WO2013034861A1 - Amortissement des vibrations d'un pignon par patch viscoelastique - Google Patents

Amortissement des vibrations d'un pignon par patch viscoelastique Download PDF

Info

Publication number
WO2013034861A1
WO2013034861A1 PCT/FR2012/052002 FR2012052002W WO2013034861A1 WO 2013034861 A1 WO2013034861 A1 WO 2013034861A1 FR 2012052002 W FR2012052002 W FR 2012052002W WO 2013034861 A1 WO2013034861 A1 WO 2013034861A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
viscoelastic material
peripheral surface
vibration damping
damping device
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/052002
Other languages
English (en)
Inventor
Mathieu MARSAUDON
Philippe CUTULI
Claire Mercier
Original Assignee
Turbomeca
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Turbomeca filed Critical Turbomeca
Publication of WO2013034861A1 publication Critical patent/WO2013034861A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/14—Construction providing resilience or vibration-damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/32—Arrangement, mounting, or driving, of auxiliaries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/1414—Masses driven by elastic elements
    • F16F15/1435—Elastomeric springs, i.e. made of plastic or rubber
    • F16F15/1442—Elastomeric springs, i.e. made of plastic or rubber with a single mass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/30—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium
    • F16F9/306—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium of the constrained layer type, i.e. comprising one or more constrained viscoelastic layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of gear wheels, particularly but not only those found in the turbomachine reduction boxes.
  • the invention relates more particularly to the problem of the damping of vibrations that can appear in the gear wheels, in particular in the reduction gears of turbine engines or gears of speed multipliers.
  • Another solution is to adapt the geometry to the vibratory behavior, which has the disadvantageous effect of increasing the mass of the wheel.
  • Still another solution is to use a vibration damping device comprising a viscoelastic material. This solution is described in particular in FR 2 664 667 and GB 2 463 649.
  • the viscoelastic material is fixed integrally between a steel support member and a stress element.
  • the vibration damping device is attached to the gear wheel via the support member which is housed under radial stress in an annular groove in the rim.
  • An object of the present invention is to provide a gear wheel having an improved vibration damping device.
  • the invention therefore relates to a gear wheel comprising an annular rim having a first peripheral surface bearing gear teeth and a second peripheral surface provided with a vibration damping device, the vibration damping device being consisting of a layer of viscoelastic material and a counter-layer, the layer of viscoelastic material being arranged radially between the annular rim and the counter-layer, and the layer of viscoelastic material being fixed directly on the second peripheral surface of the ring rim.
  • the first peripheral surface is an outer peripheral surface
  • the second peripheral surface is an inner peripheral surface
  • the vibration damping device is attached directly to the inner peripheral surface of the annular rim.
  • the first peripheral surface is an inner peripheral surface
  • the second peripheral surface is an outer peripheral surface
  • the vibration device consists of two layers only, namely the layer of viscoelastic material and the counter-layer (or layer of rigid material).
  • the layer of viscoelastic material is fixed directly to the second peripheral surface of the annular rim, which means that unlike the prior art described above, there is no support member between the rim and the layer of viscoelastic material.
  • the layer of viscoelastic material is indeed attached directly to the rim of the wheel.
  • Another advantage of the invention is that it does not require the presence of annular groove in the rim.
  • the wheel according to the invention is thus devoid of annular groove receiving the vibration damping device.
  • a disadvantage of such a groove is that it generates an accident of shape and a concentration of stresses in an area requiring a specific dimensioning, or a significant increase in thickness to ensure the mechanical strength of the part.
