FR3132554A1 - Reducteur de vitesse pour une turbomachine d’aeronef - Google Patents
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Abstract
Réducteur de vitesse (10) pour une turbomachine (1) d’aéronef, ce réducteur ayant un axe principal (X) et comportant : - un porte-satellites (13) comportant une cage (120) et un porte-cage (122), - un solaire (11) situé dans la cage (120) et centré sur l’axe principal (X), - une rangée annulaire de satellites (12) disposés autour de l’axe principal (X) et du solaire (11) et engrenés avec le solaire (11), - une couronne (14) disposée autour de l’axe (X) et de la cage (120) et engrenée avec les satellites (12), la cage (120) et le porte-cage (122) étant reliés entre eux par des liaisons dont la souplesse en flexion est optimisée. Figure pour l'abrégé : Figure 10
Description
La présente invention concerne un réducteur de vitesse pour une turbomachine d’aéronef, ainsi qu’une turbomachine d’aéronef comportant un tel réducteur.
L’état de l’art comprend notamment les documents FR-A1-2 987 416, FR-A1-2 853 382, FR-A1-3 041 054, FR-A1-3 052 213, FR-A1-3 073 915, FR-A1-3 084 428.
Le rôle d’un réducteur mécanique est via un mécanisme de transmission de modifier le rapport de vitesse et le couple entre un arbre d’entrée et un arbre de sortie du mécanisme d’entrainement.
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 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 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 de la turbomachine.
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 ».
- 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 champ magnétique. Il existe plusieurs types d’engrènement par contact comme avec des dentures droites ou en chevron.
Le porte-satellites peut être monobloc ou se présenter sous la forme d’une cage et d’un porte-cage. La cage comprend une cavité interne dans laquelle sont logés le solaire, les satellites et les paliers de guidage de ces satellites. Le solaire comprend des cannelures internes d’accouplement à un premier arbre de la turbomachine et le porte-cage comprend une portion cylindrique comportant des cannelures externes d’accouplement à un autre arbre.
La liaison de la cage au porte-cage est en général rigide. En variante, on peut envisager une technologie dans laquelle la cage est reliée au porte-cage par des liaisons « souples », telles que décrites dans le document FR-A1-2 853 382. Dans un tel cas, le porte-cage comprend une rangée annulaire de doigts axiaux qui portent des premiers éléments de liaison. Ces premiers éléments de liaison coopèrent avec des seconds éléments de liaison montés dans des logements de la cage pour former les liaisons souples entre le porte-cage et la cage, qui autorisent au moins deux degrés de liberté.
On a déjà proposé de réaliser ces liaisons souples avec des rotules, les doigts portant des rotules traversées par des broches cylindriques s’étendant dans les logements de la cage.
En fonctionnement, lors de la mise sous couple du porte-satellites, les doigts vont fléchir et transmettre le couple à la cage. Les rotules permettent de ne pas transmettre le fléchissement des doigts aux broches. Le porte-cage maintient la cage dans son plan de symétrie afin d’équilibrer la récupération des efforts de part et d’autre des satellites.
Dans cette configuration, il est important de réduire au maximum les risques de désalignement dû à la torsion et répercuté aux satellites. Cet objectif peut être réalisé grâce à la liaison entre la cage et le porte-cage dans un plan médian de la cage et par les degrés de liberté conférés par les liaisons souples précitées. Cela permet d’avoir deux chemins d’effort identiques sur les parties avant et arrière de chaque satellite, et limite donc leur risque de désalignement.
Toutefois, on constate que, dans le plan de la liaison, les chemins d’efforts ne sont pas tout à fait identiques à cause de phénomènes de flexion des broches entre la cage et le porte-cage. Il en résulte des pressions de contact et des amplitudes de glissement différentes entre les interfaces, et donc une possible usure prématurée de l’interface la plus sollicitée. Cela accentue aussi les déformations de la cage et des surcontraintes peuvent apparaitre. De plus, les zones de contact ne sont pas réparties uniformément à cause de la flexion des broches, ce qui engendre un risque supplémentaire d’usure de type « fretting ».
La présente invention propose un perfectionnement qui apporte une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des problèmes évoqués ci-dessus.
