Brevet FR2226589A1 — publié le 19741115

Ltinvention concerne des accouplements et en particulier, un accouplement servant à relier deux organes de transmission de couple, par exemple deux arbres, dont les axes sont ou peuvent être mis hors d'alignement. I1 a été proposé antérieurement d'employer à cet effet des diaphragmes relativement flexibles, capables de transmettre un couple mais également suffisamment flexibles pour se déformer lorsque les deux organes sont hors d'alignement de manière à conserver la liaison sans transmettre d'efforts de flexion entre les organes. Toutefois, lorsqu'une poussée est transmise par les deux organes, le diaphragme flexible se déforme sous les efforts de poussée au lieu de les transmettre. L'invention-a pour but de fournir un accouplement flexible capable de transmettre à la fois une poussée et un couple entre deux organes tout en étant suffisamment flexible pour compenser tout défaut d'alignement des axes des deux organes accouplés. L'invention propose un accouplement servant à relier deux organes de transmission de couple et qui comprend un diaphragme capable de transmettre un couple entre les deux organes et rattaché de manière à être entratné par l'un des organes et à entraibner l'autre, ainsi qu'un goujon de transmission de poussée agencé de maniere -à transmettre une poussée entre les organes, plus flexible en torsion que le diaphragme et capable de se courber à mesure que le diaphragme se déforme par suite du défaut d'alignement des organes. Dans un mode d'exécution, les deux organes sont des arbres et le diaphragme est un anneau plat qui est relié directement, par son extrémité intérieure et radialément, à ltun des arbres. L'autre arbre est muni d'une bride conique qui est reliée au diaphragme par son extrémité extérieure et radialement, formant ainsi un premier parcours de liaison entre les deux arbres par l'intermédiaire du diaphragme. Le goujon est relié entre les deux arbres de maniere à former entre eux un deuxième parcours de transmission. Dans un mode d'exécutlon préférentiel, les deux arbres sont creux et le goujon est disposé à l'intérieur des arbres et boulonné entre deux brides dirigées vers 11 intérieur, une sur chaque arbre. Egalement dans un mode d'exécution avantageux les brides sont coniques car c'est là une configuration préférentielle pour la transmission d'une poussée. Selon une caractéristique de l'invention, l'un des arbres est un arbre principal d'un moteur à turbine à gaz et est entrain par une turbine du moteur et l'autre arbre est un arbre d'entrée d'un carter d'engrenages. Dans ce mode d'exécution, un accouplement selon l'invention est prévu à chaque extrémité de l'arbre d'entrée. On décrira maintenant plus particulièrement l'invention, à titre d'exemple seulement, à propos des dessins annexés sur lesquels La Figure 1 est une vue schématique d'un moteur à turbine à gaz comportant un accouplement de l'invention et La Figure 2 une élévation agrandie en coupe de deux accouplements qui relient l'arbre principal du moteur à un carter d'engrenages du moteur et La Figure 3 une coupe de l'un des accouplements, illustrant la position adoptée par l'accouplement quand les axes des arbres sont hors d'alignement. Si lwon se réfère maintenant à ces dessins, les Figures 1 et 2 illustrent une application d'un accouplement de ce genre assurant une liaison de faible poids entre un arbre de travail d'un moteur à turbine et un train réducteurentrainé par l'arbre. Le mode d'exécution particulier est décrit à propos d'un moteur à réaction à turbine à gaz représenté schématiquement par la figure 1 et qui comprend s un moteur central 10 comprenant lui-même un compresseur 11 un appareil de combustion 12 et une turbine 13. Les gaz de sortie du moteur central entraînent une turbine de travail 14 qui est reliée par un arbre de travail 15 à un train réducteur 16 dont la sortie entraîne un ventilateur 17. Comme le montre la Figure 2, l'arbre de travail 15 est relié par un accouplement 20 à l'arbre d'entrée 21 du train réducteur et l'arbre 21 est relié à son tour à une roue planétaire 22 du train réducteur. Le train réducteur 16 est un train épicyclique et comprend une roue planétaire 22 qui entraîne des satellites 23 portés par une cagé 24. Les satellites engrènent avec une couronne dentée fixe 25 et sont ainsi mis en rotation et entraînent la cage 24 qui constitue la sortie. L'accouplement 20 comprend un diaphragme relativement flexible 30 qui est annulaire et qui est relié par son extrémité intérieure radialement à l'arbre d'entrée 21. Dans cet exemple, le diaphragme présente un prolongement cylindrique qui est soudé en 31 à l'arbre d'entrée et fait partie de l'arbre. Â son extrémité extérieure radialement, le diaphragme est relié à une bride terminale conique 32 de l'arbre de travail, par une série de boulons 33. Les boulons 33 relient en outre des parties tournantes du moteur central qui n'ont pas d'importance pour l'invention.La bride 32 et le diaphragme 30 constituent un premier parcours de liaison entre les arbres 15 et 21 pour la transmission de couples entre ceux-cio En outre, on a prévu un goujon 34 qui est fileté à une extrémité et muni d'un écrou en 36. Le goujon relie une bride conique intérieure 37 de l'arbre 21 à un arbre conique intérieur 38 relié à l'arbre 15 de sorte que le goujon forme un deuxième parcours de liaison entre les arbres 15 et 21 pour absorber les efforts de poussée. Le goujon est situé sur les axes-des arbres quand ils sont alignés De façon similaire, à l'autre extrémité de l'arbre 21 est prévu un accouplement similaire 40 qui relie l'arbre 21 à la roue planétaire 22. Le premier parcours de liaison est assuré directement par un diaphragme et le deuxième parcours ds liaison est assuré par une bride conique 42, un goujon 43 et une bride conique 44. L'arbre 21 est fendu en 45 de sorte que l'on peut serrer l'écrou 36 de l'accouplement 20 après avoir assemblé l'accouplement. On peut serrer l'écrou 45 du goujon 43 avant d'assembler le train réducteur 16. Les deux accouplements prévus aux extrémités de l'arbre 21 permettent la retransmission au moteur par l'arbre 21 des efforts de poussée venant du train réducteur et permettent la transmission à la roue planétaire 22 du couple engendré par la turbine 44 tout en permettant une oertaine flexibilité et un certain écart d'alignement entre l'axe de la roue planétaire et les axes de 11 arbre d'entrée 21 et de l'arbre de travail 15.Dans chaque cas, le diaphragme, qui est plus rigide en torsion que le goujon, court-circuiteR oelui-ci pour la transmission du couple et le goujon, plus rigide en traction et en compression, "court-oircuitè"le diaophragme pour la transmission de la poussée, ce goujon comme le diaphragme ne ayant une flexibilité inhérente suffisante pour permettre un écart d'alignement. L'écart d'alignement peut atteindre 0,05 à 0,08 mm par suite des tolérances de fabrication et des couples de basculement appliqués aux dents des engrenagese il est préférable que le goujon se dirige axialement de façon symétrique en partant du plan du diaphragme de façon qu'il existe la meme déformation du goujon de part et d'autre du diaphragme. la Figure 3 montre l'accouplement 20 dans l'état dévié, en tenant compté d'un écart d'aligne ient angulaire entre les deux arbres Bien que le mode d'exécution décrit ci-dessus comprenne des brides coniques reliant les goujons aux différents arbres, cela n'est pas un point essentiel et, si on le désire, les brides peuvent etre dirigées radialement; toutefois, les brides radiales, Si elles sont trop proondas, sont sujettes à la flexion sous une poussée axiale Par tailleurs, on a décrit l'invention propos d'un moteur à réaction à turbine à gaz mais elle est évidemment applicable à toute forme de moteur à turbine à gaz ou autre dans lequel deux arbres doivent transmettre à la fois un couple et une poussée et en même temps présenter une certaine flexibilité pour tenir compte d'un défaut d'alignement des arbres. hien entendu, il peut suffire de prévoir un accouplement à une extrémité d'un arbre, et non aux deux extrémités comme on l'a représenté. Comme dans exemple de la Figure 2 (accouplement postérieur) et de la Figure 3, où les deux arbres ont approximativement le même diame tre, une bride terminale conique est prévue sur l'un des arbres pour obtenir entre deux arbres, dans le plan du diaphragme, un diamètre en gradin en travers duquel est relié le diaphragme. Lorsque les parties à relier ont des diamètres suffisamment différents, comme dans l'acoouple- ment antérieur 40, une telle bride 32 n'est pas nécessaire; Bien que la bride 32 de l'arbre 15 de la Figure 3 se dirige vers l 'extérieur en partant de l'arbre, elle peut évidemment se diriger vers l'intérieur. Le mot "goujon" est employé ici au sens large et ne limite pas l'invention aux goujons filetés, mais il stétend à une entretoise ou à un organe similaire présentant les caractéristiques que doit avoir le goujon pour la mise en oeuvre de l'invention. SUEnENDICATI0NS 1,- Accouplement servant à relier deux organes de transmission de couple, comprenant un diaphragme capable de transmettre un couple entre les deux organes et rattaché de manière à être entrainé par l'un des organes et à entraîner l'autre, cet accouplement étant caractérisé en ce qutil comporte un goujon de transmission de poussée rattaohé de manière à transmettre une poussée entre les deux organes indépendamment du diaphragme, plus flexible en torsion que le diaphragme et capable de se courber à mesure que le diaphragme se déforme par suite du défaut d'alignement des organes. 2.- Accouplement selon la Revendication 1, caractérisé par le fait que le diaphragme est un anneau plat qui est relié directement, par son extrémité intérieure et radialement, à l'un des organes de transmission de couplez 3.- Accouplement selon l'une quelconque des Revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les deux organes de transmission de couple sont des arbres creux, que chacun est muni d'une bride dirigée radialement vers l'intérieur en partant de sa surface intérieure, et que le goujon relie les deux brides sur l'axe d'au moins un des deux arbres 4.- Accouplement selon la Revendication 3, caractérisé par le fait que les brides sont des brides coniques0 5.- Accouplement selon l'une quelconque des Revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que le centre axial du goujon est situé pratiquement dans le plan du diaphragme non déformé, SO- Moteur à turbine à gaz comprenant un ventilateur, une turbine qui entraîne le ventilateur au moyen d'un arbre principal et par l'intermédiaire d'un train réducteur comprenant un arbre qui porte à une extrémité un premier accouplement le reliant à une roue dentée et à l'autre extrémité un deuxième accouplement le reliant à l'arbre principal, ce moteur étant caractérisé par le fait que chacun des accouplements présente une structure selon l'une des Revendications 1 à 5.