  • the damping device is directly attached to the second peripheral surface of the rim of the wheel. This makes it possible not to generate an accident of form and to appreciably improve the mass dimensioning of the wheel.
  • Yet another advantage of the invention lies in the fact that the damping device comprises only two layers. Indeed, the more layers there are, the more the depreciation is difficult to control and reproduce.
  • the vibration damping device according to the invention is not disturbed by the characteristics of the metal support member.
  • the invention makes it possible to obtain vibration damping by compression, whereas in the prior art damping is achieved by shearing.
  • the vibration damping device has an annular geometry.
  • the damping device may have the shape of a continuous ring, split or even multi-segmented.
  • the counter-layer preferably has an axial length at least equal to that of the layer of viscoelastic material, whereby the counter-layer axially covers the viscoelastic material, and this in order to protect it.
  • the counter-layer may also have a length less than that of the viscoelastic material.
  • the axial length of the vibration damping device will for example be between 5 and 15 mm, for an annular rim having an axial length of 40 mm.
  • the layer of viscoelastic material has a radial thickness of between 0.1 mm and 3 mm. Of course, the thickness of the layer of viscoelastic material will be adapted to the frequencies to be damped. Even more preferably, the counter-layer has a radial thickness of between 0.5 mm and 2 mm.
  • the counter-layer As a constituent material of the counter-layer, it will be possible to choose preferably a material that is more rigid than the material of the viscoelastic layer.
  • a material that is more rigid than the material of the viscoelastic layer For the counter-layer, it may in particular choose a metal material, for example a steel, or any other rigid material such as a composite material or a plastic material.
  • the viscoelastic material will preferably be an elastomer.
  • the gear wheel is a pinion, for example an output gear pinion or an intermediate reduction gear of a turbine engine.
  • the invention also relates to a turbomachine, for example a helicopter turbine engine, comprising a gear wheel according to the invention, said gear wheel then being a reduction gear.
  • the invention further relates to a method of manufacturing a gear wheel according to the invention, said method comprising a step of vulcanizing the layer of viscoelastic material on the annular rim.
  • a gear wheel (initially devoid of vibration damping device), there is provided a vibration damping device consisting of a layer of viscoelastic material and a backing layer, both the layers being previously secured integrally to each other, and vulcanizing the viscoelastic material on the second peripheral surface of the annular rim to adhere the damping device to the gear wheel.
  • the manufacturing method may also involve the vulcanization of the viscoelastic material simultaneously on the counter-layer and the second peripheral surface of the rim of the wheel.
  • the method of manufacturing a gear wheel comprises a step of bonding the layer of viscoelastic material on the second peripheral surface of the annular rim.
  • a glue film is therefore present between the layer of viscoelastic material and the rim.
  • the different stages of manufacturing a gear wheel can be considered as steps of a method of manufacturing a turbomachine comprising such a gear wheel.
  • FIG. 1 illustrates a helicopter turbine engine comprising a gear wheel according to the invention
  • FIG. 2 is an axial sectional view of a gear wheel according to the invention comprising a vibration damping device
  • FIG. 3 is a detailed view of FIG. 2 showing the vibration damping device
  • FIG. 4 is a partial perspective view of the gear wheel of FIG. 2.
  • FIG. 1 illustrates a turbomachine 10, in this case a helicopter turbine engine.
  • this turbine engine 10 comprises a gas generator 12 and a free turbine 14 driven in rotation by the flow of burnt gases leaving the combustion chamber 16.
  • the free turbine 14 comprises a turbine wheel 18 which is fixed to the combustion chamber.
  • At the other end of the shaft 20 is a primary gear 22 which meshes with an intermediate gear 24.
  • the intermediate gear 24, which is rotated about its axis A by the primary gear meshes with an output gear 26 according to the present invention.
