Brevet FR3065773A1 — publié le 20181102

Porte-satellites Ã cage pour un rÃ©ducteur de vitesse Ã train Ã©picycloÃ¯dal Domaine de l'invention La prÃ©sente invention concerne notamment un porte-satellites pour un rÃ©ducteur de vitesse Ã train Ã©picycloÃ¯dal, ce porte-satellites comportant une cage de rÃ©ception du solaire et des satellites du rÃ©ducteur. Etat de la technique Un rÃ©ducteur de vitesse Ã train Ã©picycloÃ¯dal d'une turbomachine d'aÃ©ronef comprend classiquement un solaire accouplÃ© Ã un premier arbre et une couronne s'Ã©tendant autour du solaire. Des satellites sont disposÃ©s entre le solaire et la couronne et sont engrenÃ©s avec eux et portÃ©s par un porte- satellites accouplÃ© Ã un second arbre. Il existe plusieurs types de porte-satellites. La figure 1 illustre un porte-satellites 10 Ã rouet en porte-Ã -faux, dÃ©crit dans la demande FR-A1-3 036 763. Ce porte-satellites 10 comprend un corps cylindrique 12 destinÃ© Ã Ãªtre accouplÃ© au second arbre et reliÃ© Ã une extrÃ©mitÃ© longitudinale Ã une paroi annulaire 14 de support d'axes 16 parallÃ¨les de rotation des satellites 18. Les axes 16 sont rÃ©guliÃ¨rement rÃ©partis autour de l'axe A de rotation du porte-satellites et sont solidaires Ã l'une de leurs extrÃ©mitÃ©s longitudinales de la paroi annulaire 14 prÃ©citÃ©e. Un rouet 20 est rapportÃ© et fixÃ© Ã leurs extrÃ©mitÃ©s longitudinales opposÃ©es et fixÃ©es Ã ces derniÃ¨res. Ce rouet 20 comprend des moyens de lubrification Ã la fois des paliers montÃ©s entre les axes 16 et les satellites 18, et des dents d'engrÃ¨nement des satellites 18 et du solaire 22. 3065773 2 La figure 2 illustre une autre technologie de porte-satellites 30 Ã cage, le rouet 32 Ã©tant rapportÃ© sur la cage 34 et n'Ã©tant donc pas montÃ© en porte-Ã -faux. La cage 34 comprend deux parois annulaires 36, 38 sensiblement parallÃ¨les et coaxiales et une paroi cylindrique 40 reliant les parois 5 annulaires 36, 38 Ã leur pÃ©riphÃ©rie externe. Une premiÃ¨re 36 des parois annulaires est reliÃ©e au corps 42 prÃ©citÃ© et la seconde 38 reÃ§oit le rouet 32. Comme dans le cas prÃ©cÃ©dent, ce rouet 32 comprend des moyens de lubrification Ã la fois des paliers montÃ©s entre les axes et les satellites, et des dents d'engrÃ¨nement des satellites et du solaire. 10 Cette seconde technologie, de porte-satellites Ã cage, est avantageuse dans la mesure oÃ¹ le rouet reprend moins d'efforts et est donc moins sollicitÃ© en fonctionnement. Par ailleurs, le montage du rouet est ici plus aisÃ© et nÃ©cessite des outillages moins complexes que pour un porte- 15 satellites Ã rouet en porte-Ã -faux. Cependant, un porte-satellites Ã cage de la technique actuelle est relativement encombrant en direction axiale. Le rouet rapportÃ© sur la cage du porte-satellites est en outre soumis Ã des phÃ©nomÃ¨nes d'usure de 20 contact (fretting) au niveau de ses interfaces avec les autres piÃ¨ces, qui limitent sa durÃ©e de vie. La prÃ©sente invention propose un perfectionnement Ã cette seconde technologie, qui apporte une solution simple, efficace et Ã©conomique Ã au 25 moins un de ces problÃ¨mes. ExposÃ© de l'invention ConformÃ©ment Ã l'invention, on parvient Ã cet objectif avec un porte- 30 satellites pour un rÃ©ducteur de vitesse