Brevet FR3128750A1 — publié le 20230505

Réducteur de vitesse (10) à deux lignes intermédiaires de transmission (16), en particulier pour une turbomachine d’aéronef, ce réducteur comprenant : - une ligne d’entrée (12), - une ligne de sortie (14), - deux lignes intermédiaires (16) configurées pour transmettre un couple de la ligne d’entrée (12) à la ligne de sortie (14), l’une des lignes intermédiaires (16), appelée ligne intermédiaire maître (16a), étant engrenée sans jeu avec la ligne d’entrée (12), et l’autre des lignes intermédiaires (16), appelée ligne intermédiaire esclave (16b), étant engrenée avec jeu (δ) avec la ligne d’entrée (20), et - un système à bascule (30) qui s’étend transversalement entre les lignes intermédiaires (16) et qui est configuré pour transmettre un effort axial depuis la ligne intermédiaire maître (16a) jusqu’à la ligne intermédiaire esclave (16b). Figure pour l'abrégé : Figure 3 REDUCTEUR DE VITESSE A DEUX LIGNES INTERMEDIAIRES DE TRANSMISSION Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, en particulier pour une turbomachine d’aéronef. Arrière-plan technique Une turbomachine peut comprendre un ou plusieurs réducteurs mécaniques de vitesse. C’est notamment le cas d’un turbopropulseur dont l’hélice est entraînée en rotation par un arbre de turbine par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse. Il existe plusieurs types de réducteur de vitesse tels que les réducteurs à trains épicycloïdaux, à chaines, à vis sans fin, à lignes intermédiaires de transmission, etc. La présente invention concerne essentiellement un réducteur à lignes intermédiaires de transmission (aussi appelé réducteur composé ou « compound »). Dans la technique actuelle, un réducteur de vitesse de ce type comprend une ligne d’entrée et une ligne de sortie entraînée par la ligne d’entrée par l’intermédiaire de deux lignes intermédiaires de transmission. La puissance transmise par la ligne d’entrée est séparée entre les lignes intermédiaires avant d’être transférée à la ligne de sortie. Les lignes intermédiaires de transmission sont parallèles et comportent en général chacune un arbre portant un premier pignon engrainé avec un pignon de la ligne d’entrée, et un second pignon engrainé avec un pignon de la ligne de sortie. En jouant sur le nombre de dents des différents pignons, il est possible d’obtenir un rapport de réduction entre la ligne d’entrée et la ligne de sortie. Cette architecture permet une réduction de vitesse importante dans un encombrement réduit et avec une faible masse. Par définition, un réducteur de ce type est un système hyperstatique. Sans aménagement particulier, il est possible qu’une ligne intermédiaire passe la majorité de la puissance moteur, tandis que l’autre ligne intermédiaire ne passe pratiquement pas de puissance. Des solutions ont déjà été proposées pour résoudre ce problème technique. Le document FR-A1-3 026 452 propose par exemple un réducteur comportant des moyens de répartition de charges entre les lignes intermédiaires, ces moyens de répartition de charges comportant des moyens rotulants d’accouplement en rotation d’une extrémité de la ligne d’entrée, et des moyens d’amortissement à huile des déplacements radiaux d’une extrémité opposée de la ligne d’entrée. Si une des lignes intermédiaires est plus chargée, cela veut dire que le couple transitant par cette ligne est plus important que sur l’autre ligne, donc l’effort engendré par ce couple sur le pignon de la ligne d’entrée est plus important d’un côté que de l’autre. Une force sera donc appliquée sur le pignon d’entrée, ce qui provoquera le déplacement radial de la ligne d’entrée. Ce déplacement permet de rééquilibrer les jeux au niveau de la ligne d’entrée. A l’équilibre, les efforts sur le pignon dus aux couples sur les lignes intermédiaires s’annulent, ce qui veut dire que les couples sur les lignes intermédiaires sont égaux. Le document FR-A1-3 035 163 propose un train à pignons parallèles comportant un circuit hydraulique comprenant, pour chaque pignon intermédiaire, un piston solidaire en translation du pignon et une chambre en contact avec le piston. Les chambres sont en communication de fluide les unes avec les autres de manière à ce qu'une pression de fluide dans le circuit soit égale dans toutes les chambres. Le circuit hydraulique comprend en outre un régulateur de pression adapté pour moduler la pression dans les chambres en fonction du déplacement axial d'un piston dit équilibreur jusqu'à une position d'équilibre du piston. La section des pistons des vérins étant identique, les efforts résultants seront eux aussi identiques. Ces efforts axiaux identiques impliquent une répartition identique du couple d’entrée entre les lignes intermédiaires. Pour contrôler la pression, un des vérins joue le rôle de régulateur de pression en fonction de sa position. Suivant que ce vérin avance ou recule cela vient obstruer un circuit de fuite et la pression du circuit augmente ou diminue. Cette technologie est toutefois perfectible car elle n’est pas autonome et dépend du fonctionnement du circuit hydraulique. Si ce circuit hydraulique tombe en panne, le système de répartition de charges ne fonctionne pas. Par ailleurs, cette technologie ne fonctionne pas pour les inversions de sens de rotation des lignes intermédiaires ou les inversions de couple. La présente invention propose un perfectionnement aux technologies existantes qui permet de résoudre tout ou partie des problèmes évoqués dans ce qui précède. L’invention concerne un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, en particulier pour une turbomachine d’aéronef, ce réducteur comprenant : - une ligne d’entrée comportant un pignon d’entrée, - une ligne de sortie comportant un pignon de sortie, - deux lignes intermédiaires parallèles configurées pour transmettre un couple de la ligne d’entrée à la ligne de sortie, chacune de ces lignes intermédiaires comportant un premier pignon engrené avec le pignon d’entrée et un second pignon engrené avec le pignon de sortie, chacune de ces lignes intermédiaires étant mobile en translation le long de son axe de rotation, au moins un parmi le pignon d’entrée de la ligne d’entrée et le premier pignon de chacune des lignes intermédiaires ayant une denture hélicoïdale, caractérisé en ce que l’une des lignes intermédiaires, appelée ligne intermédiaire maître, a la denture de son premier pignon qui est engrenée sans jeu avec la denture du pignon d’entrée, et l’autre des lignes intermédiaires, appelée ligne intermédiaire esclave, qui est engrenée avec jeu avec la denture du pignon d’entrée, et en ce qu’il comprend en outre un système à bascule qui s’étend transversalement entre les lignes intermédiaires et qui est configuré pour transmettre un effort axial depuis la ligne intermédiaire maître jusqu’à la ligne intermédiaire esclave, et inversement, ce système à bascule comprenant : - une première extrémité reliée à la ligne intermédiaire maître, - une seconde extrémité reliée à la ligne intermédiaire esclave, et - un pivot intermédiaire situé entre les première et seconde extrémités et définissant un axe de bascule du système qui est perpendiculaire à un plan passant par les axes de rotation des lignes intermédiaires. Le problème des réducteurs à lignes intermédiaires de la technique antérieure est lié à leur hyperstatisme lié aux nombres de contacts. Le système à bascule du réducteur selon l’invention permet de résoudre ce problème ainsi que ceux énoncés plus haut. Il n’y a pas de jeu, en particulier en direction circonférentielle, entre la ligne intermédiaire maître et la ligne d’entrée, au niveau de leur engrènement. L’effort d’engrènement peut donc se transmettre entre le pignon d’entrée et le pignon de la ligne intermédiaire maître. Puisqu’au moins une des dentures de ces pignons sont hélicoïdales, un effort axial est généré par l’engrènement. Par contre, un jeu, en particulier en direction circonférentielle, est présent entre la ligne intermédiaire esclave et la ligne d’entrée, au niveau de leur engrènement. L’effort axial créé par l’engrènement entre la ligne intermédiaire maître et la ligne d’entrée génère un déplacement axial la ligne intermédiaire maître. Ce déplacement fait basculer le système à bascule qui vient répercuter le déplacement de la ligne intermédiaire maître sur la ligne intermédiaire esclave. La ligne intermédiaire esclave se déplace alors dans le sens opposé à la ligne intermédiaire maître. Le déplacement de la ligne intermédiaire esclave fini par fermer le jeu entre cette ligne et le pignon d’entrée, au niveau de leur engrènement. Le contact entre leurs dentures vient se créer jusqu’à trouver un équilibre entre l’effort d’engrènement de la ligne intermédiaire maître et l’effort d’engrènement de la ligne intermédiaire esclave. C’est cet équilibre entre les deux efforts d’engrènement qui assure une bonne répartition des charges entre les deux lignes intermédiaires. Le système à bascule assure ainsi un lien mécanique permanant entre les deux lignes intermédiaires. Si le sens des efforts s’inverse, le sens de déplacement des lignes intermédiaires s’inverse mais la répartition de charge reste toujours présente. Cela est également vrai pour une inversion du sens du couple. Selon l’invention, il y a trois configurations possibles concernant les dentures des pignons d’entrée et des premiers pignons des lignes intermédiaires. Dans la première configuration, toutes ces dentures sont hélicoïdales. Dans une seconde configuration, la denture du pignon d’entrée est hélicoïdale et les dentures des premiers pignons des lignes intermédiaires sont droites. Dans une troisième configuration, la denture du pignon d’entrée est droite et les dentures des premiers pignons des lignes intermédiaires sont hélicoïdales. 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 : - la première extrémité du système à bascule est articulée sur la ligne intermédiaire maître, et la seconde extrémité du système à bascule est articulée sur la ligne intermédiaire esclave, - la première extrémité du système à bascule est engrenée sur la ligne intermédiaire maître, et la seconde extrémité du système à bascule est engrenée sur la ligne intermédiaire esclave, - le système à bascule comprend un palonnier monobloc, ledit pivot étant situé à égale distance desdites première et seconde extrémités de ce palonnier, - le palonnier comprend à chacune de ses extrémités une portion de couronne dentée qui est engrenée avec une portion rectiligne crantée de la ligne intermédiaire correspondante, - chacune des lignes intermédiaires comprend deux surfaces cylindriques de guidage en rotation et en translation, qui sont alignées sur ledit axe, - le second pignon de chacune des lignes intermédiaires est à denture hélicoïdale