L’invention concerne un réducteur de vitesse pour une turbomachine d’aéronef, ce réducteur ayant un axe principal et comportant :
- un porte-satellites comportant une cage et un porte-cage,
- un solaire situé dans la cage et centré sur l’axe principal,
- des satellites disposés autour de l’axe principal et du solaire et engrenés avec le solaire,
- une couronne disposée autour de l’axe X et de la cage et engrenée avec les satellites,
l’un des éléments choisi parmi la cage et le porte-cage comportant une rangée annulaire de doigt axiaux disposés autour de l’axe principal, et l’autre de ces éléments comportant une rangée annulaire de logements axiaux dans lesquels sont montés les doigts, chacun des logements étant délimité par deux pontets, respectivement radialement interne et externe, qui comportent des orifices radiaux alignés avec un orifice radial du doigt intercalé entre ces pontets, les orifices des pontets et du doigt étant traversés par une broche orientée selon un axe radial, chacune des broches comportant un tronçon radialement externe s’étendant dans l’orifice du pontet externe, un tronçon intermédiaire s’étendant dans l’orifice du doigt, et un tronçon radialement interne s’étendant dans l’orifice du pontet interne,
caractérisé en ce que :
- au moins l’un des pontets de chacun des logements comprend au moins une première zone circonférentielle s’étendant autour de l’axe radial, qui comprend au moins un évidement, et au moins une seconde zone circonférentielle autour de l’axe radial, qui est dépourvue d’évidement, de façon à assouplir au moins l’un des pontets, et/ou
- au moins l’un des tronçons externe et interne de chacune des broches comprend au moins un évidement qui est centré sur l’axe radial ou s’étend autour de cet axe radial, et le tronçon intermédiaire de chacune des broches est dépourvu d’un tel évidement, de façon à assouplir la broche.
Des zones de souplesse sont ainsi créées dans au moins un des pontets et/ou dans les broches, de façon à mieux équilibrer les contacts et les sollicitations lors de la transmission des efforts. L’invention permet donc une meilleure répartition de la pression et du glissement sur chaque zone et donc diminue le risque de « fretting ».
La présente invention est compatible
- d’un réducteur à simple étage ou à plusieurs étages ;
- d’un réducteur planétaire, épicycloïdal ou différentiel ;
- de dentures droites, hélicoïdales ou en chevron ;
- de tout type de paliers de satellites, qu’ils soient composés d’éléments roulants, de paliers hydrodynamiques, etc.
Le réducteur selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :
- chacun des pontets interne et/ou externe comprend une première zone circonférentielle unique qui s’étend sur 60 à 180° autour de l’axe radial, et une seconde zone circonférentielle unique qui s’étend sur 180 à 300° autour de l’axe radial,
- chacun des pontets interne et/ou externe comprend deux premières zones circonférentielles qui sont diamétralement opposées par rapport à l’axe radial, et deux secondes zones circonférentielles qui sont situées entre les premières zones circonférentielles,
- chacun des évidements s’étend sur toute l’épaisseur du pontet,
- chacun des évidements a en section dans un plan perpendiculaire à l’axe radial une forme circulaire, oblongue, incurvée ou elliptique,
- chacun des évidements s’étend en direction radiale de manière inclinée par rapport à l’axe radial,
- les premières zones circonférentielles sont situées dans un plan perpendiculaire à l’axe principal, et les secondes zones circonférentielles sont situées dans des plans passant par l’axe principal,
- au moins un des tronçons interne et externe de chacune des broches comprend une rainure annulaire formée dans ledit tronçon et s’étendant autour de l’axe radial,
- la rainure a en section une forme générale en L,
- au moins un des tronçons interne et externe de chacune des broches comprend deux rainures annulaires en L et disposées de manière symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l’axe radial,
- au moins un des tronçons interne et externe de chacune des broches comprend un alésage axial interne qui s’étend sur toute la longueur axiale de ce tronçon,
- l’alésage est étagé et comprend plusieurs portions axiales de diamètres différents,
- les tronçons interne et externe de chacune des broches comprennent des évidements qui sont disposés de manière symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l’axe radial et passant sensiblement au milieu de la broche,
-- les pontets interne et externe ont des épaisseurs identiques ou similaires et chacun de ces pontets comprend au moins un évidement,
-- les pontets interne et externe ont des épaisseurs différentes et celui qui a la plus grande épaisseur est le seul à comprendre au moins un évidement,
-- l’orifice de chaque doigt reçoit une rotule traversée par ladite broche,
-- les satellites sont répartis autour de l’axe principal du réducteur,
-- l’assouplissement du ou des pontets et/ou de la broche est réalisé en flexion et/ou compression.
