a according to the invention, and a fixed crown 209b, or two mobile crowns according to the invention.
  • Figures 5 and 6 illustrate a first embodiment of a crown 109, 209a according to the invention
  • Figures 7 to 10 illustrate alternative embodiments of this crown 109, 209a.
  • the crown 109, 209a is preferably metallic. Its main material is therefore a metal alloy.
  • the crown 109, 209a has an annular shape around the X axis and comprises:
  • the body 130 of the crown is not entirely shown.
  • the body 130 may have a general L-shape in axial section and comprise a cylindrical wall 130a, one end of which is connected to a flange (as in FIG. 3) or to a radial or frustoconical wall 130b (as in FIG. 4).
  • the toothing 132 projects from an internal cylindrical surface 134 of the wall 130a.
  • the wall 130b can be used to fix the crown 109, 209a to an element which must be driven in rotation about the axis X.
  • this is the crown carrier 112 which is connected to a fan propeller for example.
  • this is for example a drive shaft of the wheel rim.
  • this crown 109, 209a further comprises oil scoops 136 on the external periphery of the body 130.
  • the crown 109, 209a comprises an annular row of these oil scoops 136 which are distributed around the axis X and which project from the external cylindrical surface 134 of the body 130.
  • the scoops 136 are located outside the teeth 132 and surround this toothing 132.
  • the number of scoops 136 is for example between 2 and 50.
  • Each of the scoops 136 preferably has a generally elongated shape.
  • Each of the scoops 136 may have a rectilinear shape or, alternatively, curved, along their elongation axis Z.
  • Each of the scoops 136 comprises a first longitudinal end 136a and a second longitudinal end 136b.
  • the end 136a may be located in a plane perpendicular to the axis X, which passes through a longitudinal end 132 of the teeth 132 or even through a free longitudinal end 130c of the body 130.
  • the scoops 136 may extend over an axial dimension L1 measured along the X axis, which represents between 50 and 150%, and preferably between 80 and 120%, of an axial dimension L2 of the toothing 130 measured along the same axis.
  • each of the scoops 136 is fixed and its elongation axis Z is parallel to the longitudinal axis X (see figures 7 and 8) or is inclined relative to this longitudinal axis X (see figures 5 and 6).
  • Each of the scoops 136 may include side flanks 136c that are flat (see FIGS. 5 and 6) or that are concave curved (see FIGS. 7 and 8). Having scoops 136 with concave or hollow flanks allows more oil to be carried away during operation.
  • each of the scoops 136 is mounted to rotate freely around a radial axis F relative to the axis X.
  • Each of the scoops 136 is then configured to orient itself automatically according to the direction of rotation of the crown 109, 209a around the axis X and in contact with oil.
  • Figures 9a to 10b illustrate the same oil scoop 136 in two distinct positions.
  • the scoop 136 is in a first position
  • the scoop 136 is in a second position.
  • the pivoting travel of the scoop 136 about the axis F is for example between 10 and 180°, and preferably between 60 and 120°. This travel is delimited by stops present on the body 130 of the crown 109, 209a and intended to limit the rotation travel of each of the scoops 136 about their radial axis F.
  • the stops are formed by an annular rib 138 projecting from the external annular surface 134 of the body 130.
  • Each of the scoops 136 may comprise a first longitudinal portion 140 in the form of a point or tapered, which extends over more than 30% of a length L1' of the scoop 136 (measured along its elongation axis Z), and a second longitudinal portion 142 which is opposite the first portion 140 and which is also in the form of a point or tapered, this second portion 142 extending over more than 30% of the length L1.
  • the operation of the crown 109, 209a according to the invention is similar regardless of its embodiment. This operation is schematically represented in FIG. 6.
  • the crown 109, 209a rotates about the X axis and its lower part is immersed in the oil H1 present in the reducer 106, 206 or arranged all around the reducer in its enclosure.
  • the scoops 136 of the crown 109, 209a force the oil to move (arrows T) and direct this oil in a predetermined direction, for example towards gears to be lubricated.
  • the gear to be lubricated is for example that between the satellites and the fixed crown in the context of a Wolfrom type reducer.
  • the scoops 136 could simply collect oil at the bottom and bring it to the top. Once at the top, the oil could trickle down onto the elements requiring lubrication.
  • the scoops 136 are fixed, as in the embodiments of FIGS. 5 and 8, the scoops 136 are oriented according to the direction of rotation of the crown 109, 209a.
  • the scoops 136 are mobile, as in the embodiment variant of FIGS. 9a to 10b, the scoops 136 are automatically oriented according to the direction of rotation of the crown 109, 209a and in contact with the oil. This solution makes it possible to carry a greater quantity of oil, in comparison with the oil driven in rotation by the teeth. It is then better distributed in the reducer towards the stations to be lubricated.
  • Figure 11 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 crown 109, 209a within the meaning of the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Couronne mobile (109, 209a) pour un réducteur mécanique (106, 206) à barbotage, en particulier d'aéronef, cette couronne (109, 209a) ayant une forme annulaire autour d'un axe longitudinal (X) et comportant : 5 - un corps annulaire (130), et - une denture interne (132), caractérisé en ce qu'elle comprend en outre à la périphérie externe du corps (130) une rangée annulaire d'écopes à huile (136), ces écopes (136) étant réparties autour dudit axe longitudinal (X) et étant en saillie sur une surface 10 annulaire externe (134) du corps (130).

