Brevet FR2647181A1 — publié le 19901123

L'invention concerne des génératrices à entraînement intégré pour la génération d'un courant alternatif de fréquence constante dans des cellules d'aéronefs. L'invention concerne plus particulièrement des systèmes de lubrification destinés à des différentiels se trouvant dans des transmissions d'entraînement à vitesse constante dans des génératrices à entraînement intégré. Une génératrice à entrainement intégré est utilisée pour générer un courant alternatif triphasé, à fréquence constante, dans des cellules d'aéronefs. Des génératrices à entrainement intégré fabriquées par la Demanderesse comprennent une transmission à vitesse constante comportant un différentiel. Le différentiel fonctionne de façon à produire en sortie une vitesse constante pour l'entraînement d'une génératrice de courant alternatif triphasé à partir d'une vitesse d'entrée variable prélevée sur une prise de puissance d'un moteur de propulsion de l'aéronef. Le différentiel accouple mécani- quement une première couronne dentée, qui est entrainée par un groupe hydraulique à pompe et moteur à une vitesse variable, à une seconde couronne dentée qui entraîne la génératrice de courant alternatif triphasé à une vitesse constante. Un bâti supportant le différentiel est entraîné en rotation à la vitesse variable d'entrée provenant du moteur de propulsion de l'aéronef. La figure 1 des dessins annexés et décrits ci- après illustre un schéma simplifié d'un différentiel 10 de l'art antérieur fabriqué par la Demanderesse, qui était utilisé dans une génératrice à entraînement intégré. Ce schéma est très simplifié pour illustrer un système de lubrification utilisé dans le différentiel de l'art antérieur. Le différentiel 10 comprend un bâti 12 sur lequel sont montées de façon à pouvoir tourner deux roues dentées satellites 14. Le bâti 12 est entraîné par une prise de puissance provenant d'un moteur de propulsion (non représenté) d'un aéronef. L'accouplement mécanique entre le bâti 12 et le moteur de propulsion de l'aéronef n'est pas illustré, cet accouplement étant relié à la partie de droite du bâti. Deux-paliers 16 supportent le bâti 12 afin qu'il puisse tourner dans un corps (non représenté) de la génératrice à entraînement intégré (non représentée). Le bâti 12 présente deux ouvertures cylindriques 18 qui sont définies par un arbre cylindrique creux relié aux plaques extrêmes 20 et 22 par une goupille (non représentée). Un orifice 26, qui s'étend entre la surface intérieure 28 et la surface extérieure 30 de chaque arbre creux 24, a pour fonction de transmettre de l'huile de l'ouverture cylindri- que 18 à un tourillon 31 d'un satellite 14. La goupille précitée assure que chaque arbre creux 14 est disposé dans une position qui maintient l'orifice 26 dans une position radiale située aussi loin que possible de l'axe de rotation du bâti pour assurer l'application d'une huile sous une pression élevée aux tourillons 31. La lubrification de chacun des tourillons 31 des deux satellites 14 est essentielle par suite des charges mécaniques élevées qu'ils portent en transmettant un couple entre la sortie à vitesse variable d'un groupe hydraulique à pompe et moteur (non illustré), appliquée à la couronne dentée (non représentée) qui entraîne le satellite supérieur, couple appliqué à partir de la prise de puissance à vitesse variable sur le moteur de propulsion de l'aéronef, qui est appliqué à la partie de droite du bâti 12, et un couple qui est délivré en sortie à la couronne dentée de sortie (non représentée) entraînant une génératrice principale (non représentée) qui est entraînée par le satellite inférieur 14. Le système de lubrification du différentiel de l'art antérieur de la figure 1 sera décrit ci-dessous. De l'huile sous pression est fournie par une source d'huile sous une pression, par exemple de 1050 kPa. L'huile sous pression est appliquée à une entrée 32. L'huile s'écoule de l'entrée 32 à travers des ouvertures 33 et axialement le. long des ouvertures cylindriques 18 entre les extrémités 20 et 22. Pendant le fonctionnement, le bâti 12 est habituel- lement en rotation à des vitesses de plusieurs milliers de tours par minute. La rotation du bâti soumet l'huile à une accélération centrifuge à l'intérieur des ouvertures cylindriques 18, l'amenant à s'écouler radialement vers l'extérieur en direction de la surface intérieure 28 de l'arbre creux 24. Le jeu entre la surface extérieure de l'arbre 24 et la surface intérieure 31 de la roue dentée 36 est habituellement de plusieurs centièmes de millimètre. L'orifice 26 reçoit l'huile sous une pression égale à la somme de la pression d'entrée augmentée de la charge centrifuge et la dirige vers une gorge (non représentée) située dans le tourillon 31 pour permettre la formation d'un palier hydrodynamique. La source d'huile introduit dans l'entrée 32 un débit d'écoulement d'huile qui est supérieur au débit d'écoulement combiné traversant l'orifice 26. Un accouplement à cannelures (non représenté) accouple la prise de puissance du moteur de propulsion de l'aéronef (non représenté) au bâti 12. Cet accouplement cannelé exige une lubrification pour éviter tout grippage entre les surfaces de l'accouplement. L'huile est fournie à l'accouplement cannelé par la présence d'un orifice 35 destiné à recevoir l'huile s'écoulant vers l'extérieur à partir de l'axe de rotation. La position de l'orifice 35 d'huile n'est pas dessinée à l'échelle et n'est pas destinée à représenter une position réelle dans le côté 22 du bâti des génératrices à entraînement intégré de la- Demanderesse. La position réelle de l'ouverture 36 de l'orifice d'huile 35 dans différentes conceptions d'unités à entraînement intégré de la Demanderesse change. Cepen- dant, il convient de comprendre que le ou les orifices 35 de l'art antérieur n'étaient pas destinés à recevoir de l'huile s'écoulant vers l'extérieur en direction de chacun des premiers orifices 26 pour dégazer l'huile afin que seule de l'huile dégazée se déplace radialement vers l'extérieur jusqu'à -chacun des orifices 26, et pour décharger un mélange d'huile et d'air vers la sortie 38. Les tourillons 31 des satellites 14 sont des éléments essentiels qui exigent une huile de haute qualité durant la totalité du fonctionnement. L'entraînement d'air dans l'huile appliquée aux tourillons peut raccourcir la durée de vie des tourillons et entraîner un entretien accru ou une défaillance prématurée. L'invention propose un système perfectionné de lubrification pour les tourillons de roues dentées satellites dans un différentiel d'une génératrice à entraînement intégré utilisée pour la génération d'un courant alternatif triphasé à fréquence constante dans des cellules d'aéronefs. L'invention assure que l'huile qui est appliquée aux tourillons des roues satellites dans le différentiel est de la qualité la plus haute, l'air ayant été éliminé par un dégazeur ou séparateur d'air qui est en communication de fluide avec un mélange d'air et d'huile se déplaçant radialement vers l'extérieur à partir de l'axe de rotation d'un bâti vers chacun des tourillons. Une huile de qualité inférieure, qui est un mélange d'air et d'huile ayant été séparé par le dégazeur de l'huile de haute qualité s'écoulant vers les tourillons, est déchargée le long de l'axe de rotation du bâti pour lubrifier un accouplement cannelé entre le bâti et un autre arbre accouplé à une prise de puissance d'un moteur de propulsion de l'aéronef. En dégazant l'huile s'écoulant vers chacun des tourillons sur lesquels sont montées en rotation les roues satellites, on évite une défaillance prématurée et/ou un entretien accru. Un système de lubrification conforme à l'invention comprend une source d'huile sous pression, un bâti monté de façon a pouvoir tourner sur un axe de rotation et ayant une entrée destinée à recevoir de l'huile sous pression provenant de la source et une sortie destinée à décharger un mélange d'huile et d'air, bâti sur lequel plusieurs roues dentées satellites sont supportées de façon à pouvoir tourner pendant que le bâti tourne; plusieurs premiers orifices associés chacun à un satellite différent pour appliquer uniquement de l'huile à un tourillon sur lequel le satellite est monté de façon à pouvoir tourner, sous l'effet d'une rotation du bâti lorsque de l'huile sous pression est appliquée à l'entrée, chaque premier orifice étant placé dans une position radiale sur le bâti, en un point décalé de l'axe de rotation, et un dégazeur, ou séparateur d'huile, en communication de fluide avec un mélange d'air et d'huile se déplaçant radialement vers l'extérieur à partir de l'axe de rotation durant la rotation du bâti, vers chacun des premiers orifices, ce dégazeur étant destiné à éliminer l'air de l'huile afin que seule de l'huile se déplace radialement vers l'extérieur jusqu'aux premiers orifices, et à décharger le mélange d'huile et d'air vers la sortie. Chaque premier orifice est disposé à l'intérieur d'un arbre cylindrique creux relié fixement au bâti en un point de l'arbre éloigné de l'axe de rotation du bâti, une surface extérieure de l'arbre constituant le tourillon pour l'un des satellites. Chaque désaérateur ou dégazeur présente un second orifice ayant une entrée reliée au mélange d'huile et d'air se déplaçant radialement vers le satellite associé en une position située radialement vers l'intérieur par rapport au premier orifice associé au satellite, et une sortie reliée à la sortie du bâti afin que le mélange d'huile et d'air pénètre dans l'entrée du second orifice pour amener l'air et l'huile à être déchargés de la sortie et l'huile, sans air, à se déplacer radialement vers l'extérieur en direction du premier orifice associé au satellite. La source d'huile sous pression fournit de l'huile sous pression à l'entrée du bâti, à un débit d'écoulement qui est supérieur au débit d'écoulement combiné-- de l'huile provenant des divers premiers orifices. Le bâti est avantageusement disposé à l'intérieur d'une transmission à vitesse constante d'une génératrice à entraînement intégré destinée à générer un courant alternatif à fréquence constante, et le bâti est accouplé à une prise de puissance d'un moteur de propulsion d'aéronef. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique générale en coupe longitudinale d'une alimentation en huile de l'art antérieur utilisée dans une génératrice à entraînement intégré; la figure 2 est une vue schématique générale en coupe longitudinale d'une alimentation en huile selon l'invention à utiliser dans une génératrice à entraînement intégré; et la figure 3 est une vue schématique générale en coupe longitudinale d'une forme avantageuse de réalisation de la présente invention telle qu'utilisée dans une génératrice à entraînement intégré. La figure 2 représente un schéma d'un système de lubrification selon l'invention. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références numériques sur les figures 1 et 2. Les aspects du fonctionnement du système de l'art antérieur montré sur la figure 1 et de la forme de réalisation de la figure 2, qui sont communs entre eux, ne seront pas décrits, sauf s'ils sont nécessaires à la compréhension de l'invention. La forme de réalisation 40 diffère de l'art antérieur montré sur la figure 1 par le fait qu'un désaérateur ou dégazeur 42 est destiné à dégazer l'huile s'écoulant radialement vers l'intérieur à partir de l'axe de rotation vers chacun des premiers orifices 26 pour assurer que seule - une huile dégazée de haute qualité atteint les orifices 26 pour lubrifier les tourillons des roues dentées satellites 14. Le dégazeur 42 présente un second orifice 44 situé radialement vers l'intérieur par rapport à l'axe de rotation à partir de chaque orifice associé 26 pour éliminer l'air d'un mélange d'huile et d'air 46 qui s'écoule radialement vers l'extérieur en direction de l'orifice associé 26. Etant donné que les seconds orifices 44 sont situés radialement à l'intérieur des orifices 26 par rapport à l'axe de rotation du bâti 12, l'huile 48 est soumise à une accélération centrifuge radialement vers l'extérieur, en ne contenant pratiquement pas d'air, un mélange d'air et d'huile 49 s'écoulant par des canaux 50 raccordant les orifices 44 au centre du bâti 52. Le mélange d'huile et d'air 49 s'écoule axialement vers la droite le long d'une lumière centrale (non représentée) du bâti jusqu'à un accouplement cannelé, conformément à l'art antérieur de la figure 1, de façon à lubrifier cet accouplement cannelé. En associant un second orifice 44 à chacun des satellites 14, contrairement à l'art antérieur qui n'associe pas d'orifice a chacun des satellites, la présente invention assure que l'huile de la qualité la plus élevée atteint chacun des tourillons 31 des satellites 14 pour prévenir une usure excessive ou une défaillance prématurée. Le débit d'écoulement de l'huile assuré par la source d'huile dans l'entrée 32 est supérieur au débit d'écoulement combiné passant par les orifices 26. Il convient de noter que la position des seconds orifices 44 doit être située radialement vers l'intérieur des premiers orifices 26 et aussi près que possible de l'axe de rotation du bâti pour assurer que la plus grande quantité d'air entraînée dans le mélange 26 4 7 1 8 1 d'huile et d'air 49 se déplaçant radialement vers l'ex- térieur est déchargée du bâti 12 afin que seule de l'huile dégazée 48 de haute qualité s'écoule vers l'orifice 26. Il convient de noter qu- la configuration réelle du bâti peut varier par rapport à celle illustrée sur la figure 2 et, en outre, que la position des seconds orifices 44 n'est pas limitée à la position telle qu'illustrée sur la figure 2, d'autres positions étant possibles dans le cadre de l'invention, pourvu que chaque second orifice soit situé radialement vers l'intérieur de l'orifice associé 26 et soit en communication de fluide avec l'huile s'écoulant radialement vers l'intérieur à partir de l'axe de rotation en direction de chacun des premiers orifices 26. La figure 3 illustre une seconde forme de réalisation 60 de la présente invention à utiliser dans une génératrice à entraînement intégré fabriquée commerciale- ment par la Demanderesse. Les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments sur les figures 2 et 3. Il convient de noter que la figure 3 n'est qu'une vue partielle de la génératrice à entraînement intégré commerciale précitée, des structures classiques, ne faisant pas partie de l'invention, n'étant pas représentées pour plus de clarté. Le différentiel 10 comporte une première entrée 62 qui est reliée au bâti 12. Une seconde entrée est appliquée au différentiel 10 au moyen d'une couronne dentée 64 qui est entraînée par le mouvement de sortie d'un groupe hydraulique à pompe et moteur (non représenté) qui a pour fonction d'augmenter ou de réduire la vitesse de rotation provenant de la première entrée 62 pour produire une vitesse constante à la sortie 66 qui est constituée d'une seconde couronne dentée reliée à un arbre portant une génératrice principale (non représentée), par l'inter- médiaire d'une transmission à engrenage (non représentée). Une génératrice 70 à aimants permanents est reliée à la sortie 66. Un accouplement cannelé 72 relie la première entrée 62, qui est elle-même reliée au bâti 12, à un arbre 74 relié mécaniquement à une prise de puissance sur un moteur de propulsion de l'aéronef lorsque de l'énergie électrique est générée par la génératrice à entraînement intégré contenant la forme de réalisation 60 de la figure 3. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système de lubrification décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de lubrification, caractérisé en ce qu'il comporte une source d'huile sous pression, un bâti (12) monté de façon à pouvoir tourner sur un axe de rotation et ayant une- entrée (32) destinée à recevoir de l'huile sous pression provenant de la source et une sortie (38) destinée à décharger un mélange (49) d'huile et d'air, plusieurs roues dentées satellites (14) étant portées par le bâti de façon à pouvoir tourner lorsque le bâti tourne, le système comprenant en outre plusieurs premiers orifices (26) associés chacun à un satellite différent pour ne fournir que de l'huile (48) à un tourillon (31) supportant en rotation le satellite, sous l'effet d'une rotation du bâti lorsque de l'huile sous pression est appliquée à l'entrée, chaque premier orifice étant disposé dans une position radiale, sur le bâti, en un point écarté de l'axe de rotation, et des moyens (42) de dégazage, en communica- tion de fluide avec un mélange (49) d'air et d'huile se déplaçant radialement vers l'extérieur à partir de l'axe de rotation pendant une rotation du bâti vers chacun des premiers orifices, ces moyens de dégazage étant destinés à séparer l'air de l'huile afin que seule de l'huile se déplace radialement vers l'extérieur en direction des premiers orifices, et à décharger un mélange d'huile et d'air à la sortie. 2. Système de lubrification selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que chaque premier orifice est ménagé dans un arbre cylindrique creux (24) relié fixement au bâti, en un point de l'arbre écarté de l'axe de rotation du bâti, une surface extérieure de l'arbre constituant le tourillon pour l'un des satellites. 3. Système de lubrification selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de dégazage comprennent plusieurs seconds orifices (44) associés chacun à un satellite différent, ayant une entrée reliée au mélange d'huile et d'air se déplaçant radialement vers le satellite associé, en une position radialement vers l'intérieur du premier orifice associé au satellite, et une sortie reliée à la sortie du bâti afin que l'air présent dans le mélange d'huile et d'air pénètre dans l'entrée du second orifice pour que l'air et l'huile soient déchargés de la sortie et que de l'huile sans air se déplace radialement vers l'extérieur en direction du premier orifice associé au satellite. 4. Système de lubrification selon la revendica- tion l, caractérisé en ce que la source d'huile sous pression fournit de l'huile sous pression à l'entrée du bâti à un débit d'écoulement qui est plus grand que le débit d'écoulement combiné de l'huile provenant des divers premiers orifices. 5. Système de lubrification selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque premier orifice est ménagé dans un arbre cylindrique creux (24) relié fixement au bâti, en un point de l'arbre écarté de l'axe de rotation du bâti, une surface extérieure de l'arbre constituant le tourillon pour l'un des satellites. 6. Système de lubrification selon l'une quelconque des revendications- 1 à 5, caractérisé en ce que le bâti est disposé dans une transmission à vitesse constante d'une génératrice (70) à entrainement intégré pour la génération d'un courant alternatif à fréquence constante, le bâti étant accouplé à une prise de puissance d'un moteur de propulsion d'une cellule d'aéronef.