Brevet FR3157497A1 — publié le 20250627

L’invention concerne une boîte de transmission de puissance dont le palier (9) comprend un organe menant (10) et un organe mené (11) présentant chacun deux pistes de roulement (10a, 10b ; 11a, 11b) formant deux chemins (12, 13) dans chacun desquels une rangée (14, 15) de corps roulants sphériques (16) est disposée, les rangées (14, 15) étant disposées en regard d’une portion amont (10a1, 10b1) – respectivement aval (11a2, 11b2) – des pistes menantes (10a, 10b) – respectivement menées (11a, 11b) –, l’organe menant (10) comprenant une bague menante (17) et l’organe mené (11) comprenant deux bagues menées (18, 19) sur chacune desquelles est formée une portion (11a4, 11a2) de la première piste (11a), les taux d’osculation de la portion amont (10a1) et de la portion aval (11a2) sont chacun compris entre 0,51 et 0,57, la somme des taux d’osculation de la portion amont (10b1) et de la portion aval (11b2) étant inférieure à la somme des taux d’osculation de la portion amont (10a1) et de la portion aval (11a2). Figure 3 Boîte de transmission de puissance L’invention concerne une boîte de transmission de puissance comprenant un ensemble destiné à être entrainé en rotation par un pignon de transmission, ledit ensemble comprenant un rotor portant en rotation une unité à géométrie variable. Elle s’applique notamment aux boîtes de transmission de puissance à un rotor de giravion portant des pales à pas variable, tel un rotor arrière d’hélicoptère. Pour pouvoir régler le pas des pales, la boîte comprend une tige de commande qui est actionnée en translation, ladite tige étant reliée à un arbre de commande au moyen d’un palier à roulement pour transformer une translation de ladite tige en une modification du pas des pales. Compte tenu des fortes sollicitations axiales auxquelles le palier à roulement est soumis, le document EP-3 587 845 décrit l’utilisation d’un palier comprenant deux rangées de billes à contact oblique qui sont montées pour qu’en cas de dégradation de l’un, l’autre reste opérationnel afin de sécuriser la fonction de commande du pas des pales. Pour limiter la complexité de montage du palier selon cet art antérieur, le document EP-4 166 803 prévoit une conception de palier comprenant deux rangées de billes à contact oblique dans respectivement un chemin de roulement, dans laquelle un jeu est formé entre les pistes desdits chemins et lesdites rangées, lesdits jeux étant agencés pour que les efforts axiaux dans un sens soient transmis exclusivement au travers d’un desdits chemins et que, en cas de dégradation dudit chemin, la transmission desdits efforts axiaux soit transférée à l’autre chemin. L’invention a pour but de perfectionner l’art antérieur en proposant notamment une boîte de transmission comprenant deux rangées de billes à contact oblique dans respectivement un chemin de roulement, dans laquelle la conception desdits chemins est améliorée pour sécuriser le transfert de la charge axiale d’un chemin dégradé vers l’autre chemin, et ce dans un palier dont la fabrication et l’assemblage sont facilités. A cet effet, l’invention propose une boîte de transmission de puissance comprenant un ensemble destiné à être entrainé en rotation par un pignon de transmission, ledit ensemble comprenant un rotor portant en rotation une unité à géométrie variable, ladite boîte comprenant une tige de commande d’un mécanisme de réglage de la géométrie de ladite unité, ladite tige étant actionnée en translation et ledit mécanisme comprenant un arbre de commande relié à ladite tige au moyen d’un palier à roulement, ledit mécanisme étant agencé pour transformer une translation de ladite tige en une modification de la géométrie de l’unité, ledit palier comprenant un organe menant solidaire en rotation de la tige et un organe mené solidaire en rotation de l’arbre de commande, chacun desdits organes présentant deux pistes de roulement espacées axialement en formant avec les pistes de l’autre organe deux chemins de roulement dans chacun desquels une rangée de corps roulants sphériques est disposée pour guider la rotation relative desdits organes, les rangées de corps roulants sphériques étant disposées en