Brevet FR3133418A1 — publié le 20230915

Réducteur mécanique (60) de turbomachine (1), en particulier d’aéronef, ce réducteur comportant : - un solaire (70), - une couronne (90), - des satellites (80) qui sont engrenés avec le solaire (70) et la couronne (90), - des paliers hydrodynamiques (81) de guidage en rotation des satellites (80), ces paliers hydrodynamiques (81) étant portés par un porte-satellites (100) et comprenant des corps cylindriques (81a) qui comportent une cavité interne (81c) de circulation d’huile et des première canalisations (81d) d’acheminement d’huile depuis cette cavité jusqu’à au moins une surface cylindrique externe (81e) du corps, caractérisé en ce que chacun des corps cylindriques (81a) comprend en outre des secondes canalisations (87) d’évacuation d’huile, qui sont différentes des premières canalisations (81d), et qui s’étendent depuis ladite au moins une surface cylindrique externe (81e) jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales de ce corps (81a). Figure pour l'abrégé : Figure 6 REDUCTEUR MECANIQUE DE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine des réducteurs mécaniques pour des turbomachines en particulier d’aéronef. Arrière-plan technique L’état de l’art comprend notamment les documents WO-A1-2010/092263, FR-A1-2 987 416, FR-A1-3 008 462, FR-A1-3 008 462 et FR-A1-3 041 054. Le rôle d’un réducteur mécanique est de modifier le rapport de vitesse et de couple entre l’axe d’entrée et l’axe de sortie d’un système mécanique. 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 X de la turbomachine. Les satellites ont chacun un axe de révolution différent et sont équirépartis sur le même diamètre de fonctionnement autour de l’axe des planétaires. Ces axes sont parallèles à l’axe longitudinal X. 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 de un ou plusieurs étages d’engrènement. Cet engrènement est assuré de différentes façons comme par contact, par friction ou encore par champs magnétique. Dans la présente demande, on entend par « étage » ou « denture », une série de dents d’engrènement avec une série de dents complémentaires. Une denture peut être interne ou externe. Un satellite peut comprendre un ou deux étages d’engrènement. Un satellite à simple étage comprend une denture qui peut être droite, hélicoïdale ou en chevron et dont les dents sont situées sur un même diamètre. Cette denture coopère à la fois avec le solaire et la couronne. Un satellite à double étage comprend deux dentures ou deux séries de dents qui sont situées sur des diamètres différents. Une première denture coopère avec le solaire et une seconde denture coopère avec la couronne. Par ailleurs, chaque satellite est centré et guidé en rotation autour d’un axe par un palier qui est porté par le porte-satellites. Il existe plusieurs technologies de palier pour cette application et la présente demande concerne plus spécifiquement l’utilisation de paliers hydrodynamiques de guidage des satellites dans un réducteur mécanique. Dans la présente demande, on entend par « palier hydrodynamique », un palier comportant un corps engagé dans un satellite et autour duquel est situé un film d’huile sous pression. Dans l’état de la technique, un palier hydrodynamique de satellite comprend un corps cylindrique comportant une surface cylindrique externe qui s’étend à l’intérieur d’une surface cylindrique interne du satellite. Le film d’huile sous pression est intercalé entre ces surfaces et permet de ne pas avoir de contact entre ses surfaces. Un des désavantages de ce type de réducteur est lié à la dimension axiale relativement importante des satellites qui reprennent des charges importantes générées par la transmission du couple au niveau des engrènements, ainsi que par les effets centrifuges appliqués aux satellites dans le cas d’un réducteur épicycloïdal. Les paliers qui supportent les satellites et les guident en rotation sont donc chargés et il y a peu de place pour les intégrer sans augmenter considérablement l’encombrement du réducteur. Il serait possible d’utiliser comme paliers des roulements à éléments roulants. Cependant, les roulements ont une capacité de charge qui ne permet pas de les placer sous les dentures des satellites, il faut alors les placer à l’extérieur des satellites pour leur conférer un diamètre suffisant, ce qui augmente considérablement l’encombrement du réducteur. Du point de vue de l’encombrement, il est donc préférable d’utiliser des paliers lisses ou paliers hydrodynamiques qui ont des capacités de charge plus élevées. Cela