Ã train Ã©picycloÃ¯dal de turbomachine, ledit porte-satellites comprenant une cage dÃ©finissant un espace interne de 3065773 3 montage d'un solaire central d'axe A de rotation et d'une rangÃ©e annulaire de satellites disposÃ©s autour de l'axe A et engrenÃ©s avec ledit solaire, ledit solaire comportant des moyens d'accouplement Ã un premier arbre, ladite cage comportant deux parois annulaires sensiblement parallÃ¨les centrÃ©es 5 sur ledit axe A et une paroi cylindrique reliant lesdites parois annulaires Ã leur pÃ©riphÃ©rie externe, une premiÃ¨re desdites parois annulaires Ã©tant reliÃ©e Ã un corps sensiblement cylindrique comportant des moyens d'accouplement Ã un second arbre, caractÃ©risÃ© en ce qu'une seconde desdites parois annulaires est formÃ©e d'une seule piÃ¨ce avec des moyens 10 de lubrification. L'intÃ©gration des moyens de lubrification directement dans la cage permet de supprimer le rouet de la technique antÃ©rieure et de ce fait de rÃ©duire l'encombrement axial du porte-satellites. 15 Le porte-satellites selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractÃ©ristiques suivantes, prises isolÃ©ment les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres : - lesdits moyens de lubrification sont formÃ©s dans au moins une 20 surÃ©paisseur axiale de ladite seconde paroi annulaire ; -ladite second paroi comprend une ouverture centrale centrÃ©e sur l'axe A, et dans lequel lesdits moyens de lubrification comprennent une gorge annulaire formÃ©e dans ladite seconde paroi, ladite gorge annulaire s'Ã©tendant Ã la pÃ©riphÃ©rie de ladite ouverture et dÃ©bouchant radialement 25 vers l'intÃ©rieur ; - ladite gorge est en communication fluidique avec des canaux et des conduits formÃ©s dans ladite seconde paroi et s'Ã©tendant radialement vers l'extÃ©rieur depuis ladite gorge ; - lesdits canaux ont leurs extrÃ©mitÃ©s radialement externes qui sont 30 raccordÃ©es Ã des extrÃ©mitÃ©s longitudinales de gicleurs de lubrifiant, les gicleurs de lubrifiant s'Ã©tendant sensiblement parallÃ¨lement audit axe A ; 3065773 4 - lesdits conduits ont leurs extrÃ©mitÃ©s radialement externes qui sont raccordÃ©es Ã des extrÃ©mitÃ©s radiales internes de tubes d'alimentation en lubrifiant desdits satellites ; - chacun desdits tubes est montÃ© dans un alÃ©sage radial de ladite seconde 5 paroi et traverse un axe de support d'un desdits satellites ; - chacun desdits tubes comprend une fente longitudinale ou en ensemble de perÃ§ages en communication avec une cavitÃ© interne dudit axe de support ; et - chacun desdits tubes traversent un couvercle rapportÃ© et fixÃ© sur ladite 10 seconde paroi, ledit couvercle supportant une extrÃ©mitÃ© longitudinale dudit axe de support. La prÃ©sente invention concerne Ã©galement une turbomachine comporte un rÃ©ducteur de vitesse Ã train Ã©picycloÃ¯dal dont le porte-satellites est tel que 15 dÃ©crit ci-dessus. BrÃ¨ve description des figures D'autres caractÃ©ristiques et avantages ressortiront de la description qui suit 20 d'un mode de rÃ©alisation non limitatif de l'invention en rÃ©fÃ©rence aux dessins annexÃ©s sur lesquels : - la figure 1 est une vue schÃ©matique en perspective d'un porte-satellites Ã rouet en porte-Ã -faux de la technique antÃ©rieure, 25 - la figure 2 est une vue schÃ©matique en perspective d'un porte-satellites Ã cage, - la figure 3 est une vue schÃ©matique en perspective d'un porte-satellites Ã cage selon l'invention, - les figures 4 et 5 sont des vues schÃ©matiques partielles en coupe axiale 30 du porte-satellites de la figure 2 ; 3065773 5 - la figure 6 est une vue schÃ©matique en perspective d'un tube d'alimentation du porte-satellites de la figure 2 ; et - la figure 7 est autre vue schÃ©matique partielle en coupe axiale du porte-satellites de la figure 2 ainsi que de moyens d'alimentation en lubrifiant de 5 ses moyens de lubrification. Description dÃ©taillÃ©e d'un mode de rÃ©alisation de l'invention Les figures 1 et 2 ont Ã©tÃ© dÃ©crites dans ce qui prÃ©cÃ¨de. 10 La figure 3 montre un porte-satellites 130 pour un rÃ©ducteur Ã train Ã©picycloÃ¯dal de turbomachine d'aÃ©ronef. Ce porte-satellites 130 est du type Ã cage 134, la cage comportant deux parois annulaires 136, 138 coaxiales et reliÃ©es Ã leur pÃ©riphÃ©rie par une paroi cylindrique 140. 15 La paroi annulaire 136 est solidaire d'un corps 142 sensiblement cylindrique, partiellement visible, comportant des moyens d'engrÃ¨nement avec un arbre tel qu'un arbre de soufflante de la turbomachine. Les moyens d'accouplement sont par exemple des cannelures longitudinales du type de 20 celles visibles Ã la figure 1. Dans l'exemple reprÃ©sentÃ©, la paroi cylindrique 140 est ajourÃ©e et comprend des lumiÃ¨res 143 traversantes en direction radiale. 25 La paroi 138 comprend une ouverture centrale 144 centrÃ©e sur l'axe A et une sÃ©rie d'orifices 146 rÃ©guliÃ¨rement rÃ©partis autour de l'axe A, l'ouverture 144 et les orifices 146 Ã©tant traversants en direction axiale. Les orifices 146 servent au montage des axes 148 de rotation des satellites 30 150 schÃ©matiquement reprÃ©sentÃ©s Ã la figure 7. Les axes 148 sont parallÃ¨les Ã l'axe A et sont montÃ©s dans la cage 134 par translation axiale 3065773 6 en passant par les orifices 146. Ils sont fixÃ©s Ã leurs extrÃ©mitÃ©s longitudinales sur les parois 136, 138, respectivement. Comme cela est visible Ã la figure 4, dont le plan de coupe traverse axialement un axe 148, cet axe 148 est solidaire d'un palier lisse 149 autour duquel est montÃ© le 5 satellite 150. L'axe 148 est creux et comprend une cavitÃ© cylindrique interne 152. L'axe 148 et le palier 149 sont traversÃ©s par au moins un conduit radial 154 qui dÃ©bouche Ã son extrÃ©mitÃ© radialement interne dans la cavitÃ© 152, et Ã son extrÃ©mitÃ© radialement externe dans une rainure longitudinale 156 de la pÃ©riphÃ©rie du palier (figures 3 et 4). 10 Bien que cela ne soit pas visible, les satellites 150 montÃ©s Ã rotation sur les axes 148 ont leurs pÃ©riphÃ©ries externes qui traversent en partie les lumiÃ¨res 143 en vue de leur engrÃ¨nement avec une couronne externe du rÃ©ducteur destinÃ©e Ã entourer la cage 134. 15 Les satellites 150 engrÃ¨nent avec le solaire 151 qui comprend des cannelures rectilignes internes d'accouplement Ã un autre arbre tel qu'un arbre de turbine. 