Brevet FR2786844A1 — publié le 20000609

L'invention concerne un jeu d'engrenages qui est notamment prévu pour l'entraînement de générateurs. Mais il est toutefois également possible, à l'aide du jeu d'engrenages conforme à l'invention, d'entraîner des compresseurs ou d'autres machines de transformation ou de production, par un moteur. Le jeu d'engrenages est de préférence réalisé sous la forme d'un train épicycloïdal, appelé également engrenage planétaire. De manière plus générale, I'invention a trait à un groupe de deux machines dont l'une entraîne l'autre et qui sont reliées, en liaison d'entraînement, par un jeu d'engrenages. L'invention a pour origine la disposition d'une turbine, qui, par l'intermédiaire d'un accouplement, est relié à un jeu d'engrenages formant un réducteur qui, à son tour, par l'intermédiaire d'un autre accouplement, entraîne un générateur pour la production de courant. Dans le cas d'un tel agencement, les arbres du générateur et de la turbine sont décalés radialement l'un par rapport à l'autre. Lors du montage d'une telle installation, le générateur doit être ajusté en position par rapport au jeu d'engrenages, et le jeu d'engrenages par rapport à la turbine. Les installations décrites sont constituées d'un grand nombre de sous- ensembles et nécessitent un espace d'implantation important. Le but de l'invention consiste à concevoir un système d'entraînement pour une machine telle un générateur, qui soit plus compact et qui permette de réaliser un gain de place et de simplifier le montage. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un jeu d'engrenages relié, en liaison d'entraînement, à une machine selon une disposition dans laquelle un arbre de la machine porte, à une extrémité proche du jeu d'engrenages, une roue dentée du jeu d'engrenages, de sorte que la roue dentée et l'arbre à l'extrémité proche du jeu d'engrenages, sont montés dans un palier commun. En fonction de l'application choisie, la machine reliée au jeu d'engrenages peut être une machine de transformation ou de production ou alors une machine d'entraînement. De même, la 2 2786844 disposition de l'invention peut être appliquée aussi bien à l'entrée qu'à la sortie du jeu d'engrenages. Grâce à l'agencement conforme à l'invention des différents sous- ensembles de la machine et du jeu d'engrenages, deux machines reliées par le jeu d'engrenages, par exemple une turbine et un générateur, peuvent être avantageusement montés avec leurs arbres mutuellement alignés. Grâce au mode de construction à intégration poussée, I'installation conforme à l'invention présente une faible longueur d'encombrement et le poids du jeu d'engrenages est réduit de jusqu'à 50%. Selon une configuration avantageuse de l'invention, le palier situé du côté du jeu d'engrenages, de la machine de transformation ou de production, est intégré au jeu d'engrenages. Par ailleurs, le jeu d'engrenages et la machine de transformation ou de production peuvent être montés sur un support de machine ou bâti commun. Selon un mode de réalisation de l'invention, I'arbre d'entrée de la machine de transformation ou de production ainsi que la roue dentée de sortie du jeu d'engrenages sont guidés dans un palier commun, qui est intégré au carter du jeu d'engrenages. Par ailleurs, la roue dentée de sortie peut avantageusement être une couronne intérieure d'un train épicycloïdal, dont la denture intérieure engrène avec des dentures de satellites montés dans le carter du jeu d'engrenages. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le jeu d'engrenages est pourvu, à son extrémité éloignée de la machine de transformation ou de production, d'un arbre monté dans le carter du jeu d'engrenages. Selon une variante, I'arbre de la machine de transformation ou de production, à l'extrémité éloignée du jeu d'engrenages, est monté dans un palier de la machine de transformation ou de production. D'une manière plus générale, le but de l'invention est atteint grâce à un groupe de deux machines dont l'une entraîne l'autre et qui sont reliées l'une à l'autre, en liaison d'entraînement, par un jeu d'engrenages agencé selon une disposition dans laquelle un arbre de l'une des deux machines porte, à une extrémité proche du 3 2786844 jeu d 'engrenages, une roue dentée du jeu d'engrenages, de sorte que la roue dentée et l'arbre, à l'extrémité