Brevet FR2030446A1 — publié le 19701113

L'invention concerne une unité motrice à turbine à gaz à deux arbres, comprenant un groupe producteur de gaz avec compresseur et turbine, une turbine utilisable à rotation indépendante du premier groupe, et un engrenage principal, 5 le groupe producteur de gaz, la turbine utilisatrice, et l'engre-nage ,étant montés coaxialement l'un à la suite de l'autre. Il est connu, dans l'emploi d'une telle unité motrice comme agrégat moteur pour véhicules, d'utiliser le compresseur pour le freinage du véhicule. Pour cela, il est 10 nécessaire de prévoir une liaison pécanique entre l'engrenage principal de sortie et le rotor du producteur de gaz. Jusqu'à maintenant, les dispositifs connus réalisent cette liaison par un arbre secondaire, «'étendant latéralement au moteur, et un accouplement embrayable. 15 Cependant, de cette construction, résultent des inconvénients, qui consistent surtout en ce que, au producteur de gaz, doit être prévu un engrenage pour sa liaison avec l'arbre auxiliaire. L'arbre latéral cause des limitations pour la disposition d'agrégats secondaires, les amenées de gaz et 20 les échangeurs de chaleur, et le montage de l'ensemble du moteur est compliqué. Enfin les frais de fabrication d'une telle disposition sont relativement élevés. L'invention a pour but de réaliser une liaison mécanique, entre le producteur de gaz et le moteur 25 principal, qui évite les inconvénients préeédents. L'invention est caractérisée en ce que, pour permettre une transmission de freinage, un arbre intermédiaire s'étend, à partir du rotor du producteur de gaz, coazialement, à travers l'arbre de la turbine d'utilisation, constitué oom-30 me arbre oreux, jusqu'à l'engrenage de sortie principal, la liaison entre les deux agrégats étant réalisable au moyen d'un accouplement ou d'un engrenage avec accouplement intercalé. En plus d'éviter les inconvénients indiqués des solutions antérieures connues, la disposition de l'in-35 vention rend possible une constitution favorable, de l'unité motrice, qui consiste en ce que le producteur de gaz, la turbine utilisatrice, et l'engrenage de sortie, sont réalisés sous forme de groupas- de construction indépendants, qui sont assemblés entre eux par des brides de centrage dm grands diamètres. 69 44966 2030446 Cette constitution apporte encore I:avantage que chacun des trois groupes de construction peut être fabriqué en soi, et que notamment le rotor du producteur de gaz et la turbine utilisatrice peuvent être équilibrés dans leurs paliers 5 avant l'assemblage de 1*ensemble du moteur* En outre, une telle construction apporte tous les avantages connus résultant de l'emploi de groupes complets, du point de vue de l'entretien et des réparations* . Suivant une autre caractéristique 10 de l'invention, l'arbre intermédiaire est accouplé au rotor du producteur de gaz, et à l'engrenage de sortie et son accouplement, chaque fois, par une membrane élastique. Ces membranes consistent essentiellement en deux disques, analogues à des brides, pourvus de moyeux, avec des diamètres grands relativement à l'arbre, les dis-15 ques étant reliés rigidement entre eux à leur bord extérieur. Les extrémités des arbres à relier pénètrent dans les moyeux d« membranes où elles sont maintenues sans pouvoir tourner. En raison de cette conformation, on obtient une grande résistance contre les solllcitationaà la torsion, tandis que les moments de flexion pro-20 voquent une déformation élastique relativement importante. Ces membranes servent à la compensation de défauts de balourd entre le producteur de gaz et l'arbre du mécanisme. Elles sont de constitution simple et fonctionnent sans usure de frottement, contrairement aux liaisons à emboîtement de forme telles que par exemple 25 des accouplements à arcs dentés. Un autre avantage de oes membranes élastiques réside en ce que, en raison de leur grande rigidité radiale, un bon centrage de l'arbre intermédiaire est possible* La description se rapporte à un exemple de réalisation représenté aux dessins dans lesquels le mo-30 teur, pour raison de manque de place, a été partagé en son milieu* - la figure 1 montre la turbinb utilisatrice avec le mécanisme à engrenage raccordé, - la figure 2 montre