et coopère avec une denture hélicoïdale du pignon de sortie, et - le réducteur comprend un carter dans lequel sont montées les lignes d’entrée, de sortie et intermédiaires, ainsi que le système à bascule, ce carter comportant des surfaces ou organes de guidage de ces lignes et du pivot intermédiaire du système à bascule. La présente invention concerne également une turbomachine 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 très schématique d’un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, vu de côté, la est une vue schématique d’un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission, vu de dessus, la est une vue schématique d’un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission selon un mode de réalisation de l’invention, vu de dessus, la est une vue similaire à celle de la et illustre une première position du réducteur lors d’une première phase de fonctionnement, la est une vue similaire à celle de la et illustre une deuxième position du réducteur lors d’une deuxième phase de fonctionnement, la est une vue similaire à celle de la et illustre une deuxième position du réducteur lors d’une deuxième phase de fonctionnement, la est une vue schématique en perspective d’un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission selon une variante de réalisation de l’invention, et la est une vue schématique en perspective et avec arrachement partiel d’un réducteur de vitesse à deux lignes intermédiaires de transmission selon une variante de réalisation de l’invention. Réducteur de vitesse (10) à deux lignes intermédiaires de transmission (16), en particulier pour une turbomachine d’aéronef, ce réducteur comprenant : - une ligne d’entrée (12) comportant un pignon d’entrée (20), - une ligne de sortie (14) comportant un pignon de sortie (24), - deux lignes intermédiaires (16) parallèles configurées pour transmettre un couple de la ligne d’entrée (12) à la ligne de sortie (14), chacune de ces lignes intermédiaires (16) comportant un premier pignon (26) engrené avec le pignon d’entrée (20) et un second pignon (28) engrené avec le pignon de sortie (24), chacune de ces lignes intermédiaires (16) étant mobile en translation le long de son axe de rotation (C), au moins un parmi le pignon d’entrée (20) de la ligne d’entrée (12) et le premier pignon (26) de chacune des lignes intermédiaires (16) ayant une denture hélicoïdale, caractérisé en ce que l’une des lignes intermédiaires (16), appelée ligne intermédiaire maître (16a), a la denture de son premier pignon (26) qui est engrenée sans jeu avec la denture du pignon d’entrée (20), et l’autre des lignes intermédiaires (16), appelée ligne intermédiaire esclave (16b), qui est engrenée avec jeu (δ) avec la denture du pignon d’entrée (20), et en ce qu’il comprend en outre un système à bascule (30) qui s’étend transversalement entre les lignes intermédiaires (16) et qui est configuré pour transmettre un effort axial depuis la ligne intermédiaire maître (16a) jusqu’à la ligne intermédiaire esclave (16b), et inversement, ce système à bascule (30) comprenant : - une première extrémité (32) reliée à la ligne intermédiaire maître (16a), - une seconde extrémité (34) reliée à la ligne intermédiaire esclave (16b), et - un pivot intermédiaire (36) situé entre les première et seconde extrémités (32, 34) et définissant un axe (D) de bascule du système (30) qui est perpendiculaire à un plan (P) passant par les axes (C) de rotation des lignes intermédiaires (16). Réducteur (10) selon la revendication 1, dans lequel la première extrémité (32) du système à bascule (30) est articulée sur la ligne intermédiaire maître (16a), et la seconde extrémité (34) du système à bascule (30) est articulée sur la ligne intermédiaire esclave (16b). Réducteur (10) selon la revendication 1, dans lequel la première extrémité (32) du système à bascule (30) est engrenée sur la ligne intermédiaire maître (16a), et la seconde extrémité (34) du système à bascule (30) est engrenée sur la ligne intermédiaire esclave (16b). Réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le système à bascule (30) comprend un palonnier monobloc, ledit pivot (38) étant situé à égale distance desdites première et seconde extrémités (32, 34) de ce palonnier. Réducteur (10) selon la revendication 4, en dépendance de la revendication 3, dans lequel le palonnier comprend à chacune de ses extrémités (32, 34) une portion (38) de couronne dentée qui est engrenée avec une portion rectiligne (16c) crantée de la ligne intermédiaire (16) correspondante. Réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacune des lignes intermédiaires (16) comprend deux surfaces cylindriques (16d, 16e) de guidage en rotation et en translation, qui sont alignées sur ledit axe (C). Réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le second pignon (28) de chacune des lignes intermédiaires (16) est à denture hélicoïdale et coopère avec une denture hélicoïdale du pignon de sortie (24). Réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend un carter (40) dans lequel sont montées les lignes d’entrée (12), de sortie (14) et intermédiaires (16), ainsi que le système à bascule (30), ce carter (40) comportant des surfaces ou organes de guidage de ces lignes et du pivot intermédiaire (36) du système à bascule (30). Turbomachine d’aéronef, comportant un réducteur (10) selon l’une des revendications précédentes.