regard d’une portion amont – respectivement aval – des pistes de roulement menantes – respectivement menées – suivant une ligne de charge directe pour transmettre l’effort de translation dans un sens principal s’étendant depuis une première vers une deuxième desdites rangées, l’organe menant comprenant une bague menante sur laquelle est formée la première piste de roulement menante et l’organe mené comprenant deux bagues menées sur chacune desquelles est formée une portion de la première piste de roulement menée, lesdites bagues menées étant accolées axialement pour former ladite première piste de roulement menée, les taux d’osculation de la portion amont de la première piste menante et de la portion aval de la première piste menée étant chacun compris entre 0,51 et 0,57, la somme des taux d’osculation de la portion amont de la deuxième piste menante et de la portion aval de la deuxième piste menée étant inférieure à la somme des taux d’osculation de la portion amont de la première piste menante et de la portion aval de la première piste menée. D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : FIG. 1 représente schématiquement une coupe longitudinale d’une boîte de transmission selon un mode de réalisation de l’invention ; FIG. 2 , FIG. 3 et FIG. 4 représentent chacune en coupe longitudinale un côté d’un palier à roulement pour une boîte de transmission, selon respectivement un mode de réalisation de l’invention. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous une boîte de transmission de puissance comprenant un ensemble destiné à être entrainé en rotation par un pignon de transmission 1, ledit ensemble comprenant un rotor 2 portant en rotation une unité 3 à géométrie variable. Selon une application envisagée, la boîte permet une transmission de puissance à un rotor 2 de giravion portant des pales 3a à pas variable, tel un rotor arrière 2 d’hélicoptère. La FIG. 1 schématise un rotor 2 équipé d’une denture externe 4 pour son entrainement en rotation par le pignon de transmission 1, ledit rotor étant supporté suivant un axe de rotation A par un ensemble de paliers 5, les pales 3a étant montées suivant un pas angulaire variable sur ledit rotor. La boîte comprend une tige 6 de commande d’un mécanisme 7 de réglage de la géométrie de l’unité 3 à géométrie variable, ladite tige étant actionnée en translation suivant l’axe A pour, dans l’application envisagée, commander le pas des pales 3a du rotor arrière 2, notamment à une valeur adaptée pour fournir une poussée qui équilibre le couple de réaction du rotor principal de l’hélicoptère. Le mécanisme 7 de réglage comprend un arbre 8 de commande qui est relié à la tige 6 au moyen d’un palier à roulement 9, ledit mécanisme étant agencé pour transformer une translation de ladite tige suivant l’axe de rotation A en une modification de la géométrie de l’unité 3. La FIG. 1 schématise le palier 9 et une liaison 7a entre l’arbre 8 de commande et les pales 3a pour qu’une translation dudit arbre induise une rotation desdites pales sur le rotor 2. Le palier 9 comprend un organe menant 10 solidaire en rotation de la tige 6 de commande et un organe mené 11 solidaire en rotation de l’arbre 8 de commande. Sur les figures, l’organe menant 10 est extérieur, l’organe mené 11 étant intérieur. Toutefois, en fonction de la structure de la boîte de transmission, la configuration inverse peut être envisagée. Chacun des organes 10, 11 présente deux pistes 10a, 10b ; 11a, 11b de roulement espacées axialement en formant avec les pistes 11a, 11b ; 10a, 10b de l’autre organe 11, 10 deux chemins 12, 13 de roulement dans chacun desquels une rangée 14, 15 de corps roulants sphériques 16 est disposée pour guider la rotation relative desdits organes autour de l’axe A. Dans la description, les termes de positionnement dans l’espace sont pris en relation avec l’axe de rotation A du palier 9 qui est confondu avec l’axe de translation des tige 6 et arbre 8 de commande. Notamment, les termes « intérieur » et « extérieur » s’entendent pour une localisation respectivement proche et éloignée de l’axe A. Les rangées 14, 15 de corps roulants sphériques 16 sont à contact oblique dans les chemins 12, 13 de roulement