Brevet FR3162812A1 — publié le 20251205

Mécanisme (26) d’une turbomachine (2) comprenant une liaison dentée (25) comportant un premier couple (27) de roues dentées (27a, 27b) et un second couple (28, 29) de roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b), l’une des roues dentées du premier couple (27) et l’une des roues dentées du second couple (28, 29) étant liées en rotation avec un arbre primaire (30), les autres roues dentées des premier et second couples (27-29) étant liées en rotation avec un arbre secondaire (31), la liaison dentée (25) étant configurée pour occuper les positions suivantes : - une première position dans laquelle les roues dentées du premier couple (27) sont engrenées et les roues dentées du second couple (28, 29) sont désengrenées ; - une seconde position dans laquelle les roues dentées du premier couple (27) sont désengrenées et les roues dentées du second couple (28, 29) sont engrenées. Figure pour l'abrégé : Figure 4 MECANISME D’UNE TURBOMACHINE COMPRENANT UNE LIAISON DENTEE Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un mécanisme d’une turbomachine comprenant une liaison dentée, ainsi qu’à un procédé de changement du rapport de transmission de la liaison dentée d’un tel mécanisme. Arrière-plan technique Une turbomachine comprend généralement divers mécanismes de transmission à engrenages (ou train d’engrenages) qui permettent de transmettre (de façon réversible ou non) une puissance mécanique prélevée sur un ou plusieurs dispositifs moteurs à un ou plusieurs dispositifs récepteurs. Typiquement, un tel mécanisme à engrenages se retrouve dans un boitier d’accessoires, et permet de transmettre la puissance prélevée sur le moteur de la turbomachine aux différents accessoires (pompes, machines électriques, déshuileur, etc.) de la turbomachine, ou inversement. Les motoristes constatent aujourd’hui qu’un mécanisme à engrenages est dédié à des dispositifs moteurs et récepteurs, et que le changement de l’un de ces dispositifs entraine généralement la conception d’un nouveau mécanisme dans lequel les roues dentées sont changées ainsi que la structure associée (et notamment les supports des roues dentées). Ce manque de souplesse (ou flexibilité) n’est pas compatible avec les besoins d’aujourd’hui, et notamment les architectures hybrides électriques qui évoluent rapidement du fait de leurs nombreux avantages (réduction des émissions polluantes et sonores, et augmentation de la sécurité). A titre d’exemple, les évolutions précitées peuvent concerner les architectures en elles-mêmes, ou bien les accessoires associés, à savoir par exemple le remplacement d’accessoires non électriques par des versions électriques plus évoluées techniquement. Aujourd’hui, les motoristes cherchent donc à développer un mécanisme évolutif qui puisse être adapté aisément et rapidement aux dispositifs moteurs et récepteurs auxquels il est associé. L’objectif de la présente invention est donc d’apporter une solution simple, efficace et économique permettant de répondre à la problématique précitée. L’invention propose ainsi un mécanisme d’une turbomachine comprenant une liaison dentée comportant au moins un premier couple de roues dentées et un second couple de roues dentées, les premier et second couples présentant des rapports de transmission distincts, les roues dentées du premier couple ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, les roues dentées du second couple ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées des premier et second couples présentent un entraxe constant, l’une des roues dentées du premier couple et l’une des roues dentées du second couple étant liées en rotation avec un arbre primaire, les autres roues dentées des premier et second couples étant liées en rotation avec un arbre secondaire, les arbres primaire et secondaire étant parallèles l’un à l’autre, la liaison dentée étant configurée pour occuper les positions suivantes : - une première position dans laquelle au moins un premier élément est rapporté sur l’un des arbres afin de le positionner axialement, les roues dentées du premier couple étant engrenées et les roues dentées du second couple étant désengrenées ; - une seconde position dans laquelle au moins un second élément est rapporté sur l’un des arbres afin de le positionner axialement, les roues dentées du premier couple étant désengrenées et les roues dentées du second couple étant engrenées. Un tel mécanisme permet ainsi de changer le rapport de transmission de la liaison dentée sans impacter la structure du mécanisme (et notamment les supports des roues dentées) du fait que les différents couples de roues dentées présentent un entraxe constant. La conservation de l’entraxe constant est directement liée à la conservation du module et du nombre total de dents des différents couples de la liaison. Le rapport de transmission de chacune des liaisons dentées du mécanisme peut être changé quel que soit sa position dans la chaine cinématique. A titre d’exemple, désormais, le remplacement d’un dispositif récepteur (par exemple un accessoire) peut être réalisé en conservant la structure existante du mécanisme. En effet, un tel remplacement nécessite simplement de changer les roues dentées en prise de la liaison de sortie associée, afin que le nouveau dispositif récepteur puisse fonctionner dans la plage de fonctionnement souhaitée. En outre, de la même manière, le remplacement d’un dispositif moteur (par exemple le moteur de la turbomachine) peut