  • the intermediate gear 24 and the output gear 26 are gear wheels which form part of the speed reducer 27 of the turbomachine 10.
  • the output gear 26, driven in rotation about its axis B by the intermediate gear is connected to a tree of output 28 to be coupled to the main gearbox of the helicopter (not shown here).
  • turbomachines whose turbines are linked.
  • the object of the invention is to dampen these vibrations.
  • the output gear 26 is a gear wheel according to the invention.
  • the intermediate gear 24 could also be a gear wheel according to the present invention.
  • the invention can be applied to the intermediate gear 24 and / or to the output gear 26.
  • the output gear 26 conventionally comprises a web 30 extending radially between a hub 32 and an annular rim 34.
  • the annular rim 34 has a first peripheral surface, namely an outer peripheral surface 36, and a second peripheral surface, namely an inner peripheral surface 38.
  • the inner and outer peripheral surfaces extend annularly about the B axis With the aid of FIG. 4, it can be seen that the outer peripheral surface 36 carries gear teeth 40.
  • the inner peripheral surface 38 is provided with a vibration damping device 42 which consists of a layer of viscoelastic material 44 and a backing layer 46.
  • the vibration damping device 42 has only two layers.
  • the layer of viscoelastic material 44 is disposed radially between the inner peripheral surface 38 of the rim and the counter-layer 46. It is thus clear that, in this non-limiting example, the layer of viscoelastic material is attached to both at the inner peripheral surface 38 and the counter-layer 46.
  • the layer of viscoelastic material 44 is attached directly to the peripheral surface 38 of the annular rim 34, that is to say that there is no coupling member between the layer of viscoelastic material 44 and the inner peripheral surface 38.
  • the rim is devoid of annular groove.
  • a step is carried out for fixing the vibration damping device 42 to the annular rim 34 by bonding or vulcanizing the layer of viscoelastic material 44 against the inner peripheral surface 38 of the the annular rim, being specified that the output gear 26 is metallic.
  • the backing layer 46 may be glued or vulcanized to the layer of viscoelastic material 44.
  • the layer of viscoelastic material is vulcanized to the inner peripheral surface of the rim.
  • the vibration damping device 42 has an annular shape extending over substantially the entire circumference of the inner circumferential surface 38.
  • the vibration damping device 42 is advantageously split that is to say, it has a slot 48 opening preferably over the entire radial thickness and the entire axial length of the damping device.
  • the counter-layer 46 has an axial length substantially equal to that of the layer of viscoelastic material 44.
  • the axial length of the counter-layer could be slightly greater than that of the layer of material viscoelastic.
  • the fact that the counter-layer axially covers the layer of viscoelastic material protects the latter in order to limit the interactions and aggression of the surrounding environment (transport, handling, fluid in contact, etc.).
  • the vibration damping device 42 is disposed axially at the edge of the annular rim 34. however be arranged in slight withdrawal, for example a few millimeters.
  • the radial thickness e 1 of the layer of viscoelastic material is between 0.5 mm and 3 mm, while the radial thickness e 2 of the backing layer is between 0.5 mm and 2 mm.
  • the viscoelastic material is a Nitrile-type elastomer while the counter-layer is a steel, it being specified that it will be possible to choose another material, for example a metal, a composite material or a plastic material. .
  • the axial length I of the vibration damping device is between 5 and 15 mm, so substantially greater than its thickness.
  • the layer of viscoelastic material works in compression. It is thus possible to obtain damping by compression of the vibrations over a frequency range comprised between approximately 5 and 30 kHz.
  • the vibration damping offers the possibility of substantially reducing the mass of the output gear by decreasing in particular the thickness of the rim, the sail and / or the hub.
  • the weight gain is of the order of 20% on the output gear. The same result can be obtained on the intermediate gear.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