20 L'ouverture centrale 144 est dÃ©limitÃ©e extÃ©rieurement par une partie annulaire surÃ©paissie de la paroi 138 dans laquelle est formÃ©e une gorge annulaire 158. Cette gorge 158 s'Ã©tend autour de l'axe A et dÃ©bouche radialement vers l'intÃ©rieur. Sa paroi de fond radialement externe comprend des orifices en communication fluidique avec des canaux radiaux 160 d'une 25 part, et des conduits radiaux 162 d'autre part. Ã l'intÃ©rieur de la gorge 158 peuvent Ãªtre disposÃ©es des ailettes 164 sensiblement radiales pour faciliter l'Ã©coulement radial de lubrifiant depuis la pÃ©riphÃ©rie interne de la gorge jusqu'Ã sa paroi de fond et les orifices 30 prÃ©citÃ©s. 3065773 7 Dans l'exemple reprÃ©sentÃ©, le nombre de canaux 160 est Ã©gal au nombre de conduits 162 qui est Ã©gal au nombre d'axes 148 et de satellites 150. Ce nombre est ici de cinq. Les canaux 160 sont rÃ©guliÃ¨rement rÃ©partis autour de l'axe A et les conduits 162 sont rÃ©guliÃ¨rement rÃ©partis autour de l'axe A, 5 chaque conduit 162 Ã©tant disposÃ© entre deux canaux 160 adjacents. Les conduits et canaux sont formÃ©s dans des surÃ©paisseurs 165, 166 de la paroi 138. Les surÃ©paisseurs 165 dans lesquelles sont formÃ©s les canaux 160 s'Ã©tendent radialement vers l'extÃ©rieur depuis la surÃ©paisseur 168 dans laquelle est formÃ©e la gorge 158. Les surÃ©paisseurs 166 dans lesquelles 10 sont formÃ©s les conduits 162 s'Ã©tendent radialement entre la surÃ©paisseur 168 et des bossages 170 de la paroi 138 dans lesquels sont formÃ©s les orifices 146. Chacun des canaux 160 communique Ã son extrÃ©mitÃ© radialement externe 15 avec une extrÃ©mitÃ© longitudinale d'un gicleur tubulaire 172 visible notamment aux figures 4 et 5. Les gicleurs 172 ont une forme allongÃ©e et s'Ã©tendent parallÃ¨lement Ã l'axe A. Ils sont au nombre de cinq et rÃ©guliÃ¨rement rÃ©partis autour de l'axe A en Ã©tant chacun disposÃ©s entre deux axes 148 adjacents. Ils sont montÃ©s par translation axiale Ã travers 20 des orifices traversants de la paroi 138. Ils comprennent chacun une cavitÃ© interne longitudinale 174 dont une extrÃ©mitÃ© longitudinale est en communication fluidique avec un canal 160. Chaque gicleur 172 comprend en outre des orifices 176 sensiblement radiaux, rÃ©partis sur sa longueur, qui dÃ©bouchent dans la cavitÃ© 174. Le lubrifiant amenÃ© par les canaux 160 25 jusqu'aux gicleurs 172 est destinÃ© Ã Ãªtre pulvÃ©risÃ© sur les dentures des satellites 150 et du solaire 151 en fonctionnement (cf. flÃ¨ches de la figure 5, ainsi que la figure 7). Chacun des conduits 162 communique Ã son extrÃ©mitÃ© radialement externe 30 avec une extrÃ©mitÃ© longitudinale d'un tube d'alimentation 178 visible Ã la figure 4. Les tubes 178 ont une forme allongÃ©e et s'Ã©tendent sensiblement 3065773 8 radialement par rapport Ã l'axe A. Ils sont au nombre de cinq et rÃ©guliÃ¨rement rÃ©partis autour de l'axe A en Ã©tant chacun engagÃ© dans un alÃ©sage radial 180 traversant un bossage 170 et la surÃ©paisseur 166 correspondante de la paroi 138. Les alÃ©sages 180 dÃ©bouchent Ã leurs 5 extrÃ©mitÃ©s radialement externes sur la pÃ©riphÃ©rie externe de la paroi 138 et les tubes 178 sont montÃ©s dans ces alÃ©sages par translation radiale depuis l'extÃ©rieur vers l'intÃ©rieur, jusqu'Ã ce que leurs extrÃ©mitÃ©s radiales internes soient en communication fluidique avec les extrÃ©mitÃ©s radialement externes des conduits 158, comme cela est visible Ã la figure 4. Des vis 182 sont 10 alors vissÃ©es dans la paroi 138, et en particulier dans des orifices taraudÃ©s des bossages 170, pour immobiliser les tubes 178 dans les alÃ©sages 180. Une vis 182 peut traverser un orifice transversal 183 du tube 178 correspondant (figures 4 et 6). En variante, la vis 182 peut Ãªtre remplacÃ© par une goupille ou pion. 15 La figure 6 montre un tube 178. Ce tube 178 a une forme allongÃ©e et comprend une cavitÃ© longitudinale interne 184 dont une extrÃ©mitÃ© longitudinale dÃ©bouche axialement et est destinÃ©e Ã Ãªtre en communication fluidique avec un conduit 162. L'autre extrÃ©mitÃ© longitudinale du tube est 20 fermÃ©e. Le tube comprend une fente longitudinale 186, sensiblement en son milieu, qui communique avec la cavitÃ© 184. En variante, la fente 186 peut Ãªtre remplacÃ©e par un ensemble de perÃ§ages. Des joints annulaires d'Ã©tanchÃ©itÃ© 188 sont avantageusement prÃ©vus autour du tube. Un ou des premiers joints peuvent Ãªtre situÃ©s Ã l'extrÃ©mitÃ© 25 longitudinale ouverte du tube et destinÃ©s Ã coopÃ©rer avec la paroi 138, et d'autres joints peuvent Ãªtre situÃ©s de part et d'autre de la fente 186 (ou des perÃ§ages), respectivement, et destinÃ©s Ã coopÃ©rer avec l'axe 148 correspondant (cf. figure 4). La fente 186 (ou les perÃ§ages) est destinÃ©e Ã dÃ©boucher dans la cavitÃ© 152 de cet axe 148 en vue de l'alimentation en 30 lubrifiant de l'axe 148 et du palier 149. Le lubrifiant amenÃ© par les conduits 162 jusqu'aux tubes 178 est destinÃ© Ã Ãªtre injectÃ© dans les cavitÃ©s 152, 3065773 9 puis Ã s'Ã©couler Ã travers les conduits 154 jusqu'Ã la pÃ©riphÃ©rie des paliers 149 (cf. flÃ¨ches de la figure 4). Dans l'exemple reprÃ©sentÃ©, chaque tube 178 traverse Ã©galement un 5 couvercle annulaire 189 rapportÃ© et fixÃ©, par exemple par des vis, sur la paroi 138, du cÃ´tÃ© opposÃ© aux satellites 150. Chaque couvercle 189 recouvre le bossage 170 correspondant de la paroi 138 et est destinÃ© Ã centrer l'axe 148 correspondant dans l'orifice 146 de la paroi 138. 10 La figure 7 montre les moyens d'alimentation en lubrifiant de la gorge 158, qui comprennent une sÃ©rie d'injecteurs 190, par exemple au nombre de cinq, qui sont disposÃ©s autour de l'axe A et traversent l'ouverture 144 de la paroi 138 de la cage 134. Les injecteurs 190 sont portÃ©s par un stator et pulvÃ©risent du lubrifiant radialement vers l'extÃ©rieur directement dans la 15 gorge 158, qui va ensuite s'Ã©couler dans les canaux 160 et conduits 162, comme Ã©voquÃ© dans ce qui prÃ©cÃ¨de. L'invention prÃ©sente de nombreux avantages par rapport Ã la technique antÃ©rieure : un encombrement axial rÃ©duit, la suppression d'une piÃ¨ce de 20 fraisage (rouet) compliquÃ©e Ã usiner du fait de la cage qui est plus facile Ã usiner par tournage, moins d'hyperstatisme au montage, plus de problÃ¨me de fretting dans le rouet, la possibilitÃ© de rapprocher les gicleurs du solaire, la rigiditÃ© augmentÃ©e du porte-satellites, les gicleurs plus courts et plus lÃ©gers (moins de problÃ¨mes en dynamique), etc. 25 REVENDICATIONS1. Porte-satellites (130) pour un rÃ©ducteur de vitesse Ã train Ã©picycloÃ¯dal de turbomachine, ledit porte-satellites comprenant une cage (134) dÃ©finissant un espace interne de montage d'un solaire central (151) d'axe A de rotation et d'une rangÃ©e annulaire de satellites (150) disposÃ©s autour de l'axe A et engrenÃ©s avec ledit solaire, ledit solaire comportant des moyens d'accouplement Ã un premier arbre, ladite cage comportant deux parois annulaires (136, 138) sensiblement parallÃ¨les centrÃ©es sur ledit axe A et une paroi cylindrique (140) reliant lesdites parois annulaires Ã leur pÃ©riphÃ©rie externe, une premiÃ¨re (136) desdites parois annulaires Ã©tant reliÃ©e Ã un corps (142) sensiblement cylindrique comportant des moyens d'accouplement Ã un second arbre, caractÃ©risÃ© en ce qu'une seconde (138) desdites parois annulaires est formÃ©e d'une seule piÃ¨ce avec des moyens de lubrification (158, 160, 162). 2. Porte-satellites (130) selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de lubrification (158, 160, 162) sont formÃ©s dans au moins une surÃ©paisseur axiale (165, 166, 168) de ladite seconde paroi annulaire (138). 3. Porte-satellites (130) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite second paroi (138) comprend une ouverture centrale (144) centrÃ©e sur l'axe A, et dans lequel lesdits moyens de lubrification comprennent une gorge annulaire (158) formÃ©e dans ladite seconde paroi, ladite gorge annulaire s'Ã©tendant Ã la pÃ©riphÃ©rie de ladite ouverture et dÃ©bouchant radialement vers l'intÃ©rieur. 4. Porte-satellites (130) selon la revendication prÃ©cÃ©dente, dans lequel ladite gorge (158) est en communication fluidique avec des canaux (160) et des conduits (162) formÃ©s dans ladite seconde paroi (138) et s'Ã©tendant radialement vers l'extÃ©rieur depuis ladite gorge. 5. Porte-satellites (130) selon la revendication prÃ©cÃ©dente, dans lequel lesdits canaux (160) ont leurs extrÃ©mitÃ©s radialement externes qui sont 3065 773 11 raccordÃ©es Ã des extrÃ©mitÃ©s longitudinales de gicleurs de lubrifiant (172), lesdits gicleurs de lubrifiant s'Ã©tendant sensiblement parallÃ¨lement audit axe A. 6. Porte-satellites (130) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel 5 lesdits conduits (162) ont leurs extrÃ©mitÃ©s radialement externes qui sont raccordÃ©es Ã des extrÃ©mitÃ©s radiales internes de tubes (178) d'alimentation en lubrifiant desdits satellites (150). 7. Porte-satellites (130) selon la revendication prÃ©cÃ©dente, dans lequel chacun desdits tubes (178) est montÃ© dans un alÃ©sage radial (180) de 10 ladite seconde paroi (138) et traverse un axe (148) de support d'un desdits satellites (150). 8. Porte-satellites (130) selon la revendication prÃ©cÃ©dente, dans lequel chacun desdits tubes (178) comprend une fente longitudinale (184) ou un ensemble de perÃ§ages en communication avec une cavitÃ© interne (152) 15 dudit axe de support (148). 9. Porte-satellites (130) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel chacun desdits tubes (178) traversent un couvercle (189) rapportÃ© et fixÃ© sur ladite seconde paroi (138), ledit couvercle supportant une extrÃ©mitÃ© longitudinale dudit axe de support (148). 20 10. Turbomachine d'aÃ©ronef, caractÃ©risÃ©e en ce qu'elle comprend un rÃ©ducteur de vitesse Ã train Ã©picycloÃ¯dal dont le porte-satellites (130) est tel que dÃ©fini Ã l'une des revendications prÃ©cÃ©dentes. 25