Brevet FR3124565A1 — publié le 20221230

Porte-satellites (213) pour un réducteur de vitesse (210) de turbomachine (1), ce porte-satellites (213) ayant un axe X principal et comportant : - un porte-cage (222) comportant une rangée annulaire de doigt axiaux (282) autour de l’axe X, qui portent des premiers éléments de liaison, et - une cage (220) comportant à sa périphérie des logements (280) et des seconds éléments de liaison qui sont montés dans lesdits logements (280) et qui coopèrent avec les premiers éléments de liaison pour former des liaisons entre le porte-cage (222) et la cage (220), qui autorisent au moins un degré de liberté, caractérisé en ce que la cage (220) comprend deux coquilles (220a, 220b) qui sont fixées axialement l’une à l’autre et séparées l’une de l’autre par un plan (P1), lesdits logements (280) étant formés respectivement dans lesdites coquilles (220a, 220b). Figure pour l'abrégé : Figure 8 PORTE-SATELLITES POUR UN REDUCTEUR DE VITESSE DE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un porte-satellites pour un réducteur de vitesse de turbomachine d’aéronef, ainsi qu’un réducteur de vitesse pour une turbomachine d’aéronef. Aval-plan technique L’état de l’art comprend notamment les documents FR-A1-2 987 416, FR-A1-2 853 382, FR-A1-3 041 054, FR-A1-3 052 113, FR-A1-3 073 915, FR-A1-3 084 428. Le rôle d’un réducteur mécanique est de modifier le rapport de vitesse et le couple entre l’axe d’entrée et l’axe de sortie d’un mécanisme. Les nouvelles générations de turbomachines à double flux, notamment celles ayant un haut taux de dilution, comportent un réducteur mécanique pour entraîner l’arbre d’une soufflante (aussi appelé « fan »). De manière usuelle, le réducteur a pour but de transformer la vitesse de rotation dite rapide de l’arbre d’une turbine de puissance en une vitesse de rotation plus lente pour l’arbre entraînant la soufflante. Un tel réducteur comprend un pignon central, appelé solaire, une couronne et des pignons appelés satellites, qui sont en prise entre le solaire et la couronne. Les satellites sont maintenus par un châssis appelé porte-satellites. Le solaire, la couronne et le porte-satellites sont des planétaires car leurs axes de révolution coïncident avec l’axe longitudinal de la turbomachine. Les satellites ont chacun un axe de révolution différents équirépartis sur le même diamètre de fonctionnement autour de l’axe des planétaires. Ces axes sont parallèles à l’axe longitudinal de la turbomachine. Il existe plusieurs architectures de réducteur. Dans l’état de l’art des turbomachines à double flux, les réducteurs sont de type planétaire ou épicycloïdal. Il existe dans d’autres applications similaires, des architectures dites différentielles ou « compound ». - sur un réducteur planétaire, le porte-satellites est fixe et la couronne constitue l'arbre de sortie du dispositif qui tourne dans le sens inverse du solaire. - sur un réducteur épicycloïdal, la couronne est fixe et le porte-satellites constitue l'arbre de sortie du dispositif qui tourne dans le même sens que le solaire. - sur un réducteur différentiel, aucun élément n’est fixé en rotation. La couronne tourne dans le sens contraire du solaire et du porte-satellites. Les réducteurs peuvent être composés d’un ou plusieurs étages d’engrènement. Cet engrènement est assuré de différentes façons comme par contact, par friction ou encore par champ magnétique. Il existe plusieurs types d’engrènement par contact comme avec des dentures droites ou en chevron. Le porte-satellites peut être monobloc ou se présenter sous la forme d’une cage et d’un porte-cage. La cage comprend une cavité interne dans laquelle sont logés le solaire, les satellites et les paliers de guidage de ces satellites. Le solaire comprend des cannelures internes d’accouplement à un premier arbre de la turbomachine et le porte-cage comprend une portion cylindrique comportant des cannelures externes d’accouplement à un autre arbre. La liaison de la cage au porte-cage est en général rigide. En variante, on peut envisager une technologie dans laquelle la cage est reliée au porte-cage par des liaisons « souples », telles que décrites dans le document FR-A1-2 853 382. Dans un tel cas, le porte-cage comprend une rangée annulaire de doigts axiaux qui portent des premiers éléments de liaison. Ces premiers éléments de liaison coopèrent avec des seconds éléments de liaison montés dans des logements de la cage pour former les liaisons souples entre le porte-cage et la cage, qui autorisent au moins un degré de liberté. On a proposé de réaliser ces liaisons souples par des rotules, les doigts portant des rotules traversées par des broches cylindriques s’étendant dans les logements de la cage. En fonctionnement, lors de la mise sous couple du porte-satellites, les doigts vont fléchir et transmettre le couple à la cage. Les rotules permettent de ne pas transmettre le fléchissement des doigts aux broches. Le porte-cage maintient la cage dans son plan de symétrie afin d’équilibrer la récupération des efforts de part et d’autre des satellites. Le montage des satellites dans la cage n’est parfois pas réalisable ni par l’intérieur ni par l’extérieur de la cage, imposant alors de découper la cage en plusieurs pièces afin de monter les satellites avant de refermer l’ensemble des pièces de la cage. Une solution à ce problème pourrait consister à dissocier un des côtés de la cage