Brevet FR2777961A1 — publié le 19991029

La présente invention concerne une installation de transmission de puissance, notamment transmission d'héli- coptère, composée d'une transmission à pignons dentés qui transmet des couples par des pignons dentés en prise, la5 puissance de plusieurs moteurs étant fournie par plusieurs entrées à la transmission et le transfert de puissance est dérivé pour être de nouveau regroupé au niveau de la machine active de façon qu'en cas de défaillance d'un moteur, la puissance, le cas échéant plus élevée que doit fournir les10 moteurs en fonctionnement, entraîne, par les chemins de transmission de puissance à dérivation, le moteur actif. Pour les transmissions de forte puissance avec des entrées pour plusieurs moteurs, notamment comme celles d'hélicoptères ou de navires, il est connu et usuel de déri-15 ver le flux de puissance en amont de la partie active et de le recombiner de nouveau pour entraîner cette partie active car en cas de défaillance de l'un des moteurs, il faut que la puissance soit répartie en fractions égales entre les diffé- rents chemins de transmission. Cela se réalise usuellement par une transmission fabriquée avec une précision très éle- vée, avec un jeu entre les flancs de dents extrêmement fai- ble, nécessitant un réglage fréquent pendant le fonctionnement, les flancs étant souvent très raides. Ces différentes nécessités se traduisent par des coûts de fabri-25 cation et de fonctionnement élevés, en particulier à cause de la rigidité nécessairement très élevée pour une masse en mou- vement importante. Cela est notamment un inconvénient pour des applications à des engins de transport comme par exemple des hélicoptères. La présente invention a pour but de proposer une installation de transmission de puissance considérablement plus légère et dont les coûts de fabrication et de fonction- nement soient réduits de manière importante. Partant d'une installation de transmission de puissance correspondant au type défini ci-dessus, la présente invention concerne une installation caractérisée en ce que pour compenser les jeux des flancs des pignons dentés dans un chemin de transmission de puissance, en cas d'inversion du flux de puissance, deux roues dentées du chemin de transmis- sion de puissance sont montées coulissant axialement mais so- lidaires en rotation sur leur axe et elles s'appuient réciproquement par l'intermédiaire d'un mécanisme d'équili- brage avec des paliers d'appui pour que le coulissement axial d'un pignon entraîne le coulissement de l'autre pignon dans la direction opposée et par coulissement axial des pignons dentés, en cas de denture hélicoïdale, les flancs de dents opposés viennent en prise sans que les deux axes exécutent entre eux un mouvement relatif à cause du jeu des flancs de dents. Ainsi, l'invention propose une installation de transmission de puissance qui commande de manière simple et automatiquement, la répartition régulière du flux de puis- sance. Dans le cas de deux pignons dentés du chemin de trans- mission qui transmet la puissance par différents états de fonctionnement dans différentes directions, le corps de pi- gnon denté peut coulisser axialement mais il est solidaire en rotation sur l'axe d'entraînement (par exemple par une den- ture cannelée). Lors de l'inversion du flux de puissance qui se produit à la fin du fonctionnement de l'engin, l'engin qui continue de fonctionner avec une puissance augmentée assure la totalité de l'entraînement, ce que l'on obtient avantageu- sement grâce au jeu des flancs des dents, permettant une ro- tation relative des axes d'entraînement provoquée en ce que les flancs de dents opposés sont porteurs dans cet état de fonctionnement. Cela offre l'avantage que le jeu entre les flancs des dents permet une rotation relative des axes d'entraînement car dans cet état de fonctionnement, les flancs de dents, opposés, sont porteurs. Cela évite la rota- tion relative des axes d'entraînement, dangereuse pour la transmission et pour l'engrènement exact de l'autre chemin de transmission de puissance. La réalisation selon l'invention de l'instal- lation de transmission de puissance fait dévier la composante axiale de la pression des flancs de dents de l'autre roue dentée maintenant montée sur la denture cannelée si bien que grâce à un palier axial et au mécanisme d'équilibrage vis-à- vis de la roue dentée correspondante, l'appui se fait sur l'autre axe d'entraînement qui est déplacé pour que les au- tres flancs de dents portent. Il en résulte l'avantage d'éviter une rotation des axes d'entraînement les uns par5 rapport aux autres. Cet équilibrage automatique des charges des flancs de dents se produit également pour des déforma- tions de la transmission provoquées par la charge ou l'usure. Le mécanisme d'équilibrage pour transmettre les réactions des roues dentées se compose de préférence d'un mé- canisme connu en soi avec des renvois correspondants pour que la transmission des efforts d'appui (réaction) se fasse d'une roue dentée à l'autre. Selon un autre exemple de réalisation de l'inven- tion, cette transmission se fait par l'intermédiaire d'un système d'éléments hydrauliques comme par exemple des vérins et des conduites de pression. Pour éviter que les vibrations ne s'excitent ré- ciproquement, l'installation est équipée d'un dispositif amortisseur. Le chemin de dérivation de puissance peut compor- ter à la place des