L'invention concerne une roue d'engrenage (26) comprenant une jante annulaire (34) ayant une première surface périphérique (36) portant des dents d'engrenage (40) et une seconde surface périphérique (38) munie d'un dispositif d'amortissement de vibration (42). L'invention se caractérise par le fait que le dispositif d'amortissement de vibrations (42) est constitué d'une couche de matériau viscoélastique (44) et d'une contre-couche (46), que la couche de matériau viscoélastique (44) est disposée radialement entre la jante annulaire (34) et la contre-couche (46), et que la couche de matériau viscoélastique est fixée directement à la seconde surface périphérique de la jante annulaire.

Description

Amortissement des vibrations d'un pignon
par patch viscoélastique
Arrière-plan de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique des roues d'engrenage, notamment mais pas seulement celles que l'on trouve dans les boites de réduction de turbomachine. L'invention porte plus particulièrement sur la problématique de l'amortissement des vibrations pouvant apparaître dans les roues d'engrenage, notamment dans les pignons réducteurs de turbomoteurs ou pignons de multiplicateurs de vitesse.
Il est bien connu que les vibrations qui sont susceptibles d'apparaître dans les roues d'engrenage entraînées en rotation à grande vitesse peuvent endommager les roues. C'est pourquoi l'on cherche à amortir ces vibrations.
Pour ce faire, il est notamment connu d'utiliser un jonc métallique annulaire fendu qui est placé en dessous de la jante portant les dents d'engrenage. Généralement, le jonc métallique vient se loger dans une gorge annulaire ménagée dans la surface périphérique intérieure de la jante, concentrique à l'axe de rotation de la roue.
Si cette solution permet de réduire de manière notable les vibrations, elle présente toutefois l'inconvénient potentiel de provoquer une usure du jonc et l'apparition indésirable de limaille dans le circuit d'huile.
Une autre solution est d'adapter la géométrie au comportement vibratoire, ce qui a pour effet désavantageux d'augmenter la masse de la roue.
Encore une autre solution est d'utiliser un dispositif d'amortissement de vibrations comprenant un matériau viscoélastique. Cette solution est notamment décrite dans FR 2 664 667 et GB 2 463 649.
Considéré selon la direction de l'axe de rotation de la roue d'engrenage, le matériau viscoélastique est fixé solidairement entre un organe support en acier et un élément de contrainte. Le dispositif d'amortissement de vibrations est fixé à la roue d'engrenage par l'intermédiaire de l'organe support qui est logé sous contrainte radiale dans une gorge annulaire ménagée dans la jante. Ce dispositif d'amortissement réalise un amortissement par cisaillement. Un inconvénient de ce dispositif est que le frottement métal/métal entre l'organe support et la jante de la roue peut générer là encore de l'usure et de la limaille.
Obiet et résumé de l'invention
Un objet de la présente invention est de proposer une roue d'engrenage comportant un dispositif d'amortissement de vibrations amélioré.
L'invention porte donc sur une roue d'engrenage comprenant une jante annulaire ayant une première surface périphérique portant des dents d'engrenage et une seconde surface périphérique munie d'un dispositif d'amortissement de vibrations, le dispositif d'amortissement de vibrations étant constitué d'une couche de matériau viscoélastique et d'une contre- couche, la couche de matériau viscoélastique étant disposée radialement entre la jante annulaire et la contre-couche, et la couche de matériau viscoélastique étant fixée directement sur la seconde surface périphérique de la jante annulaire.
De manière préférentielle, la première surface périphérique est une surface périphérique extérieure, tandis que la seconde surface périphérique est une surface périphérique intérieure. Dans ce cas, le dispositif d'amortissement de vibrations est fixé directement sur la surface périphérique intérieure de la jante annulaire.
Selon une variante, la première surface périphérique est une surface périphérique intérieure, tandis que la seconde surface périphérique est une surface périphérique extérieure. Selon cette conformation, que l'on trouve en particulier dans les trains épicycloïdaux, le dispositif d'amortissement de vibrations est fixé directement sur la surface périphérique extérieure de la jante annulaire.
Ainsi, selon l'invention, le dispositif de vibration est constitué de deux couches uniquement, à savoir la couche de matériau viscoélastique et la contre-couche (ou couche de matériau rigide). En outre, toujours selon l'invention, la couche de matériau viscoélastique est fixée directement à la seconde surface périphérique de la jante annulaire, ce qui signifie que contrairement à l'art antérieur décrit ci-dessus, il n'y a pas d'organe support entre la jante et la couche de matériau viscoélastique. La couche de matériau viscoélastique est en effet fixée directement sur la jante de la roue.
