Brevet FR2756542A1 — publié le 19980605

INSTALLATION DE MONTAGE D'UN MOTEUR SUR UN PLANCHER, ET DE CONNEXION DE SON ARBRE DE SORTIE AVEC AU MOINS UN MECANISME ENTRAÎNE La présente invention concerne une installation de montage d'un moteur sur un plancher, et de connexion de son arbre de sortie avec au moins un mécanisme entraîné, cet arbre de sortie étant normalement connecté à au moins un arbre d'entrée dudit mécanisme, l'installation comportant à cet effet des moyens de connexion entre lesdits arbres de sortie et d'entrée et des moyens de liaison dudit moteur audit plancher. Ledit mécanisme, entraîné par le moteur, peut être par exemple une boîte de vitesses ou de transmission. L'invention concerne plus particulièrement les installations dans lesquelles le moteur et le mécanisme concerné ont un poids et un encombrement importants.Dans cette optique, elle vise plus particulièrement encore les moteurs à turbine des hélicoptères, lesquels entraînent, entre autres, une boîte de transmission dite "boîte de transmission principale" (BTP) pour l'entraînement du rotor principal, mécanisme dont le volume et le poids sont donc relativement importants. Ce mécanisme peut également subir des déplacements selon trois axes de l'espace sans que cela nuise pour autant au bon fonctionnement de la liaison moteur-BTP. Dans ces conditions, des problèmes complexes de démontage, de déconnexion, de manutention et de remontage se posent lorsqu'il est nécessaire de procéder à des opérations de contrôle, de maintenance ou de réparation, soit sur le moteur, soit sur le mécanisme entraîné. Sur les hélicoptères, ces opérations sont coûteuses et longues, ce qui immobilise les appareils pendant de longues heures, ne serait-ce que pour les opérations de dépose et de repose du moteur ou de la boîte de transmission principale. Le but de la présente invention est d'éliminer ces inconvénients en permettant de faciliter ces opérations et en les rendant beaucoup plus rapides et donc moins coûteuses en matériel, en temps de main d'oeuvre et en temps d'immobilisation des appareils au sol, ce qui est particulièrement important lorsqu'il s'agit d'hélicoptères. A cet effet, une installation du type général défini au début est, conformément à la présente invention, principalement caractérisée en ce que lesdits moyens de connexion comprennent un arbre de transmission possédant une certaine souplesse en flexion et comportant à au moins l'une de ses extrémités des cannelures, cette extrémité cannelée étant adaptée à s'engager par coulissement dans un moyeu cannelé correspondant du moteur et/ou dudit mécanisme, et en ce que lesdits moyens de liaison comprennent des pieds de repos dudit moteur sur le plancher, un système de liaison articuliée entre ledit moteur et ledit plancher (biellettes supports moteur), et des rails fixés au plancher parallèlement auxdits arbres et sur lesquels lesdits pieds sont susceptibles de coulisser avec le moteur, après basculement grâce audit système de liaison articulée. Les pieds de repos ne servent de support qu'en position de moteur basculé, c'est-à-dire lorsque le moteur n'est plus en position de fonctionnement. En fonctionnement normal du moteur, il est indispensable que les pieds de repos aient un jeu suffisant par rapport à la structure pour permettre les débattements du mécanisme (prise en compte des mouvements de la BTP). De la sorte, lorsqu'une intervention sera nécessaire par exemple sur la boîte de transmission principale d'un hélicoptère, il sera facile de procéder au désaccouplement entre l'arbre de sortie du moteur et l'arbre d'entrée de la boîte de transmission principale, de faire basculer puis coulisser le moteur sur ses rails pour l'écarter de la boîte de transmission principale, puis de procéder à l'intervention voulue sur le moteur et/ou la boîte de transmission principale, ces opérations, autorisées par la souplesse relative de l'arbre de transmission, ne nécessitant pas obligatoirement de déconnecter le moteur des conduites et circuits nécessaires à son fonctionnement. Le remontage pourra s'effectuer avec la même facilité. Pour conférer à l'arbre de transmission la souplesse souhaitable, une telle installation pourra encore être caractérisée