FR2562624A1 - Movement transmission assembly capable of submerged operation - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a movement transmission assembly between an input shaft 10 and an output shaft 12 comprising a main casing 2 and a gear mechanism connecting the two shafts together. The main casing 2 contains lubrication oil for a drive member 6 whilst the output shaft 12 passes through the main casing with interposition of a sealing gasket 22, an auxiliary casing 5 containing the gear mechanism and being insulated from the rest of the main casing, and the output shaft 12 passes through the auxiliary casing 5 with sealing 20, the sealing gasket being in communication with the oil of the main casing 2 and being isolated from that of the auxiliary casing 5. One application is the production of motorised multiplication gear for driving a submerged pump.

Description

Ensemble de transmission de mouvement
Certaines pompes fonctionnent en étant immergées, étant par ailleurs entraînées par un groupe moteur - ensemble de transmission de mouvement également immergé.Motion transmission assembly
Some pumps operate by being submerged, being moreover driven by a motor group - also submerged motion transmission assembly.

Pour qu'un tel ensemble de transmission de mouvement ait un fonctionnement satisfaisant, il convient de faire en sorte que les mécanismes aussi bien moteur, que d'engrenages soient maintenus hors d'atteinte par le liquide d'immersion, souvent l'eau de mer d'un forage pétrolier. For such a movement transmission assembly to function satisfactorily, it is necessary to ensure that the mechanisms, both motor and gear, are kept out of reach by the immersion liquid, often water oil drilling sea.

L'invention entend résoudre ce problème en étant donc relative à un ensemble de transmission de mouvement entre un arbre d'entrée et un arbre de sortie comprenant un carter principal, lesdits arbres d'entrée et de sortie, et, un mécanisme à engrenages reliant l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie. The invention intends to solve this problem by therefore relating to a movement transmission assembly between an input shaft and an output shaft comprising a main casing, said input and output shafts, and, a gear mechanism connecting the input shaft to the output shaft.

Selon l'invention, le carter principal constitue un premier réservoir d'huile de lubrification d'un organe moteur d'entrainement de l'arbre d'entrée, cependant que l'arbre de sortie traverse une paroi du carter principal, un joint d'étanchéité étant disposé entre cette paroi et cet arbre de sortie, qu'un carter auxiliaire est contenu à l'intérieur du carter principal, est solidaire de ce carter principal, et, contient le mécanisme d'engrenages, en définissant un un deuxième réservoir d'huile de lubrification du mécanisme d'engrenages qui est isolé du reste du carter principal, et, gge, d'u- ne part, l'arbre de sortie traverse avec étanchéité une paroi dudit carter auxiliaire, d'autre part, le joint d'étanchéité entre l'arbre de sortie et le carter principal a sa face interne en com"uni- eatic:n avec une chambre qui est elle-meme en cotttication avec le premier réservoir et est isolée du deuxième réservoir d'huile. According to the invention, the main casing constitutes a first reservoir of lubricating oil for a drive motor driving the input shaft, while the output shaft passes through a wall of the main casing, a gasket sealing being arranged between this wall and this output shaft, that an auxiliary casing is contained inside the main casing, is integral with this main casing, and, contains the gear mechanism, by defining a second reservoir lubricating oil of the gear mechanism which is isolated from the rest of the main casing, and, gge, on the one hand, the output shaft passes through a wall of said auxiliary casing, on the other hand, the gasket between the output shaft and the main casing has its internal face in com "uni- eatic: n with a chamber which is itself in cotttication with the first tank and is isolated from the second oil tank.

I.en -aatageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées
- 1 mécanisme d'engrenages est consti tué par
- un porte couronne monté rotatif par rapport au carter auxiliaire, coaxial à, et solidaire en rotation de l'arbre d'entrée, une couronne d'entrée montée "flottante" sur le porte couronne, sensiblement coaxiale à l'axe de l'arbre d'entrée, au moins un premier satellite monté rotatif par rapport au carter auxiliaire et engrenant avec la couronne, autant de deuxièmes satellites que de premiers satellites, chaque deuxième satellite étant coaxial à un premier satellite et étant solidaire dudit premier satellite, et, un planétaire monté rotatif par rapport au carter auxiliaire, coaxial à l'arbre d'entrée, supportant l'arbre de sortie et engrenant avec chacun desdits deuxièmes sa tellites;;
- cet ensemble comporte au moins trois premiers satellites
- la couronne est montée "flottante" sur le porte couronne au moyen d'un accouplement à cannelures, l'ensemble des cannelures extérieures de la couronne possédant une denture d'engrenages avec sommet sphérique.I.in addition, the following provisions are preferably adopted
- 1 gear mechanism is formed by
- a crown carrier mounted to rotate relative to the auxiliary casing, coaxial with, and integral in rotation with the input shaft, an input crown mounted "floating" on the crown carrier, substantially coaxial with the axis of the input shaft, at least one first satellite rotatably mounted relative to the auxiliary casing and meshing with the crown, as many second satellites as first satellites, each second satellite being coaxial with a first satellite and being integral with said first satellite, and, a sun gear mounted rotatable relative to the auxiliary casing, coaxial with the input shaft, supporting the output shaft and meshing with each of said second its tellites;
- this set includes at least three first satellites
- the crown is mounted "floating" on the crown holder by means of a spline coupling, all of the outer splines of the crown having gear teeth with spherical apex.

Les avantages d'un ensemble de transmission de mouvement tel que défini ci-avant réside dans une lubrification satisfaisante du moteur d'entrainement, du mécanisme d'engrenages et du joint d'étanchéité disposé entre l'arbre de sortie et le carter principal. The advantages of a movement transmission assembly as defined above resides in satisfactory lubrication of the drive motor, the gear mechanism and the seal placed between the output shaft and the main casing.

L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages appa raieront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple.  The invention will be better understood, and secondary characteristics and their advantages will become apparent during the description of embodiments given below by way of example.

I1 est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif.  It is understood that the description and the drawings are given for information only and are not limiting.

Il sera fait référence aux dessins an nexés, dans lesquels
- la figure 1 est une coupe axiale d'un ensemble de transmission de mouvement conforme à l'invention, selon une première variante de réalisation ;
- a figure 2 est une coupe constituant un agrandisseen d'un détail de l'ensemble de la figure 1 ; et,
- la figure 3 est une coupe axiale, analogue à celle de la figure 1, d'un ensemble de transmission de mouvement selon une deuxième variante de réalisation, également conforme à l'invention.Reference will be made to the appended drawings, in which
- Figure 1 is an axial section of a motion transmission assembly according to the invention, according to a first embodiment;
- A Figure 2 is a section constituting an enlargement of a detail of the assembly of Figure 1; and,
- Figure 3 is an axial section, similar to that of Figure 1, of a motion transmission assembly according to a second alternative embodiment, also according to the invention.

La figure 1 représente le montage d'un ensemble 1 de trnsmission de mouvement, dont le carter principal 2 est fixé par des vis 3, d'une part, sur la bride de fixation 4 du bâti d'un moteur d'en traînement 6, de type hydraulique, d'autre part, sur la bride de fixation 7 du bâti 8 d'un puits d'extraction de pétrole. L'arbre d'entrainement 9 du moteur 6 est rendu solidaire en rotation de l'arbre d'entrée 10 de l'ensemble de transmission de mouvement 1 au moyen de cannelures 11, et l'arbre de sortie 12 de cet ensemble de trans-,nission de mouvement 1 est lui-même rendu solidaire ri rotation de l'arbre 13 d'une pompe 14 d'extraction u pétrole. FIG. 1 shows the mounting of a movement transmission assembly 1, the main housing 2 of which is fixed by screws 3, on the one hand, to the fixing flange 4 of the frame of a drive motor 6 , of the hydraulic type, on the other hand, on the fixing flange 7 of the frame 8 of an oil extraction well. The drive shaft 9 of the motor 6 is made to rotate with the input shaft 10 of the movement transmission assembly 1 by means of splines 11, and the output shaft 12 of this trans assembly -, movement nission 1 is itself made integral ri rotation of the shaft 13 of a pump 14 u oil extraction.

Un farter auxiliaire 5 est contenu à l'intérieur du carter principal 2, auquel il est fixé par des vis 15. 'arbre d'entrée 10 est monté rotatif par rapport à ce carter auxiliaire 5 au moyen de paliers à roulements 16, cependant que l'arbre de sortie 12 est monté rotatif, également par rapport au carter auxiliair 5 au moyen de paliers à roulements 17. Les arbres entrée 10 et de sortie -12 ont même axe 18.  An auxiliary wax 5 is contained inside the main housing 2, to which it is fixed by screws 15. The input shaft 10 is rotatably mounted relative to this auxiliary housing 5 by means of rolling bearings 16, while the output shaft 12 is rotatably mounted, also relative to the auxiliary casing 5 by means of rolling bearings 17. The input 10 and output shafts -12 have the same axis 18.

Arbre de sortie 12 traverse, d'une part, une paroi 19 qui isole le carter auxiliaire 5 du carter principal 2 avec interposition d'un joint d'étanchéité 20, d'autre part, une paroi 21 du carter principal 2, également avec interposition d'un joint d'étanchéité 22. il convient de noter que les deux carters principal 2 et auxiliaire 5 définissent deux enceintes 2a et 5a isolées l'une de l'autre, l'une, 2a constituant un premier réservoir contenant l'huile de lubrification sous pression du moteur 6, l'autre, 5a, abritant un mécanisme d'engrenages reliant les arbres d'entrée 10 et de sortie 12 et constituant un deuxième réservoir contenant l'huile de lubrification dudit mécanisme d'engrenages.Une chambre 23 est ménagée autour de la partie de l'arbre de sortie 12 comprise entre les joints d'étanchéité 20 et 22 et communique par des conduits 24 avec l'enceinte 2a. Output shaft 12 passes through, on the one hand, a wall 19 which isolates the auxiliary casing 5 from the main casing 2 with the interposition of a seal 20, on the other hand, a wall 21 of the main casing 2, also with interposition of a seal 22. it should be noted that the two main casings 2 and auxiliary 5 define two enclosures 2a and 5a isolated from one another, one, 2a constituting a first reservoir containing the pressurized lubricating oil from motor 6, the other, 5a, housing a gear mechanism connecting the input shafts 10 and output 12 and constituting a second reservoir containing the lubricating oil of said gear mechanism. chamber 23 is formed around the part of the output shaft 12 between the seals 20 and 22 and communicates through conduits 24 with the enclosure 2a.

Le mécanisme d'engrenages comprend
- un porte couronne 25, solidaire de l'arbre d'entrée 10 au moyen d'un voile 26,
- une couronne 27, qui est montée "flottante" sur le porte couronne 25, dont elle est solidaire en rotation par des cannelures extérieures bombées 27a, et qui porte une denture interne d'engrenages 27b,
- trois premiers satellites 28, qui sont solidaires, chacun d'un arbre 29 monté rotatif (30) par rapport au carter auxiliaire 5, et qui engrènent avec la denture intérieure 27b de la couronne 27,
- trois deuxièmes satellites 31, qui sont solidaires chacun d'un arbre 29, et qui engrènent avec un planétaire central 32 à denture extérieure, ledit planétaire étant solidaire en rotation de l'arbre de sortie 12 et coaxial à l'axe 18,
une pompe 33, qui est fixée en bout d'un arbre 29 et qui permet le graissage sous pression des divers engrenages.The gear mechanism includes
a crown carrier 25, integral with the input shaft 10 by means of a veil 26,
a ring 27, which is mounted "floating" on the ring holder 25, of which it is rotationally secured by domed external grooves 27a, and which carries internal teeth of gears 27b,
first three satellites 28 which are integral, each of a shaft 29 mounted to rotate (30) relative to the auxiliary casing 5, and which mesh with the internal toothing 27b of the crown 27,
three second satellites 31, which are each secured to a shaft 29, and which mesh with a central sun gear 32 with external teeth, said sun gear being integral in rotation with the output shaft 12 and coaxial with the axis 18,
a pump 33, which is fixed at the end of a shaft 29 and which allows the lubrication under pressure of the various gears.

A noter que, d'une part, l'axe de la denture intérieure 27b de la couronne 27 est sensiblement coïncidant avec l'axe 18, d'autre part, les premiers satellites 28 (et donc également les deuxièmes satellites 31) sont angulairement régulièrement espacés de 1200 par rapport à l'axe 18. Note that, on the one hand, the axis of the internal toothing 27b of the crown 27 is substantially coincident with the axis 18, on the other hand, the first satellites 28 (and therefore also the second satellites 31) are angularly regularly spaced 1200 from axis 18.

En regard de la figure 2, on note que le porte couronne 26 comporte, de part et d'autre de ses cannelures 26b, qui coopèrent avec les cannelures 27a de la couronne 27, un épaulement supérieur fixe 27c et un épaulement inférieur amovible 27d constitué par une bague rapportée, fixée par des vis 34. Ainsi, est permis le montage de la couronne 27 de manière (faiblement) "flottante" sur la porte couronne 26. Est également observée la présence d'un joint d'étanchéité 35 entre l'arbre d'entrée 10 de l'ensemble de transmission de mouvement et la paroi supérieure délimitant le carter auxiliaire 5. With reference to FIG. 2, it can be noted that the crown carrier 26 comprises, on either side of its grooves 26b, which cooperate with the grooves 27a of the crown 27, a fixed upper shoulder 27c and a removable lower shoulder 27d consisting by an attached ring, fixed by screws 34. Thus, the mounting of the ring 27 is allowed (slightly) "floating" on the ring door 26. The presence of a seal 35 is also observed between the input shaft 10 of the motion transmission assembly and the upper wall delimiting the auxiliary casing 5.

La figure 3 représente une variante de réalisation du mécanisme d'engrenages. Celui-ci est constitué par un ensemble de pignons cylindriques
- un grand pignon 36 solidaire de l'arbre d'entrée 10 de l'ensemble de transmission de mouvement,
- trois petits pignons 37 (un seul visible sur la figure) qui sont chacun, solidaire d'un arbre 38 monté rotatif sur le carter auxiliaire 5 au moyen de paliers à roulements39, et qui engrènent avec le grand pignon 36,
- trois autres pignons 40, qui sont, chacun, solidaire diun desdits arbres 38 et plus grand que le pigilon SI correspondant, et qui engrènent avec un petit pignon planétai.re 41 solidaire de l'arbre de sortie 12 de l'ensemble de transmission de mouvement.Figure 3 shows an alternative embodiment of the gear mechanism. This consists of a set of cylindrical pinions
a large pinion 36 secured to the input shaft 10 of the movement transmission assembly,
three small pinions 37 (only one visible in the figure) which are each secured to a shaft 38 rotatably mounted on the auxiliary casing 5 by means of rolling bearings 39, and which mesh with the large pinion 36,
- Three other pinions 40, which are each secured to one of said shafts 38 and larger than the corresponding pigilon SI, and which mesh with a small planetary pinion 41 secured to the output shaft 12 of the transmission assembly of movement.

Les ensembles qui viennent d'être décrits sont conçus pour procurer à l'arbre de sortie 12 une vitesse de rotation supérieure à celle de l'arbre d'entrée 10: ce sont des ensembles multiplicateurs de vitesse. Bien entendu, le même principe constructif permettrait de réaliser également des ensembles réducteurs de vitesse. The assemblies which have just been described are designed to give the output shaft 12 a higher speed of rotation than that of the input shaft 10: they are speed multiplier assemblies. Of course, the same constructive principle would also make it possible to reduce speed assemblies.

La constitution adoptée permet
- d'éviter le mélange du fluide de lubrification et de fonctionnement du moteur 6 (contenu dans le carter principal 2) avec le fluide de lubrification du mécanisme d'engrenages (contenu dans le carter auxiliaire 5), ce qui est important compte tenu des caractéristiques très différentes à la fois des organes lubrifiés et des fluides eux-mêmes
- de faire fonctionner le joint d'étanchéité 22 dans de bonnes conditions,
- d'éviter l'introduction d'eau de mer à l'intérieur du carter principal 2 compte tenu de l'effet de la pression de l'huile contenu dans l'en- ceinte 2a.The adopted constitution allows
- avoid mixing the lubrication and operating fluid of the motor 6 (contained in the main casing 2) with the lubrication fluid of the gear mechanism (contained in the auxiliary casing 5), which is important given the very different characteristics of both the lubricated parts and the fluids themselves
to operate the seal 22 in good conditions,
- to avoid the introduction of seawater inside the main casing 2 taking into account the effect of the oil pressure contained in the enclosure 2a.

L'invention n'est pas limitée aux réalisations représentées, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit.  The invention is not limited to the embodiments shown, but on the contrary covers all the variants which could be made to them without departing from their scope or their spirit.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Ensemble de transmission de' mouvement entre un arbre d'entrée (10) et un arbre de sortie (12) comprenant un carter principal (2), lesdits arbres d'entréeiet de sortie, et, un mécanisme à engrenages reliant arbre d'entrée à l'arbre de sortie, caractérisé en ce que le carter principal (2) constitue un premier réservoir (2a) d'huile de lubrification d'un organe moteur (6) d'entraînement de l'ar- bre d'entrée, en ce que l'arbre de sortie (12) traverse une paroi (21) du carter principal (2), un joint d'étanchéité (22) étant disposé entre cette paroi et cet arbre de sortie, en ce qu'un carter auxiliaire (5) est contenu à l' < n- térieur du carter principal (2), est solidaire de ce carter principal 2) et contient le mécanisme d'engrenages, en définissant un deuxième réservoir (5a) d'huile le de lubrificatio-J du mécanisme d'engrenages qui est isolé du reste du carter principal, et, en ce que, d'une part, l'arbre de sortie (12) traverse avec étanchéité (20) une paroi (19) dudit carter auxiliaire, d'autre put le joint d'étanchéité (22) entre l'arbre de sortie t le carter principal a sa face in- terne en communie ion avec une chambre (23) qui est elle-même en communication avec le premier réservoir (2a) et est isolé du deuxième réservoir d'huile (Sa)1. Motion transmission assembly between an input shaft (10) and an output shaft (12) comprising a main casing (2), said input and output shafts, and, a gear mechanism connecting the output shaft input to the output shaft, characterized in that the main casing (2) constitutes a first reservoir (2a) of lubricating oil of a motor member (6) driving the shaft inlet, in that the output shaft (12) passes through a wall (21) of the main casing (2), a seal (22) being disposed between this wall and this output shaft, in that a auxiliary casing (5) is contained inside the main casing (2), is integral with this main casing 2) and contains the gear mechanism, defining a second oil reservoir (5a) the lubrificatio-J of the gear mechanism which is isolated from the rest of the main casing, and in that, on the one hand, the output shaft (12) crosses with sealing (20) a wall (19) of said auxiliary casing liar, else put the seal (22) between the output shaft t the main casing has its internal face in communion with a chamber (23) which is itself in communication with the first tank (2a) and is isolated from the second oil tank (Sa) 2. Ensemble de transmission de mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mé- canisme d'engrena'ss est constitué par2. Motion transmission assembly according to claim 1, characterized in that the gear mechanism is constituted by - n porte couronne (26) monté rotatif (1G) par rapport au carter auxiliaire (5), coaxial (18) à, et solida e en rotation de l'arbre d'entrée (10),  - n crown holder (26) rotatably mounted (1G) relative to the auxiliary casing (5), coaxial (18) to, and solida e in rotation of the input shaft (10) - une couronne entrée (27) montée "flottante" sur le porte couronne, sensiblement coaxiale à l'axe (18) de l'arbre d'entrée (10), - an input ring (27) mounted "floating" on the crown holder, substantially coaxial with the axis (18) of the input shaft (10), - au moins un premier satellite (28) monté rotatif (30) par rapport au carter auxiliaire (5) et engrenant (27b) avec la couronne (27), - at least one first satellite (28) rotatably mounted (30) relative to the auxiliary casing (5) and meshing (27b) with the crown (27), - autant de deuxièmes satellites (31) que de premiers satellites, chaque deuxième satellite (31) étant coaxial à un premier satellite et étant solidaire dudit premier satellite, et, as many second satellites (31) as first satellites, each second satellite (31) being coaxial with a first satellite and being integral with said first satellite, and, - un planétaire (32) monté rotatif par rapport au carter auxiliaire, coaxial (18) à l'arbre d'entrée (10), supportant l'arbre de sortie (12) et engrenant avec chacun desdits deuxièmes satellites (31). - a sun gear (32) rotatably mounted relative to the auxiliary casing, coaxial (18) with the input shaft (10), supporting the output shaft (12) and meshing with each of said second satellites (31). 3. Ensemble de transmission d'un mouvement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois premiers satellites (28).3. A movement transmission assembly according to claim 2, characterized in that it comprises at least three first satellites (28). 4. Ensemble de transmission de mouvement selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la couronne est montée t'flottan- te" (27a) sur le porte couronne (26) au moyen d'un accouplement à cannelures, l'ensemble des cannelures extérieures (27a) de la couronne possedant une denture d'engrenages avec sommet sphérique. 4. Motion transmission assembly according to any one of claims 2 and 3, characterized in that the crown is mounted "floating" (27a) on the crown holder (26) by means of a splined coupling , the set of outer grooves (27a) of the crown having gear teeth with spherical apex.
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