Description

DESCRIPTION
TITRE : COURONNE MOBILE POUR UN REDUCTEUR MECANIQUE D’AERONEF
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne une couronne mobile 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-A1 -3 095 243, FR-B1 - 3 098 562, FR-B1 -3 101 129, US-A-4,864,893 et US-B2-10,807,467.
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 une couronne mobile pour un réducteur mécanique à barbotage, en particulier d’aéronef, cette couronne ayant une forme annulaire autour d’un axe longitudinal et comportant :
- un corps annulaire, et
- une denture interne, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre à la périphérie externe du corps une rangée annulaire d’écopes à huile, ces écopes étant réparties autour dudit axe longitudinal et étant en saillie sur une surface annulaire externe du corps.
Comme évoqué dans ce qui précède, en fonctionnement, un anneau d’huile se forme autour du réducteur et en particulier autour de la couronne mobile si les vitesses de rotation sont suffisantes. L’invention permet, d’une part, de favoriser la formation de cet anneau d’huile à des vitesses de rotation plus faibles et, d’autre part, d’orienter le flux d’huile vers des points nécessitant d’être lubrifiés. L’invention permet en effet de forcer l’huile à se déplacer et par exemple à la réorienter vers des engrènements ou roulements à lubrifier du réducteur. Pour cela, la couronne comprend des écopes à huile sur sa périphérie.
La solution proposée ci-dessous est compatible d’un réducteur simple étage ou à plusieurs étages. Elle est compatible d’un réducteur planétaire, 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 couronne 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 : corps.
- le nombre d’écopes est compris entre 2 et 50 ;
- chacune des écopes a une forme générale allongée ;
- chacune des écopes est fixe et comprend un axe d’allongement qui est parallèle audit axe longitudinal ou qui est incliné par rapport à cet axe longitudinal ;
- chacune des écopes est montée libre en rotation autour d’un axe radial par rapport audit axe longitudinal, chacune des écopes étant configurée pour s’orienter automatiquement en fonction du sens de rotation de la couronne autour dudit axe longitudinal et au contact d’huile ;
- la couronne comprend des butées destinées à limiter la course de rotation de chacune des écopes autour de leur axe radial ;
- les butées sont formées par une nervure annulaire en saillie sur ladite surface annulaire externe du corps ;
- chacune des écopes comprend une première partie longitudinale en forme de pointe ou effilée, qui s’étend sur plus de 30% d’une longueur de l’écope, et une seconde partie longitudinale qui est opposée à la première partie et qui est également en forme de pointe ou effilée, cette seconde partie s’étendant sur plus de 30% de ladite longueur ;
- chacune des écopes comprend des flancs latéraux qui sont plans ou qui sont incurvés concaves ;
- les écopes s’étendent sur une dimension axiale mesurée le long dudit axe longitudinal, qui représente entre 50 et 150%, et de préférence entre 80 et 120%, d’une dimension axiale de la denture interne mesurée le long du même axe ;
-- les écopes sont situées à l’extérieur de la denture et entourent la denture ; -- chacune des écopes peut avoir une forme rectiligne ou en variante incurvée, le long de leur axe d’allongement ;
-- la course de pivotement de chacune des écopes est par exemple comprise entre 10 et 180°, et de préférence entre 60 et 120° ;
- la surface annulaire externe sur laquelle les écopes sont en saillie est cylindrique, les écopes étant directement situées sur cette surface cylindrique.
La présente invention concerne également un réducteur mécanique à barbotage, en particulier pour un aéronef, ce réducteur comportant :
- un solaire mobile en rotation autour d’un axe longitudinal,
- une première couronne telle que décrite ci-dessous, 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 première couronne, les satellites et le porte-satellites, cette enceinte contenant de l’huile de sorte qu’au moins une partie de la première couronne, des satellites et du porte-satellites barbote dans cette huile, la première couronne étant mobile en rotation autour dudit axe longitudinal de façon à ce que les écopes à huile de cette couronne entraînent de l’huile lors de la rotation de la couronne. Dans une configuration Wolfrom ou différentielle, le porte-satellites est mobile en rotation autour de l’axe longitudinal. Dans une configuration planétaire, le porte-satellites est fixe vis- à-vis de l’axe longitudinal.