permet de placer les paliers sous les dentures du satellite, c’est-à-dire dans un espace de faible diamètre et long axialement. Un palier hydrodynamique est en général alimenté en huile par son milieu et cette huile est évacuée par ses extrémités axiales. Il est aisé de concevoir un palier long qui s’étend sur toute la longueur du satellite. Un tel palier a une capacité de charge supérieure au minimum requis et demande un débit d’huile important puisque ce débit dépend entre autre de la longueur du palier. Ce type de palier génère également des pertes de puissance importantes. Or, pour avoir un réducteur efficace, le débit d’huile demandé et les pertes de puissance doivent être les plus faibles possible. La circulation de l’huile des paliers doit donc être gérée avec précision autant en ce qui concerne l’alimentation en huile des paliers que l’évacuation de cette huile. L’invention propose ainsi un perfectionnement à cette technologie en particulier en ce qui concerne l’évacuation de l’huile de fonctionnement des paliers hydrodynamiques, pour des satellites à double étage d’engrènement. L’invention concerne un réducteur mécanique de turbomachine, en particulier d’aéronef, ce réducteur comportant un réducteur mécanique de turbomachine, en particulier d’aéronef, ce réducteur comportant : - un solaire ayant un premier axe de rotation, - une couronne qui s’étend autour du solaire et dudit premier axe, - des satellites qui sont engrenés avec le solaire et la couronne, chaque satellite ayant un second axe de rotation et comportant une première denture ayant un premier diamètre moyen pour l’engrènement avec le solaire, et une seconde denture ayant un second diamètre moyen pour l’engrènement avec la couronne, les premier et second diamètres moyens étant différents, - des paliers hydrodynamiques de guidage en rotation des satellites, ces paliers hydrodynamiques étant portés par un porte-satellites et comprenant des corps cylindriques qui ont une forme générale allongée le long dudit second axe et qui sont engagés dans les satellites, chacun de ces corps cylindriques comportant une cavité interne de circulation d’huile et des première canalisations d’acheminement d’huile depuis cette cavité jusqu’à au moins une surface cylindrique externe du corps s’étendant autour dudit second axe, de façon à former au moins un film d’huile de guidage du satellite monté sur ce corps, caractérisé en ce que chacun des corps cylindriques comprend en outre des secondes canalisations d’évacuation d’huile, qui sont différentes des premières canalisations, et qui s’étendent depuis ladite au moins une surface cylindrique externe jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales de ce corps. L’invention propose ainsi d’équiper chacun des corps cylindriques de deux types de canalisations, à savoir des canalisations d’alimentation en huile et des canalisations d’évacuation d’huile. Ces canalisations sont indépendantes donc l’alimentation en huile des films d’huile ne risquent pas de perturber l’évacuation d’huile de ces films. L’alimentation en huile est réalisée depuis la cavité interne de chacun des corps cylindriques, et l’évacuation de l’huile est réalisée aux extrémités longitudinales du corps et donc du palier. L’invention est particulièrement avantageuse dans le cadre de la lubrification et en particulier de l’évacuation de l’huile de lubrification de satellites à double étage d’engrènement. Le réducteur 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 : chacun des corps cylindriques comprend une gorge annulaire externe qui est située dans ledit plan et qui est située entre deux surfaces cylindriques externes du corps, lesdites secondes canalisations débouchant au fond de ladite gorge ; les secondes canalisations comprennent chacune un orifice radial formé au fond de la gorge, et au moins une portion rectiligne qui est reliée à cet orifice et qui s’étend jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales du corps ; -- la portion rectiligne de chacune des secondes canalisations est parallèle audit second axe ou inclinée par rapport à cet axe ; les portions rectilignes des secondes canalisations sont situées sur une circonférence centrée sur ledit second axe, qui a un diamètre supérieur à un diamètre maximal de ladite cavité ; chacun des corps cylindriques comprend une rainure annulaire à chacune de ses extrémités longitudinales, ces rainures annulaires débouchant en direction axiale et les portions rectilignes des secondes canalisations débouchant au fond de ces rainures ; chacun des corps cylindriques comprend au moins un raidisseur interne dans ladite cavité, qui est parallèle ou perpendiculaire audit second axe ; les secondes canalisations comprennent chacune un orifice radial formé au fond de la gorge et s’étendant jusqu’audit second axe, et une portion rectiligne qui est relié à cet orifice et s’étend jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales du corps ; l’orifice radial et la portion rectiligne de chacune des secondes canalisations sont au moins en partie formés dans ledit raidisseur ; -- ledit raidisseur s’étend jusqu’aux extrémités axiales du corps ; en variante, il s’étend jusqu’à distance des extrémités axiales du corps ; les premières canalisations sont symétriques par rapport audit plan de façon à générer deux films d’huile de guidage du satellite sur chaque corps ; chacun des satellites comprend un manchon cylindrique qui a une forme générale allongée le long dudit second axe et un voile annulaire s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur depuis le milieu de ce manchon, les dents de la seconde denture étant situées aux extrémités axiales du manchon, et les dents de la première denture étant situées à la périphérie externe du voile ; le manchon comprend deux surfaces cylindriques internes de guidage séparées l’une de l’autre par une gorge annulaire interne située sensiblement dans ledit plan ; le manchon comprend des canalisations d’évacuation d’huile qui comprennent chacune un orifice radial formé au fond de la gorge, et au moins une portion rectiligne qui est reliée à cet orifice et s’étend jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales du manchon ; le manchon comprend un alésage cylindrique à chacune de ses extrémités longitudinales, ces alésages étant symétriques par rapport audit plan et comportant un diamètre interne qui est supérieur au diamètre interne desdites surfaces cylindriques internes ; les portions rectilignes des canalisations sont situées sur une circonférence centrée sur ledit second axe, qui a un diamètre supérieur au diamètre interne des surfaces cylindriques internes et inférieur audit second diamètre moyen ; les deux séries de dents de la seconde denture sont disposées respectivement autour desdits alésages ; -- chacun des satellites est guidé par deux paliers hydrodynamiques indépendants l’un de l’autre et disposés de part et d’autre dudit plan ; -- lesdits deux paliers hydrodynamiques sont situés respectivement au droit des séries de dents de la seconde denture ; -- chacun des satellites est traversé par un unique corps cylindrique définissant lesdits deux paliers hydrodynamiques ; -- la première denture comprend une unique série de dents ; en variante, la première denture comprend deux séries de dents qui sont disposées de part et d’autre dudit plan ; -- la seconde denture comprend deux séries de dents qui sont disposées de part et d’autre dudit plan et de la première denture ; -- les première et seconde dentures de chaque satellite présentent une symétrie par rapport à un plan perpendiculaire audit premier axe et passant sensiblement au milieu du satellite. La présente invention concerne également un réducteur mécanique de turbomachine, en particulier d’aéronef, ce réducteur comportant : - un solaire ayant un premier axe de rotation, - une couronne qui s’étend autour du solaire et dudit premier axe, des satellites qui sont engrenés avec le solaire et la couronne, chaque satellite ayant un second axe de rotation et comportant une première denture ayant un premier diamètre moyen pour l’engrènement avec le solaire, et une seconde denture ayant un second diamètre moyen pour l’engrènement avec la couronne, les premier et second diamètres moyens étant différents, chacun des satellites comprenant un manchon cylindrique qui a une forme générale allongée le long dudit second axe et un voile annulaire s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur depuis le milieu de ce manchon, des dents de la seconde denture étant situées aux extrémités axiales du manchon, et des dents de la première denture étant situées à la périphérie externe du voile, - des paliers hydrodynamiques de guidage en rotation des satellites, ces paliers hydrodynamiques étant portés par un porte-satellites et comprenant des corps cylindriques qui ont une forme générale allongée le long dudit second axe et qui sont engagés dans les satellites, chacun de ces corps cylindriques comportant une cavité interne de circulation d’huile et des première canalisations d’acheminement d’huile depuis