Un autre avantage de l'invention est qu'elle ne nécessite pas la présence de gorge annulaire ménagée dans la jante. La roue selon l'invention est ainsi dépourvue de gorge annulaire recevant le dispositif d'amortissement de vibrations. En effet, un inconvénient d'une telle gorge est qu'elle génère un accident de forme et une concentration de contraintes dans une zone nécessitant un dimensionnement spécifique, voire une augmentation significative d'épaisseur pour garantir la tenue mécanique de la pièce. Selon l'invention, le dispositif d'amortissement est directement fixé sur la seconde surface périphérique de la jante de la roue. Cela permet de ne pas générer d'accident de forme et d'améliorer sensiblement le dimensionnement massique de la roue.
Encore un avantage de l'invention réside dans le fait que le dispositif d'amortissement ne comporte que deux couches. En effet, plus il y a de couches, plus l'amortissement est difficile à maîtriser et à reproduire.
En outre, grâce à l'absence d'organe de support entre la couche de matériau viscoélastique et la jante, le dispositif d'amortissement de vibrations selon l'invention n'est pas perturbé par les caractéristiques de l'organe support métallique.
L'invention permet d'obtenir un amortissement de vibrations par compression, alors que dans l'art antérieur, l'amortissement est réalisé par cisaillement.
De manière avantageuse, le dispositif d'amortissement de vibrations présente une géométrie annulaire. Le dispositif d'amortissement peut présenter la forme d'un anneau continu, fendu ou bien encore multi- segmenté.
En outre, la contre-couche présente de préférence une longueur axiale au moins égale à celle de la couche de matériau viscoélastique, grâce à quoi la contre-couche recouvre axialement le matériau viscoélastique, et ce afin de le protéger. Néanmoins la contre-couche peut également présenter une longueur inférieure à celle du matériau viscoélastique. La longueur axiale du dispositif d'amortissement de vibrations sera par exemple comprise entre 5 et 15 mm, pour une jante annulaire ayant une longueur axiale de 40 mm. De préférence, la couche de matériau viscoélastique présente une épaisseur radiale comprise entre 0,1 mm et 3 mm. Bien entendu, l'épaisseur de la couche de matériau viscoélastique sera adaptée aux fréquences à amortir. Encore de préférence, la contre-couche présente une épaisseur radiale comprise entre 0,5 mm et 2 mm.
Comme matériau constitutif de la contre-couche, on pourra choisir de préférence un matériau plus rigide que le matériau de la couche viscoélastique. Pour la contre-couche, on pourra notamment choisir un matériau métallique, par exemple un acier, ou tout autre matériau rigide tel un matériau composite ou bien encore un matériau plastique. Le matériau viscoélastique sera de préférence un élastomère.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la roue d'engrenage est un pignon, par exemple un pignon réducteur de sortie ou bien un pignon réducteur intermédiaire d'un turbomoteur.
L'invention porte également sur une turbomachine, par exemple un turbomoteur d'hélicoptère, comprenant une roue d'engrenage selon l'invention, ladite roue d'engrenage étant alors un pignon réducteur.
L'invention porte en outre sur un procédé de fabrication d'une roue d'engrenage selon l'invention, ledit procédé comportant une étape de vulcanisation de la couche de matériau viscoélastique sur la jante annulaire.
De préférence, on fournit une roue d'engrenage (initialement dépourvue de dispositif d'amortissement de vibration), on fournit un dispositif d'amortissement de vibrations constitué d'une couche de matériau de viscoélastique et d'une contre-couche, ces deux couches étant préalablement fixées solidairement l'une à l'autre, et on vulcanise le matériau viscoélastique sur la seconde surface périphérique de la jante annulaire afin d'adhériser le dispositif d'amortissement à la roue d'engrenage.
Selon une variante, le procédé de fabrication peut également faire intervenir la vulcanisation du matériau viscoélastique simultanément sur la contre-couche et la seconde surface périphérique de la jante de la roue.
Selon une autre variante, le procédé de fabrication d'une roue d'engrenage comporte une étape de collage de la couche de matériau viscoélastique sur la seconde surface périphérique de la jante annulaire. Un film de colle est donc présent entre la couche de matériau viscoélastique et la jante.
De manière générale, les différentes étapes de fabrication d'une roue d'engrenage peuvent être considérées comme des étapes d'un procédé de fabrication d'une turbomachine comprenant une telle roue d'engrenage.
Brève description des dessins
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre un turbomoteur d'hélicoptère comportant une roue d'engrenage selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe axiale d'une roue d'engrenage selon l'invention comportant un dispositif d'amortissement de vibrations;
