Brevet FR2540209A1 — publié le 19840803

La présente invention concerne d'une manière générale les transmissions à engrenages du type de celles destinées à être placées entre un arbre menant et un arbre mené pour en moduler le rapport d'accouplement. Une telle transmission à engrenages constitue usuellement une boite de vitesses, ou participe au moins à la constitution de celle-ci. La présente invention concerne plus particulièrement le cas où l'arbre menant est entraîné à grande vitesse. C'est le cas, notamment, de l'arbre de sortie des turbines à gaz, et, par exemple, de certaines au moins de celles destinées à l'équipement de véhicules automobiles. Suivant un certain agencement, en effet, il est actuellement proposé, pour l'équipement de véhicules automobiles, de séparer le générateur de gaz de la turbine en les montant sur deux arbres qui, bien que disposés coaxialement, l'un dans l'alignement de l'autre, sont différents, sans être liés en rotation l'un à l'autre, un distributeur à aubages mobiles disposé entre le générateur de gaz et la turbine permettant avantageusement d'utiliser celle-ci depuis le calage, à vitesse nulle, jusqu'à la vitesse maximale. La turbine, qui est alors communément dite à arbre libre, fonctionne alors de façon comparable à un convertisseur de couple hydrocinétique, et elle autorise donc derrière elle, c'est-à-dire entre elle et l'arbre à entraîner, l'utilisation d'une boite de vitesses étagée à passage de rapport sous couple. Mais la vitesse de rotation de l'arbre d'une telle turbine, notamment dans sa zone de bon rendement, est très rapide, de l'ordre par exemple de 30.000 à 40.000 tours par minute. Elle nécessite donc normalement de la part de la boite de vitesses disposée en aval une très forte réduction, de l'ordre de 1 à 10 en pratique, pour ramener cette vitesse à une valeur utilisable. La réalisation d'une boite de vitesses capable d'un tel rapport de réduction soulève des difficultés. Pour éviter cet inconvénient, deux solutions sont à ce jour usuellement proposées. La première consiste à renoncer à la mise en oeuvre d'une boite de vitesses, en lui substituant une transmission électrique ou autre, c'est-à-dire une transmission autre qu'une transmission mécanique à engrenages. La deuxième consiste à insérer, entre l'arbre de la turbine et la boite de vitesses, un réducteur propre à abaisser de manière convenable la vitesse de rotation à l'entrée de celle-ci. Ainsi, la boite de vitesses mise en oeuvre peut avantageusement être une boite de vitesses classique. A ce jour, un tel réducteur est un réducteur simple, c'est-à-dire un réducteur n'assurant par lui-même qu'un rapport de réduction unique. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant de tirer profit de la présence d'un réducteur pour assurer au contraire l'un ou l'autre de deux rapports de réduction distincts. De manière plus précise, elle a pour objet une transmission à engrenages destinée à être placée entre un arbre menant et un arbre mené, pour au moins participation à la constitution d'une boite de vitesses entre lesdits arbres, cette transmission à engrenages étant caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un ensemble planétaire réducteur à deux étages dont le planétaire du premier étage forme l'élément d'entrée tandis que la couronne du deuxième étage en forme l'élément de sortie, avec la couronne dudit premier étage liée en rotation au planétaire dudit deuxième étage, le porte-satellites du deuxième étage fixe, des moyens d' accouplement propres à établir une liaison, au moins dans un sens de reptation, entre le -porte-satellites du premier étage et la couronne du deuxième étage, et des moyens de freinage propres à assurer l'arrêt dudit porte-satellites dudit premier étage. Suivant une première configuration, correspondant à un premier rapport de réduction, le porte-satellites du premier étage est libre de tourner, et, par les moyens d'accouplement qui la relient à celui-ci, la couronne du deuxième étage, qui forme l'élément de sortie de la transmission, est liée en rotation à ce porte-satellites. Suivant une deuxième configuration, qui correspond à un rapport de réduction inférieur au précédent, le portesatellites du premier étage est au contraire arrêté, cependant que la couronne du deuxième étage, qui forme l'élément de sortie de la transmission, est alors bien entendu libre de tourner par rapport à lui. Ainsi, la transmission à engrenages suivant l'invention constitue avantageusement un réducteur doubleur, ou, autrement dit, une boite de vitesses à deux étages, et les rapports de transmission qu'elle est à même d'assurer peuvent aisément être établis de manière à permettre une bonne utilisation d'une turbine, c'est-à-dire l'utilisation d'une telle turbine dans la zone économique dans laquelle celle-ci présente un bon rendement. La transmission à engrenages suivant l'invention constituant donc par elle-même déjà une boite de vitesses à deux étages, la boite de vitesses qui est normalement à disposer en aval peut avantageusement être simplifiée. I1 peut s'agir par exemple d'un simple doubleur, ou tripleur, classique, auquel il est associé une marche arrière, l'ensemble ne recevant en toute hypothèse qu'une vitesse déjà convenablement réduite. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin schématique annexé sur lequel : la figure unique est un schéma d'ensemble de la cinématique de la transmission à engrenages suivant l'invention. Les diverses pièces nécessaires à la constitution de la transmission suivant l'invention sont des pièces usuelles, bien connues par elles-mêmes, et, leur réalisation relevant de l'homme de l'art, elles n'ont été que schématisées sur cette figure. Elles ne seront pas non plus décrites en détail ici, l'invention ne portant pas sur la constitution même de ces pièces, mais sur leur agencement entre elles. D'une manière générale, la transmission à engrenages suivant l'invention est destinée à être placée entre un arbre menant 10 et un arbre mené 11, pour au moins participation à la constitution d'une boite de vitesses entre ceuxci. Elle comporte au moins un ensemble planétaire réducteur 12 à deux étages successifs A, B. Dans la forme de réalisation représentée, seul un tel ensemble planétaire réducteur 12 a été prévu. Le planétaire 13A du premier étage A forme l'élément d'entrée de la transmission. I1 s'agit d'un pignon convenablement calé sur l'arbre menant 10. Avec ce planétaire 13A engrènent, de manière usuelle, des satellites, montés rotatifs sur un porte-satellites 14 A. En pratique, dans la forme de réalisation représentée, ces satellites sont doubles, un même arbre satellite 15A, monté rotatif, portant, calés sur lui, deux pignons 16'A, 16"A de diamètres différents, l'un qui engrène avec le planétaire 13A, l'autre qui engrène avec la couronne 18A associée. Bien entendu, une pluralité d'arbres rotatifs 15 ainsi équipés de deux pignons 16'A, 16"A peuvent être prévus autour du planétaire 13A, ces arbres rotatifs 15 étant en pratique au moins au nombre de deux. La couronne 18A, qui constitue la couronne du premier étage A, est liée en rotation au planétaire 13B du deuxième étage B. En pratique, une même pièce annulaire 19 comporte deux dentures, l'une, dirigée vers l'axe de l'ensemble, qui constitue la couronne 18A du premier étage A, l'autre, dirigée en sens opposé audit axe, qui constitue le planétaire 13B du deuxième étage B. Tel que schématisé en 20, le porte-satellites 14B du deuxième étage B est fixe, ce porte-satellites 14B étant en pratique lié au carter de l'ensemble. Les satellites 16B qu'il porte, qui sont également de préférence au moins au nombre de deux, engrènent, d'une part avec le planétaire 13B, et d'autre part avec une couronne 18B. Cette couronne 18B, qui est la couronne du deuxième étage B, ou, plus précisément, son arbre 22, constitue 1' élément de sortie de la transmission suivant l'invention. De manière quelconque appropriée, par exemple à l'aide de brides, tel que schématisé, cet élément de sortie est lié à l'arbre mené 11. Entre le porte-satellites 14A du premier étage A et la couronne 18B du deuxième étage B sont prévus des moyens d'accouplement 23 propres à établir une liaison, au moins dans un sens de rotation, entre ce porte-satellites 14A et cette couronne 18B. I1 peut s'agir, par exemple, tel que schématisé, d'un embrayage. En variante, il peut s'agir aussi bien, d'une simple roue libre. Enfin, au porte-satellites 14A du premier étage A sont associés des moyens de freinage 24 propres à en assurer 1'arrêt si désiré. Tel que schématisé, de tels moyens de freinage peuvent par exemple être constitués par des disques de frein, qui, calés en rotation sur l'arbre 25 du porte-satellites 14A tout en étant axialement montés mobiles le long de celui-ci, sont propres à enserrer des disques intercalaires fixes, c'est-àdire des disques intercalaires calés en rotation sur le carter de l'ensemble. Suivant une première configuration, l'embrayage constituant les moyens d'accouplement 23 est engagé, cependant que les moyens de freinage 24 sont alors laissés sans action. La couronne 18B du deuxième étage B est ainsi calée en rotation sur le porte-satellites 14A du premier étage A, cependant que celui-ci est libre de tourner. Compte tenu des rapports d'engrènement entre les divers constituants de la transmission à engrenages suivant l'invention, celle-ci assure alors un premier rapport de réduction R1 entre l'arbre menant 10 et l'arbre mené 11. Suivant une deuxième configuration,les moyens de freinage 24 étant au contraire mis en action, le portesatellites 14A du premier étage A est arrêté, cependant que, bien entendu, l'embrayage constituant les moyens d'accouplement 23 est désengagé, pour laisser tourner librement la couronne 188 du deuxième étage B. Le calcul montre que le rapport de réduction R2 assuré alors par la transmission à engrenages suivant l'invention est inférieur au rapport de réduction R1 précédent. La transmission à engrenages suivant l'invention constitue donc bien une botte de vitesses à deux étages, ou, autrement dit, un réducteur doubleur. Bien entendu, si désiré, à ce réducteur doubleur peut être associé, du côté de l'entrée de l'ensemble, un réducteur simple, qui est par exemple identique à son premier étage, mais dont le porte-satellites est toujours fixe, pour permettre l'entraînement d'une prise de force. La présente invention ne se limite d'ailleurs pas à la forme de réalisation ou de mise en oeuvre décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. -REVENDICATIONS 1. Transmission à engrenages destinée à être placée entre un arbre menant et un arbre mené, pour au moins participation à la constitution d'une boite de vitesses entre lesdits arbres, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un ensemble planétaire réducteur (12) à deux étages (A,B) dont le planétaire (13A) du premier étage (A) forme l'élément d'entrée tandis que la couronne (188) du deuxième étage (B) en forme l'élément de sortie, avec la couronne (L8A) dudit premier étage (A) liée en rotation au planétaire (13B) dudit deuxième étage (B), le porte-satellites (14B) du deuxième étage (B) fixe, des moyens d'accouplement (23) propres à établir une liaison, au moins dans un sens de rotation, entre le porte-satellites (14A) du premier étage- (A) et la couronne (18B) du deuxième étage (B), et des moyens de freinage propres à assurer l'arrêt dudit porte-satellites dudit premier étage. 2. Transmission à engrenages suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les satellites du premier étage (A) sont doubles, un même arbre satellite (15A) portant deux pignons (16'A,16"A) de diamètres différents, l'un qui engrène avec le planétaire (13A), autre qui engrène avec la couronne (18A). 3. Transmission à engrenages suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisée en ce que les moyens d'accouplement (23) prévus entre le porte-satellites (14A) du premier étage (A) et la couronne (18B) du deuxième étage (B) sont constitués par un embrayage. 4. Transmission à engrenages suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisée en ce que les moyens d'accouplement (23) prévus entre le porte-satellites (14A) du premier étage (A) et la couronne (18B) du deuxième étage (B) sont constitués par une roue libre.