Avantageusement, les satellites sont à double étage et comprennent un premier étage engrené avec la première couronne et le solaire, et un second étage engrené avec une seconde couronne qui est fixe vis-à-vis dudit axe longitudinal.
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 une couronne 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 vue schématique partielle en perspective d’une couronne mobile selon un premier mode de réalisation de l’invention,
[Fig.6] la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 5 et illustre le fonctionnement du réducteur et la rotation de la couronne,
[Fig.7] la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 5 et illustre une variante de réalisation de l’invention,
[Fig.8] la figure 8 est une vue schématique à plus grande échelle d’une partie de la couronne de la figure 7,
[Fig.9a-9b] les figures 9a et 9b sont des vues similaires à celle de la figure 8 et illustrent une autre variante de réalisation de l’invention, l’écope ayant une première position autour de son axe de pivotement, [Fig.10a-1 Ob] les figures 10a et 10b sont d’autres vues de la variante de réalisation des figures 9a et 9b, l’écope ayant une seconde position autour de son axe de pivotement, et
[Fig.11] la figure 11 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 un 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 une couronne mobile 109, 209a pour un réducteur mécanique 106, 206 d’aéronef. Dans la mesure où la couronne 109, 209a est mobile, le réducteur 6 peut être du type planétaire, 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 11).
Il est à noter que la couronne 109, 209a selon l’invention peut être la seule couronne du réducteur 106, comme dans un réducteur planétaire 109. En variante, le réducteur 206 pourrait comprendre deux couronnes dont une couronne mobile 209a selon l’invention, et une couronne fixe 209b, ou alors deux couronnes mobiles selon l’invention.
Les figures 5 et 6 illustrent un premier mode de réalisation d’une couronne 109, 209a selon l’invention, et les figures 7 à 10 illustrent des variantes de réalisation de cette couronne 109, 209a.
La couronne 109, 209a est de préférence métallique. Son matériau principal est donc un alliage métallique.
La couronne 109, 209a a une forme annulaire autour de l’axe X et comprend :
- un corps annulaire 130, - une denture interne 132, par exemple à la périphérie interne du corps 130. Le corps 130 de la couronne n’est pas entièrement représenté. Le corps 130 peut avoir en section axiale une forme générale en L et comprendre une paroi cylindrique 130a dont une extrémité est reliée à une bride (comme dans la figure 3) ou à une paroi radiale ou tronconique 130b (comme dans la figure 4).
Dans l’exemple représenté, la denture 132 est en saillie sur une surface cylindrique interne 134 de la paroi 130a.
La paroi 130b peut servir à fixer la couronne 109, 209a à un élément qui doit être entraîné en rotation autour de l’axe X. Dans le cas de la figure 3, il s’agit du porte-couronne 112 qui est relié à une hélice de soufflante par exemple. Dans le cas de la figure 4, il s’agit par exemple d’un arbre d’entrainement de la jante de la roue.
La particularité de cette couronne 109, 209a est qu’elle comprend en outre des écopes à huile 136 à la périphérie externe du corps 130.
La couronne 109, 209a comprend une rangée annulaire de ces écopes à huile 136 qui sont réparties autour de l’axe X et qui sont en saillie sur la surface cylindrique externe 134 du corps 130.
On constate dans les dessins que les écopes 136 sont situées à l’extérieur de la denture 132 et entourent cette denture 132.
Le nombre d’écopes 136 est par exemple compris entre 2 et 50.
Chacune des écopes 136 a de préférence une forme générale allongée.
Chacune des écopes 136 peut avoir une forme rectiligne ou en variante incurvée, le long de leur axe d’allongement Z.