- la figure 3 est une vue de détail de la figure 2 montrant le dispositif d'amortissement de vibrations ;
- la figure 4 est une vue partielle en perspective de la roue d'engrenage de la figure 2.
Description détaillée de l'invention
La figure 1 illustre une turbomachine 10, en l'espèce un turbomoteur d'hélicoptère. De manière classique, ce turbomoteur 10 comporte un générateur de gaz 12 et une turbine libre 14 entraînée en rotation par le flux de gaz brûlés sortant de la chambre de combustion 16. La turbine libre 14 comprend une roue de turbine 18 qui est fixée à l'une des extrémités d'un arbre 20. A l'autre extrémité de l'arbre 20 se trouve un pignon primaire 22 qui engrène avec un pignon intermédiaire 24. Le pignon intermédiaire 24, qui est entraîné en rotation autour de son axe A par le pignon primaire, engrène avec un pignon de sortie 26 conforme à la présente invention. Le pignon intermédiaire 24 et le pignon de sortie 26 sont des roues d'engrenage qui font partie du réducteur de vitesse 27 de la turbomachine 10. Le pignon de sortie 26, entraîné en rotation autour de son axe B par le pignon intermédiaire, est relié à un arbre de sortie 28 destiné à être accouplé à la boite de transmission principale de l'hélicoptère (non représentée ici).
Bien entendu, l'invention pourra s'appliquer à d'autres types de moteurs et turbomoteurs, par exemple aux turbomachines dont les turbines sont liées.
Lors du fonctionnement du turbomoteur, le pignon intermédiaire 24 et le pignon de sortie 26 subissent des vibrations. Comme mentionné plus haut, le but de l'invention est d'amortir ces vibrations.
Dans cet exemple, le pignon de sortie 26 est donc une roue d'engrenage conforme à l'invention. Sans sortir du cadre de l'invention, le pignon intermédiaire 24 pourrait également être une roue d'engrenage selon la présente invention. Autrement dit, l'invention peut être appliquée au pignon intermédiaire 24 et/ou au pignon de sortie 26.
En se référant à la figure 2, on va maintenant décrire plus en détail le pignon de sortie 26 conforme à l'invention.
Comme on le voit sur cette vue en coupe axiale, le pignon de sortie 26 comporte classiquement un voile 30 s'étendant radialement entre un moyeu 32 et une jante annulaire 34.
La jante annulaire 34 présente une première surface périphérique, à savoir une surface périphérique extérieure 36, et une seconde surface périphérique, à savoir une surface périphérique intérieure 38. Les surfaces périphériques intérieure et extérieure s'étendent de manière annulaire autour de l'axe B. A l'aide de la figure 4, on constate que la surface périphérique extérieure 36 porte des dents d'engrenage 40.
Conformément à la présente invention, la surface périphérique intérieure 38 est munie d'un dispositif d'amortissement de vibrations 42 qui est constitué d'une couche de matériau viscoélastique 44 et d'une contre-couche 46. En d'autres termes, le dispositif d'amortissement de vibrations 42 ne comporte que deux couches. Toujours selon l'invention, la couche de matériau viscoélastique 44 est disposée radialement entre la surface périphérique intérieure 38 de la jante et la contre-couche 46. On comprend donc que, dans cet exemple non limitatif, la couche de matériau viscoélastique est fixée à la fois à la surface périphérique intérieure 38 et à la contre-couche 46.
Comme on le voit sur la figure 3, selon l'invention, la couche de matériau viscoélastique 44 est fixée directement à la surface périphérique intérieure 38 de la jante annulaire 34, c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'organe de couplage entre la couche de matériau viscoélastique 44 et la surface périphérique intérieure 38. En outre, la jante est dépourvue de gorge annulaire.
Pour fabriquer le pignon de sortie 26 selon l'invention, on réalise une étape de fixation du dispositif d'amortissement de vibrations 42 à la jante annulaire 34 par collage ou par vulcanisation de la couche de matériau viscoélastique 44 contre la surface périphérique intérieure 38 de la jante annulaire, étant précisé que le pignon de sortie 26 est métallique.
Ainsi, lorsque le dispositif d'amortissement est collé à la jante, on comprend qu'il peut exister un film de colle entre la couche de matériau viscoélastique et la surface périphérique intérieure de la jante annulaire.
Par ailleurs, la contre-couche 46 pourra être collée ou vulcanisée à la couche de matériau viscoélastique 44.
La couche de matériau viscoélastique est vulcanisée à la surface périphérique intérieure de la jante.
En se référant à la figure 4, on constate que le dispositif d'amortissement de vibrations 42 présente une forme annulaire en s'étendant sur pratiquement toute la circonférence de la surface périphérique intérieure 38. Le dispositif d'amortissement de vibrations 42 est avantageusement fendu, c'est-à-dire qu'il présente une fente 48 s'ouvrant de préférence sur toute l'épaisseur radiale et toute la longueur axiale du dispositif d'amortissement. Un intérêt est d'améliorer l'adaptation de la contre-couche à la géométrie et aux déformations de la roue afin d'améliorer l'absorption des vibrations.
Comme on peut le voir sur la figure 3, la contre-couche 46 présente une longueur axiale sensiblement égale à celle de la couche de matériau viscoélastique 44. La longueur axiale de la contre-couche pourrait être légèrement supérieure à celle de la couche de matériau viscoélastique. Le fait que la contre-couche recouvre axialement la couche de matériau viscoélastique permet de protéger cette dernière afin de limiter les interactions et agressions du milieu environnant (transport, manipulation, fluide en contact, etc.).
Dans cet exemple, le dispositif d'amortissement de vibrations 42 est disposé axialement au bord de la jante annulaire 34. Il pourra toutefois être disposé en léger retrait, par exemple de quelques millimètres.
A titre d'exemple non limitatif, l'épaisseur radiale el de la couche de matériau viscoélastique est comprise entre 0,5 mm et 3 mm, tandis que l'épaisseur radiale e2 de la contre-couche est comprise entre 0,5 mm et 2 mm. Ces épaisseurs seront choisies en fonction des dimensions du pignon, des fréquences à amortir et du choix des matériaux constitutifs des deux couches précitées. Dans cet exemple, le matériau viscoélastique est un élastomère du type Nitrile tandis que la contre-couche est un acier, étant précisé que l'on pourra éventuellement choisir un autre matériau, par exemple un métal, un matériau composite, ou encore un matériau plastique.
La longueur axiale I du dispositif d'amortissement de vibrations est comprise entre 5 et 15 mm, donc sensiblement supérieure à son épaisseur.
La couche de matériau viscoélastique travaille en compression. On peut ainsi obtenir un amortissement par compression des vibrations sur une plage de fréquences comprise environ entre 5 et 30 kHz. L'amortissement des vibrations offre la possibilité de réduire sensiblement la masse du pignon de sortie en diminuant notamment l'épaisseur, de la jante, du voile et/ou du moyeu. Le gain de masse est de l'ordre de 20% sur le pignon de sortie. Le même résultat peut être obtenu sur le pignon intermédiaire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Turbomachine comprenant une roue d'engrenage (26) comprenant une jante annulaire (34) ayant une première surface périphérique
(36) portant des dents d'engrenage (40) et une seconde surface périphérique (38) munie d'un dispositif d'amortissement de vibrations (42), caractérisée en ce que le dispositif d'amortissement de vibrations est constitué d'une couche de matériau viscoélastique (44) et d'une contre-couche (46), en ce que la couche de matériau viscoélastique (44) est disposée radialement entre la jante annulaire (34) et la contre-couche, en ce que la couche de matériau viscoélastique est fixée directement à la seconde surface périphérique (38) de la jante annulaire, et en ce que ladite roue d'engrenage est un pignon (26).
2. Turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'amortissement de vibrations (42) présente la forme d'un anneau fendu, continu ou multi-segmenté.
3. Turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la jante annulaire (34) est dépourvue de gorge annulaire recevant le dispositif d'amortissement.
4. Turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la roue d'engrenage présente un axe de rotation (B), et en ce que la contre-couche (46) présente une longueur axiale au moins égale à celle de la couche de matériau viscoélastique (44).
5. Turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche de matériau viscoélastique (44) présente une épaisseur radiale (el) comprise entre 0,1 mm et 3 mm.
6. Turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la contre-couche (46) présente une épaisseur radiale (e2) comprise entre 0,5 mm et 2 mm.
7. Turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la contre-couche (46) est réalisée dans un matériau métallique, composite ou plastique.
8. Procédé de fabrication d'une roue d'engrenage de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de vulcanisation de la couche de matériau viscoélastique sur la seconde surface périphérique de la jante annulaire.
9. Procédé de fabrication d'une roue d'engrenage de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de collage de la couche de matériau viscoélastique sur la seconde surface périphérique de la jante annulaire.
PCT/FR2012/052002 2011-09-08 2012-09-07 Amortissement des vibrations d'un pignon par patch viscoelastique WO2013034861A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1157990A FR2979963B1 (fr) 2011-09-08 2011-09-08 Amortissement des vibrations d'un pignon par patch viscoelastique
FR1157990 2011-09-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013034861A1 true WO2013034861A1 (fr) 2013-03-14

Family

ID=46968272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2012/052002 WO2013034861A1 (fr) 2011-09-08 2012-09-07 Amortissement des vibrations d'un pignon par patch viscoelastique

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2979963B1 (fr)
WO (1) WO2013034861A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103307254A (zh) * 2013-07-11 2013-09-18 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 重载齿轮用干摩擦阻尼减振套筒
WO2019113325A1 (fr) * 2017-12-06 2019-06-13 S.P.M. Flow Control, Inc. Engrenage de pompe

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3377097A (en) * 1966-06-23 1968-04-09 Goodrich Co B F Vibration damped railway wheel
EP0050567A1 (fr) * 1980-10-17 1982-04-28 Compagnie Francaise Des Aciers Speciaux Dispositif d'insonorisation d'une roue de chemin de fer
JPS58116202A (ja) * 1981-12-28 1983-07-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 防音車輪
ES2006431A4 (es) * 1987-04-08 1989-05-01 Helmut Pelzer Agente insonorizante para la amortiguacion de las radiaciones sonoraspara ruedas.
FR2664667A1 (fr) 1990-07-12 1992-01-17 Barca Didier Dispositif d'amortissement de vibrations.
GB2463649A (en) 2008-09-18 2010-03-24 Gm Global Tech Operations Inc Automatic transmission with viscoelastic damping of clutch

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3377097A (en) * 1966-06-23 1968-04-09 Goodrich Co B F Vibration damped railway wheel
EP0050567A1 (fr) * 1980-10-17 1982-04-28 Compagnie Francaise Des Aciers Speciaux Dispositif d'insonorisation d'une roue de chemin de fer
JPS58116202A (ja) * 1981-12-28 1983-07-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 防音車輪
ES2006431A4 (es) * 1987-04-08 1989-05-01 Helmut Pelzer Agente insonorizante para la amortiguacion de las radiaciones sonoraspara ruedas.
FR2664667A1 (fr) 1990-07-12 1992-01-17 Barca Didier Dispositif d'amortissement de vibrations.
GB2463649A (en) 2008-09-18 2010-03-24 Gm Global Tech Operations Inc Automatic transmission with viscoelastic damping of clutch

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103307254A (zh) * 2013-07-11 2013-09-18 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 重载齿轮用干摩擦阻尼减振套筒
WO2019113325A1 (fr) * 2017-12-06 2019-06-13 S.P.M. Flow Control, Inc. Engrenage de pompe
US11680631B2 (en) 2017-12-06 2023-06-20 Spm Oil & Gas Inc. Pump gear

Also Published As

Publication number Publication date
FR2979963A1 (fr) 2013-03-15
FR2979963B1 (fr) 2014-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2753851B1 (fr) Amortissement des vibrations d'un pignon par patch viscoelastique
EP2486247B1 (fr) Dispositif de centrage et de guidage en rotation d'un arbre de turbomachine
EP2246517B1 (fr) Dispositif de transmission viscoélastique d'un actionneur d'un volet roulant
EP2971609A1 (fr) Anneau de turbine pour turbomachine
FR2688564A1 (fr) Double volant amortisseur, notamment pour vehicules automobiles.
EP0953783B1 (fr) Butée de débrayage à amortissement de vibration
WO2013034861A1 (fr) Amortissement des vibrations d'un pignon par patch viscoelastique
EP1581752A2 (fr) Volant d inertie flexible pour dispositif de transmission de couple
EP3325842B1 (fr) Assemblage d'une portion d'extrémité de vilebrequin avec un volant d'inertie et un palier de guidage, et ensemble moteur associé
FR2985220A1 (fr) Butee de suspension.
FR3075898A1 (fr) Arbre de transmission pour une turbomachine
FR3057931A1 (fr) Dispositif de transmission de couple a couvercle, pour un vehicule automobile
EP4092290B1 (fr) Dispositif d amortissement pendulaire
WO2006125932A1 (fr) Dispositif d'embrayage multiple
CA2957358A1 (fr) Assemblage de type liaison pivot
FR2983924A1 (fr) Carter annulaire pour un compresseur de turbomachine
FR3055035A1 (fr) Amortisseur de torsion et dispositif de transmission de couple comprenant un tel systeme
FR2663387A1 (fr) Double volant amortisseur, notamment pour vehicule automobile.
EP1248919A1 (fr) Dispositif de transmission de couple, en particulier pour vehicule automobile
CA2876809C (fr) Dispositif d'amortissement pour un arbre de transmission supercritique
FR3019234A1 (fr) Lanceur de demarreur muni d'un couvercle limitant l'usure
EP3628884A1 (fr) Sous-ensemble pour mecanisme d'embrayage et mecanisme d'embrayage comprenant un tel sous-ensemble
WO2020234540A1 (fr) Système d'amortissement non linéaire par lamelle pour moteur de lanceur spatial
FR3023340A1 (fr) Amortisseur de torsion pour systeme de transmission de vehicule
EP3483470A1 (fr) Dispositif de friction d'embrayage

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12767043

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12767043

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1