Brevet FR2297768A1 — publié le 19760813

La présente invention se rapporte aux constructions navales et, plus concrètement, aux réducteurs marins pour hélices coaxiales tournant en sens inverse. I1 est plus rationnel d'utiliser le réducteur marin conforme à l'invention sur des navires de transport de grandes dimensions, équipés d'installations à turbines à vapeur d'une puissance de 30 mille ch et davantage. On cannait des réducteurs marins pour deux hélices coaxiales tournant en sens inverse, comportant deux roues dentées disposées parallèlement et deux différentiels. Lesdites roues dentées sont calées sur des lignes d'arbres coaxiales portant des hélices. L'une des roues dentées est montée sur la ligne d'arbres extérieure, l'autre sur la ligne d'arbres intérieure. Chaque différentiel est lié par son élément menant (pignon planétaire) avec l'arbre d'attaque de son mécanisme d'entrainement, en qualité duquel est utilisée une turbine. Les éléments menés du différentiel (porte-satellites et grande couronne) sont lies cinématiquement avec les roues dentées correspondantes. La liaison ciniB titue de chaque élément mené se réalise à l'aide d'un engrenage fixé sur lui et se trouvant en prise constante avec sa roue dentée. Dans ces réducteurs marins connus, la puissance d'une turbine est divisée en deux flux qi sont transmis aux roues dentées correspondantes, ce qui aboutit à l'augmentation des dimensions et de la masse du réducteur marin. ainsi, par exemple, si la puissance des turbines est de 30 mille ch et davantage, le diamètre de chaque roue dentée est de 5 i et plus. Le but de la présente invention est d'éliminer l'inconvénient mentionné. On s'est donc proposé de nette au point un réducteur marin pour hélices coaxiales tournant en sens inverse, dans lequel la liaison cinématique entre chaque élément mené du différentiel et la roue dentée correspondante de la ligne d'arbres serait réalisée de façon à diminuer, avec une mSme puissance du réducteur, Sa masse et ses dimensions, ou à augmenter Sa puissance, les dimensions du réducteur étant les mêmes. Ce problème est résolu gråce à un réducteur marin pour hélices coaxiales tournant en sens inverse, comportant deux roues dentées disposées parallèlement et montées, respectivement, sur des lignes d'arbres coaxiales intérieure et extérieure-portant lesdites hélices, et au moins un différentiel dont l'élément menant est relié à l'arbre d'attaque du mécanisme d'entrafnement, tandis que chaque élément mené est relié cinématiquement à la roue dentée de la ligne d'arbres correspondante, ledit réducteur étant caractérisé, suivant l'invention, en ce que la channe cinématique reliant chaque élément mené du difféXentiel à la roue dentée correspondante de la ligne d'arbres se compose d'un couple d'engrenages en prise constante avec lesdites roues dentées et calés sur les extrémités de leurs propres arobes, sur les autres extrémités desquels sont montées des roues dentées en prise permanente avec le pignon relié à l'élément mené du différentiel, d'où il résulte que la puissance du mécanisme d'entratnement est divisée en quatre flux, à raison de deux flux pour chaque roue dentée de la ligne d'arbres. Il est avantageux que dans la channe cinématique reliant l'élément mené du différentiel avec la roue dentée montée sur la ligne d'arbres extérieure, sur l'arbre qui relie cet élément mené avec l'engrenage, soit monté un engrenage auxiliaire engrené continuellement avec la roue dentée calée sur la ligne d'arbres intérieure, ce qui assurera la synchronisation des vitesses de rotation des hélices. Le réducteur marin pour hélices coaxiales tournant en sens inverse, exécuté suivant la présente invention, permet de diminuer, en comparaison des réducteurs marins connus, la masse et les dimensions du réducteur, la puissance des dispositifs d'entrainement (turbines) étant la mime, ou d'augmenter approximativement de deux fois la puissance transmise aux hélices, les dimensions du réducteur étant les mimes Ci-après, on danne la description d'un exemple concret mais non limitatif de réalisation de la présente invention, avec références au dessin unique annexé sur lequel est illustrée la chaîne cinématique du réducteur marin proposé pour hélices coaxiales tournant en sens inverse. Dans le corps 1, sur des paliers d'appui 2 et sur un palier de butée 3, est montée une roue dentée 4 solidaire de la ligne d'arbres intérieure 5 (on entend par 'ligne d'arbres" l'arbre portant l'hélice). Une hélice 6 est calée sur l'extrémité de la ligne d'arbres intérieure 5. Dans le corps 1, sur des paliers d'appui 7 et sur un palier de butée 8, est montée une autre roue dentée 9, disposée parallèlement à la roue dentée 4 et reliée rigidement i la ligne d'arbres extérieure 10 disposée coaxialement par rapport à la-ligne d'arbres 5. Sur l'extrémité dela ligne d'arbres 10 est fixée une-hélice 6 a. Le corps 1 renferae deux différentiels 11. L'élément menant 12 de chaque différentiel 11, appelé dans ce qui suit 1pignon pLanétaire", est relié par l'arbre d'entrée 13 à l'arbre de sortie 14 des mécanlsrnes d'entraînement correspondants 15 et 15 a, en qualité desquels sont utilisées des turbine-s. les éléments menés 16 et 17 de chaque différentiel il sont liés cinématiquement aux roues dentées correspondantes 4 et 9. Les différentiels 11 et leurs channes cinématiques, qui les relient aux roues dentées 4, 9, sont identiques ; c'est pourquoi, dans la description qui va suivre, tout ee qui concerne l'un des différentiels et ses channes cinématique. s'applique également à l'autre différentiel et à ses channes cinématiques. La chaine cinématique reliant l'élément mené 16, appelé dans ce qui suit 'porte-satellite', avec la roue dentée 9 comporte deux couples d'engrenages 18 engrenés eontinaillement avec la roue dentée 9 de la ligne d'arbre 10. Chaque engrenage 18 est calé sur l'une des extrémités de sa barre de torsion 19, dont l'autre extrémité porte une roue dentée 20. Les roues dentées 20 sont en prise constante avec le pignon 21. Toutes les roues dentées et tous les pignons indiqués de la channe cinématique sont montés dans le corps 1, sur des paliers 22. Le pignon 2t est relié au porte-satellite 16 à l'aide d'un arbre intermédiaire 23 et d'un arbre 24. L'arbre 24 est monte dans le corps 1, sur des paliers 25. La chaîne cinématique reliant l'élément mené 17, appelé dans ce qui suit "épicycle", avec la roue dentée 4 comprend deux couples de pignons 26 se trouvant en prise constante avec la roue dentée 4 de la ligne d'arbres 5. Chaque pignon 26 est calé sur l'une des extrémités de la barre de torsion 27, dont l'autre extrémité porte une roue dentée 28. Les roues dentées 28 sont en prise constante avec le pignon 29. Le pignon 29 est relié à la grande couronne 17. Tous les pignons 26, les roues dentées 28 et les pignons 29 sont montés dans le corps 1, sur des-paliers 22. Dans la channe cinématique reliant le porte-satellites 16~dé l'autre différentiel li à la roue dentée 9, calée sur la ligne d'arbres extérieure 10, un pignon auxiliaire 30 est-monté sur l'arbre 24 reliant l'entratneur 16 avec l'engrenage 21. Ce pignon est en prise constante avec la roue dentée 4, montée à demeure sur la ligne d'arbres 5. Le montée de l'engrenage auxiliaire 30 donne la possibilité d'obtenir des rapports, strictement déterminés, des vitesses de rotation de tous les éléments du réducteur et, par conséquent, des hélices 6 et 6a. Le réducteur marin pour hélices coaxiales tournant en sens inverse fonctionne de la manière suivante. Le flux de puissance de la turbine 15 est transmis par l'arbre d'entrée 13 au pignon planétaire 12 du différentiel 11, où il est divisé en deux flux. Le premier flux de puissance est dirigé par l'intermédiaire de la grande couronne 17 vers le pignon 29, où il est divisé et est transmis en deux flux, à l'aide des pignons 28 des barres de torsion 27 et des pignons 26, à la roue dentée 4 qui est mise en rotation en sens contraire de celui de l'arbre d'entrée 13. Le deuxième flux de puissance est dirigé par le porte-satellites 16 du différentiel 11 fixé rigidement sur l'arbre 24, vers l'engrenage 21, où il est divisé, lui-aussi, et transmis en deux flux, à l'aide des pignons 20, des barres de torsion 19 et des pignons 18, à la roue dentée 9, dont le sens de rotation est inverse de celui de l'arbre d'entrée 13.De la sorte, la puissance totale d'une turbine 15 est transmise en quatre flux aux iéments de sortie du réducteur : roues dentées 4 et 9, et en cas d'emploi de deux turbines 15 et 15 a, la puissance est transmise en huit flux; L'utilisation d'un tel réducteur, en comparaison des réducteurs connus décrits ci-dessus, permet soit d'augmenter Ùo deux fois la puissance transmise, les dimensions des roues dentées 4, 9 restant les mêmes, soit de diminuer les diamètres des roues dentées 4, 9 et de réduire, par celadidme, les dimensions et la masse du réducteur, la puissance restant la même. Du fait que les roues dentées 4 et 9 sont reliées, indépendamment l'une de l'autre, par l'intermédiaire des lignes d'arbres intérieure 5 et extérieure 10, avec les hélices 6s et 6 , les rapports de vitesses de rotation des éléments entrant dans les channes cinématiques d'après les lignes de passage indiquées des flux de puissance, dépendent des caractéristiques de couple des hélices. Pour obtenir un rapport strictement déterminé des vitesses de rotation de tous les éléments du réducteur, des lignes d'arbres 5, 10 et des hélices 6, 6a, on propose une variante de réducteur mécaniquement fermd, 1' obtient par montage, au moins sur un arbre 24, d'un pignon auxiliaire 30 engrenant constamment avec la roue dentée 4, ce qui confère au réducteur un rapport de transmission fixé et oblige les hélices 6 et 6 a à tourner à des vitesses préétablies. Quand les hélices consomment des puissances égales, l'engrènement entre le pignon 30 et de la roue 4 est déchargé, le courant de puissance ne passe pas par l'engrenage et la transmission de la puissance aux hélices 6, 6a se fait d'une manière analogue à celle décrite. Lorsque l'SElice 6a consomme une puissance plus grande, le flux de puissance passe de la roue 4 à l'engrenage auxiliaire 30 par l'engrènement indiqué. Au contraire, Si e- lice 6 consomme une grande puissance, l'engrenage 30 devient menant et un certain flux de puissance est envoyé de celui-ei à la roue dentée 4. Le montage, au moins sur un arbre 24, d'un pignon 30 garantit, en cas de panne d'une hélice quelconque, la capacité du navire à continuer le mouvement. Dans ce cas il se produit la répartition suivante des flux de puissance. Lorsque l'hélice 6 est en panne, les flux de puissance des deux turbines 15, 15a sont dirigés par les lignes des porte-satellites 16, les pignons 21, les roues 20 et les pignons 18, vers la roue dentée 9, où ils s'additionnent et sont -transmis à l'hélice 6a. Les flux de puissance des deux turbines 15, 15a sont dirigés par les lignes de la grande couronne 17 (destinées à transmettre le mouvement à hélice 6, en régime nominal de fonctionnement) par les pignons 29, les roues 28 et les pignons 26 vers la roue dentée 4, où leur courant total est transmis au pignon 30, à partir duquel - il parvient par l'intermédiaire du pignon 21, les roues 20 et les pignons 18 de la ligne de turbine 15 a sur la roue dentée 9 et, par conséquent, sur l'hélice 6a. Lorsque hélice 6a est en panne, les flux de puissance des deux turbines sont dirigés par les lignes des grandes couronnes 17, par l'intermédiaire des pignons 29, des roues 28 et du-pignon 26, vers la roue dentée 4, où ils s'additionnent et sont tranmis à l'hélice 6. Le flux de puissance de la turbine 15a est transmis par la ligne du porte-satellites 16 et par le pignon 30 directement à la roue dentée 4, et de celle-ci i l'hélice 6. Le flux de puissance de la turbine 15 est dirigé, par la ligne du porte-satellites 16, par l'intermédiaire de l'arbre 24, de l'arbre intermédiaire 23, du pignon 21, des roues 20 et du pignon 18, vers la roue dentée 9, d'où il est transmis du côté opposé, à la ligne de turbine 15a et, suivant l'ordre inverse, par le pignon 18, les roues 20, le pignon 21 et l'arbre intermédiaire 23, est amené aussi au pignon 30 de ld, par l'intermédiaire de la roue dentée 4, à l'hélice 6. De cette façon, la synchronisation décrite ci-dessus des hélices coaxiales, grtce à une solution technique très simple, effectue la transmission suret la répartition de la puissance tant aux régimes nominaux de fonctionnement du réducteur, qu'en cas de pannes. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens àonstituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Réducteur marin pour hélices coaxiales tournant en sens inverse, du type comportant deux roues dentées parallèles montées, respectiveirent, sur les lignes d'arbres coaxiales intérieure et extérieure portant lesdites hélices, et au moins un différentiel dont l'élément menant est relié à l'arbre de sortie d'un mécanisme d'entranement, et dont chaque élément mené est lié cinématiquement à la roue dentée de la ligne d'arbres correspondante, caractérisé en ce que la chaîne cinématique reliant chaque élément mené t6, 17 du différentiel il à la roue dentée 9, 4 de la ligne d'arbres 10, 5 dorrespondante est composée d'un couple de pignons 18, 26 engrenés continuellement avec ladite roue dentée et calés sur les extrémités de leurs propres arbres 19, 27 sur les autres extrémités desquels sont montées des roues dentées 20, 28 se trouvant en prise constante avec le pignon 21, 29 relié à l'élément mené 16, 17 du différentiel 11, d'où il résulte que la- puissance du mécanisme d'entraRnement 15 est divisée en quatre flux, à raison de deux flux pour chaque roue dentée 4, 9 desdites lignes d'arbres. 2. Réducteur marin conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que dans lkhaine cinématique reliant l'élément mené 16 du différentiel 17 à la roue dentée 9 monté sur la ligne d'arbres extérieure 10, sur l'arbre 24 reliant l'élément mené 16 au pignon 21, est calé un pignon auxiliaire 30 engrenant eonstamment avec la roue dentée 4 montée sur la ligne d'arbres intérieure 5, ce qui assure la synchronisation des vitesses de rotation des hélices 6, 6a.