cette cavité jusqu’à au moins une surface cylindrique externe du corps, ladite au moins une surface cylindrique externe du corps s’étendant autour dudit second axe et à l’intérieur d’au moins une surface cylindrique interne du manchon du satellite monté autour de ce corps, de façon à former au moins un film d’huile de guidage du satellite monté sur ce corps, caractérisé en ce que le manchon de chacun des satellites comprend des canalisations d’évacuation d’huile qui s’étendent depuis ladite moins une surface cylindrique interne du manchon jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales de ce manchon. Avantageusement, les première et seconde dentures de chaque satellite présentent une symétrie par rapport à un plan perpendiculaire audit premier axe et passant sensiblement au milieu du satellite, L’invention concerne en outre une turbomachine, en particulier d’aéronef, comportant un réducteur mécanique 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 partielle en coupe axiale d’un réducteur mécanique, la est une autre vue partielle en coupe axiale d’un réducteur mécanique, et illustre la technique antérieure à la présente invention, la est une vue schématique en coupe axiale et en perspective d’un réducteur à double étage d’engrènement symétrique, et illustre également la technique antérieure à la présente invention, la est une autre vue schématique en coupe axiale du réducteur de la ; la est une vue schématique en coupe axiale d’un satellite et d’un corps cylindrique de palier hydrodynamique, pour un réducteur selon un mode de réalisation de l’invention, la est une vue schématique en coupe axiale d’un satellite selon une variante de réalisation de l’invention, la est une vue schématique en perspective du satellite de la , la est une vue schématique en perspective d’un corps cylindrique de palier hydrodynamique selon une variante de réalisation de l’invention, la est une vue schématique en coupe du corps de la , la est une vue schématique en perspective d’un corps cylindrique de palier hydrodynamique selon une variante de réalisation de l’invention, la est une vue schématique en coupe du corps de la , la est une vue schématique en perspective d’un corps cylindrique de palier hydrodynamique selon une variante de réalisation de l’invention, la est une vue schématique en coupe du corps de la , la est une vue schématique de côté d’un corps cylindrique de palier hydrodynamique selon une variante de réalisation de l’invention la est une vue schématique en perspective d’un corps cylindrique de palier hydrodynamique selon une variante de réalisation de l’invention, et la est une vue schématique en coupe d’un corps cylindrique de palier hydrodynamique selon une variante de réalisation de l’invention. Réducteur mécanique (60) de turbomachine (1), en particulier d’aéronef, ce réducteur comportant : - un solaire (70) ayant un premier axe (X) de rotation, - une couronne (90) qui s’étend autour du solaire (70) et dudit premier axe (X), - des satellites (80) qui sont engrenés avec le solaire (70) et la couronne (90), chaque satellite (80) ayant un second axe (Y) de rotation et comportant une première denture (82) ayant un premier diamètre moyen (D1) pour l’engrènement avec le solaire (70), et une seconde denture (84) ayant un second diamètre moyen (D2) pour l’engrènement avec la couronne (90), les premier et second diamètres moyens (D1, D2) étant différents, - des paliers hydrodynamiques (81) de guidage en rotation des satellites (80), ces paliers hydrodynamiques (81) étant portés par un porte-satellites (100) et comprenant des corps cylindriques (81a) qui ont une forme générale allongée le long dudit second axe (Y) et qui sont engagés dans les satellites (80), chacun de ces corps cylindriques (81a) comportant une cavité interne (81c) de circulation d’huile et des première canalisations (81d) d’acheminement d’huile depuis cette cavité (81c) jusqu’à au moins une surface cylindrique externe (81e) du corps s’étendant autour dudit second axe (Y), de façon à former au moins un film d’huile (H1, H2) de guidage du satellite (80) monté sur ce corps, caractérisé en ce que chacun des corps cylindriques (81a) comprend en outre des secondes canalisations (87) d’évacuation d’huile, qui sont différentes des premières canalisations (81d), et qui s’étendent depuis ladite au moins une surface cylindrique externe (81e) jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales de ce corps (81a). Réducteur mécanique (60) selon la revendication précédente, dans lequel chacun des corps