être réalisé en conservant la structure existante du mécanisme. En effet, un tel remplacement nécessite simplement de changer les roues dentées en prise des différentes liaisons d’entrée qui mènent aux dispositifs récepteurs, afin que chaque dispositif récepteur conserve sa plage de fonctionnement souhaitée. Les premier et second éléments peuvent être des entretoises. Chaque entretoise peut être disposée axialement entre une paroi d’un support et l’une des roues dentées. La présente invention concerne également un boitier d’accessoires d’une turbomachine comprenant un mécanisme tel que décrit précédemment. La présente invention concerne aussi une turbomachine comprenant un mécanisme tel que décrit précédemment, ou un boitier d’accessoires tel que décrit précédemment. La présente invention concerne enfin un procédé de changement du rapport de transmission d’une liaison dentée d’un mécanisme d’une turbomachine, la liaison dentée comprenant un premier couple de roues dentées en prise l’une avec l’autre, les roues dentées du premier couple étant respectivement centrées sur des axes A, B, P, S parallèles l’un à l’autre, les roues dentées du premier couple ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, le procédé comprenant une étape consistant à changer le rapport de transmission de la liaison dentée en désengrenant les roues dentées du premier couple, et en engrenant des roues dentées d’un second couple, les roues dentées du second couple ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées des premier et second couples présentent un entraxe constant. Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - l’une des roues dentées du premier couple et l’une des roues dentées du second couple sont liées en rotation avec un arbre primaire, les autres roues dentées des premier et second couples étant liées en rotation avec un arbre secondaire, les arbres primaire et secondaire étant parallèles l’un à l’autre, la liaison dentée étant configurée pour occuper les positions suivantes : -- une première position dans laquelle au moins un premier élément est rapporté sur l’un des arbres afin de le positionner axialement, les roues dentées du premier couple étant engrenées et les roues dentées du second couple étant désengrenées ; -- une seconde position dans laquelle au moins un second élément est rapporté sur l’un des arbres afin de le positionner axialement, les roues dentées du premier couple étant désengrenées et les roues dentées du second couple étant engrenées ; l’étape du procédé comprenant les sous-étapes consistant à : -- retirer le premier élément de l’arbre correspondant ; -- rapporter le second élément sur l’arbre correspondant ; - les premier et second éléments sont des entretoises ; - chaque entretoise est disposée axialement entre une paroi d’un support et l’une des roues dentées. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 est une vue schématique d’un boitier d’accessoires se trouvant dans une configuration de référence ; FIG. 2 la FIG. 2 est une vue similaire à la FIG. 1 dans laquelle le boitier d’accessoires est configuré selon une première alternative ; FIG. 3 la FIG. 3 est une vue similaire aux figures 1 et 2 dans laquelle le boitier d’accessoires est configuré selon une seconde alternative ; FIG. 4 la FIG. 4 est une vue d’une liaison dentée d’un mécanisme selon l’invention, la liaison dentée occupant une première position ; FIG. 5 la FIG. 5 est une vue similaire à la FIG. 4 dans laquelle la liaison dentée occupe une seconde position. Description détaillée de l'invention Sur la FIG. 1 est représenté de façon schématique un boitier d’accessoires 1 d’une turbomachine 2. Le boitier d’accessoires 1 comprend ici trois accessoires 3-5 dont les rotors sont couplés en rotation avec le moteur 6 de la turbomachine 2 via un mécanisme à engrenages 7 (ou train d’engrenages). Les accessoires 3-5 sont par exemple des machines électriques (générateur/génératrice électrique, démarreur, etc.), des pompes (pompe à carburant, pompe à huile, etc.), déshuileur, etc. Plus précisément, tel qu’illustré sur la FIG. 1 , le rotor du premier accessoire 3 est couplé en rotation avec le moteur 6 via un premier engrenage 8 qui comprend une roue dentée motrice 8a (ou menante) et une roue dentée réceptrice 8b (ou menée). Les roues dentées motrice et réceptrice 8a, 8b sont respectivement mobiles en rotation autour d’un axe A et d’un axe B qui sont parallèles l’un à l’autre. Le rotor du second accessoire 4 est couplé en rotation avec le moteur 6 via un second engrenage 9 qui comprend une roue dentée motrice 9a et une roue dentée réceptrice 9b. Les roues dentées motrice et réceptrice 9a, 9b sont respectivement mobiles en rotation autour de l’axe A et d’un axe C qui est parallèle aux axes A et B. Les roues motrices 8a, 9a des premier et second engrenages 8, 9 sont ici portées par le même arbre 10. Le rotor du troisième accessoire 5 est couplé en rotation avec le moteur 6 via le second engrenage 9, et des troisième et quatrième engrenages 11, 12. Les différents engrenages 8, 9, 11, 12 du mécanisme 7 sont ici à contact extérieur. Dans la suite de la description, il sera présenté de façon générale un procédé de changement du rapport de transmission d’une liaison dentée 8 (par exemple formée par un engrenage) d’un mécanisme 7 de la turbomachine 2. En préambule, la liaison dentée 8 comprend un premier couple 8 de roues dentées 8a, 8b en prise l’une avec l’autre. Les roues dentées 8a, 8b du premier couple 8 sont