proche du jeu d'engrenages, sont montés dans un palier commun. Le jeu d'engrenages de ce groupe de deux machines peut avoir une ou plusieurs des caractéristiques du jeu d'engrenages selon l'invention, telles que décrites plus haut. L'invention permet un mode de construction réalisant un ensemble étroit et de faible longueur, ce qui permet de réduire l'espace d'implantation nécessaire, I'envergure de la mise en oeuvre ainsi que les coûts pour un châssis de fondation plus petit. En outre, le jeu d'engrenages ne nécessite pas de fondation supplémentaire. En rapportant le palier de la machine de transformation ou de production, par exemple d'un générateur, proche de l'entraînement, au carter du jeu d'engrenages, et en plaçant une couronne intérieure sur le flasque de l'arbre de ladite machine, il est avantageusement possible, en raison de la suppression d'un arbre de transmission, de renoncer à un palier supplémentaire ainsi qu'à un second accouplement. Grâce à cette intégration en un seul sous-ensemble, on supprime une opération d'ajustage complexe et chère pour l'orientation des éléments lors du montage de l'installation. Dans l'exemple de départ d'une turbine entraînant un générateur, il ne reste plus qu'à aligner la turbine avec l'unité formée par le générateur et le jeu d'engrenages, ce qui simplifie considérablement le montage. Les coûts de fourniture et de montage pour les sous- ensembles supprimés grâce à l'invention, peuvent ainsi être économisés. Dans la suite va être explicité plus en détail, le mode de construction d'un jeu d'engrenages conforme à l'invention, en se référant aux dessins annexés, qui montrent: Fig.1 un schéma de principe de l'agencement selon l'état de la technique, Fig.2 un schéma de principe de l'agencement conforme à I'invention, 4 2786844 Fig.3 un mode de réalisation d'un jeu d'engrenages de configuration conforme à l'invention. La figure 1 représente un schéma de principe de l'agencement d'un système d'entraînement d'un générateur 5 par une turbine. La turbine 1 est reliée, par l'intermédiaire d'un accouplement d'arbre 2, à un jeu d'engrenages 3. L'arbre de sortie du jeu d'engrenages, qui est décalé radialement par rapport à l'arbre d'entrée du jeu d'engrenages 3, entraîne un générateur 5, par l'intermédiaire d'un autre accouplement 4. L'arbre de générateur 8 est supporté par un palier 7 à son extrémité libre, et par un palier 6 à son extrémité proche du jeu d'engrenages. La figure 2 montre un agencement conforme à l'invention. Une turbine 1' entraîne en entrée, par l'intermédiaire d'un accouplement d'arbre 2', un jeu d'engrenages 9', qui est fixé à la fondation de support et supporte l'arbre de générateur 8', du côté entraînement. L'arbre de la turbine 1', I'arbre d'entrée et l'arbre de sortie du jeu d'engrenages 9' sont alignés avec l'arbre de générateur 8' du générateur 5'. L'extrémité libre de l'arbre de générateur 8' est supportée par un autre palier 7'. Sur la Figure 2, la direction d'entraînement de la turbine vers le générateur, est indiquée par une flèche Fl. L'agencement du jeu d'engrenages conforme à l'invention peut également trouver son application pour d'autres exemples d'utilisation. Il est ainsi possible d'envisager l'entraînement d'un compresseur 17 à l'aide d'un moteur 16, qui est relié au compresseur 17 par l'intermédiaire du jeu d'engrenages 9' et de l'accouplement 2'. La direction d'entraînement est indiquée sur la Figure 2 par une flèche F2. La figure 3 montre, à titre d'exemple de réalisation, la conception d'un jeu d'engrenages selon l'invention. Un arbre de transmission 14 est entraîné par une turbine non représentée et par l'intermédiaire d'un accouplement d'arbre également non représenté. L'arbre de transmission 14 porte, à son extrémité se trouvant à l'intérieur du train épicycloïdal 9", une roue centrale 12, qui entraîne plusieurs satellites 11 montés en rotation dans le 2786844 carter 13 en position fixe. Ces pièces forment en commun avec la couronne intérieure 10, par l'intermédiaire de laquelle s'effectue la sortie d'entraînement, le train épicycloïdal 9". La couronne intérieure 10 est fixée à l'extrémité en forme de flasque, côté jeu d'engrenages, de l'arbre de générateur 8". Cette roue dentée 10 peut être portée directement ou indirectement par l'arbre de générateur 8". L'arbre de générateur 8" assure ainsi en plus la fonction d'arbre de sortie du jeu d'engrenages, et est guidé radialement et axialement dans un palier 6", entre le jeu d'engrenages 9" et le générateur 5" représenté de manière schématique. Ce palier 6" du générateur 5" est fixé par une bride au jeu d'engrenages à train épicycloïdal 9". Grâce à cette intégration, le générateur 5" forme en commun avec le jeu d'engrenages à train épicycloïdal 9", un sous-ensemble en position fixe, monté sur un support de machine ou bâti commun 15. A la place du générateur 5", il est également possible de monter un moteur 16, qui, pour une même disposition des sous-ensembles, entraîne dans la direction opposée F2 le jeu d'engrenages 9" dont la sortie se fait alors par l'arbre de transmission 14. Le point essentiel de l'invention réside dans le fait que l'on économise un palier, de préférence un palier du jeu d'engrenages, parce qu'aussi bien le dernier élément du jeu d'engrenages que l'extrémité proche du jeu d'engrenages, de l'arbre de la machine de transformation ou de production, sont de préférence montés dans un palier de la machine de transformation ou de production. La machine de transformation ou de production peut de préférence être un générateur, mais peut toutefois également être un moteur, une roue d'éolienne, une turbine, un compresseur ou une autre machine similaire. 6 2786844 REVENDICATIONS 1. Jeu d'engrenages (9', 9") monté dans un carter (13) et relié, en liaison d'entraînement, à une machine (5', 5", 16), caractérisé en ce qu'un arbre (8', 8") de la machine (5', 5", 16) porte, à une extrémité proche du jeu d'engrenages (9', 9"), une roue dentée (10) du jeu d'engrenages (9', 9"), de sorte que la roue dentée (10) et l'arbre (8', 8"),à l'extrémité proche du jeu d'engrenages, sont montés dans un palier commun (6"). 2. Jeu d'engrenages (9', 9") selon la revendication 1 relié à une machine d'entraînement (16), caractérisé en ce qu'un arbre de sortie (8', 8") de la machine d'entraînement (16) porte, à une extrémité proche du jeu d'engrenages (9', 9"), une roue dentée d'entrée (10) du jeu d'engrenages (9', 9"), de sorte que la roue dentée (10) et l'arbre (8', 8"), à l'extrémité proche du jeu d'engrenages, sont montés dans un palier commun (6"). 3. Jeu d'engrenages (9', 9") selon la revendication 1, relié à une machine de transformation ou de production (5', 5"), caractérisé en ce qu'un arbre d'entrée (8', 8") de la machine de transformation ou de production (5, 5") porte, à une extrémité proche du jeu d'engrenages (9', 9"), une roue dentée de sortie (10) du jeu d'engrenages (9', 9"), de sorte que la roue dentée (10) et l'arbre (8', 8"), à l'extrémité proche du jeu d'engrenages, sont montés dans un palier commun (6"). 4. Jeu d'engrenages selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le palier (6") situé du côté du jeu d'engrenages, de la machine (5', 5", 16), est intégré au jeu d'engrenages (9', 9"). 5. Jeu d'engrenages selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est monté avec la machine (5', 5", 16) sur un support de machine ou bâti (15) commun. 6. Jeu d'engrenages selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (8', 8") ainsi que la roue dentée (10) sont guidés dans un palier (6") commun, qui est intégré dans le carter (13) du jeu d'engrenages (9', 9"). 7 2786844 7. Jeu d'engrenages selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue dentée (10) est une couronne intérieure d'un train épicycloïdal (9"), dont la denture intérieure engrène avec des dentures de satellites (11) montés dans le carter (13) du jeu d'engrenages (9', 9"). 8. Jeu d'engrenages selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est pourvu, à une extrémité éloignée de la machine de transformation ou de production (5', 5"), d'un arbre (14) monté dans le carter (13) du jeu d'engrenages (9', 9"). 9. Jeu d'engrenages selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre (8', 8") de la machine (5', 5", 16), à une l'extrémité éloignée du jeu d'engrenages (9', 9"), est monté dans un palier (7') de la machine (5', 5", 16). 10. Groupe de deux machines (1', 5'; 16, 17) dont l'une entraîne l'autre, les deux machines étant reliées, en liaison d'entraînement, par un jeu d'engrenages (9', 9"), caractérisé en ce que le jeu d'engrenages en est un selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.