le producteur de gaz I, et doit être raccordée axialement à gauche de la 35 figure 1, Un producteur de gaz I, une turbine utilisatrice II, et un engrenage principal III, sont montés en série et accouplés entre eux par des brides de centrage 19 et 20. Le rotor du producteur de gaz 1 se compose d'une roue de compres-40 seur 2, d'une roue de turbine 3 et d'un arbre commun* Il est aocou- 69 44966 3 2030446 plé avec l'engrenage III au moyen d* un arbre Intermédiaire 4 qui s'étend à travers l'arbre creux du rotor d'une turbine utilisatrice 7. L'arbre 4 entraîne, du côté engrena-5 ge de sortie, un pignon 5. Pour compenser les défauts de balourd? entre le rotor du producteur de gaz 1 et l'axe du pignon 5, l'arbro intermédiaire est raccordé de chaque côté à des membranes élastiques 6, qui permettent des déplacements de compensation appropriés* En raison de la grand9 rigidité radiale des membranes 6, l'arbre 10 intermédiaire 4 subit un bon centrage. Le rotor de la turbine utilisatrice II consiste, dans le cas représenté, en une roue de turbine 7, avec un arbre creux 6 soudé sur elle et supporté dans les paliers 10 et 11*1 l'extrémité, côté engrenage de sortie, de la turbine utilisa-15 trice II, le rotor porte'un pignon de sortie 13. Le mécanisme à engrenage III se compose d'une partie de transmission de puissance et d'une partie de trfuaEmission de puissance de freinage. Las deux parties sont disposées coaxialement sur l'arbre de sortie 15» ce qui cependant 20 n'est pas essentiel à 1'Invention. L'arbre de sortie 15 est supporté dans les paliers 22, 23, dans le carter du mécanisme III. Dans la partie de transmission de puissance, le pignon 13 entraîne la grande roue dentée 14 et ainsi l'arbre de sortie 15. Dans la partie de puissance de freinage, le pignon 5 entraîne la grande roue den-25 tée 16, qui tourne, dans des. paliers propres 17, 18, indépendamment de l'arbre de sortie 15* A l'aide de l'accouplement 21, les deux parties du mécanisme peuvent être accouplées entre elles ou désac-couplées, de sorte qu'au choix, peut être appliquée, à partir du producteur de gaz I, une puissance positive ou une puissance de 30 freinage sur i'arbre de sortie 15 du mécanisme* Dans le cas de transmission d'une puissanoe positive de la turbine utilisatrice sur le mécanisme de sortie, l'accouplement 21 est débrayé, de sorte que l'arbre n'est accouplé avec l'arbre 8 de la turbine que par la roue dentée 35 14 et le pignon 13. Dans le cas de transmission d'une puissanoe de freinage du mécanisme de sortie III, sur le producteur de gaz I, l'accouplement 21 est embrayé, de sorte que l'arbre 15 du mécanisme à engrenage est accouplé avec le rotor 1 du producteur 40 de gaz par l'intermédiaire de la roue dentée 16, du pignon 5 et de 69 44966 4 2030446 l'arbre 4. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes 5 de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention» 69 44966 5 2030446 REVENDICATIONS 1°) Unité motrice à turbine à gaz à deux arbres, comprenant un groupe producteur de gaz avec compresseur et turbine, une turbine utilisatrice à rotation indépendante 5 du premier groupe, et un engrenage principal, le groupe producteiT de gaz, la turbine utilisatrice, et l'engrenage, étant montés co-axialement l'un à la suite de l'autre, unité motrice caractérisée en ce que, pour permettre une transmission de freinage, un arbre intermédiaire s'étend, à partir du rotor du producteur de gaz, 10 cQaxialement, à travers l'arbre de la turbine d'utilisation, constitué comme arbre creux, jusqu'à l'engrenage de sortie principal, la liaison entre les deux.agrégats étant réalisable au moyen d'un accouplement ou d'un engrenage avec accouplement intercalé* 2°) Unité motrice suivant la re-15 vendication 1, caractérisée en ce que le producteur de gaz, la turbine utilisatrice et l'engrenage de sortie sont exécutés chacun comme un groupe de construction complet, et sont assemblés les uns aux autres par des brides de centrage de grand diamètre. 3°) Unité motrice suivant la re-20 vendication 1, caractérisée en ce que l'arbre intermédiaire est accouplé, d'une part, avec le rotor du producteur de gaz, d'autre part, avec l'engrenage de sortie ou son accouplement, par l'intermédiaire d'une membrane élastique.