pignons droits, un axe coulissant dans la direction axiale et dont les deux extrémités sont en prise par des transmissions à pignons coniques à denture en spi- rale, avec les axes d'entrée. La compensation du jeu des flancs de dents consiste à déplacer axialement l'axe de liai- son lors de l'inversion du flux de puissance et de mettre en oeuvre les flancs de dents arrière. On peut relier à cet axe également un utilisateur complémentaire par une transmission à pignons coniques et la sortie peut être parallèle aux axes d'entrée. En fonctionnement normal, la demande de puissance est fournie régulièrement par deux moteurs avant d'alimenter les chemins de transmission principaux. D'autres configurations de l'invention sont ca- ractérisés en ce que * dans le cas de transmission à pignons dentés à denture hé- licoidale, la liaison entre le pignon et l'axe est une den- ture cannelée solidaire en rotation mais coulissant dans la direction axiale pour que le jeu des flancs de dents soit compensé par un déplacement axial de la roue dentée; * pour des transmissions à denture droite, la liaison coulis- sant axialement mais solidaire en rotation entre un pignon et l'axe, est une denture cannelée de forme hélicoïdale, de sorte que le jeu entre les flancs des dents se compense par combinaison du mouvement longitudinal et du mouvement de rotation du pignon par rapport à l'axe; * le mécanisme à barre est un système d'installation de ren- voi tel que des leviers de renvoi ou des coins de poussée et des barres de poussée qui appuient les efforts axiaux des deux pignons coulissants de façon que les efforts au niveau des dentures soient maintenus à l'équilibre sans que les axes tournent de manière relative l'un par rapport à l'autre; * pour l'appui axial des pignons l'un par rapport à l'autre, il est prévu une transmission de force hydraulique; * le mécanisme à levier est amorti pour amortir les vibra- tions. * les deux axes d'entrée sont court-circuités par un axe à pignon conique et denture en spirale (axe principal) pour compenser tout coulissement axial du jeu des flancs de dents et permettre l'entraînement d'un utilisateur auxi- liaire par une transmission à pignon conique. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide des dessins annexés d'exemples de réalisation préfé- rentiels de l'installation de transmission de puissance. Ainsi: - la figure 1 montre un exemple de réalisation d'une transmission d'hélicoptère avec une dérivation, - la figure 2 montre un second exemple de réali- sation d'une transmission d'hélicoptère, - la figure 3 montre, de façon analogue aux figu- res précédentes, un autre exemple de réalisation d'une trans- mission d'hélicoptère. Selon la figure 1, la transmission comprend des entrées 1 pour l'entraînement par deux moteurs; chaque en- trée comporte un étage à pignons coniques 2 et un étage col- lecteur 3 entraînés de chaque côté par des pignons droits 4. Une roue collectrice 5 constitue l'étage de sortie pour en- traîner le rotor principal de l'hélicoptère. Entre les étages d'entrée, il y a une liaison par les pignons droits 6 qui fournit la puissance en premier lieu à la sortie de transmis- sion 7 pour entraîner le rotor arrière et en second lieu, en cas de défaillance d'un moteur, la puissance des moteurs en fonctionnement à l'étage de sortie 5 pour garantir une trans- mission symétrique, régulière, des efforts. Les deux roues libres 8 assurent le débrayage des moteurs au repos. En fonctionnement normal, la puissance passe de chaque moteur par l'étage intermédiaire 2 directement dans l'étage collecteur 3. En outre, les pignons droits 6 reçoi- vent la puissance de chaque côté d'entraînement à partir de l'entraînement du rotor arrière 7. Si un moteur est défail- lant, une roue libre 8 débraye automatiquement et assure l'entraînement du rotor principal et du rotor arrière par les autres moteurs. Il est prévu de manière générale que les mo- teurs, qui continuent de fonctionner, fournissent une puis- sance de secours plus importante. Comme dans ce cas, en particulier dans l'étage de sortie 3 qui transmet des couples très importants, il y au- rait une transmission d'effort, unilatérale, de sorte que les paliers et les dentures doivent être conçus pour cette situa- tion exceptionnelle, entraînant tous les inconvénients de poids et de coût, il est prévu que la puissance de secours soit induite symétriquement dans l'étage de sortie par les deux étages de transmission. Pour cela il est prévu une déri- vation de la puissance sollicitant chaque chemin de transmis-30 sion de puissance avec la même intensité. Pour cela, selon l'invention, les axes d'entrée 1 qui entraînent l'étage de sortie 3 par des pignons coniques 2 et un étage intermédiaire 4, portent de manière coulissante axialement les pignons droits 10 par des cannelures 9; ces pignons droits entraînent à leur tour par des pignons droits 11, la sortie 7 du rotor arrière, montée au milieu, à partir des deux côtés. Cela garantit que la puissance du rotor ar- rière est fournie en partie égale par les deux moteurs. Le flux de puissance se produit dans ce cas à partir des axes d'entraînement en direction de la sortie vers le rotor ar- rière. En cas de défaillance d'un moteur, sa roue libre 8 débraye automatiquement et les autres moteurs qui conti- nuent de fonctionner assurent l'entraînement de l'ensemble de l'installation. Pour éviter une situation dangereuse qui