Chacune des écopes 136 comprend une première extrémité longitudinale 136a et une seconde extrémité longitudinale 136b. L’extrémité 136a peut être située dans un plan perpendiculaire à l’axe X, qui passe par une extrémité longitudinale 132 de la denture 132 voire par une extrémité longitudinale libre 130c du corps 130.
Les écopes 136 peuvent s’étendre sur une dimension axiale L1 mesurée le long de l’axe X, qui représente entre 50 et 150%, et de préférence entre 80 et 120%, d’une dimension axiale L2 de la denture 130 mesurée le long du même axe.
Selon les configurations, chacune des écopes 136 est fixe et son axe d’allongement Z est parallèle à l’axe longitudinal X (cf. figures 7 et 8) ou est incliné par rapport à cet axe longitudinal X (cf. figures 5 et 6).
Chacune des écopes 136 peut comprendre des flancs latéraux 136c qui sont plans (cf. figures 5 et 6) ou qui sont incurvés concaves (cf. figures 7 et 8). Le fait d’avoir des écopes 136 à flancs concaves ou creux permet d’emporter plus d’huile en fonctionnement.
Selon une autre configuration illustrée aux figures 9a à 10b, chacune des écopes 136 est montée libre en rotation autour d’un axe radial F par rapport à l’axe X. Chacune des écopes 136 est alors configurée pour s’orienter automatiquement en fonction du sens de rotation de la couronne 109, 209a autour de l’axe X et au contact d’huile.
Les figures 9a à 10b illustrent une même écope à huile 136 dans deux positions distinctes. Dans les figures 9a et 9b, l’écope 136 est dans une première position, et dans les figures 10a et 10b, l’écope 136 est dans une seconde position. La course de pivotement de l’écope 136 autour de l’axe F est par exemple comprise entre 10 et 180°, et de préférence entre 60 et 120°. Cette course est délimitée par des butées présentes sur le corps 130 de la couronne 109, 209a et destinées à limiter la course de rotation de chacune des écopes 136 autour de leur axe radial F.
Dans l’exemple représenté, les butées sont formées par une nervure annulaire 138 en saillie sur la surface annulaire externe 134 du corps 130.
Chacune des écopes 136 peut comprendre une première partie longitudinale 140 en forme de pointe ou effilée, qui s’étend sur plus de 30% d’une longueur L1 ’ de l’écope 136 (mesurée le long de son axe d’allongement Z), et une seconde partie longitudinale 142 qui est opposée à la première partie 140 et qui est également en forme de pointe ou effilée, cette seconde partie 142 s’étendant sur plus de 30% de la longueur L1 . Le fonctionnement de la couronne 109, 209a selon l’invention est similaire quel que soit son mode de réalisation. Ce fonctionnement est schématiquement représenté à la figure 6.
Au démarrage et en fonctionnement, la couronne 109, 209a tourne autour de l’axe X et sa partie basse baigne dans l’huile H1 présente dans le réducteur 106, 206 ou disposée tout autour du réducteur dans son enceinte. Les écopes 136 de la couronne109, 209a forcent l’huile à se déplacer (flèches T) et orientent cette huile dans une direction prédéterminée, par exemple vers des engrènements à lubrifier. L’engrènement à lubrifier est par exemple celui entre les satellites et la couronne fixe dans le cadre d’un réducteur du type Wolfrom.
En variante, les écopes 136 pourraient simplement récupérer de l’huile en partie basse pour l’amener en partie haute. Une fois en haut, l’huile pourrait ruisseler sur les éléments nécessitant une lubrification.
Lorsque les écopes 136 sont fixes, comme dans les modes de réalisation des figures 5 et 8, les écopes 136 sont orientées en fonction du sens de rotation de la couronne 109, 209a.
Lorsque les écopes 136 sont mobiles, comme dans la variante de réalisation des figures 9a à 10b, les écopes 136 s’orientent automatiquement en fonction du sens de rotation de la couronne 109, 209a et au contact de l’huile. Cette solution permet d’emporter une plus grande quantité d’huile, en comparaison avec l’huile entraînée en rotation par les dentures. Elle est alors mieux répartie dans le réducteur vers les postes à lubrifier.
La figure 11 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 une couronne 109, 209a au sens de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Couronne mobile (109, 209a) pour un réducteur mécanique (106, 206) à barbotage, en particulier pour un aéronef, cette couronne (109, 209a) ayant une forme annulaire autour d’un axe longitudinal (X) et comportant :
- un corps annulaire (130),
- une denture interne (132), et