en étant disposées en regard d’une portion amont 10a1, 10b1 – respectivement aval 11a2, 11b2 – des pistes de roulement menantes 10a, 10b – respectivement menées 11a, 11b – suivant une ligne de charge directe La pour transmettre l’effort de translation dans un sens principal S1 s’étendant depuis une première 14 vers une deuxième 15 desdites rangées. Dans la description, les termes « amont » ; « aval » ; « premier » et « deuxième » sont définis par rapport au sens principal S1 d’application d’un effort de commande par la tige 6 sur l’arbre 8, à savoir de gauche à droite sur les figures. L’organe menant 10 comprend une bague menante 17 sur laquelle est formée la première piste 10a de roulement menante, l’organe mené 11 comprenant deux bagues menées 18, 19 sur chacune desquelles est formée une portion amont 11a4 et la portion aval 11a2 de la première piste 11a de roulement menée. Les bagues menées 18, 19 sont accolées axialement pour former la première piste 11a de roulement menée, notamment en étant maintenues axialement au moyen d’une bague de liaison. Chacune des portions 10a1, 10b1, 11a2, 11b2 de pistes 10a, 10b, 11a, 11b de roulement présente un taux d’osculation qui est le rapport du rayon de courbure de ladite portion sur le diamètre des corps roulants sphériques 16. Les taux d’osculation de la portion amont 10a1 de la première piste menante 10a et de la portion aval 11a2 de la première piste menée 11a sont chacun compris entre 0,51 et 0,57. En particulier, ces taux d’osculation augmentés par rapport à une valeur standard de 0,50 permettent de former un jeu B, C, notamment compris entre 0,1 et 0,5 mm et plus précisément entre 0,2 et 0,3 mm, entre la première rangée 14 de corps roulants 16 et chacune des portions 10a1, 11a2 de pistes 10a, 11a. En outre, la somme des taux d’osculation de la portion amont 10b1 de la deuxième piste menante 10b et de la portion aval 11b2 de la deuxième piste menée 11b est inférieure à la somme des taux d’osculation de la portion amont 10a1 de la première piste menante 10a et de la portion aval 11a2 de la première piste menée 11a. Ainsi, l’effort de commande dans le sens principal S1 s’applique sur la bague menante 17 pour être transmis à l’organe mené 11 uniquement par la deuxième rangée 15 de corps roulants sphériques 16, dans la mesure où un jeu B, C est formé entre les corps roulants 16 et chacune des pistes 10a, 11a du premier chemin 12 de roulement. Par ailleurs, en cas de dégradation du deuxième chemin 13 de roulement, notamment sur un jeu supérieur à la somme des jeux B, C du premier chemin 12 de roulement, les corps roulants 16 viennent en contact sur ledit premier chemin pour transmettre l’effort dans le sens principal S1 au travers de la première rangée 14 de corps roulants 16. Selon une réalisation, le taux d’osculation de la portion aval 11b2 de la deuxième piste menée 11b et/ou le taux d’osculation de la portion amont 10b1 de la deuxième piste menante 10b sont inférieurs à 0,51, notamment en étant chacun de l’ordre de 0,50 qui correspond à un taux d’osculation standard pour un palier à billes à contact oblique. De façon avantageuse, au moins l’un parmi le taux d’osculation de la portion amont 10a1 de la première piste menante 10a et le taux d’osculation de la portion aval 11a2 de la première piste menée 11a est compris entre 0,53 et 0,54. En particulier, le taux d’osculation de la portion amont 10a1 de la première piste menante 10a est sensiblement égal au taux d’osculation de la portion aval 11a2 de la première piste menée 11a, par exemple en étant de 0,538 pour former chacun un jeu B, C de l’ordre de 0,3 mm pour chacune desdites pistes. En relation avec la FIG. 2 , l’organe menant 10 comprend une unique bague 17 sur laquelle sont formées les première 10a et deuxième 10b pistes de roulement menantes. De façon avantageuse relativement à l’assemblage du palier 9, la deuxième piste menante 10b s’étend entre deux bords respectivement avant 20 et arrière 21 suivant le sens principal S1, ledit bord arrière étant inscrit dans un diamètre qui est supérieur au diamètre dans lequel ledit bord avant est inscrit. En particulier, la deuxième piste menante 10b présente un diamètre maximal Dmax, le bord arrière 21 étant inscrit dans un diamètre qui est supérieur à 90% dudit diamètre maximal. De même, l’organe mené 11 selon la FIG. 2 comprend une troisième bague menée 22 sur laquelle est formée la deuxième piste de roulement menée 11b, ladite deuxième piste menée s’étendant entre deux bords respectivement avant 23 et arrière 24 suivant le sens principal S1, ledit bord avant étant inscrit dans un diamètre qui est inférieur au diamètre dans lequel ledit bord arrière est inscrit. En particulier, la deuxième piste menée 11b présente un diamètre minimal Dmin, le bord avant 23 étant inscrit dans un diamètre qui est inférieur à 110 % dudit diamètre minimal. En relation avec les figures 3 et 4, le palier à roulement 9 permet la transmission d’un effort de translation dans un sens inverse S2 s’étendant depuis la deuxième 15 vers la première 14 rangée de corps roulants 16. Ainsi, en fonction du sens S1, S2 de translation de la tige 6, le mécanisme de réglage 7 peut ajuster le pas dans respectivement une direction. En particulier, l’organe menant 10 représenté sur ces figures 3 et 4 comprend deux bagues 25, 26 sur lesquelles respectivement la première 10a et la deuxième 10b pistes de roulement menantes sont formées, lesdites bagues étant accolées axialement pour former l’organe menant 10. Par ailleurs, l’organe mené 11 comprend deux bagues menées 27, 28 sur chacune desquelles est formée une portion amont 11b4 et la portion aval 11b2 de la deuxième piste de roulement menée 11b, lesdites bagues menées étant accolées axialement pour former ladite deuxième piste de roulement menée. Plus précisément, l’organe mené 11 selon la FIG. 3 comprend deux bagues latérales 18, 28 accolées axialement de part et d’autre d’une bague centrale 27, 19, lesdites bagues latérales portant respectivement la portion amont 11a4 de la première piste de roulement menée 11a et la portion aval 11b2 de la deuxième piste de roulement menée 11b, les portions aval 11a2 de ladite première piste et amont 11b4 de ladite deuxième piste étant formées de part et d’autre de la bague centrale 27, 19. Sur la FIG. 4 , l’organe mené 11 comprend deux bagues centrales 19, 27 accolées axialement, les portions aval 11a2 de la première piste menée 11a et amont 11b4 de la deuxième piste menée 11b étant formées de part et d’autre sur respectivement une desdites bagues centrales, l’organe mené 11 comprenant en outre deux bagues latérales 18, 28 accolées axialement respectivement de part et d’autre d’une desdites bagues centrales, lesdites bagues latérales portant respectivement la portion amont 11a4 de la première piste de roulement menée 11a et la portion aval 11b2 de la deuxième piste de roulement menée 11b. En relation avec les figures 3 et 4, les rangées 14, 15 de corps roulants sphériques 16 sont disposées en regard d’une portion aval 10a3, 10b3 – respectivement amont 11a4, 11b4 – des pistes de roulement menantes 10a, 10b – respectivement menées 11a, 11b – suivant une ligne de charge indirecte Lb pour transmettre l’effort de translation dans le sens inverse S2. Les taux d’osculation de la portion aval 10b3 de la deuxième piste menante 10b et de la portion amont 11b4 de la deuxième piste menée 11b sont chacun compris entre 0,51 et 0,57, la somme des taux d’osculation de la portion aval 10a3 de la première piste menante 10a et de la portion amont 11a4 de la première piste menée 11a étant inférieure à la somme des taux d’osculation de la portion aval 10b3 de la deuxième piste menante 10b et de la portion amont 11b4 de la deuxième piste menée 11b. Ainsi, symétriquement au sens direct S1, l’effort de commande dans le sens inverse S2 s’applique sur l’organe menant 10 pour être transmis à l’organe mené 11 uniquement par la première rangée 14 de corps roulants sphériques 16, dans la mesure où un jeu B’, C’ est formé entre les corps roulants 16 et chacune des pistes 10b, 11b du deuxième chemin 13 de roulement. Et, en cas de dégradation du premier chemin de roulement 12, notamment sur un jeu supérieur à la somme des jeux B’, C’ du deuxième chemin de roulement 13, les corps roulants 16 viennent en contact sur ledit deuxième chemin pour transmettre l’effort dans le sens inverse S2 au travers de la deuxième rangée 15 de corps roulants 16. De façon avantageuse, la portion aval 11a2 de la première piste menée 11a et la portion amont 11b4 de la deuxième piste menée 11b présentent un même taux d’osculation. De même, la portion amont 11a4 de la première piste menée 11a et la portion aval 11b2 de la deuxième piste menée 11b présentent un même taux d’osculation. De même, on peut prévoir une symétrie entre les premier 12 et deuxième 13 chemins de roulement avec des première 10a et deuxième 10b pistes menantes présentant un même taux d’osculation. Boîte de transmission de puissance comprenant un ensemble destiné à être entrainé en rotation par un pignon de transmission (1), ledit ensemble comprenant un rotor (2) portant en rotation une unité (3) à géométrie variable, ladite boîte comprenant une tige (6) de commande d’un mécanisme (7) de réglage de la géométrie de ladite unité, ladite tige étant actionnée en translation et ledit mécanisme comprenant un arbre (8) de commande relié à ladite tige au moyen d’un palier à roulement (9), ledit mécanisme étant agencé pour transformer une translation de ladite tige en une modification de la géométrie de l’unité (3), ledit palier comprenant un organe menant (10) solidaire en rotation de la tige (6) et un organe mené (11) solidaire en rotation de l’arbre de commande (8), chacun desdits organes présentant deux pistes de roulement (10a, 10b ; 11a, 11b) espacées axialement en formant avec les pistes (11a, 11b ; 10a, 10b) de l’autre organe (11, 10) deux chemins (12, 13) de roulement dans chacun desquels une rangée (14, 15) de corps roulants sphériques (16) est disposée pour guider la rotation relative desdits organes, les rangées (14, 15) de corps roulants sphériques (16) étant disposées en regard d’une portion amont (10a1, 10b1) – respectivement aval (11a2, 11b2) – des pistes de roulement menantes (10a, 10b) – respectivement menées (11a, 11b) – suivant une ligne de charge directe (La) pour transmettre l’effort de translation dans un sens principal (S1) s’étendant depuis une première (14) vers une deuxième (15) desdites rangées, l’organe menant (10) comprenant une bague menante (17) sur laquelle est formée la première piste de roulement menante (10a) et l’organe mené (11) comprenant deux bagues menées (18, 19) sur chacune desquelles est formée une portion (11a4, 11a2) de la première piste de roulement menée (11a), lesdites bagues menées étant accolées axialement pour former ladite première piste de roulement menée, ladite boîte de transmission étant caractérisée en ce que les taux d’osculation de la portion amont (10a1) de la première piste menante (10a) et de la portion aval (11a2) de la première piste menée (11a) sont chacun compris entre 0,51 et 0,57, la somme des taux d’osculation de la portion amont (10b1) de la deuxième piste menante (10b) et de la portion aval (11b2) de la deuxième piste menée (11b) étant inférieure à la somme des taux d’osculation de la portion amont (10a1) de la première piste menante (10a) et de la portion aval (11a2) de la première piste menée (11a). Boîte de transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le taux d’osculation de la portion aval (11b2) de la deuxième piste menée (11b) et/ou le taux d’osculation de la portion amont (10b1) de la deuxième piste menante (10b) sont inférieurs à 0,51. Boîte de transmission selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu’au moins l’un parmi le taux d’osculation de la portion amont (10a1) de la première piste menante (10a) et le taux d’osculation de la portion aval (11a2) de la première piste menée (11a) est compris entre 0,53 et 0,54. Boîte de transmission selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le taux d’osculation de la portion amont (10a1) de la première piste menante (10a) est sensiblement égal au taux d’osculation de la portion aval (11a2) de la première piste menée (11a). Boîte de transmission selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l’organe menant (10) comprend une unique bague (17) sur laquelle sont formées les première (10a) et deuxième (10b) pistes de roulement menantes, ladite deuxième piste menante s’étendant entre deux bords respectivement