cylindriques (81a) comprend une gorge annulaire externe (81f) qui est située dans ledit plan (H) et qui est située entre deux surfaces cylindriques externes (81e) du corps, lesdites secondes canalisations (87) débouchant au fond de ladite gorge (81f). Réducteur mécanique (60) selon la revendication 2, dans lequel les secondes canalisations (87) comprennent chacune un orifice radial (87a) formé au fond de la gorge (81f), et au moins une portion rectiligne (87b) qui est reliée à cet orifice (87a) et qui s’étend jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales du corps. Réducteur mécanique (60) selon la revendication 3, dans lequel les portions rectilignes (87b) des secondes canalisations (87) sont situées sur une circonférence (C1) centrée sur ledit second axe (Y), qui a un diamètre (D4) supérieur à un diamètre maximal (D5) de ladite cavité (81c). Réducteur mécanique (60) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel chacun des corps cylindriques (81a) comprend une rainure annulaire (95) à chacune de ses extrémités longitudinales, ces rainures annulaires (95) débouchant en direction axiale et les portions rectilignes (87b) des secondes canalisations (87) débouchant au fond de ces rainures. Réducteur mécanique (60) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des corps cylindriques (81a) comprend au moins un raidisseur interne (93) dans ladite cavité (81c), qui est parallèle ou perpendiculaire audit second axe (Y). Réducteur mécanique (60) selon la revendication 2, dans lequel les secondes canalisations (87) comprennent chacune un orifice radial (87a) formé au fond de la gorge (81f) et s’étendant jusqu’audit second axe (Y), et une portion rectiligne (87b) qui est relié à cet orifice (87a) et s’étend jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales du corps (81a). Réducteur mécanique (60) selon l’ensemble des revendications 6 et 7, dans lequel l’orifice radial (87a) et la portion rectiligne (87b) de chacune des secondes canalisations (87) sont au moins en partie formés dans ledit raidisseur (93). Réducteur mécanique (60) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les premières canalisations (81d) sont symétriques par rapport audit plan (H) de façon à générer deux films d’huile (H1, H2) de guidage du satellite (80) sur chaque corps (81a). Réducteur mécanique (60) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des satellites (80) comprend un manchon (86) cylindrique qui a une forme générale allongée le long dudit second axe (Y) et un voile (88) annulaire s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur depuis le milieu de ce manchon (86), des dents (84d1, 84d2) de la seconde denture (84) étant situées aux extrémités axiales du manchon (86), et des dents (82d1, 82d2) de la première denture (82) étant situées à la périphérie externe du voile (88). Réducteur mécanique (60) selon la revendication précédente, dans lequel le manchon (86) comprend deux surfaces cylindriques internes (86a, 86b) de guidage séparées l’une de l’autre par une gorge annulaire interne (86c) située sensiblement dans ledit plan (H). Réducteur mécanique (60) selon la revendication 11, dans lequel le manchon (86) comprend des canalisations (87) d’évacuation d’huile qui comprennent chacune un orifice radial (87a) formé au fond de la gorge (86c), et au moins une portion rectiligne (87b) qui est reliée à cet orifice (87a) et s’étend jusqu’à au moins une des extrémités longitudinales du manchon (86). Réducteur mécanique (60) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel le manchon (86) comprend un alésage cylindrique (86d) à chacune de ses extrémités longitudinales, ces alésages (86d) étant symétriques par rapport audit plan (H) et comportant un diamètre interne (D6) qui est supérieur au diamètre interne (D5) desdites surfaces cylindriques internes (86a, 86b). Réducteur mécanique (60) selon la revendication 13, en dépendance de la revendication 12, dans lequel les portions rectilignes (87b) des canalisations (87) sont situées sur une circonférence (C2) centrée sur ledit second axe (Y), qui a un diamètre (D7) supérieur au diamètre interne (D5) des surfaces cylindriques internes (86a, 86b) et inférieur audit second diamètre moyen (D2). Réducteur mécanique (60) selon la revendication 13 ou 14, dans lequel les deux séries de dents (84d1, 84d2) de la seconde denture (84) sont disposées respectivement autour desdits alésages (86d). Turbomachine (1), en particulier d’aéronef, comportant un réducteur mécanique (60) selon l’une des revendications précédentes.