du reste de la cage et à prévoir des brides annulaires de fixation respectivement sur le côté et le reste de la cage. Cependant, ces brides et les moyens de fixation (vis) de ces brides devraient être dimensionnés pour supporter au moins 50% de la charge du réducteur, ce qui se traduirait par des brides encombrantes et lourdes et des moyens de fixation de ces brides contraints en fonctionnement. La présente invention propose un perfectionnement qui apporte une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des problèmes évoqués ci-dessus. L’invention concerne un porte-satellites pour un réducteur de vitesse de turbomachine, ce porte-satellites ayant un axe X principal et comportant : - un porte-cage comportant une rangée annulaire de doigt axiaux autour de l’axe X, qui portent des premiers éléments de liaison, et - une cage comportant une cavité interne configurée pour contenir un solaire central d’axe X de rotation et une rangée annulaire de satellites disposés autour de l’axe X et engrenés avec ledit solaire ainsi qu’avec une couronne destinée à entourer la cage, la cage comportant à sa périphérie des logements et des seconds éléments de liaison qui sont montés dans lesdits logements et qui coopèrent avec les premiers éléments de liaison pour former des liaisons entre le porte-cage et la cage, qui autorisent au moins un degré de liberté, caractérisé en ce que la cage comprend deux coquilles qui sont fixées axialement l’une à l’autre et séparées l’une de l’autre par un plan, lesdits logements étant formés respectivement dans lesdites coquilles. La présente invention propose ainsi de former les logements de montage des seconds éléments de liaison dans les deux coquilles de la cage. Contrairement à la solution évoquée dans ce qui précède consistant à dissocier un des côtés de la cage du reste de la cage et dans laquelle les logements seraient formés uniquement dans le reste de la cage, les logements sont ici formés dans les deux coquilles de la cage, ce qui permet à ces coquilles de reprendre chacune une partie des efforts qui transitent entre la cage et le porte-cage en fonctionnement. Les deux coquilles supportent donc les seconds éléments de liaison. La présente invention est compatible d’un réducteur à simple étage ou à plusieurs étages ; d’un réducteur planétaire, épicycloïdal ou différentiel ; et de dentures droites, hélicoïdales ou en chevron. Le porte-satellites selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres : -- ledit plan est sensiblement perpendiculaire audit axe X ; -- lesdits logements sont orientés parallèlement audit axe X ; -- chacune des coquilles définit une partie axiale de ladite cavité et est destinée à recevoir une partie axiale de chacun des satellites ; - ledit plan est un plan de liaison ou d’appui axial des coquilles ; - les coquilles sont identiques et ledit plan est également un plan de symétrie ; - chacun desdits logements comprend un premier orifice formé dans une première des coquilles et un second orifice formé dans une seconde des coquilles, les premier et second orifices étant alignés ; - les coquilles comprennent des pattes radiales en appui axial les unes contre les autres et dans lesquelles sont formés respectivement lesdits premier et second orifices ; - les pattes sont serrées axialement entre elles par des vis qui s’étendent parallèlement audit axe et traversent des passages de ces pattes ; - les liaisons entre le porte-cage et la cage sont du type à rotule, lesdits doigts portant des rotules qui sont logées dans des bagues montées dans lesdits premier et second orifices ; - un premier écrou est vissé à une extrémité axiale de chacun desdits doigts et assure la fixation de la rotule portée par ce doigt, et un second écrou est vissé sur une extrémité libre de la bague de montage de cette rotule et assure la fixation de cette bague sur les coquilles ; - les coquilles comprennent des pattes radiales à distance axiale les unes des autres et dans lesquelles sont formés respectivement lesdits premier et second orifices ; - les liaisons entre le porte-cage et la cage sont du type à rotule, lesdits doigts portant des bagues dans lesquelles sont logées des rotules portées par des inserts montés dans lesdits premier et second orifices ; - les liaisons entre le porte-cage et la cage sont du type à rotule, lesdits doigts portant des rotules qui sont logées dans des bagues portées par des inserts montés dans lesdits premier et second orifices ; - lesdits inserts sont frettés dans lesdits premier et second orifices ; - chacune desdites rotules présentent un axe Y principal orienté axialement ou radialement. La présente invention concerne également un réducteur mécanique pour une turbomachine d’aéronef, comportant un porte-satellites tel que décrit ci-dessus, un solaire monté dans ladite cavité et centré sur ledit axe X, une couronne s’étendant autour du solaire, et des satellites montés dans ladite cavité et engrenés avec le solaire et la couronne. L’invention concerne en outre une turbomachine, en particulier d’aéronef, comportant un réducteur tel que décrit ci-dessus. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : la est une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine utilisant l’invention ; la est une vue schématique en coupe axiale d’un réducteur à train épicycloïdal ; la est une vue en perspective d’un ensemble cage et porte-cage formant un porte-satellites de réducteur ; la est une vue en coupe axiale et partielle d’une partie du porte-satellites de la ; la est une vue de détail de la ; la est une vue schématique en perspective d’une cage d’un porte-satellites de réducteur selon l’invention ; la est une vue schématique en perspective d’une partie de la cage de la , dans un logement duquel sont montés des éléments de liaison de cette cage à un porte-cage ; la est une vue schématique en coupe selon la ligne VIII-VIII de la ; la est une vue schématique en coupe similaire à celle de la et représentant une variante de réalisation de l’invention ; et la est une vue schématique en coupe similaire à celle de la et représentant une autre variante de réalisation de l’invention. Porte-satellites (213) pour un réducteur de vitesse (210) de turbomachine (1), ce porte-satellites (213) ayant un axe X principal et comportant : - un porte-cage (222) comportant une rangée annulaire de doigt axiaux (282) autour de l’axe X, qui portent des premiers éléments de liaison, et - une cage (220) comportant une cavité interne (221) configurée pour contenir un solaire central (11) d’axe X de rotation et une rangée annulaire de satellites (12) disposés autour de l’axe X et engrenés avec ledit solaire (11) ainsi qu’avec une couronne (14) destinée à entourer la cage (220), la cage (220) comportant à sa périphérie des logements (280) et des seconds éléments de liaison qui sont montés dans lesdits logements (280) et qui coopèrent avec les premiers éléments de liaison pour former des liaisons entre le porte-cage (222) et la cage (220), qui autorisent au moins un degré de liberté, caractérisé en ce que la cage (220) comprend deux coquilles (220a, 220b) qui sont fixées axialement l’une à l’autre et séparées l’une de l’autre par un plan (P1), lesdits logements (280) étant formés respectivement dans lesdites coquilles (220a, 220b). Porte-satellites (213) selon la revendication 1, dans lequel ledit plan (P1) est un plan de liaison ou d’appui axial des coquilles (220a, 220b). Porte-satellites (213) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les coquilles (220a, 220b) sont identiques et ledit plan (P1) est également un plan de symétrie. Porte-satellites (213) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun desdits logements (280) comprend un premier orifice (280a) formé dans une première des coquilles (220a) et un second orifice (280b) formé dans une seconde des coquilles (220b), les premier et second orifices (280a, 280b) étant alignés. Porte-satellites (213) selon la revendication 4, dans lequel les coquilles (220a, 220b) comprennent des pattes radiales (294) en appui axial les unes contre les autres et dans lesquelles sont formés respectivement lesdits premier et second orifices (280a, 280b). Porte-satellites (213) selon la revendication 5, dans lequel les pattes (294) sont serrées axialement entre elles par des vis qui s’étendent parallèlement audit axe X et traversent des passages (295) de ces pattes. Porte-satellites (213) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel les liaisons entre le porte-cage (222) et la cage (220) sont du type à rotule, lesdits doigts (282) portant des rotules (286) qui sont logées dans des bagues (284) montées dans lesdits premier et second orifices (280a, 280b). Porte-satellites (213) selon la revendication 7, dans lequel un premier écrou (292) est vissé à une extrémité axiale de chacun desdits doigts (282) et assure la fixation de la rotule (286) portée par ce doigt (282), et un second écrou (297) est vissé sur une extrémité libre de la bague (284) de montage de cette rotule (286) et assure la fixation de cette bague (284) sur les coquilles (220a, 220b). Porte-satellites (213) selon la revendication 4, dans lequel les coquilles (220a, 220b) comprennent des pattes radiales (294) à distance axiale les unes des autres et dans lesquelles sont formés respectivement lesdits premier et second orifices (280a, 280b). Porte-satellites (213) selon la revendication 9, dans lequel les liaisons entre le porte-cage (222) et la cage (220) sont du type à rotule, lesdits doigts (282) portant des bagues (284) dans lesquelles sont logées des rotules (286) portées par des inserts (298) montés dans lesdits premier et second orifices (280a, 280b). Porte-satellites (213) selon la revendication 9, dans lequel les liaisons entre le porte-cage (222) et la cage (220) sont du type à rotule, lesdits doigts (282) portant des rotules (286) qui sont logées dans des bagues (284) portées par des inserts (298) montés dans lesdits premier et second orifices (280a, 280b). Porte-satellites (213) selon la revendication 10 ou 11, dans lequel lesdits inserts (298) sont frettés dans lesdits premier et second orifices (280a, 280b). Porte-satellites (213) selon la revendication 7, 8, 10, 11 ou 12, dans lequel chacune desdites rotules (286) présentent un axe (Z, W) principal orienté axialement ou radialement. Réducteur mécanique (210) pour une turbomachine d’aéronef, comportant un porte-satellites (213) selon l’une des revendications précédentes, un solaire (11) monté dans ladite cavité (221) et centré sur ledit axe X, une couronne (14) s’étendant autour du solaire (221), et des satellites (12) montés dans ladite cavité (221) et engrenés avec le solaire (11) et la couronne (14). Turbomachine (1), en particulier d’aéronef, comportant un réducteur (210) selon la revendication précédente.