avant (20) et arrière (21) suivant le sens principal (S1), ledit bord arrière étant inscrit dans un diamètre qui est supérieur au diamètre dans lequel ledit bord avant est inscrit. Boîte de transmission selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l’organe menant (10) comprend deux bagues (25, 26) sur lesquelles respectivement la première (10a) et la deuxième (10b) pistes de roulement menantes sont formées, lesdites bagues étant accolées axialement pour former l’organe menant (10). Boîte de transmission selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l’organe mené (11) comprend une troisième bague menée (22) sur laquelle est formée la deuxième piste de roulement menée (11b), ladite deuxième piste menée s’étendant entre deux bords respectivement avant (23) et arrière (24) suivant le sens principal (S1), ledit bord avant étant inscrit dans un diamètre qui est inférieur au diamètre dans lequel ledit bord arrière est inscrit. Boîte de transmission selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l’organe mené (11) comprend deux bagues menées (27, 28) sur chacune desquelles est formée une portion respectivement amont (11b4) et aval (11b2) de la deuxième piste de roulement menée (11b), lesdites bagues menées étant accolées axialement pour former ladite deuxième piste de roulement menée. Boîte de transmission selon la revendication 8, caractérisée en ce que l’organe mené (11) comprend deux bagues latérales (18, 28) accolées axialement de part et d’autre d’une bague centrale (27), lesdites bagues latérales portant respectivement la portion amont (11a4) de la première piste de roulement menée (11a) et la portion aval (11b2) de la deuxième piste de roulement menée (11b), les portions aval (11a2) de ladite première piste et amont (11b4) de ladite deuxième piste étant formées de part et d’autre de la bague centrale (27). Boîte de transmission selon la revendication 8, caractérisée en ce que l’organe mené (11) comprend deux bagues centrales (19, 27) accolées axialement, les portions aval (11a2) de la première piste menée (11a) et amont (11b4) de la deuxième piste menée (11b) étant formées de part et d’autre sur respectivement une desdites bagues centrales, l’organe mené (11) comprenant en outre deux bagues latérales (18, 28) accolées axialement respectivement de part et d’autre d’une desdites bagues centrales, lesdites bagues latérales portant respectivement la portion amont (11a4) de la première piste de roulement menée (11a) et la portion aval (11b2) de la deuxième piste de roulement menée (11b). Boîte de transmission selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les rangées (14, 15) de corps roulants sphériques (16) sont disposées en regard d’une portion aval (10a3, 10b3) – respectivement amont (11a4, 11b4) – des pistes de roulement menantes (10a, 10b) – respectivement menées (11a, 11b) – suivant une ligne de charge indirecte (Lb) pour transmettre l’effort de translation dans un sens inverse (S2) s’étendant depuis la deuxième (15) vers la première (14) desdites rangées, les taux d’osculation de la portion aval (10b3) de la deuxième piste menante (10b) et de la portion amont (11b4) de la deuxième piste menée (11b) sont chacun compris entre 0,51 et 0,57, la somme des taux d’osculation de la portion aval (10a3) de la première piste menante (10a) et de la portion amont (11a4) de la première piste menée (11a) étant inférieure à la somme des taux d’osculation de la portion aval (10b3) de la deuxième piste menante (10b) et de la portion amont (11b4) de la deuxième piste menée (11b). Boîte de transmission selon la revendication 11, caractérisé en ce que la portion aval (11a2) de la première piste menée (11a) et la portion amont (11b4) de la deuxième piste menée (11b) présentent un même taux d’osculation. Boîte de transmission selon l’une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la portion amont (11a4) de la première piste menée (11a) et la portion aval (11b2) de la deuxième piste menée présentent un même taux d’osculation. Boîte de transmission selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les première (10a) et deuxième (10b) pistes menantes présentent un même taux d’osculation.