en ce que ledit arbre de transmission comporte une section centrale rigide dont une extrémité est reliée à l'extrémité cannelée précitée et dont l'autre extrémité est reliée à une section terminale à bride propre à être fixée à la bride correspondante d'un moyeu à bride dudit mécanisme ou du moteur, et en ce qu'au moins un dispositif d'accouplement souple - du type flector ou analogue -est intercalé entre d'une part une extrémité de ladite section centrale rigide dudit arbre de transmission et d'autre part son extrémité cannelée et/ou sa section terminale à bride. De préférence, il y aura sur un tel arbre deux dispositifs d'accouplement souple, à proximité de chaque extrémité de l'arbre. D'une extrémité à l'autre, un tel arbre de transmission comportera donc en principe : une section terminale à bride, un premier dispositif d'accouplement souple, la section centrale rigide (par exemple tubulaire), un second dispositif d'accouplement souple et enfin l'extrémité cannelée ; si cette dernière est engagée dans un moyeu cannelé de l'arbre de sortie du moteur, la section terminale à bride sera fixée (par exemple par boulonnage) sur un moyeu à bride de l'arbre d'entrée du mécanisme (boite de transmission principale ou autre), ou inversement, les deux dispositions étant possibles selon que le moyeu cannelé est prévu en sortie de moteur ou en entrée de mécanisme. Dans les installations dans lesquelles une trompette fixe et saillante de protection entoure l'extrémité des arbres de sortie du moteur ainsi que de l'arbre d'entrée du mécanisme, il pourra encore être avantageux de prévoir que ces trompettes sont reliées par une trompette intermédiaire entourant ledit arbre de transmission et fixée par ses extrémités externes auxdites trompettes fixes, et que ladite trompette intermédiaire est constituée de deux demi-trompettes dont les extrémités internes sont reliées l'une à l'autre par une articulation à cardan. La figure 7a de la planche 6/7 des dessins annexés montre de quelle façon est réalisé l'équilibre du moteur M, le système de liaison articulée entre celui-ci, de centre de gravité G, et la structure de support DE, étant représenté par les éléments de liaison BD et CE, l'articulation à cardan étant située au point A, où s'exercent un couple et des efforts Fx, Fy, Fz selon les trois axes du repère orthonormé Ox, Oy, Oz. L'angle a entre BD et DE d'une part, CE et ED d'autre part, doit être impérativement différent de 90". Aux points B et C s'exercent des efforts Fy et Fz. Le point A est un point de cardan ne permettant pas la rotation du moteur autour de l'axe Ox. Si le moteur veut se déplacer dans le sens y positif, le point B a une trajectoire de rayon DB l'entraînant vers un z négatif, et le point C a une trajectoire de rayon EC l'entraînant vers un z positif. Ce type de déplacement simultané des deux points B et C n'est possible que par rotation du moteur suivant l'axe Ox. Le moteur, étant bloqué en rotation au point A, est donc bien en équilibre. De la sorte, on contribue à empêcher (en combinaison avec l'action de l'articulation à cardan et du système de liaison articulée mentionnés plus haut) que le corps du moteur puisse pivoter par rapport au corps du mécanisme, autour de l'axe de l'arbre de transmission, tout en autorisant des débattements angulaires entre les deux demitrompettes, utiles notamment lors des opérations de pose et de dépose du moteur et/ou du mécanisme et aussi pour éviter le transfert de contraintes de ce dernier au moteur. Si l'on considère par exemple les moyens de guidage et de fixation d'une extrémité extérieure de demi-trompette sur l'extrémité de la trompette fixe correspondante, il y a lieu de noter que ces moyens pourront être de différents types. On pourra prévoir par exemple qu'une au moins desdites trompettes fixes comporte un ensemble de pions de guidage sur lesquels peuvent s'engager des trous correspondants d'une bride prévue à l'extrémité externe de la demitrompette correspondante, laquelle bride peut être fixée par vissage sur l'extrémité de la trompette fixe considérée. A titre de variante, on pourrait prévoir qu'une au moins desdites trompettes fixes comporte un pion de guidage ainsi qu'un alésage axial de centrage, dans lequel peut s'engager un centreur d'extrémité en saillie par rapport à une bride prévue à l'extrémité externe de la demi-trompette correspondante, laquelle bride peut être fixée, comme précédemment, par vissage sur l'extrémité de la trompette fixe considérée. Toutes ces dispositions seront mieux vues par la suite. Pour ce qui est des moyens que l'on a appelés plus haut les "moyens de liaison dudit moteur audit plancher", l'invention présentera encore des caractéristiques particulières, dont les suivantes. On pourra prévoir notamment que le corps du moteur comporte trois pieds de repos, à savoir un pied central et deux pieds latéraux espacés axialement du précédent, les rails précités étant par suite au nombre de trois, et que deux au moins de ces rails, à savoir un rail central et au moins un rail latéral, sont établis sous la forme de glissières de guidage pour les pieds correspondants. Le moteur pourra ainsi être parfaitement guidé axialement après déconnexion des arbres et trompettes, par exemple pour une intervention de maintenance. Quant audit système de liaison articulée (supports moteur), il comportera préférentiellement au moins deux biellettes propres à être assujetties,par des axes démontables,entre des chapes du plancher et des chapes correspondantes du corps du moteur, ces biellettes étant disposées latéralement et orientées au moins approximativement vers l'axe du moteur, et, lorsqu'elles occupent leur position statique normale, étant en outre légèrement inclinées axialement en direction dudit mécanisme. Grâce à cette dernière disposition, un léger recul du moteur, après les déconnexions précitées, permettra le pivotement des biellettes à l'opposé du mécanisme, et le transfert du moteur sur ses rails (mise en fonction des trois pieds de repos). Toutes ces dispositions seront mieux comprises à la lecture des exemples de réalisation qui vont maintenant être décrits à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux autres figures du dessin ci-annexé dans lequel - la figure 1 montre une réalisation possible d'un arbre de transmission souple utilisable dans une installation conforme à l'invention, en particulier entre un moteur à turbine et une boîte de transmission principale d'hélicoptère - la figure 2 montre de même la réalisation possible d'une trompette intermédiaire pour la liaison moteur-boîte de transmission principale - la figure 3 montre, dans une première variante, un mode de liaison possible de l'arbre de transmission et de sa demi-trompette correspondante aux organes correspondants du moteur - la figure 4 montre une seconde variante de ce mode de liaison - la figure 5 montre un mode de liaison possible de l'arbre de transmission et de l'autre demi-trompette aux organes correspondants de la bolte de transmission principale; - la figure 6 est une vue d'ensemble d'une installation conforme à l'invention, appliquée à la liaison entre un moteur d'hélicoptère et sa boîte de transmission principale; - la figure 7 est une vue en perspective partielle montrant les moyens de liaison du moteur au plancher ; et - les figures 8 et 9 sont des vues d'ensemble du même genre que celle de la figure 6, montrant schématiquement les différentes phases d'une opération de dépose de moteur. L'arbre de transmission représenté à la figure 1, référencé globalement en 1, comporte une section centrale tubulaire rigide 2, dont l'extrémité cannelée est référencée 3. Cette extrémité comporte en bout des chanfreins 4 facilitant son guidage dans le moyeu cannelé coopérant de l'arbre d'entrée ou de sortie correspondant. La liaison entre la section centrale 2 et l'extrémité 3 est réalisée par un dispositif d'accouplement souple 5, par exemple du type "flector" ou "bendix". De même, l'autre extrémité de la section centrale 2 est reliée par le même type d'accouplement souple, référencé 6, à une section terminale à bride 7 lui permettant d'être reliée, par exemple par boulonnage 8, à la bride 9 d'un moyeu à bride de l'arbre d'entrée ou de sortie à connecter. La figure 2 montre quant à elle la réalisation possible de la trompette intermédiaire, référencée globalement en 10. Cette trompette est constituée ici de deux demitrompettes 11, 12 dont les extrémités externes portent des brides de fixation 11' et 12' et dont les extrémités internes sont reliées l'une à l'autre par une articulation à cardan 13 ; l'un de ses axes est horizontal, l'autre vertical. A la figure 3 on a référencé en 14 la trompette fixe et saillante de protection de l'arbre de sortie du moteur, comportant un moyeu cannelé schématisé en 15. Pour faciliter le guidage correct de l'extrémité cannelée 3 de l'arbre de transmission dans le moyeu cannelé 15 du moteur, la trompette 14 comporte un jeu de pions de guidage 16, par exemple au nombre de trois, sur lesquels peuvent ainsi s'engager des trous correspondants de la bride 11' de la demi-trompette correspondante 11 ; des chanfreins 17 sont prévus dans le moyeu cannelé 15 pour parfaire le guidage en coopérant avec les chanfreins 4 de l'extrémité cannelée 3. Lorsque la mise en place est terminée, des goujons 18 permettent le serrage de la bride 11' sur l'extrémité de la trompette 14. Dans la variante de la figure 4, la trompette 14 comporte elle-même un alésage axial 19 apte à recevoir, et à guider lors du montage, un centreur 20 de la demi-trompette 11, ce centreur, à chanfrein d'extrémité 21, étant en saillie par rapport à la bride 11'. Dans ce cas, on peut ne prévoir qu'un seul pion de guidage 16' sur la trompette 14. I1 est à noter que le pion de guidage 16' peut avoir une longueur suffisante pour s'engager dans le trou correspondant de la bride 11' avant que le centreur 20 ne s'engage dans l'alésage axial 19 de la trompette 14. Les autres références de cette figure désignent les mêmes éléments que sur la figure précédente, ou des éléments analogues. A la figure 5, on a montré des liaisons possibles d'une part entre l'arbre de transmission 1 et un moyeu 21 à bride (voir bride 9 mentionnée plus haut) de l'arbre d'entrée de la boîte de transmission principale de l'hélicoptère (ou autre mécanisme entraîné), et d'autre part entre l'extrémité externe de la demi-trompette 12 et l'extrémité de la trompette (schématisée en 22) de cet arbre d'entrée de la boîte de transmission principale : la section terminale à bride 7 de l'arbre 1 est fixée par des boulons 8 sur la bride 9 du moyeu à bride 21 de l'arbre d'entrée de la boîte de transmission principale (voir aussi figure 1), et la bride 12' de la demi-trompette 12 est fixée sur l'extrémité de la trompette 22 par un jeu de goujons 23. Pour assurer le guidage lors du montage, la trompette 22 comportera de préférence plusieurs pions de guidage 24 propres à recevoir des trous correspondants de la bride 12'. Sur la vue d'ensemble de la figure 6, le moteur à turbine d'un hélicoptère a été référencé M, et sa boîte de transmission principale a été désignée BTP. Le plancher de la turbine a été référencé P ; E désigne les entrées d'air du moteur et G la grille d'entrée d'air. En 25 et 26 on a référencé deux des trois pieds de repos du moteur sur le plancher, et en 27 et 28 deux des trois rails fixés sur ce plancher et destinés à recevoir ces pieds lors du coulissement axial du moteur M. Enfin on a référencé en 29 l'une des deux bielles inclinées qui relient le moteur au plancher P, tous ces organes constituant ensemble, avec un berceau 30 de pieds de repos du moteur, ce que l'on a appelé plus haut les "moyens de liaison du moteur au plancher". Les autres références correspondent à celles des figures précédentes. Les organes précités des moyens de liaison sont mieux vus sur la figure en perspective de la figure 7. On voit sur cette figure les trois pieds 25, 26 et 26' (pourvus de moyens de réglage en hauteur), les trois rails 27, 28 et 28', les deux biellettes inclinées 29 et 29' et le berceau 30 du moteur M. Le rail central 27 est constitué sous la forme d'une glissière de guidage pour le pied antérieur central 25, de même que le rail latéral 28' pour le pied latéral arrière 26'. Le guidage du moteur M lors de son coulissement axial étant ainsi parfaitement assuré, le troisième rail, à savoir l'autre rail latéral 28, destiné à supporter l'autre pied latéral arrière 26, peut être un rail plat. Pour être de niveau avec le rail central 27, les rails latéraux sont supportés par le plancher P par l'intermédiaire de châssis dont l'un