pourrait résulter d'une puissance motrice trop faible, le mo- teur est réglé automatiquement et brièvement à une puissance plus élevée. Dans cet état de fonctionnement, le moteur en- traîne de manière tout à fait normale l'étage de sortie 5 par l'étage à pignons coniques 2 et l'étage intermédiaire 4; de plus, l'entraînement du rotor arrière 7 se fait par les pi- gnons droits 10, 11. Partant de la sortie vers le rotor ar- rière, le flux de puissance continue de passer par l'entraînement à pignons droits, servant normalement à trans- mettre la puissance des autres moteurs vers l'entraînement du rotor, dans ces conditions vers l'axe d'entraînement du mo- teur qui est maintenant arrêté. Les couples à transmettre maintenant sont oppo- sés. Il en résulte que les dents coopèrent par leur flanc ar- rière et du fait du jeu entre les dents, il y a une rotation relative entre les axes d'entrée. Il en résulte que les dents du chemin de transmission du moteur arrêté ne peuvent porter. Ainsi, le pignon denté, monté solidairement en rotation et coulissant sur l'axe d'entraînement, cède jusqu'à ce que le jeu des flancs de dents soit compensé et que l'engrènement des dents génère une résistance. En même temps, la roue dentée s'appuie par un mécanisme composé chaque fois d'un levier de renvoi 12 et d'une barre de poussée 13, par des paliers d'appui 14, vers la roue dentée correspondante de l'autre étage d'entraînement; on arrive ainsi à une compen- sation de la répartition des charges. La même opération se produit de façon analogue lorsque l'un des autres moteurs s'arrête par défaillance. La figure 2 montre un second exemple de réalisa- tion d'une transmission pour hélicoptère selon la présente invention. Les roues dentées coulissant axialement sont ap- puyées réciproquement par une barre 15 dont les extrémités en forme de coins coulissent les roues dentées correspondantes par un mouvement longitudinal par l'intermédiaire de paliers5 de pression. Dans l'autre exemple de réalisation selon la fi- gure 3, correspondant à une transmission pour hélicoptère, la transmission auxiliaire se fait par un axe 16 avec deux roues coniques 17. Cet axe entraîne également l'axe du rotor ar-10 rière par une transmission à roues coniques. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Installation de transmission de puissance, notamment transmission d'hélicoptère, composée d'une transmission à pi- gnons dentés qui transmet des couples par des pignons dentés en prise, la puissance de plusieurs moteurs étant fournie par plusieurs entrées à la transmission et le transfert de puis- sance est dérivé pour être de nouveau regroupé au niveau de la machine active de façon qu'en cas de défaillance d'un mo- teur, la puissance, le cas échéant plus élevée que doit four-10 nir les moteurs en fonctionnement, entraîne, par les chemins de transmission de puissance à dérivation, le moteur actif, caractérisée en ce que pour compenser les jeux des flancs des pignons dentés dans un chemin de transmission de puissance, en cas d'inversion du15 flux de puissance, deux roues dentées (10) du chemin de transmission de puissance sont montées coulissant axialement mais solidaires en rotation sur leur axe (9) et elles s'appuient réciproquement par l'intermédiaire d'un mécanisme d'équilibrage (13) avec des paliers d'appui (14) pour que le coulissement axial d'un pignon entraîne le coulissement de l'autre pignon dans la direction opposée et par coulissement axial des pignons dentés, en cas de denture hélicoidale, les flancs de dents opposés viennent en prise sans que les deux axes exécutent entre eux un mouvement relatif à cause du jeu des flancs de dents. 2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans le cas de transmission à pignons dentés à denture héli- coidale, la liaison entre le pignon et l'axe est une denture cannelée (9) solidaire en rotation mais coulissant dans la direction axiale pour que le jeu des flancs de dents soit compensé par un déplacement axial de la roue dentée. 3 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que pour des transmissions à denture droite, la liaison coulis- sant axialement mais solidaire en rotation entre un pignon et l'axe, est une denture cannelée de forme hélicoïdale, de sorte que le jeu entre les flancs des dents se compense par combinaison du mouvement longitudinal et du mouvement de ro- tation du pignon par rapport à l'axe. 4 ) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mécanisme à barre est un système d'installation de renvoi tel que des leviers de renvoi ou des coins de poussée et des barres de poussée qui appuient les efforts axiaux des deux pignons coulissants de façon que les efforts au niveau des dentures soient maintenus à l'équilibre sans que les axes tournent de manière relative l'un par rapport à l'autre.15 ) Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que pour l'appui axial des pignons l'un par rapport à l'autre, il est prévu une transmission de force hydraulique. 6 ) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mécanisme à levier est amorti pour amortir les vibrations. 7 ) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux axes d'entrée (1) sont court-circuités par un axe à pignon conique et denture en spirale (axe principal) pour compenser tout coulissement axial du jeu des flancs de dents et permettre l'entraînement d'un utilisateur auxiliaire par une transmission à pignon conique.