- une rangée annulaire d’écopes à huile (136) à la périphérie externe du corps (130), ces écopes étant réparties autour dudit axe longitudinal (X), caractérisée en ce que les écopes (136) ont une forme générale allongée et sont en saillie sur une surface annulaire externe (134) du corps (130), chacune des écopes (136) comprenant un axe d’allongement (Z) qui est parallèle ou incliné par rapport audit axe longitudinal (X).
2. Couronne (109, 209a) selon la revendication 1 , dans laquelle le nombre d’écopes (136) est compris entre 2 et 50.
3. Couronne (109, 209a) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle chacune des écopes (136) est fixe.
4. Couronne (109, 209a) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle chacune des écopes (136) est montée libre en rotation autour d’un axe radial (F) par rapport audit axe longitudinal (X).
5. Couronne (109, 209a) selon la revendication 4, dans laquelle elle comprend des butées destinées à limiter la course de rotation de chacune des écopes (136) autour de leur axe radial (F).
6. Couronne (109, 209a) selon la revendication 5, dans laquelle les butées sont formées par une nervure annulaire (138) en saillie sur ladite surface annulaire externe (134) du corps (130).
7. Couronne (109, 209a) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chacune des écopes (136) comprend une première partie longitudinale (140) en forme de pointe ou effilée, qui s’étend sur plus de 30% d’une longueur (L1 ’) de l’écope, et une seconde partie longitudinale (142) qui est opposée à la première partie et qui est également en forme de pointe ou effilée, cette seconde partie (142) s’étendant sur plus de 30% de ladite longueur (L1 ’).
8. Couronne (90) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chacune des écopes (136) comprend des flancs latéraux (136c) qui sont plans ou qui sont incurvés concaves.
9. Couronne (90) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle les écopes (136) s’étendent sur une dimension axiale (L1 ) mesurée le long dudit axe longitudinal (X), qui représente entre 50 et 150%, et de préférence entre 80 et 120%, d’une dimension axiale (L2) de la denture interne (132) mesurée le long du même axe (X).
10. Couronne (90) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la surface annulaire externe (134) sur laquelle les écopes (136) sont en saillie est cylindrique, les écopes (136) étant directement situées sur cette surface (134) cylindrique.
11. Réducteur mécanique (106, 206) à barbotage, en particulier pour un aéronef, ce réducteur (106, 206) comportant :
- un solaire (107, 207) mobile en rotation autour d’un axe longitudinal (X),
- une première couronne (109, 209a) selon l’une des revendications précédentes, montée autour du solaire (107, 207) et dudit axe longitudinal (X),
- des satellites (108, 208) montés entre le solaire (107, 207) et la couronne (90) 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 interne (Q) étanche dans laquelle sont situés le solaire (107, 207), la première couronne (109, 209a), les satellites (108, 208) et le porte- satellites (110, 210), cette enceinte (Q) contenant de l’huile (H1 , H2) de sorte qu’au moins une partie de la première couronne (109, 209a), des satellites (108, 208) et du porte-satellites (110, 210) barbote dans cette huile (H1 , H2), la première couronne (109, 209a) étant mobile en rotation autour dudit axe longitudinal (X) de façon à ce que les écopes à huile (136) de cette couronne (109, 209a) entraînent de l’huile lors de la rotation de la couronne (109, 209a).
12. Réducteur (206) selon la revendication 11 , dans lequel 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).
13. Turbomachine (1 ), en particulier pour un aéronef, comportant au moins une couronne (109, 209a) 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 une couronne (109, 209a) selon l’une des revendications 1 à 10 ou un réducteur mécanique (106, 206) selon la revendication 11 ou 12.
EP24723417.2A 2023-04-06 2024-03-28 Couronne mobile pour un reducteur mecanique d'aeronef Pending EP4689448A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2303449A FR3147612B1 (fr) 2023-04-06 2023-04-06 Couronne mobile pour un reducteur mecanique d’aeronef
PCT/FR2024/050396 WO2024209148A1 (fr) 2023-04-06 2024-03-28 Couronne mobile pour un reducteur mecanique d'aeronef

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4689448A1 true EP4689448A1 (fr) 2026-02-11

Family

ID=86942927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24723417.2A Pending EP4689448A1 (fr) 2023-04-06 2024-03-28 Couronne mobile pour un reducteur mecanique d'aeronef

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4689448A1 (fr)
CN (1) CN121002308A (fr)
FR (1) FR3147612B1 (fr)
WO (1) WO2024209148A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12331823B2 (en) 2022-05-27 2025-06-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotary actuator

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6334343A (ja) * 1986-07-28 1988-02-15 Toshiba Corp 差動遊星歯車装置
FR3025780B1 (fr) 2014-09-15 2018-01-12 Safran Transmission Systems Train de roulage
FR3066792B1 (fr) 2017-05-23 2019-07-26 Safran Transmission Systems Dispositif de lubrification de palier
FR3071023B1 (fr) 2017-09-12 2021-02-19 Safran Trans Systems Pivot pour palier lisse
FR3072749B1 (fr) 2017-10-24 2020-01-03 Safran Transmission Systems Train d'engrenages epicycloidal
AU2019201928B2 (en) * 2018-03-23 2020-10-22 Wheeltug plc Epicyclic gearbox
FR3095243B1 (fr) * 2019-04-19 2021-04-30 Safran Aircraft Engines Reducteur de vitesse d’une turbomachine
FR3098562B1 (fr) 2019-07-08 2021-06-11 Safran Trans Systems Couvercle de canalisation d’huile et reducteur mecanique de turbomachine d’aeronef comportant un tel couvercle
FR3101129B1 (fr) 2019-09-24 2021-08-27 Safran Trans Systems Restricteur d’huile pour la lubrification de secours d’un element de turbomachine d’aeronef
FR3108308B1 (fr) 2020-03-19 2024-01-19 Safran Trans Systems Dispositif d’entrainement d’au moins une roue d’un train d’atterrissage d’aeronef

Also Published As

Publication number Publication date
FR3147612A1 (fr) 2024-10-11
WO2024209148A1 (fr) 2024-10-10
FR3147612B1 (fr) 2025-10-10
CN121002308A (zh) 2025-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3726097B1 (fr) Reducteur mecanique de turbomachine d'aeronef
EP3705705B1 (fr) Réducteur mécanique de turbomachine d'aéronef
EP4382769B1 (fr) Couronne pour un reducteur mecanique d'aeronef
FR3095243A1 (fr) Reducteur de vitesse d’une turbomachine
EP4336059B1 (fr) Palier lisse pour un réducteur mécanique de turbomachine d'aéronef
EP4151846A1 (fr) Turbomachine d'aeronef
EP4336070B1 (fr) Ensemble d'entrainement pour un reducteur mecanique de turbomachine d'aeronef
WO2024209148A1 (fr) Couronne mobile pour un reducteur mecanique d'aeronef
EP4469698A1 (fr) Porte-satellites pour un reducteur de vitesse de turbomachine d'aeronef
FR3139798A1 (fr) Dispositif d’entrainement d’au moins une roue d’un train d’atterrissage d’aeronef
WO2024209161A1 (fr) Ensemble pour un reducteur mecanique d'aeronef
EP4242489B1 (fr) Reducteur mecanique de turbomachine d'aeronef
FR3119204A1 (fr) Turbomachine d’aeronef a triple flux equipee d’un module de transmission de puissance
WO2026074246A1 (fr) Couronne mobile pour un reducteur mecanique d'aeronef
WO2024209160A1 (fr) Carter fixe pour un reducteur mecanique d'aeronef
EP4469694B1 (fr) Palier lisse pour une turbomachine d'aeronef
FR3153866A1 (fr) Reducteur mecanique de vitesse a barbotage d’huile
WO2026003458A1 (fr) Reducteur mecanique pour une turbomachine d'aeronef
EP4375523A1 (fr) Palier lisse pour un satellite d'un reducteur mecanique de turbomachine d aeronef
FR3158540A1 (fr) Reducteur mecanique pour une turbomachine d’aeronef
FR3139870A1 (fr) Ensemble de transmission pour un reducteur mecanique de turbomachine d’aeronef
WO2026003457A1 (fr) Reducteur mecanique pour une turbomachine d'aeronef
WO2024261427A1 (fr) Turbomachine d'aeronef a double helice de propulsion
WO2026003459A1 (fr) Reducteur mecanique pour une turbomachine d'aeronef
FR3156873A1 (fr) Reducteur mecanique de vitesse

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20251016

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS