EP4751021A1 - Reducteur mecanique pour une turbomachine - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un réducteur mécanique comportant : - un solaire ayant un premier axe de rotation, - une couronne s'étendant autour du solaire, - des satellites qui sont engrenés avec le solaire et la couronne, ces satellites étant maintenus par un porte-satellites mobile en rotation autour dudit premier axe, et - un porte-couronne (36) comportant une première bride de fixation (362) à la couronne et une seconde bride de fixation (364), dans lequel le porte-couronne comprend, entre ses brides (362, 364), une bande annulaire (360) ayant des lumières traversantes (366), ces lumières définissant entre elles des barres de liaison (368) qui sont configurées pour transmettre un couple transmis par la couronne dans une première direction autour du premier axe, et pour se rompre lorsqu'un couple supérieur à un seuil prédéterminé est transmis par la couronne dans une seconde direction (D2) autour du premier axe, opposée à la première direction.

Description

DESCRIPTION TITRE : REDUCTEUR MECANIQUE POUR UNE TURBOMACHINE Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine des réducteurs mécaniques pour une turbomachine en particulier d’aéronef, ainsi qu’une turbomachine comportant un tel réducteur mécanique. Arrière-plan technique L’état de la technique comprend notamment les documents US-A1-2018/038448 et US-A1-2018/297157. 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 appelée fan). De manière usuelle, le réducteur de vitesse 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 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 longitudinal X de la turbomachine. Les satellites ont chacun un axe de révolution différent et sont 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 des turbomachines à double flux, les réducteurs sont de type planétaire ou épicycloïdal. Il existe dans d’autres applications similaires, des architectures dites différentielles ou compound. x 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. x 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. x 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. En fonctionnement, une défaillance d’un palier de satellite (de type hydrodynamique ou à roulement) peut provoquer un blocage de la soufflante, ce qui peut entrainer une augmentation de la trainée de la turbomachine et nuire à la manœuvrabilité de l'aéronef. Pour empêcher un tel blocage de la soufflante, il a été proposé dans le document FR-A1-3066004) de former la couronne par deux demi-couronnes, de manière à pouvoir être désaccouplée du satellite lorsque le satellite exerce sur chaque demi- couronne une action de débrayage dont l’amplitude est supérieure à une valeur d’amplitude déterminée. Pour cela, ce document propose d’intégrer une butée fusible reliée à la fois au porte-couronne et à une des demi-couronnes et une butée à bille pour retenir les demi-couronnes dans une position accouplée avec le satellite en fonctionnement normal du réducteur. Cette butée fusible se rompt par l’action de débrayage, dans laquelle l’amplitude prédéterminée qui est dépassée correspond à un blocage d’un composant de la turbomachine (tel qu’un blocage de palier de satellite) et l’effort axial appliqué à la couronne est orienté vers l’extérieur du réducteur. Cependant, cette conception peut être complexe à mettre en œuvre notamment par ajout d’éléments supplémentaires (butée fusible, butée à bille, ressort, etc.) à assembler dans le réducteur et ainsi encombrant le réducteur. Dans ce contexte, il est intéressant de pallier les inconvénients de l’art antérieur, en proposant une solution permettant de maintenir la rotation d’une soufflante pendant un blocage d’un composant du réducteur mécanique d’une turbomachine (résultant d’une défaillance d’un palier de satellite ou d’un satellite par exemple). Résumé de l’invention La présente invention propose une solution simple et économique à au moins une partie des problèmes précités. A cet effet, l’invention concerne un réducteur mécanique pour une turbomachine, en particulier d’aéronef, ce réducteur comportant : - un solaire ayant un premier axe A de rotation, - une couronne qui s’étend autour du solaire et dudit premier axe A, - des satellites qui sont disposés autour du premier axe A, entre le solaire et la couronne, et qui sont engrenés avec le solaire et la couronne, ces satellites ayant chacun un second axe B de rotation parallèle au premier axe A et étant maintenus par un porte-satellites mobile en rotation autour dudit premier axe A, et - un porte-couronne ayant une forme générale annulaire autour du premier axe A, le porte-couronne comportant une première bride annulaire de fixation à la couronne et une seconde bride annulaire de fixation destinée à être fixée à un organe de la turbomachine. Selon l’invention, le porte-couronne comprend, entre ses brides, une bande annulaire autour du premier axe A qui présente des lumières traversantes réparties autour de ce premier axe A, ces lumières définissant entre elles des barres de liaison entre une première partie annulaire du porte-couronne comportant la première bride, et une seconde partie annulaire du porte-couronne comportant la seconde bride, ces barres de liaison étant configurées pour transmettre un couple transmis par la couronne dans une première direction D1 autour du premier axe A, et pour se rompre lorsqu’un couple supérieur à un seuil prédéterminé est transmis par la couronne dans une seconde direction D2 autour du premier axe A, opposée à la première direction D1. L’invention propose ainsi de modifier le porte-couronne de façon à maintenir la rotation d’une soufflante de la turbomachine pendant un blocage d’un composant du réducteur (par exemple d’un palier de satellite ou du satellite). Pour cela, le porte- couronne intègre une bande annulaire avec des lumières traversantes et des barres de liaison. Ces barres de liaison, d’une part, sont définies entre les lumières traversantes, et d’autre, permettent de relier une première partie du porte-couronne et une seconde partie du porte-couronne (opposée à la première partie) entre elles. Ces barres de liaison sont de préférence robustes aux efforts de traction et fragiles aux efforts de compression (ou dit autrement de flexion). Ainsi, en fonctionnement normal du réducteur, les barres de liaison sont aptes à transmettre un couple transmis par la couronne suivant une première direction D1 autour du premier axe A. Dans cette configuration, la première direction D1 de transmission de couple autour du premier axe A génère des efforts, par exemple en traction, sur les barres de liaison. Ceci permet de maintenir les barres de liaison intactes et robustes (et par conséquent le porte-couronne intact et fonctionnel), de façon à maintenir la liaison entre la couronne et le porte-couronne et assurer le fonctionnement normal du réducteur. En fonctionnement anormal du réducteur (par exemple en cas de défaillance du ou des paliers de satellites), les barres de liaison sont aptes à se rompre lorsque le couple transmis par la couronne est supérieur à un seuil prédéterminé et suivant une seconde direction D2 autour du premier axe A, opposée à la première direction D1. En effet, la direction de transmission du couple par la couronne au porte- couronne s’inverse par exemple pendant une défaillance du palier de satellites. Cette inversion de direction de transmission de couple génère des efforts, par exemple de compression, sur les barres de liaison et provoque une rupture de ces barres de liaison, de façon à casser en premier lieu le porte-couronne. Ceci permet de désolidariser la liaison entre la couronne et le porte-couronne de façon à ce que la couronne devienne mobile en rotation autour du premier axe A. La rotation du ou des satellites ayant la défaillance reste bloqué. De cette façon, le solaire entraîne directement le porte-satellites et/ou le porte-couronne à travers le ou les satellites bloqués, pour que la soufflante (reliée au porte-satellites et/ou au porte-couronne par exemple par l’intermédiaire d’un arbre d’entrainement) de la turbomachine puisse continuer à tourner. Par conséquent, en cas de blocage de satellite, le blocage de soufflante est empêché. Les problèmes de trainée de la turbomachine sur les ailes d’aéronef et de nuisance à la manœuvrabilité de l'aéronef sont limités. Les barres de liaison permettent donc d’assurer une fonction de fusible mécanique (en fonctionnement anormal décrit ci-dessus) tout en permettant d’avoir un système rigide lorsque le porte-couronne est relié à la couronne et les satellites ne sont pas bloqués (en fonctionnement normal). Le réducteur comprend également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - les barres de liaison sont identiques ; - les barres de liaison comprennent des premières barres de liaison identiques entre elles, et des secondes barres de liaison qui sont identiques entre elles et différentes des premières barres de liaison ; - les premières barres de liaison sont parallèles au premier axe A et les secondes barres de liaison sont inclinées d’un angle par rapport au premier axe A ; - une partie ou la totalité des barres de liaison est inclinée d’un angle par rapport au premier axe A ; - l’angle d’inclinaison est compris entre 5° et 75° ; - les lumières ont chacune une forme générale triangulaire, elliptique, annulaire, ou polygonale ; - les lumières comprennent des premières lumières identiques entre elles, et des secondes lumières identiques entre elles et différentes des premières lumières ; - les premières lumières et les secondes lumières sont disposées en quinconce, chacune des premières lumières étant située entre deux des secondes lumières, et chacune des secondes lumières étant située entre deux des premières lumières ; - le nombre de barres de liaison est supérieur ou égal à 30, et de préférence supérieur ou égal à 50 ; - la bande annulaire a une longueur le long du premier axe A, qui représente 10 à 30% d’une longueur totale du porte-couronne le long de ce premier axe A ; - chacune des barres de liaison a une largeur maximale mesurée dans une direction tangentielle vis-à-vis d’une circonférence centrée sur le premier axe A, qui est inférieure ou égale à une largeur maximale de chacune des lumières mesurées dans une direction tangentielle vis-à-vis d’une circonférence centrée sur le premier axe A ; - les barres de liaison sont orientées de façon à être sollicitées en traction lors de la transmission du couple dans la première direction, et en compression lorsque le porte-couronne est soumis à un couple dans la seconde direction ; -- l’organe de turbomachine est un stator de turbomachine ou un arbre d’entraînement par exemple relié à (ou formant) un second étage d’hélices d’une soufflante de la turbomachine, -- la seconde bride annulaire de fixation est destinée à être fixée au stator de la turbomachine, -- la seconde bride annulaire de fixation est destinée à être fixée à l’arbre d’entrainement de la soufflante, par exemple cet arbre d’entrainement forme un second étage d’hélices de la soufflante. L’invention concerne en outre une turbomachine, en particulier d’aéronef, comportant un réducteur mécanique selon l’une des particularités de l’invention. L’invention concerne en outre un aéronef équipé d’une telle turbomachine. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : La figure 1 est une demi vue schématique en coupe axial d’un premier exemple de turbomachine selon l’invention ; La figure 2 est une demi vue schématique en coupe axial d’un second exemple de turbomachine selon l’invention ; La figure 3a est une demi vue schématique en coupe axial d’un réducteur mécanique de type épicycloïdal de la turbomachine de la figure 1 ; La figure 3b est une demi vue schématique en coupe axial d’un réducteur mécanique de type différentiel de la turbomachine de la figure 2 ; La figure 4a est une vue schématique en perspective d’un premier mode de réalisation d’un porte-couronne du réducteur de la figure 3a ou de la figure 3b ; La figure 4b est une vue schématique en perspective d’un second mode de réalisation d’un porte-couronne du réducteur de la figure 3a ou de la figure 3b ; La figure 4c est une vue schématique en perspective d’un troisième mode de réalisation d’un porte-couronne du réducteur de la figure 3a ou de la figure 3b ; La figure 5a représente schématiquement un fonctionnement normal du réducteur de la figure 3a ou de la figure 3b ; La figure 5b représente schématiquement un fonctionnement anormal du réducteur de la figure 3a ou de la figure 3b, par exemple en cas de défaillance d’un pallier de satellite du réducteur de la figure 3a, de la figure 3b ou de la figure 5a ; La figure 6a est une vue schématique partielle et en perspective du porte-couronne de la figure 4a en fonctionnement normal ; La figure 6b est une vue schématique partielle et en perspective du porte-couronne de la figure 4a en fonctionnement anormal ; La figure 7a est une vue schématique partielle et en perspective du porte-couronne de la figure 4c en fonctionnement normal ; La figure 7b est une vue schématique partielle et en perspective du porte-couronne de la figure 4c en fonctionnement anormal. Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures. Description détaillée de l’invention Par convention, dans la description ci-après, les termes « longitudinal » et « axial » qualifient l'orientation d'éléments structurels s'étendant selon la direction d’un axe longitudinal (tel que d’une turbomachine). Les termes « radial » ou « vertical » qualifient une orientation d'éléments structurels s'étendant selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal. Les termes « intérieur » et « extérieur », et « interne » et « externe » sont utilisés en référence à un positionnement par rapport à l’axe longitudinal. Ainsi, un élément structurel s'étendant selon l'axe longitudinal comporte une face intérieure tournée vers l'axe longitudinal et une surface extérieure, opposée à sa surface intérieure. De même, par convention dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine. De façon classique, une turbomachine 1 (figures 1 ou 2) comprend un générateur de gaz G (ou moteur) en amont duquel est monté une soufflante S. La turbomachine 1 peut s’étendre suivant un axe longitudinal X. Les figures 1 et 2 illustrent deux types de turbomachine 1 destinés chacun à être monté sur un aéronef. Plus particulièrement, la figure 1 illustre schématiquement une turbomachine double flux comportant la soufflante S avec des hélices carénées et s’étendant autour de l’axe X. Bien entendu, la turbomachine peut être un turboréacteur simple flux ou encore peut être un turbopropulseur équipé d’une seule hélice non carénée ou d’un doublet d’hélices contrarotatives, non carénées, et connus sous l’expression anglaise « open rotor ». La figure 2 illustre schématiquement la turbomachine de type « open-rotor » comportant la soufflante S avec des hélices, respectivement, amont Sa et aval Sb qui sont non carénées. Sur l’exemple de la figure 2, la soufflante S dite à doublet d’hélices Sa, Sb est en amont du générateur de gaz G. En variante (non illustrée), la soufflante S à doublet d’hélices Sa, Sb peut être en aval du générateur de gaz G. L’invention peut s’appliquer à d’autres domaines dans lesquels un réducteur mécanique de vitesse est employé. Le générateur de gaz G comporte, de manière classique et, d’amont en aval, un compresseur basse pression 1a, un compresseur haute pression 1b, une chambre annulaire de combustion 1c, une turbine haute pression 1d, une turbine basse pression 1e et optionnellement une tuyère d’échappement 1f. Le compresseur haute pression 1b et la turbine haute pression 1d sont reliés par un arbre haute pression 1bd et forment avec lui un corps haute pression (HP). Le compresseur basse pression 1a et la turbine basse pression 1e sont reliés par un arbre basse pression 1ae et forment avec lui un corps basse pression (BP). En référence à la figure 1, la soufflante S peut être carénée par un carter de soufflante 2s portée par une nacelle externe 2. La soufflante S génère, à partir d’un flux d’air F entrant dans la soufflante, un flux d’air primaire qui circule dans une veine primaire V1 débouchant dans la tuyère d’échappement 1f et un flux d’air secondaire qui circule dans une veine secondaire V2, autour de la veine primaire V1, débouchant dans une tuyère d’éjection 2f de la nacelle 2. En référence à la figure 2, la soufflante S peut être non carénée (à savoir par exemple sans carter de soufflante 2s). La soufflante S génère également, à partir d’un flux d’air F entrant dans la soufflante, un flux d’air primaire qui circule dans une veine primaire V1 débouchant hors de la turbomachine 1, par exemple via une tuyère d’échappement (non illustré sur la figure 2). La soufflante S peut être entraînée par un arbre de soufflante 1s qui est entrainé par l’arbre basse pression 1ae au moyen d’un réducteur mécanique 3. Sur l’exemple de la figure 1, la soufflante S peut être reliée au réducteur mécanique 3 par un seul arbre de soufflante 1s. Dans cette configuration, la soufflante S comprend un simple étage d’hélices dans lequel la soufflante est reliée au réducteur mécanique 3 par l’arbre de soufflante 1s. Sur l’exemple de la figure 2, la soufflante S peut comprendre deux étages d’hélices. En particulier, la soufflante S peut être reliée au réducteur mécanique 3 par l’arbre de soufflante 1s pouvant former un premier étage d’hélices de la soufflante S, et un arbre d’entrainement 50 pouvant former un second étage d’hélices de la soufflante S. Dit autrement, chaque hélice amont Sa de la soufflante S peut être reliée au réducteur mécanique 3 par l’arbre de soufflante 1s pour former le premier étage d’hélices, et chaque hélice aval Sb de la soufflante 50 peut être reliée au réducteur mécanique 3 par l’arbre d’entrainement 50 pour former le second étage d’hélices. La turbomachine 1 peut être équipée du réducteur mécanique 3 formé d’un train d’engrenage et connu sous l'acronyme anglais RGB pour « Reduction Gear Box ». Le réducteur mécanique 3 est positionné dans la partie amont de la turbomachine 1 suivant la circulation des gaz de la turbomachine. Une structure fixe 4 est agencée de manière à former une enceinte 40 entourant le réducteur mécanique 3. Un brouillard de lubrifiant règne dans l’enceinte 40. Cette enceinte 40 est de manière avantageuse mais non limitativement fermée en amont par des joints au niveau d’un palier amont P permettant la traversée de l’arbre de soufflante 1s, et en aval par des joints au niveau de la traversée de l’arbre basse pression 1ae. La structure fixe 4 peut comprendre schématiquement, ici, une partie amont 4a et une partie aval 4b. En référence à la figure 1, la structure fixe 4 peut former au moins en partie un stator 5 de turbomachine. Le stator 5 peut être par exemple un carter d’entrée de la turbomachine. En référence aux figures 3a et 3b, le réducteur mécanique 3 peut être du type épicycloïdal ou différentiel. Le réducteur mécanique 3 peut comprendre trois composants que sont un pignon solaire 31, des pignons satellites 32 et un porte- satellites 33 qui sont mobiles en rotation. La vitesse de rotation de l’un de ces composants dépend notamment de la différence de vitesses des deux autres composants. En entrée, le réducteur mécanique 3 est relié à l’arbre basse pression 1ae, par exemple par l’intermédiaire de cannelures. Ainsi l’arbre basse pression 1ae entraîne le solaire 31 (ou planétaire interne). Classiquement, le solaire 31, dont un premier axe de rotation A qui est confondu avec celui de l’axe longitudinal X de la turbomachine, entraîne les satellites 32, qui sont équirépartis sur le même diamètre autour du premier A. Ce diamètre est égal au double de l’entraxe de fonctionnement entre le solaire et les satellites. Le nombre de satellites est généralement défini entre trois et sept pour ce type d’application. Le solaire 31 est solidaire en rotation de l’arbre basse pression 1ae. L’ensemble des satellites 32 est maintenu par un châssis appelé porte-satellites 33. Chaque satellite 32 tourne autour de son propre second axe de rotation B. Chaque second axe B est parallèle au premier axe A. Chaque satellite 32 engrène avec une couronne 35 (ou planétaire externe). Le porte-satellites 33 peut être solidaire en rotation de l’arbre de soufflante 1s (tel qu’illustré sur les figures 1, 2, 3a et 3b). La couronne 35 peut être fixe (par exemple solidaire au stator 5 en référence aux figures 1 et 3a) ou mobile en rotation par rapport au premier axe A (par exemple reliée au second étage d’hélices de la soufflante S notamment par l’arbre d’entraînement 50 en référence aux figures 2 et 3b). Le réducteur mécanique 3 peut comprendre un déflecteur annulaire 6 s’étendant autour du premier axe A. Ce déflecteur 6 peut être fixée à la couronne 35 et configuré pour acheminer de l’huile sortant radialement vers l’extérieur de la couronne grâce aux forces centrifuges. En sortie du réducteur épicycloïdal (figure 3a), l’ensemble des satellites 32 entraine en rotation le porte-satellites 33 autour du premier axe A. La couronne 35 est fixée au stator 5 via un porte-couronne 36. Le porte-satellites 33 est fixé et solidaire en rotation de l’arbre de soufflante 1s. En sortie du réducteur différentiel (figure 3b), l’ensemble des satellites 32 entraine en rotation le porte-satellites 33 autour du premier axe A. Le porte-satellites 33 est donc solidaire en rotation avec l’arbre de soufflante 1s qui forme notamment le premier étage d’hélices de la soufflante S. La couronne 35 est solidaire à l’arbre d’entraînement 50, par exemple par l’intermédiaire du porte-couronne 36, qui forme notamment le second étage d’hélices de la soufflante S. Ainsi, les deux sorties (à savoir l’arbre de soufflante 1s et l’arbre d’entraînement 50) entrainent deux différents étages d’hélices de la soufflante. En particulier, le porte-satellites 33 entraine l’arbre de soufflante 1s via le premier étage d’hélices amont Sa et la couronne 35 entraine l’arbre d’entrainement 50 via le second étage d’hélices aval Sb. Chaque satellite 32 est monté libre en rotation à l'aide de palier 34, par exemple de type roulement ou palier hydrodynamique. De manière générale, un palier hydrodynamique est alimenté avec des pressions « faibles » (usuellement inférieures à 10 bars). La rotation du palier permet de faire monter en pression le coin d’huile et de séparer les satellites et les paliers. Chaque palier est monté sur un des axes du porte-satellites 33 et tous les axes sont positionnés les uns par rapport aux autres à l'aide d'un ou plusieurs châssis structurels du porte-satellites 33. Chaque satellite 32 engrène avec des dentures externes du solaire 31 et des dentures internes de la couronne 35. Les dentures internes de la couronne 35 peuvent être droites (parallèle à l’axe longitudinal) ou en chevron. Il existe un nombre d’axes et de paliers égal au nombre de satellites. Pour des raisons de fonctionnement, de montage, de fabrication, de contrôle, de réparation ou de rechange les axes et le châssis peuvent être séparés en plusieurs pièces. Pour les mêmes raisons citées précédemment, la denture d’un réducteur 3 peut être séparée en plusieurs hélices. Toujours en référence aux figures 3a et 3b, la couronne 35 est séparée en deux demi-couronnes 35a, 35b : - une demi-couronne avant 35a constituée d’une jante 35aa et d’une demi-bride de fixation 35ab. Sur la jante 35aa se trouve l’hélice avant de la denture du réducteur. Cette hélice avant engrène avec celle du satellite 32 qui engrène avec celle du solaire 31 ; - une demi-couronne arrière 35b constituée d’une jante 35bb et d’une demi-bride de fixation 35ba. Sur la jante se trouve l’hélice arrière de la denture du réducteur. Cette hélice arrière engrène avec celle du satellite 32 qui engrène avec celle du solaire 31. La demi-bride de fixation 35ab de la couronne avant et la demi-bride de fixation 35ba de la couronne arrière peut former une troisième bride de fixation 350 de la couronne 35. Cette troisième bride de fixation 350 est annulaire et s’entend radialement vers l’extérieur. Bien entendu, la couronne 35 peut être formée d’une seule pièce. Dans ce cas, la couronne 35 comprend une (unique) troisième annulaire bride de fixation 350 qui s’étend radialement vers l’extérieur. Toujours en référence aux figures 3a et 3b, le réducteur mécanique 3 comprend un porte-couronne 36. Ce porte-couronne 36 relie la couronne 35 à un organe de la turbomachine (par exemple le stator 5 dans le cas de la figure 3a ou l’arbre d’entraînement 50 du second étage d’hélices de la soufflante dans le cas de la figure 3b). Le porte-couronne 36 permet de transférer le couple du réducteur mécanique 3 à cet organe de la turbomachine. Le porte-couronne 36 est annulaire et centré sur le premier axe A. A cet effet, le porte-couronne 36 comprend une première bride annulaire de fixation 362 à la couronne 35, en particulier à la troisième bride annulaire de fixation 350, à l’aide d’un montage boulonné par exemple. Cette première bride 362 peut s’étendre radialement vers l’intérieur. De manière alternative, la première bride 362 s’étend radialement vers l’extérieur. Le porte-couronne 36 comprend une seconde bride annulaire de fixation 364 destinée à être fixée à l’organe de turbomachine à l’aide d’un montage boulonné par exemple. Cette seconde bride 364 peut s’étendre radialement vers l’extérieur. De manière alternative, la seconde bride 364 s’étend radialement vers l’intérieur. Le porte-couronne 36 peut comprendre une première partie 365 reliée à la première bride 362 et une seconde partie 367 reliée à la seconde bride 364. De manière avantageuse, le porte-couronne 36 peut comprendre des moyens de souplesse (non illustrés sur les figures) qui sont configurés de manière à, d’une part, limiter les surcharges dans la turbomachine dues aux déplacements de certains organes de celle-ci et/ou du réducteur mécanique 3, et d’autre part, obtenir une répartition uniforme et stable des charges dynamiques. Les moyens de souplesse peuvent comprendre au moins un soufflet. Le porte-couronne 36 peut comprendre une portion munie de plusieurs soufflets. L’une des particularités de l’invention est que le porte-couronne 36 comprend une bande annulaire 360 située entre les première 362 et seconde 364 brides. La bande annulaire 360 s’étend autour du premier axe A. Des exemples de porte-couronne 36 de l’invention sont illustrés sur les figures 4a, 4b, 4c, 6a, 6b, 7a et 7b. Bien que les exemples des figures représentent une seule bande annulaire 360, le porte-couronne 36 de la présente demande peut comprendre plusieurs bandes annulaires 360 juxtaposées l’une aux autres ou distantes l’une des autres par exemple par une paroi annulaire s’étendant axialement le long du premier axe A. En particulier, les première 365 et seconde 367 parties du porte-couronne 36 sont reliées entre elles par la bande annulaire 360. Avantageusement, les première 362 et seconde 364 brides, les première 365 et seconde 367 parties et la bande annulaire 360 peuvent être monoblocs (c’est-à-dire venue de matière). La bande annulaire 360 peut avoir une longueur L360 le long du premier axe A. Cette longueur peut représenter de 10 à 30% d’une longueur totale L36 du porte-couronne 36 le long de ce premier axe A. La bande annulaire 360 comprend des lumières traversantes 366 réparties autour de ce premier axe A. Les lumières traversantes 366 peuvent avoir chacune une forme générale triangulaire (figures 4c, 7a et 7b), elliptique (figure 4b), annulaire (ou circulaire) ou polygone. Par exemple, la forme polygonale des lumières traversantes 366 peut être quadrangulaire (figure 4a, 6a et 6b) ou en pentangle (c’est-à-dire en forme d’étoile). Les lumières traversantes 366 peuvent comprendre des premières lumières 366a identiques entre elles (figures 4a, 4b, 6a et 6b). Les lumières traversantes 366 peuvent comprendre des premières lumières identiques 366a entre elles, et des secondes lumières 366b identiques entre elles et différentes des premières lumières 366a (figures 4c, 7a et 7b). Les premières lumières 366a et les secondes lumières 366b peuvent être disposées en quinconce. Dans ce cas, chacune des premières lumières 366a est située entre deux des secondes lumières 366b, et chacun des secondes lumières 366b est située entre deux des premières lumières 366a (figures 4c, 7a et 7b). Chacune des lumières traversantes 366 peut avoir une première largeur maximale l366. Cette première largeur l366 est mesurée dans une direction tangentielle vis-à- vis d’une circonférence centrée sur le premier axe A. Le nombre de lumières traversantes 366 peut être supérieur ou égal à 30, et de préférence supérieur ou égal à 50. Les lumières traversantes 366 définissent entre elles des barres de liaison 368 entre les première 365 et seconde 367 parties du porte-couronne 36. Les barres de liaison 368 peuvent être identiques entre elles (figures 4a, 4b, 7a et 7b). Les barres de liaison 368 peuvent comprendre des premières barres de liaison 368a identiques entre elles, et des secondes barres de liaison 368b qui sont identiques entre elles et différentes des premières barres de liaison 368a (figures 4c, 6a et 6b). Les premières barres de liaison 368a peuvent être parallèles au premier axe A et les secondes barres de liaison 368b peuvent être inclinées d’un angle α par rapport au premier axe A (figures 4c, 6a et 6b). Au moins une partie ou la totalité des barres de liaison 368 peuvent être inclinés d’un angle α par rapport au premier axe A. L’angle α d’inclinaison peut être compris entre 5° et 75°. Chacune des barres de liaison 368 peut avoir une seconde largeur maximale l₃₆₈. Cette seconde largeur maximale l368 peut être inférieure ou égale à la première largeur maximale l366 de chacune des lumières traversante 366. Les première l366 et seconde l₃₆₈ largeurs maximales sont mesurée dans une direction tangentielle vis-à-vis d’une circonférence centrée sur le premier axe A. Le nombre de barres de liaison 368 peut être supérieur ou égal à 30, et de préférence supérieur ou égal à 50. Le nombre de barres de liaison 368 peut être identique ou supérieur au nombre de lumières traversantes 366 de la bande annulaire. Les figures 4, 6a et 6b illustrent un premier mode de réalisation du porte-couronne 36 de l’invention, dans lequel les lumières traversantes 366 ont une forme générale quadrangulaire. Les lumières traversantes 366 sont des premières lumières 366a identiques entre elles. Les barres de liaison 368 sont des premières barres de liaison 368a identiques entre elles. La totalité des barres de liaison 368 est inclinée de l’angle α. Cet angle α peut être compris entre 35° et 55°. Préférentiellement, l’angle α est d’environ 45°. La figure 4b illustre un second mode de réalisation du porte-couronne 36 de l’invention. Le porte-couronne 36 du second mode de réalisation diffère du porte- couronne 36 du premier mode de réalisation par la forme des lumières traversantes 366. En effet, les lumières traversantes 366 de la figure 4b ont une forme générale elliptique. Les figures 4c, 7a et 7b illustrent un troisième mode de réalisation du porte- couronne 36 de l’invention. Le porte-couronne 36 du troisième mode de réalisation diffère du porte-couronne 36 des premier et second modes de réalisation par les lumières traversantes 366 et les barres de liaison 368. Les lumières traversantes 366 du troisième mode de réalisation ont une forme générale triangulaire, en particulier de type triangle rectangle avec les trois angles arrondis. Les lumières traversantes 366 comprennent des premières lumières 366a identiques entre elles et des secondes lumières 366b qui sont identiques entre elles et différentes des premières lumières 366b. Les premières lumières 366a et les secondes lumières 366b sont disposées en quinconce, dans lequel chacune des premières lumières 366a est située entre deux des secondes lumières 366b, et chacun des secondes lumières 366b est située entre deux des premières lumières 366a. Les barres de liaison 368 du troisième mode de réalisation comprennent ainsi des premières barres de liaison 368a identiques entre elles, et des secondes barres de liaison 368b qui sont identiques entre elles et différentes des premières barres de liaison 368a. Les premières barres de liaison 368a sont parallèles au premier axe A et les secondes barres de liaison 368b sont inclinées de l’angle α. Cet angle α peut être compris entre 35° et 55°. Préférentiellement, l’angle α est d’environ 45°. On va maintenant décrire le fonctionnement du réducteur mécanique 3 (épicycloïdal et/ou différentiel) de l’invention en référence aux figures 5a, 5b, 6a, 6b, 7a et 7b. Selon l’invention, les barres de liaison 368 sont configurées, d’une part, pour transmettre un couple transmis par la couronne 35 dans une première direction D1 autour du premier axe A, et d’autre part, pour se rompre lorsqu’un couple supérieur à un seuil prédéterminé est transmis par la couronne 35 dans une seconde direction D2 autour du premier axe A, opposée à la première direction D1. On entend par « seuil prédéterminé », le moment où le couple transmis par la couronne 35 au porte-couronne 36 est suivant la première direction D1 en fonctionnement normal du réducteur mécanique 3. Par exemple, ce seuil prédéterminé est dépassé lorsque le porte-couronne 36 est soumis à un couple suivant la seconde direction D2, notamment en cas de défaillance du palier 34 de satellites. Les barres de liaison 368 peuvent être orientées de façon à être sollicitées en traction lors de la transmission du couple dans la première direction D1, et en compression lorsque le porte-couronne 36 est soumis à un couple dans la seconde direction D2. Les figures 5a, 6a et 7a représentent de façon schématique le fonctionnement normal du réducteur mécanique 3, et en particulier les efforts exercés sur chacun des composants du réducteur mécanique 3 (illustrés par des flèches simples sur les figures). Tel que décrit ci-dessus en référence au réducteur des figures 3a et 3b, la rotation du solaire 31 (entraînée par l’arbre basse pression 1ae) entraîne en rotation les satellites 32 à l’intérieur de la couronne 35 qui reste immobile. La rotation des satellites 32 entraîne en rotation le porte-satellites 33 de façon à faire tourner la soufflante S par l’intermédiaire de l’arbre de soufflante 1s. La couronne 35 mobile dans le cas du réducteur différentiel entraine l’arbre d’entrainement 50 de façon à faire tourner aussi la soufflante S. Les satellites 32 en rotation transmettent un effort axial sur la couronne 35 qui est dirigé vers l’extérieur du réducteur mécanique. La couronne 35 transmet à son tour un couple au porte-couronne 36 suivant la première direction D1 autour du premier axe A. Cette première direction D1 (illustrée par des doubles flèches sur les figures) de transmission de couple génère par exemple des efforts en traction (illustrés par des flèches en pointillé sur la figure 6a ou la figure 7a) sur les barres de liaison 368. Les efforts en traction permettent de maintenir les barres de liaison 368 robustes, de façon à assurer le fonctionnement du réducteur mécanique 3. Les figures 5b, 6b et 7b représentent de façon schématique le fonctionnement anormal du réducteur mécanique 3, et en particulier les efforts exercés sur chacun des composants du réducteurs mécanique. Par exemple en cas de défaillance du ou des paliers 34 de satellite, la direction de transmission du couple par la couronne 35 au porte-couronne 36 s’inverse. Ainsi, la couronne 35 transmet un couple au porte-couronne 36 selon la seconde direction D2 autour du premier axe A. Cette seconde direction D2 (illustrée par des doubles flèches sur les figures 5b, 6b et 7b) de transmission de couple génère par exemple des efforts de compression (illustrés par des flèches en pointillé sur la figure 6b ou la figure 7b) sur les barres de liaison 368 et provoque une rupture de ces barres de liaison 368, de façon à casser le porte-couronne 36. Ceci permet de désolidariser la liaison entre la couronne 35 et le porte-couronne 36 de façon à faire tourner la couronne 35 (qu’elle soit fixe dans le cas du réducteur épicycloïdal ou mobile dans le cas du réducteur différentiel) autour du premier axe A. La rotation du ou des satellites 32 ayant la défaillance reste bloquée. Dit autrement, la couronne 35 (et par conséquent le porte-couronne 36) peut tourner librement à une vitesse indépendante d’une vitesse de rotation du solaire 31. Par exemple, la vitesse de rotation de la couronne 35 peut être pilotée par un écoulement d’air passant par le second étage d’hélices de la soufflante S. De cette façon, le solaire 31 permet d’entraîner directement en rotation le porte- satellites 33 (par l’arbre de soufflante 1s) et/ou le porte-couronne 36 (par l’arbre d’entrainement 50) à travers le ou les satellites 32 bloqués pour faire tourner la soufflante S (par l’intermédiaire de l’arbre de soufflante 1s).

Claims

REVENDICATIONS 1. Réducteur mécanique (3) pour une turbomachine (1), en particulier d’aéronef, ce réducteur (3) comportant : - un solaire (31) ayant un premier axe (A) de rotation, - une couronne (35, 35a, 35b) qui s’étend autour du solaire (31) et dudit premier axe (A), - des satellites (32) qui sont disposés autour du premier axe (A), entre le solaire (31) et la couronne (35, 35a, 35b), et qui sont engrenés avec le solaire (31) et la couronne (35, 35a, 35b), ces satellites (32) ayant chacun un second axe (B) de rotation parallèle au premier axe (A) et étant maintenus par un porte-satellites (33) mobile en rotation autour dudit premier axe (A), et - un porte-couronne (36) ayant une forme générale annulaire autour du premier axe (A), le porte-couronne (36) comportant une première bride annulaire de fixation (362) à la couronne et une seconde bride annulaire de fixation (364) destinée à être fixée à un organe (5, 50) de la turbomachine, caractérisé en ce que le porte-couronne (36) comprend, entre ses brides (362, 364), une bande annulaire (360) autour du premier axe (A) qui présente des lumières traversantes (366) réparties autour de ce premier axe (A), ces lumières (366) définissant entre elles des barres de liaison (368) entre une première partie annulaire (365) du porte-couronne comportant la première bride (362), et une seconde partie annulaire (367) du porte-couronne comportant la seconde bride (364), ces barres de liaison (368) étant configurées pour transmettre un couple transmis par la couronne (35, 35a, 35b) dans une première direction (D1) autour du premier axe (A), et pour se rompre lorsqu’un couple supérieur à un seuil prédéterminé est transmis par la couronne (35, 35a, 35b) dans une seconde direction (D2) autour du premier axe (A), opposée à la première direction (D1).

2. Réducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les barres de liaison (368) sont identiques.

3. Réducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les barres de liaison (368) comprennent des premières barres de liaison (368a) identiques entre elles, et des secondes barres de liaison (368b) qui sont identiques entre elles et différentes des premières barres de liaison (368a).

4. Réducteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premières barres de liaison (368a) sont parallèles au premier axe (A) et les secondes barres de liaison (368b) sont inclinées d’un angle (α) par rapport au premier axe (A).

5. Réducteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’une partie ou la totalité des barres de liaison (368) est inclinée d’un angle (α) par rapport au premier axe (A).

6. Réducteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l’angle (α) d’inclinaison est compris entre 5° et 75°.

7. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lumières (366) ont chacune une forme générale triangulaire, elliptique, annulaire, ou polygonale.

8. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lumières (366) comprennent des premières lumières (366a) identiques entre elles, et des secondes lumières (366b) identiques entre elles et différentes des premières lumières (366a).

9. Réducteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premières lumières (366a) et les secondes lumières (366b) sont disposées en quinconce, chacune des premières lumières (366a) étant située entre deux des secondes lumières (366b), et chacune des secondes lumières (366b) étant située entre deux des premières lumières (366a).

10. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de barres de liaison (368) est supérieur ou égal à 30, et de préférence supérieur ou égal à 50.

11. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bande annulaire (360) a une longueur (L360) le long du premier axe (A), qui représente 10 à 30% d’une longueur totale (L₃₆) du porte- couronne le long de ce premier axe (A).

12. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune des barres de liaison (368) a une largeur maximale (l368) mesurée dans une direction tangentielle vis-à-vis d’une circonférence centrée sur le premier axe (A), qui est inférieure ou égale à une largeur maximale (l₃₆₆) de chacune des lumières (366) mesurée dans une direction tangentielle vis-à-vis d’une circonférence centrée sur le premier axe (A).

13. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les barres de liaison (368) sont orientées de façon à être sollicitées en traction lors de la transmission du couple dans la première direction (D1), et en compression lorsque le porte-couronne (36) est soumis à un couple dans la seconde direction (D2).

14. Turbomachine (1), en particulier d’aéronef, comportant un réducteur mécanique (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes.