Brevet FR2980543A1 — publié le 20130329

ARBRE DE TRANSMISSION OVAL, DE PREFERENCE POUR SYSTEME DE BOITE D'ACCESSOIRES DE TURBOMACHINE D'AERONEF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des arbres de transmission de mouvement rotatif, de préférence pour systèmes d'entraînement d'accessoires de turbomachine d'aéronef. Sur l'aéronef, d'autres applications peuvent être envisagées, comme par exemple entre un moteur et un accessoire d'aéronef, tel qu'un volet mobile de bord de fuite. L'invention s'applique également à tout autre domaine dans lequel des tels arbres de transmission rotatif sont employés, comme dans le domaine naval, par exemple entre le moteur et l'hélice. Le domaine de l'automobile peut également être concerné, comme par exemple entre le moteur et les roues. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Les systèmes d'entraînement d'accessoires pour turbomachine d'aéronef comprennent habituellement plusieurs boîtiers reliés entre eux par des arbres de transmission de mouvement rotatif. En général, un arbre radial de transmission relie un boîtier de renvoi d'angle à un boîtier d'entraînement interne lui-même relié à un arbre moteur de la turbomachine, et un autre arbre de transmission longitudinal relie le boîtier de renvoi d'angle à un boîtier d'entraînement des accessoires. Chaque arbre de transmission comporte 5 habituellement un corps principal d'arbre, aux deux extrémités duquel sont respectivement montés deux embouts d'arbre, conformés pour coopérer avec des organes d'entrée et de sortie prévus sur les boîtiers à relier. 10 Pour assurer la transmission du mouvement, il est nécessaire que chaque embout soit couplé en rotation à son extrémité de corps associée. Pour ce faire, il est connu différentes techniques, qui ne donnent cependant pas entière satisfaction. 15 Une première technique de couplage en rotation consiste à coller l'embout sur l'extrémité du corps principal de l'arbre. Néanmoins, cette technique par collage structural est difficile à mettre en oeuvre, et rencontre des problèmes de certification. 20 Une seconde solution réside dans la présence de systèmes mécaniques couplant en rotation les embouts sur le corps principal de l'arbre. Il s'agit par exemple de réaliser le corps principal à l'aide de tresses dont les extrémités recouvrent un 25 embout en forme de « hérisson ». L'imbrication des tresses dans les pics du hérisson confère la fonction de couplage en rotation, mais cette technique se révèle coûteuse. Cet inconvénient est également rencontré dans la plupart des autres solutions à systèmes mécaniques, 30 qui peuvent parfois même conduire à diminuer la résistance mécanique du corps principal de l'arbre, en raison de sa perforation requise pour le montage de tels systèmes mécaniques. De tels inconvénients se retrouvent de façon identique ou similaire dans tous les autres domaines mettant en oeuvre de tels arbres de transmission de mouvement rotatif, comme dans les domaines naval et automobile. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au 10 moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet un arbre de transmission de mouvement rotatif, de préférence destiné à être interposé entre un organe 15 d'entrée et un organe de sortie d'un système d'entraînement d'accessoires pour turbomachine d'aéronef, ledit arbre présentant un corps principal aux deux extrémités duquel sont respectivement montés deux embouts d'arbre conformés pour coopérer avec ledit 20 organe d'entrée et ledit organe de sortie. Selon l'invention, chaque embout est couplé en rotation à son extrémité de corps associée par le biais d'une liaison à complémentarité de formes, réalisée à partir d'une première surface de section transversale de forme ovale 25 pratiquée sur l'extrémité du corps principal et recevant l'embout associé. L'invention est remarquable en ce qu'elle apporte une solution performante en termes de résistance en flexion et de couplage en rotation du 30 corps principal avec les embouts. En effet, ce couplage en rotation, basé sur le principe de liaison à complémentarité de formes, se révèle simple, efficace et peu coûteux, sans affaiblir la résistance mécanique du corps principal de l'arbre. De plus, la forme ovale de la première surface de la liaison à complémentarité de formes est facile à réaliser, par différentes techniques parmi lesquelles l'extrusion par étirage est préférentiellement retenue, comme cela sera décrit ci-après. Comme évoqué ci-dessus, l'invention n'est pas limitée à une application à un système d'entraînement d'accessoires pour turbomachine d'aéronef, mais peut être intégrée à tout autre système nécessitant un tel arbre de transmission de mouvement rotatif. Il peut s'agir par exemple d'un arbre entre un moteur et un accessoire d'aéronef, tel qu'un volet mobile de bord de fuite, ou d'un arbre pour le domaine naval, par exemple entre le moteur et l'hélice, ou encore d'un arbre pour un véhicule automobile, par exemple entre le moteur et les roues. De préférence, ladite