L’invention concerne en outre une turbomachine, en particulier d’aéronef, comportant un réducteur tel que décrit ci-dessus.
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 :
La décrit une turbomachine 1 qui comporte, de manière classique, une soufflante S, 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 une tuyère d’échappement 1h. Le compresseur haute pression 1b et la turbine haute pression 1d sont reliés par un arbre haute pression 2 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 3 et forment avec lui un corps basse pression (BP).
La soufflante S est entraînée par un arbre de soufflante 4 qui est relié à l’arbre BP 3 au moyen d’un réducteur 10. Ce réducteur est généralement de type planétaire ou épicycloïdal.
Bien que la description qui suit concerne un réducteur du type planétaire ou épicycloïdal, elle s’applique également à un différentiel mécanique dans lequel ses trois composants essentiels, 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.
Le réducteur 10 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 10. 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 montre une partie d’un réducteur 10 qui peut prendre la forme de différentes architectures selon si certaines pièces sont fixes ou en rotation. En entrée, le réducteur 10 est relié à l’arbre BP 3, par exemple par l’intermédiaire de cannelures 7. Ainsi, l’arbre BP 3 entraîne un pignon planétaire appelé le solaire 11. Classiquement, le solaire 11 dont l’axe de rotation est confondu avec l’axe X de la turbomachine 1, entraîne une série de pignons appelés satellites 12, qui sont équirépartis sur le même diamètre autour de l’axe de rotation X. Ce diamètre est égal au double de l’entraxe de fonctionnement entre solaire 11 et satellites 12. Le nombre de satellites 12 est généralement défini entre trois et sept pour ce type d’application.
L’ensemble des satellites 12 est maintenus par un châssis appelé porte-satellites 12. Chaque satellite 12 tourne autour de son propre axe Y, et engrène avec la couronne 14.
En sortie du réducteur 10, nous avons :
- Dans une configuration épicycloïdale, l’ensemble des satellites 12 entraine en rotation le porte-satellite 13 autour de l’axe X de la turbomachine. La couronne 14 est fixée au carter moteur ou stator 5 via un porte-couronne 15 et le porte-satellites 12 est fixé à l’arbre de soufflante 4.
- Dans une configuration planétaire, l’ensemble des satellites 12 est maintenu par un porte-satellites 12 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 15.
Chaque satellite 12 est monté libre en rotation à l’aide d’un palier 8, par exemple de type roulement ou palier hydrostatique. Chaque palier 8 est monté sur un des axes 13a du porte-satellites 12 et tous les axes sont positionnés les uns par rapport aux autres à l’aide d’un ou plusieurs châssis structurels du porte-satellites 12. 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 13a et le châssis peuvent être séparés en plusieurs pièces.
Pour les mêmes raisons citées précédemment, la denture d’un réducteur peut être séparée en plusieurs hélices. Dans notre exemple nous détaillons le fonctionnement d’un réducteur 10 à plusieurs hélices avec une couronne séparée en deux demi-couronnes:
- Une demi-couronne avant 14a constituée d’une jante 14aa et d’une demi-bride de fixation 14ab. Sur la jante 14aa se trouve l’hélice avant de la denture du réducteur. Cette hélice avant engrène avec celle du satellite 12 qui engrène avec celle du solaire 11.
- Une demi-couronne arrière 14b constituée d’une jante 14ba et d’une demi-bride de fixation 14bb. Sur la jante 14ba se trouve l’hélice arrière de la denture du réducteur. Cette hélice arrière engrène avec celle du satellite 12 qui engrène avec celle du solaire 11.
La demi-bride de fixation 14ab de la couronne avant 14a et la demi-bride de fixation 14bb de la couronne arrière 14b forment la bride de fixation 14c de la couronne. La couronne 14 est fixée au porte-couronne 15 en assemblant la bride de fixation 14c de la couronne et la bride de fixation 15a du porte-couronne à l’aide d’un montage boulonné par exemple. Dans ce qui suit, une demi-bride pourra être appelée une bride.
Les flèches de la décrivent l’acheminement d’huile dans le réducteur 10. L’huile arrive dans le réducteur 10 depuis la partie stator 5 dans le distributeur 16 par différents moyens qui ne seront pas précisés dans cette vue car ils sont spécifiques à un ou plusieurs types d’architecture. Le distributeur 16 est séparé en deux parties en général chacune répétée du même nombre de satellites. Les injecteurs 17a ont pour fonction de lubrifier les dentures, et les bras 17b ont pour fonction de lubrifier les paliers 8. L’huile est amenée vers l’injecteur 17a pour ressortir par l’extrémité 17c afin de lubrifier les dentures. L’huile est également amenée vers chaque bras 17b et circule via la bouche d’alimentation 17d du palier 8. L’huile circule ensuite à travers l’axe 13a dans une ou des zones tampons 13b pour ensuite ressortir par des orifices 13c afin de lubrifier les paliers 8 des satellites.
Dans les figures 3 à 5, les éléments déjà décrits dans ce qui précède sont désignés par les mêmes références augmentés d’une centaine.
Les figures 3 à 5 représentent une technologie particulière de porte-satellites 113, ce porte-satellites comportant une cage 120 et un porte-cage 122 reliés par des liaisons à rotules.
La cage 120 comprend deux parois annulaires radiales 136, 138 qui sont parallèles entre elles et perpendiculaires à l’axe X, ainsi qu’une paroi cylindrique 140 qui s’étend entre les périphéries externes de ces parois 136, 138.
La paroi cylindrique 140 est ici du type à double peau et comprend une peau externe 140a interrompue par les lumières 143 et une peau interne 140b interrompue par les mêmes lumières 143. Dans l’exemple représenté qui n’est pas limitatif, la peau externe 140a séparée par cinq lumières 143 forme cinq pontets extérieurs ou externes 140a1, et la peau interne 140b séparée par cinq lumières 143 forme cinq pontets intérieurs ou internes 140b1. Chaque couple de pontets interne et externe 140a1, 140b1 forment une chape pour accueillir un des doigts 182 du porte-cage 122. Autrement dit, les pontets 140a1, 140b1 de chaque couple définissent entre eux un logement 180 de réception d’un doigt 182 du porte-cage 122. Les pontets assurent la liaison structurelle entre les parois 136 et 138. Des lumières de forme oblongue sont réalisées dans au moins une des parois 136 et 138 et débouchent dans les logements 180 de telle sorte à laisser passer le doigt 182 entre les pontets interne et externe 140a1, 140b1.
La cage 120 comprend ainsi une rangée annulaire de logements 180. Ces logements 180 reçoivent les doigts axiaux 182 solidaires d’une paroi annulaire 182a sensiblement radiale du porte-cage 122. La paroi 182a est située à une extrémité axiale du porte-cage 122. Les doigts 182 s’étendent axialement depuis la paroi 182a et sont engagés par translation axiale dans les logements 180.
Chaque doigt 182 comprend, sensiblement en son milieu, une bague 184 de montage de la rotule 186 destinée à être traversée par une broche cylindrique 188 portée par la cage 120.
La bague 184 a une orientation sensiblement radiale par rapport à l’axe X. Elle a une forme générale cylindrique. La cage 120 et la rotule 186 ont une épaisseur, mesurée dans une direction radiale par rapport à l’axe X, qui est inférieure à la distance inter-pontets ou l’épaisseur radiale de la lumière oblongue 180, de façon à pouvoir être engagées dans ce logement concomitamment avec le doigt 182 de support de ces pièces.
Chaque logement 180 est traversé par une broche 188 qui a une orientation sensiblement radiale par rapport à l’axe X. Chaque broche 188 comporte un corps cylindrique 188a relié à une extrémité axiale, ici radialement interne, à une collerette annulaire externe 188b. La broche 188 est ici engagée par translation radiale depuis l’intérieur à travers des orifices radiaux 141, 143 des pontets 140a1, 140b1 et de la rotule 186, sa collerette 188b étant destinée à venir en appui radial sur une face plane 191 du pontet extérieur 140a1 de la cage 120 dans l’exemple représenté. Après insertion de la broche 188 dans les orifices des pontets, jusqu’à mise en appui de la collerette 188b sur le pontet extérieur 140a1, la collerette 188b est fixée à ce pontet par exemple par vissage.
En référence à la , on définit par 200a, 200b et 200c trois tronçons adjacents de chacune des broches 188 qui sont schématiquement séparés dans le dessin par des traits pointillés. Chaque broche 188 comprend :
- un tronçon radialement externe 200a qui s’étend dans l’orifice 141 du pontet externe 140a1,
- un tronçon intermédiaire 200b qui s’étend dans l’orifice 143 du doigt 182 et de sa rotule 186, et
- un tronçon radialement interne 200c qui s’étend dans l’orifice 141 du pontet interne 140b1.
On constate que les tronçons 200a, 200b, 200c n’ont pas la même longueur le long de l’axe radial Z défini par la broche 188. Ceci est dû au fait que les orifices 141, 143 de réception de ces tronçons 200a, 200b, 200c n’ont pas les mêmes longueurs et plus exactement au fait que les épaisseurs des pontets 140a1, 14b1 et du doigt 188 (ou de sa rotule 186) mesurées le long de cet axe X ne sont pas les mêmes. Le pontet interne 140b1 a par exemple une épaisseur supérieure à celle du pontet externe 140a1.
Comme évoqué dans ce qui précède, lors de la transmission des efforts depuis le porte-cage 122 vers la cage 120 et les satellites 12, en passant par les broches 188 et les pontets 140a1, 140b1, et des efforts depuis les satellites 12 vers la cage 120 et le porte-cage 122 en passant par les broches 188 et les pontets 140a1, 140b1, des phénomènes de flexion apparaissent au niveau des pontets 140a1, 140b1et des broches 188, qui peuvent générer une usure prématurée du réducteur 10 et réduire ainsi sa durée de vie.
La présente invention propose une solution à ce problème et plus particulièrement deux solutions qui peuvent être combinées ensemble ou utilisées indépendamment l’une de l’autre. Le point commun entre ces solutions est qu’elles permettent d’assouplir localement les liaisons entre la cage 120 et le porte-cage 122 et d’homogénéiser les déformations entre la peau interne 140a et la peau externe 140b afin de mieux répartir l’effort pour la peau interne 140a, et de limiter les décollements pour la peau externe 140b.
Selon une première solution, au moins l’un des pontets 140a1, 140b1 comprend au moins une première zone circonférentielle G1 s’étendant autour de l’axe Z, qui comprend au moins un évidement 202, et au moins une seconde zone circonférentielle G2 autour de l’axe Z, qui est dépourvue d’évidement.
Selon la seconde solution, au moins l’un des tronçons externe 200a et interne 200c de chacune des broches 188 comprend au moins un évidement 204 qui est centré sur l’axe Z ou s’étend autour de cet axe Z, le tronçon intermédiaire 200b étant quant à lui dépourvu d’un tel évidement.
Les figures 6 à 10 illustrent des modes de réalisation de la première solution et les figures 11 à 14 illustrent des modes de réalisation de la seconde solution.
Dans le mode de réalisation de la , le pontet externe 140a1, voire également le pontet interne 140b1, comprend une seule première zone circonférentielle G1 qui s’étend sur environ 120° autour de l’axe Z et qui est situé sur un côté de la broche 188 et du doigt 182. La première zone G1 est coupée en son milieu par un plan H perpendiculaire à l’axe X et passant par l’axe Z. La zone G1 comprend ici deux évidements 202 de forme générale triangulaire qui s’étendent sur toute l’épaisseur du pontet correspondant. Les évidements 202 sont symétriques par rapport à ce plan H. La seconde zone G2 s’étend autour de l’axe Z, sur la partie complémentaire, et a donc une étendue angulaire de l’ordre de 240°.
Dans le mode de réalisation de la , le pontet externe 140a1, voire également le pontet interne 140b1, comprend deux premières zones circonférentielles G1 qui s’étendent chacune sur environ 60° autour de l’axe Z et qui sont diamétralement opposées par rapport à cet axe Z. Les zones G1 sont coupées en leur milieu par le plan H perpendiculaire à l’axe X et passant par l’axe Z. Chaque zone G1 comprend ici un seul évidement 202 de forme générale incurvée en arc de cercle autour de l’axe Z, et qui s’étend sur toute l’épaisseur du pontet correspondant. Les évidements 202 sont symétriques par rapport à un plan U passant par les axes X et Z. Le pontet 140a1 comprend en outre deux secondes zones G2 intercalées entre les zones G1 et donc diamétralement opposées par rapport à l’axe Z.
Dans le mode de réalisation de la , le pontet externe 140a1, voire également le pontet interne 140b1, comprend deux premières zones circonférentielles G1 qui s’étendent chacune sur environ 120° autour de l’axe Z et qui sont diamétralement opposées par rapport à cet axe Z. Les zones G1 sont coupées en leur milieu par le plan H perpendiculaire à l’axe X et passant par l’axe Z. Chaque zone G1 comprend ici deux évidements 202 de forme générale allongées, et qui s’étendent sur toute l’épaisseur du pontet correspondant. Les évidements 202 sont symétriques par rapport au plan H ainsi qu’au plan U. Le pontet 140a1 comprend en outre deux secondes zones G2 intercalées entre les zones G1 et donc diamétralement opposées par rapport à l’axe Z.
Dans le mode de réalisation de la , le pontet externe 140a1, voire également le pontet interne 140b1, comprend une seule première zone circonférentielle G1 qui s’étend sur environ 120° autour de l’axe Z et qui est situé sur un côté de la broche 188. La première zone G1 est coupée en son milieu par un plan H perpendiculaire à l’axe X et passant par l’axe Z. La zone G1 comprend ici cinq évidements 202 de forme générale circulaire qui s’étendent sur toute l’épaisseur du pontet correspondant. Les évidements 202 sont symétriques par rapport à ce plan H. La seconde zone G2 s’étend autour de l’axe Z sur la partie complémentaire et a donc une étendue angulaire de l’ordre de 240°.
Les évidements 202 formés dans les pontets 140a1, 140b1 peuvent être orientés radialement, c’est-à-dire parallèlement à l’axe Z, ou bien inclinés par rapport à cet axe Z comme illustré à la . Dans l’exemple représenté, le ou chaque évidement 202 du pontet externe 140a1 est incliné vers l’extérieur par rapport à l’axe Z, à mesure que l’on s’éloigne du doigt 182 le long de cet axe Z. Le ou chaque évidement 202 du pontet interne 140b1 est incliné vers l’extérieur par rapport à l’axe Z, à mesure que l’on s’éloigne du doigt 182 le long de cet axe Z. Les évidements 202 des pontets 140a, 140b1 présentent ainsi une symétrie par rapport à un plan V perpendiculaire à l’axe Z et passant sensiblement au milieu du logement 180 ou du doigt 182.
La montre également que les pontets 140a1, 140b1 ont des épaisseurs identiques ou similaires. Chaque pontet 140a1, 140b1comprend au moins un évidement 202 et est donc rendu plus souple dans la zone G1.
Dans le cas où l’un de pontets serait plus épais en direction radiale, seul ce pontet pourrait comprendre un ou plusieurs évidements 202 pour le rendre plus souple dans une zone G1 et compenser sa rigidité liée à sa plus grande épaisseur.
Dans le mode de réalisation de la , le tronçon externe 200a de la broche 188 comprend des évidements 204 et les autres tronçons 200b, 200c de la broche 188 n’en comprennent pas.
Les évidements 204 sont ici des rainures annulaires qui sont formées sur la surface cylindrique externe du tronçon 200a et s’étendent autour de l’axe Z. Les rainures sont à distance axiale l’une de l’autre et sont symétriques par rapport à un plan R perpendiculaire à l’axe Z et passant sensiblement au milieu du tronçon 200a ou du pontet externe 140a1. Chacune des rainures a une forme générale en L en section et comprend une branche orientée radialement par rapport à l’axe Z et débouchant sur la surface du tronçon 200a, et une branche orientée axialement et s’étendant depuis la périphérie interne de la branche radiale.
Dans le mode de réalisation de la , le tronçon externe 200a de la broche 188 comprend un unique évidement 204 et les autres tronçons 200b, 200c de la broche 188 n’en comprennent pas.
L’évidement 204 est ici un alésage interne qui est centré sur l’axe Z et qui débouche au niveau de l’extrémité radialement externe de la broche, qui porte ici la collerette 188b. L’alésage a une forme générale cylindrique.
Dans le mode de réalisation de la , le tronçon externe 200a et le tronçon interne de la broche 188 comprennent un unique évidement 204 et le tronçon intermédiaire 200b n’en comprend pas.
L’évidement 204 du tronçon externe 200a est un alésage interne qui est centré sur l’axe Z et qui débouche au niveau de l’extrémité radialement externe de la broche, qui porte ici la collerette 188b. L’évidement 204 du tronçon interne 200b est un alésage interne qui est centré sur l’axe Z et qui débouche au niveau de l’extrémité radialement interne de la broche. Chaque alésage a une forme générale étagée et comprend des portions cylindriques adjacentes, ici au nombre de trois. Les alésages sont symétriques par rapport au plan V précité.
Dans le mode de réalisation de la le tronçon externe 200a et le tronçon interne 200c de la broche 188 comprennent chacun un unique évidement 204 et le tronçon intermédiaire 200b n’en comprend pas.
L’évidement 204 du tronçon externe 200a est une rainure annulaire qui s’étend autour de l’axe Z et qui débouche au niveau de l’extrémité radialement interne de ce tronçon. L’évidement 204 du tronçon interne 200b est une rainure annulaire qui s’étend autour de l’axe Z et qui débouche au niveau de l’extrémité radialement externe de ce tronçon. Chaque rainure a une forme générale tronconique. La rainure du tronçon externe 200a s’évase vers l’intérieur et la rainure du tronçon interne 200b s’évase vers l’extérieur. Les rainures sont symétriques par rapport au plan V.
Les figures 15 et 16 montrent que la liaison souple entre la cage 120 et le porte-cage 122 du porte-satellites 13 d’un réducteur 10 peut être inversée. Dans le cas de la qui correspond aux exemples décrits plus haut, la cage 120 comprend les pontets 140a1, 140b1 qui définissent les logements 180 de réception des doigts 182 du porte-cage 122. Dans le cas de la , c’est le porte-cage 122 qui comprend les pontets 140a1, 140b1 qui définissent les logements 180 de réception des doigts 182 de la cage 120. L’invention s’applique à ces deux configurations.
Les zones G1 de souplesse dans les liaisons entre la cage 120 et le porte-cage 122 du réducteur 10 permettent d’homogénéiser les chemins d’effort à travers ces liaisons. Elles permettent en outre une meilleure répartition de la pression et du glissement sur chaque zone et donc diminue le risque d’usure par « fretting ».
Claims (14)
- Réducteur de vitesse (10) pour une turbomachine (1) d’aéronef, ce réducteur ayant un axe principal (X) et comportant :
- un porte-satellites (13) comportant une cage (120) et un porte-cage (122),
- un solaire (11) situé dans la cage (120) et centré sur l’axe principal (X),
- des satellites (12) disposés autour de l’axe principal (X) et du solaire (11) et engrenés avec le solaire (11),
- une couronne (14) disposée autour de l’axe (X) et de la cage (120) et engrenée avec les satellites (12),
l’un des éléments choisi parmi la cage (120) et le porte-cage (122) comportant une rangée annulaire de doigt axiaux (182) disposés autour de l’axe principal (X), et l’autre de ces éléments comportant une rangée annulaire de logements axiaux (180) dans lesquels sont montés les doigts (182), chacun des logements (180) étant délimité par deux pontets, respectivement radialement interne (140b1) et externe (140a1), qui comportent des orifices radiaux (141) alignés avec un orifice radial du doigt intercalé entre ces pontets (140a1, 140b1), les orifices (141) des pontets (140a1, 140b1) et du doigt (182) étant traversés par une broche (188) orientée selon un axe radial (Z), chacune des broches (188) comportant un tronçon radialement externe (200a) s’étendant dans l’orifice (141) du pontet externe (140a1), un tronçon intermédiaire (200b) s’étendant dans l’orifice du doigt (182), et un tronçon radialement interne (200c) s’étendant dans l’orifice (141) du pontet interne (140b1),
caractérisé en ce que :
- au moins l’un des pontets (140a1, 140b1) de chacun des logements (180) comprend au moins une première zone circonférentielle (G1) s’étendant autour de l’axe radial (Z), qui comprend au moins un évidement (202), et au moins une seconde zone circonférentielle (G2) autour de l’axe radial (Z), qui est dépourvue d’évidement, de façon à assouplir l’au moins un des pontets (140a1, 140b1), et/ou
- au moins l’un des tronçons externe et interne (202a, 202c) de chacune des broches (188) comprend au moins un évidement (204) qui est centré sur l’axe radial (Z) ou s’étend autour de cet axe radial (Z), et le tronçon intermédiaire (202b) de chacune des broches (188) est dépourvu d’un tel évidement, de façon assouplir la broche. - Réducteur (10) selon la revendication 1, dans lequel chacun des pontets interne et/ou externe (140a1, 140b1) comprend une première zone circonférentielle (G1) unique qui s’étend sur 60 à 180° autour de l’axe radial (Z), et une seconde zone circonférentielle (G2) unique qui s’étend sur 180 à 300° autour de l’axe radial (Z).
- Réducteur (10) selon la revendication 1, dans lequel chacun des pontets interne et/ou externe (140a1, 140b1) comprend deux premières zones circonférentielles (G1) qui sont diamétralement opposées par rapport à l’axe radial (Z), et deux secondes zones circonférentielles (G2) qui sont situées entre les premières zones circonférentielles (G1).
- Réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des évidements (202) s’étend sur toute l’épaisseur du pontet (140a1, 140b1).
- Réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des évidements (202) a en section, dans un plan perpendiculaire à l’axe radial (Z), une forme circulaire, oblongue, incurvée ou elliptique.
- Réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des évidements (202) s’étend en direction radiale de manière inclinée par rapport à l’axe radial (Z).
- Réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les premières zones circonférentielles (G1) sont situées dans un plan (H) perpendiculaire à l’axe principal (X), et les secondes zones circonférentielles (G2) sont situées dans des plans (U) passant par l’axe principal (X).
- Réducteur (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel au moins un des tronçons interne et externe (202a, 202c) de chacune des broches (188) comprend une rainure annulaire formée dans ledit tronçon et s’étendant autour de l’axe radial (Z).
- Réducteur selon la revendication 8, dans lequel la rainure a en section une forme générale en L.
- Réducteur selon la revendication 8 ou 9, dans lequel au moins un des tronçons interne et externe (202a, 202c) de chacune des broches (188) comprend deux rainures annulaires en L et disposées de manière symétrique par rapport à un plan (R) perpendiculaire à l’axe radial (Z).
- Réducteur (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel au moins un des tronçons interne et externe (202a, 202c) de chacune des broches (188) comprend un alésage axial interne qui s’étend sur toute la longueur axiale de ce tronçon.
- Réducteur (10) selon la revendication 11, dans lequel l’alésage est étagé et comprend plusieurs portions axiales de diamètres différents.
- Réducteur (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel les tronçons interne et externe (202a, 202c) de chacune des broches (188) comprennent des évidements (204) qui sont disposés de manière symétrique par rapport à un plan (V) perpendiculaire à l’axe radial (Z) et passant sensiblement au milieu de la broche.
- Turbomachine (1), en particulier d’aéronef, comportant un réducteur (210) selon l’une des revendications précédentes.
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