a été représenté en 31 pour le rail 28. Sur la figure 7 on a représenté les deux biellettes 29, 29' dans la position qu'elles occupent quand le moteur M est dans sa position de fonctionnement normale. Ces biellettes sont légèrement inclinées vers l'avant, c'est-àdire vers la boîte de transmission principale, de sorte que leur pivotement vers l'arrière (après libération des moyens de connexion entre l'arbre de sortie du moteur et l'arbre d'entrée de la boite de transmission principale), permettra, par un léger levage du moteur, de faire passer ses pieds 25, 26 et 26' sur leurs rails respectifs, pour le coulissement du moteur vers l'arrière. A cette fin, les bielles peuvent pivoter par liaison de leurs extrémités à des chapes 32 du plancher P et à des chapes (non représentées sur la figure 7) du berceau du moteur, par l'intermédiaire de boulons 33 servant d'axes de pivotement, ce qui permet de détacher ces bielles du moteur lorsqu'il est nécessaire d'enlever complètement ce dernier. Les deux bielles 29, 29' sont aussi inclinées vers l'intérieur, de sorte à être orientées sensiblement vers le centre de gravité du moteur, ce qui permet de contribuer efficacement à la reprise des efforts (poids moteur) Fy et Fz comme décrit précédemment. La structure d'une installation conforme à l'invention étant ainsi décrite, on comprend comment elle peut etre mise en oeuvre facilement et rapidement dans les différentes opérations de maintenance envisageables : dépose puis repose du moteur M ; dépose puis repose de la boite de transmission principale. On ne décrira ci-dessous, à titre d'exemple illustratif, qu'une opération de dépose du moteur M, avec référence aux figures 8 et 9. A la figure 8 on retrouve, à échelle plus réduite, une installation semblable à celle de la figure 6 après avoir assuré la déconnexion entre la demi-trompette 11 et la trompette 14 du moteur, par dévissage des goujons 18, opération suivie d'un léger recul du moteur M et basculement des biellettes 29, 29' vers l'arrière pour que le moteur repose par ses pieds sur les trois rails du plancher. Ces opérations peuvent être assurées par une seule personne des poignées de maintenance ou zones marquées sur le moteur l'aident à manipuler celui-ci (il est à noter que préalablement à ces opérations, une cale d'outillage a été placée sous le pied central 25). Ensuite on dépose les boulons 33 de fixation des biellettes 29, 29' sur le moteur, on déconnecte éventuellement le moteur de tous ses circuits et on le recule complètement en le faisant glisser sur ses rails, jusqu'à la position de la figure 9. I1 est à noter que si les connexions reliant le moteur M à l'appareil sont souples et de longueur suffisante, on peut reculer le moteur sans avoir à les déconnecter. On peut alors intervenir sur le moteur si cela est possible sur place, ou l'enlever à l'aide d'un appareil de levage. La remise en place s'effectue par les mêmes opérations dans l'ordre inverse, avec en principe l'intervention de deux opérateurs, au cas où le moteur aurait été enlevé. Les opérations de dépose de la boîte de transmission principale s'effectueraient d'une façon semblable : mise en place d'une cale d'outillage sous le pied central 25 du moteur ; démontage des goujons de fixation 23 (voir figure 5) ; basculement du moteur M sur ses biellettes 29, 29' et pose de ses pieds sur les trois rails du plancher P déconnexion des biellettes ; recul du moteur M jusqu'à arrêt par une butée d'outillage. L'arbre de transmission 1 peut alors être déconnecté de la bolte de transmission principale par dévissage des goujons 8 (voir figure 1). Là encore les opérations de repose s'effectuent de façon analogue à celles des opérations de pose, mais dans une séquence inverse. Il est à noter qu'en utilisant des biellettes relativement plus longues (par rapport à celles qui sont représentées sur le dessin), on pourra dans certains cas reculer suffisamment le moteur, par exemple pour des opérations d'entretien, sans avoir à déconnecter les biellettes, ce qui représentera un gain de temps supplémentaire. REVENDICATIONS 1. Installation de montage d'un moteur sur un plancher, et de connexion de son arbre de sortie avec au moins un mécanisme entraîné, cet arbre de sortie étant normalement connecté à au moins un arbre d'entrée dudit mécanisme (BTP), l'installation comportant à cet effet des moyens de connexion entre lesdits arbres de sortie et d'entrée et des moyens de liaison dudit moteur (M) audit plancher (P), caractérisée en ce que lesdits moyens de connexion comprennent un arbre de transmission (1) possédant une certaine souplesse en flexion et comportant à au moins l'une de ses extrémités des cannelures, cette extrémité cannelée (3) étant adaptée à s'engager par coulissement dans un moyeu cannelé correspondant (15) du moteur (M) et/ou dudit mécanisme (BTP), et en ce que lesdits moyens de liaison comprennent des pieds de repos (25, 26, 26') dudit moteur (M) sur le plancher (P), un système de liaison articulée (29, 29') entre le moteur (M) et le plancher (P), et des rails (27, 28, 28') fixés au plancher parallèlement auxdits arbres et sur lesquels lesdits pieds (25, 26, 26') sont susceptibles de coulisser avec le moteur (M), après basculement grâce audit système de liaison articulée (29, 29'). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit arbre de transmission (1) comporte une section centrale rigide (2) dont une extrémité est reliée à l'extrémité cannelée précitée (3) et dont l'autre extrémité est reliée à une section terminale à bride (7) propre à être fixée à la bride correspondante (9) d'un moyeu à bride (21) dudit mécanisme (BTP) ou du moteur (M), et en ce qu'au moins un dispositif d'accouplement souple (5, 6) - du type flector ou analogue - est intercalé entre d'une part une extrémité de ladite section centrale rigide (2) dudit arbre de transmission (1) et d'autre part son extrémité cannelée (3) et/ou sa section terminale à bride (7). 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle une trompette fixe et saillante de protection (14, 22) entoure l'extrémité des arbres de sortie (15) du moteur (M) ainsi que de l'arbre d'entrée (22) du mécanisme (BTP), caractérisée en ce que ces trompettes (14, 22) sont reliées par une trompette intermédiaire (10) entourant ledit arbre de transmission (1) et fixée par ses extrémités externes auxdites trompettes fixes, et en ce que ladite trompette intermédiaire (10) est constituée de deux demi-trompettes (11, 12) dont les extrémités internes sont reliées l'une à l'autre par une articulation à cardan (13). 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une au moins desdites trompettes fixes (14, 22) comporte un ensemble de pions de guidage (16, 24) sur lesquels peuvent s'engager des trous correspondants d'une bride (11', 12') prévue à l'extrémité externe de la demitrompette (11, 12) correspondante, laquelle bride peut être fixée par vissage (18, 23) sur l'extrémité de la trompette fixe (14, 22) considérée. 5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une au moins (14) desdites trompettes fixes comporte un pion de guidage (16') ainsi qu'un alésage axial de centrage (19), dans lequel peut s'engager un centreur d'extrémité (20) en saillie par rapport à une bride (11') prévue à l'extrémité externe de la demi-trompette (11) correspondante, laquelle bride (11') peut être fixée par vissage (18) sur l'extrémité de la trompette fixe (14) considérée. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps du moteur (M) comporte trois pieds de repos, à savoir un pied central (25) et deux pieds latéraux (26, 26') espacés axialement du précédent, les rails (27, 28, 28') précités étant par suite au nombre de trois, et en ce que deux au moins de ces rails, à savoir un rail central (27) et au moins un rail latéral (28'), sont établis sous la forme de glissières de guidage pour les pieds correspondants (25, 26'). 7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit système de liaison articulée comporte au moins deux biellettes (29, 29') propres à être assujetties, par des axes démontables (33), entre des chapes (32) du plancher (P) et des chapes correspondantes du corps du moteur (M), ces biellettes (29, 29') étant disposées latéralem ent et orientées au moins approximativement vers l'axe du moteur (M) et, lorsqu'elles occupent leur position statique normale, étant en outre légèrement inclinées axialement en direction dudit mécanisme (BTP).