liaison à complémentarité de formes est également réalisée à partir d'une seconde surface de section transversale de forme ovale pratiquée sur l'embout et coopérant avec ladite première surface. Dans ce cas, les première et seconde surfaces de la liaison présentent préférentiellement des dimensions sensiblement identiques, afin de permettre leur emboîtement avec de préférence uniquement un jeu de montage. Néanmoins, d'autres formes pourraient être envisagées pour la seconde surface, sans sortir du cadre de l'invention. De préférence, ladite première surface de section transversale de forme ovale pratiquée sur l'extrémité du corps principal est une surface intérieure de l'arbre, impliquant alors que l'embout portant ladite seconde surface est prévu pour se loger au sein de son extrémité d'arbre associée. Alternativement, la première surface pourrait être une surface extérieure de l'arbre. L'embout portant la seconde surface serait alors prévu pour se loger autour de son extrémité d'arbre associée. De préférence, ledit corps d'arbre est creux, présentant une paroi intérieure et une paroi extérieure chacune de section transversale de forme ovale. Dans ce cas, les deux parois sont préférentiellement centrées et l'épaisseur du corps de l'arbre, définie entre les deux parois, est sensiblement constante. Il pourrait cependant être prévu des surépaisseurs, en fonctions des besoins rencontrés. Le corps de l'arbre se présente par conséquent ici sous la forme d'un tube de section ovale. De préférence, chaque embout présente de plus une surface à cannelures/sillons destinée à coopérer avec son organe d'entrée / de sortie associé. Il peut indifféremment s'agir d'une surface mâle ou femelle, selon la nature de la surface de l'organe d'entrée / de sortie avec lequel l'embout doit coopérer. Comme évoqué ci-dessus, ledit corps d'arbre est réalisé par extrusion par étirage, cette technique étant également dénommé « pultrusion ». Elle est particulièrement intéressante en raison de son faible coût de mise en oeuvre, et de sa capacité à réaliser des pièces résistantes à la fois en couple et en flexion, notamment lorsque la pièce obtenue est de forme ovale. La technique de pultrusion permet de plus d'obtenir des épaisseurs précises, propices à un bon équilibrage des arbres. L'invention a également pour objet un système d'entraînement d'accessoires pour turbomachine d'aéronef comprenant au moins un arbre de transmission de mouvement rotatif tel que décrit ci-dessus, interposé entre un organe d'entrée et un organe de sortie dudit système. De préférence, il comprend un boîtier d'entraînement interne destiné à être relié à un arbre moteur de la turbomachine, un boîtier de renvoi d'angle, un boîtier d'entraînement des accessoires, un premier arbre de transmission reliant le boîtier d'entraînement interne et le boîtier de renvoi d'angle, et un second arbre de transmission reliant le boîtier de renvoi d'angle et le boîtier d'entraînement des accessoires, au moins l'un des premier et second arbres de transmission étant un arbre tel que décrit ci- dessus. L'invention a également pour objet une turbomachine d'aéronef comprenant un tel système d'entraînement d'accessoires. Enfin, l'invention a pour objet un procédé 30 de fabrication d'un arbre de transmission tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : - réalisation du corps d'arbre par extrusion par étirage ; et - montage des deux embouts aux extrémités du corps principal d'arbre. Il est noté que les embouts peuvent être fixés sur le corps principal, dans le seul but d'assurer leur rétention et éviter qu'ils ne s'échappent. Les moyens de fixation employés sont alors beaucoup moins contraignants que ceux rencontrés dans l'art antérieur, étant donné qu'ils ne sont aucunement dédiés au couplage en rotation. Préférentiellement, ces moyens de fixation sont de la colle. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue de face 20 d'un système d'entraînement d'accessoires pour turbomachine d'aéronef, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective d'une partie du système d'entraînement 25 d'accessoires montré sur la figure précédente ; - la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'un arbre de transmission spécifique à la présente invention, équipant le système d'entraînement d'accessoires montré sur les figures 30 précédentes ; et - la figure 4 représente une vue en coupe transversale de l'arbre de transmission, prise le long de la ligne IV-IV de la figure 3. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence aux figures 1 et 2, il est représenté un système d'entraînement d'accessoires 1 pour turbomachine d'aéronef, par exemple un turboréacteur à double flux et à double corps. De manière connue, une partie de la 10 puissance générée par le turboréacteur est prélevée pour alimenter différents accessoires équipant ce turboréacteur, ainsi que des équipements de l'aéronef. Une partie de ce prélèvement s'effectue généralement mécaniquement sur l'arbre du corps haute 15 pression. Pour ce faire, le système 1 comporte tout d'abord un boîtier d'entraînement interne 2, entraîné par un pignon solidaire de l'arbre du corps haute pression. Le boîtier 2 est relié à un autre boîtier de renvoi d'angle 4 par un arbre de transmission de 20 mouvement rotatif 6, qui s'étend radialement à travers un bras 8 du carter intermédiaire du turboréacteur, destiné à être épousé par le flux secondaire. Eventuellement, l'arbre 6 peut être réalisé en deux portions montées l'une sur l'autre, et se succédant 25 selon la direction radiale. Ensuite, le boîtier de renvoi d'angle 4 est relié à un boîtier d'entraînement d'accessoires 10 par un autre arbre de transmission de mouvement rotatif 12, qui s'étend longitudinalement, c'est-à-dire 30 parallèlement à l'axe longitudinal du turboréacteur, vers l'avant. Le boîtier 10, également connu sous la dénomination "Accessory Gear Box" (AGB), entraîne et supporte habituellement différents accessoires, par exemple un générateur, un starter, un alternateur, des pompes à carburant et à huile, etc. Des plateformes 14 de montage et d'entraînement de ces accessoires sont ainsi prévues sur ce boîtier 10, qui s'étend classiquement circonférentiellement autour du carter de soufflante, sur un secteur angulaire restreint. Ainsi, le système d'entraînement 1 permet 10 l'entraînement des accessoires par l'arbre du corps haute pression, via les boîtiers 2, 4, 10 et les arbres 6, 12. En référence à présent aux figures 3 et 4, il est représenté de façon plus détaillée l'arbre de 15 transmission 12, qui présente une conception spécifique à la présente invention. Bien entendu, un arbre identique ou similaire pourrait être prévu pour réaliser l'arbre radial 6, ou encore pour réaliser chacun de ses deux tronçons lorsque celui-ci est conçu 20 en deux parties. L'arbre 12, d'axe longitudinal 18, comporte un corps principal creux 20 se présentant sous la forme d'un tube s'étendant de préférence d'un bout à l'autre de l'arbre, dont la longueur est par exemple comprise 25 entre 400 mm et 1250 mm. Ce tube adopte une forme générale ovale, et, plus particulièrement, présente une paroi intérieure 22 ainsi qu'une paroi extérieure 24 toutes deux centrées sur l'axe 18, et de section transversale de forme ovale, de préférence identique en 30 tout plan de section. La grande dimension L1 de la paroi intérieure 22 est par exemple comprise entre 20 et 35 cm, tandis que sa petite dimension L2 est préférentiellement comprise entre 16 et 31,5 cm, le rapport entre L1 et L2 étant quant à lui compris entre 1,1 et 1,3. L'épaisseur « e » du tube 20 est de préférence constante sur toute sa longueur et tout autour de l'axe 18, par exemple de l'ordre de 2 à 5 mm. Le corps principal 20 est réalisé par extrusion par étirage, comme cela sera détaillé ci-après. A chacune de ses extrémités 20a, 20b, le corps 20 loge un embout d'arbre 30a, 30b destiné à être couplé en rotation avec un organe du système 1. Plus précisément, l'embout 30b est destiné à coopérer avec un organe de sortie 32 du boîtier de renvoi d'angle 4, tandis que l'embout 30a est destiné à coopérer avec un organe d'entrée 34 du boîtier d'entraînement d'accessoires 10. Par conséquent, le mouvement de rotation de l'organe de sortie 32 du boîtier 4 est transmis à l'embout 30b qui le transmet à son tour au corps 20 d'une manière spécifique à la présente invention, qui sera décrite ci-après. De la même manière, le corps 20 entraîne en rotation selon l'axe 18 l'autre embout 30a, qui transmet à son tour le mouvement de rotation à l'organe d'entrée 34 du boîtier 10. Dans le mode de réalisation préféré représenté, chaque embout 30a, 30b est en effet conformé pour coopérer avec son organe associé 34, 32 en présentant une ouverture 38a, 38b délimitée par une surface intérieure 40a, 40b à cannelures ou sillons, et coopérant avec une surface extérieure 52, 54 de forme complémentaire prévue sur son organe associé 34, 32. Il est noté que chaque ouverture 38a, 38b est centrée sur l'axe 18, et réalisée traversante ou non selon la direction de cet axe. Une fois les surfaces cannelées emmanchées deux à deux, celles-ci peuvent alors remplir leur fonction de couplage en rotation des organes 32, 34 avec les embouts 30b, 30a. La coopération entre un embout et son extrémité associée du corps principal de l'arbre est la même pour les deux embouts. Par conséquent, dans toute la description qui va suivre, seule la description de l'embout 30a et de son l'extrémité associée 20a va être effectuée. Sur les figures, les références numériques comprenant l'extension « b », attachées à l'embout 30b et l'extrémité 20b, correspondent par conséquent à des éléments identiques ou similaire à ceux de l'embout 30a et de l'extrémité 20a portant les mêmes références numériques, avec l'extension « a ». L'embout 30a et l'extrémité 20a sont couplés en rotation selon l'axe 18 par le biais d'une liaison à complémentarité de formes, obtenue par une première surface 58a correspondant à l'extrémité de la paroi intérieure 22 du corps 20, et présentant donc une section transversale de forme ovale. La liaison à complémentarité de formes intègre aussi une seconde surface 60a, également de section transversale de forme ovale, prévue au niveau de la paroi extérieure de l'embout 30a. Des dimensions analogues pour les surfaces 58a, 60a permettent un parfait emboîtement de l'embout 30a dans l'extrémité 20a, et assurent le couplage en rotation désiré. En effet, seul un jeu de montage peut être conservé entre les deux surfaces 58a, 60a. Néanmoins, dans le cas préféré où l'embout 30a est destiné à être collé sur l'extrémité 20a pour éviter qu'il ne s'en échappe, le jeu peut être agrandi en conséquence. La fabrication de l'arbre de transmission 12 est tout d'abord mise en oeuvre par la réalisation séparée de son corps 20 et de ses embouts 30a, 30b. Ces derniers sont préférentiellement métalliques, réalisés par usinage. Pour ce qui concerne le corps 20, il est de préférence réalisé en matériau composite, par extrusion par tirage à l'aide d'un procédé conventionnel. Pour rappel, cette technique consiste à fabriquer des profils avec une grande résistance unidirectionnelle obtenue par traction de fils de base continus tels que des fils de carbone, imprégnés de résine, à travers une filière chauffante. La répartition des fibres croisées et longitudinales est retenue en fonction des besoins rencontrés, en particulier en termes de transmission de couple, de résistance en flexion, et d'équilibrage de l'arbre. Une fois obtenus, les embouts 30a, 30b sont logés et collés dans leurs extrémités 20a, 20b respectives, avant que l'arbre ne soit ensuite installé dans le système d'entraînement 1, sur les organes d'entrée 34 et de sortie 32. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.5 REVENDICATIONS1. Arbre (12) de transmission de mouvement rotatif, de préférence destiné à être interposé entre 5 un organe d'entrée (34) et un organe de sortie (32) d'un système d'entraînement d'accessoires (1) pour turbomachine d'aéronef, ledit arbre présentant un corps principal (20) aux deux extrémités duquel sont respectivement montés deux embouts d'arbre (30a, 30b) 10 conformés pour coopérer avec ledit organe d'entrée et ledit organe de sortie, caractérisé en ce que chaque embout (30a, 30b) est couplé en rotation à son extrémité de corps associée (20a, 20b) par le biais d'une liaison à 15 complémentarité de formes, réalisée à partir d'une première surface (58a, 58b) de section transversale de forme ovale pratiquée sur l'extrémité du corps principal et recevant l'embout associé. 20 2. Arbre de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison à complémentarité de formes est également réalisée à partir d'une seconde surface (60a, 60b) de section transversale de forme ovale pratiquée sur l'embout, et 25 coopérant avec ladite première surface (58a, 58b). 3. Arbre de transmission selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première surface (58a, 58b) de section 30 transversale de forme ovale, pratiquée sur l'extrémitédu corps principal, est une surface intérieure de l'arbre. 4. Arbre de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps d'arbre (20) est creux, présentant une paroi intérieure (22) et une paroi extérieure (24) chacune de section transversale de forme ovale. 5. Arbre de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque embout (30a, 30b) présente de plus une surface (40a, 40b) à cannelures/sillons destinée à 15 coopérer avec son organe d'entrée / de sortie associé (34, 32). 6. Arbre de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 20 en ce que ledit corps d'arbre (20) est réalisé par extrusion par étirage. 7. Système d'entraînement d'accessoires (1) pour turbomachine d'aéronef comprenant au moins un 25 arbre de transmission de mouvement rotatif (12, 6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, interposé entre un organe d'entrée (34) et un organe de sortie (32) dudit système. 30 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtierd'entraînement interne (2) destiné à être relié à un arbre moteur de la turbomachine, un boîtier de renvoi d'angle (4), un boîtier d'entraînement des accessoires (10), un premier arbre de transmission (6) reliant le 5 boîtier d'entraînement interne (2) et le boîtier de renvoi d'angle (4), et un second arbre de transmission (12) reliant le boîtier de renvoi d'angle (4) et le boîtier d'entraînement des accessoires (10), au moins l'un des premier et second arbres de transmission (6, 10 12) étant un arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 9. Turbomachine d'aéronef comprenant un système d'entraînement d'accessoires (1) selon l'une 15 quelconque des revendications précédentes. 10. Procédé de fabrication d'un arbre de transmission (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend 20 les étapes suivantes : - réalisation du corps principal d'arbre (20) par extrusion par étirage ; et - montage des deux embouts (30a, 30b) aux extrémités (20a, 20b) du corps d'arbre. 25