respectivement centrées sur des axes A, B parallèles l’un à l’autre. Les roues dentées 8a, 8b du premier couple 8 ont un module m1 et un nombre total de dents Zt1. Selon l’invention, le procédé de changement du rapport de transmission de la liaison dentée 8 comprend une étape consistant à changer le rapport de transmission de la liaison dentée 8 en désengrenant les roues dentées 8a, 8b du premier couple 8, et en engrenant des roues dentées 14a, 14b, 16a, 16b d’un second couple 14, 16, les roues dentées 14a, 14b, 16a, 16b du second couple 14, 16 ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées 8a, 8b, 14a, 14b, 16a, 16b des premier et second couples 8, 14, 16 présentent un entraxe constant. Tel qu’indiqué ci-dessus, un tel procédé permet ainsi de changer le rapport de transmission d’une liaison dentée 8 du mécanisme 7 sans impacter la structure du mécanisme 7 (et notamment les supports des roues dentées) du fait que les différents couples 8, 14, 16 de roues dentées présentent un entraxe constant. La conservation de l’entraxe constant est directement liée à la conservation du module et du nombre total de dents des différents couples 8, 14, 16 de la liaison 8. Un tel procédé peut être appliqué à chacune des liaisons dentées du mécanisme quel que soit sa position dans la chaine cinématique. Le module d’une roue dentée est généralement une valeur normalisée qui correspond au quotient du diamètre primitif de la roue dentée par le nombre de dents. En outre, le nombre total de dents d’un couple de roues dentées correspond à la somme du nombre de dents des deux roues dentées de ce couple. Dans la suite de la description, il sera présenté des exemples d’application du procédé décrit ci-dessus au boitier d’accessoires 1 initialement décrit. Un premier exemple d’application est illustré sur la FIG. 2 , à savoir le changement ou remplacement du premier accessoire 3 par un nouvel accessoire 13 qui est distinct du premier accessoire 3 et qui présente une plage de fonctionnement différente de celle du premier accessoire 3. Cette différence de plage de fonctionnement implique un changement du rapport de transmission du premier engrenage 8 seul, les autres engrenages 9, 11, 12 n’étant pas modifiés afin de ne pas dérégler ou altérer le fonctionnement des autres accessoires 4, 5. Pour changer le rapport de transmission du premier engrenage 8 qui forme une liaison dentée, par application du procédé précédemment décrit, il est nécessaire de désengrener (ou désaccoupler) les roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8 et d’engrener (ou accoupler) un nouveau couple 14 de roues dentées 14a, 14b qui présente un rapport de transmission adapté au nouvel accessoire 13. Les roues dentées 14a, 14b du nouveau couple 14 ont un module qui est égal à celui des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8, et un nombre total de dents qui est égal au nombre total de dents des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8. Les roues dentées 14a, 14b du nouveau couple 14 ont ainsi un entraxe qui est égal à celui des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8, et autrement dit les roues dentées 14a, 14b du nouveau couple 14 sont respectivement mobiles en rotation autour des axes A et B. Un second exemple d’application est illustré sur la FIG. 3 , à savoir le changement ou remplacement du moteur d’origine 6 par un nouveau moteur 15 qui est distinct du moteur d’origine 6 et qui présente une plage de fonctionnement différente de celle du moteur d’origine 6. Cette différence de plage de fonctionnement implique un changement du rapport de transmission des engrenages d’entrée 8, 9 seuls, à savoir les premier et second engrenages 8, 9, afin que chaque accessoire 3-5 conserve sa plage de fonctionnement souhaitée. Pour changer le rapport de transmission du premier engrenage 8 qui forme une liaison dentée, par application du procédé précédemment décrit, il est nécessaire de désengrener les roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8 et d’engrener un nouveau couple 16 de roues dentées 16a, 16b qui présente un rapport de transmission adapté au nouveau moteur 15. Les roues dentées 16a, 16b du nouveau couple 16 ont un module qui est égal à celui des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8, et un nombre total de dents qui est égal au nombre total de dents des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8. Les roues dentées 16a, 16b du nouveau couple 16 ont ainsi un entraxe qui est égal à celui des roues dentées 8a, 8b du premier engrenage 8, et autrement dit les roues dentées 16a, 16b du nouveau couple 16 sont respectivement mobiles en rotation autour des axes A et B. Le même raisonnement s’applique pour changer le rapport de transmission du second engrenage 9, ainsi les roues dentées 9a, 9b du second engrenage 9 sont désengrenées et des roues dentées 17a, 17b d’un nouveau couple 17 sont engrenées. Dans la suite de la description, il sera présenté un mécanisme 26 comprenant une liaison dentée 25 dont le rapport de transmission peut être changé en accord avec le procédé précédemment décrit. Tel qu’illustré sur les figures 4 et 5, la liaison dentée 25 du mécanisme 26 comprend un premier couple 27 de roues dentées 27a, 27b, un second couple 28 de roues dentées 28a, 28b et un troisième couple 29 de roues dentées 29a, 29b. Les premier, second et troisième couples 27-29 présentent des rapports de transmission distincts. Plus précisément, le premier couple 27 comprend une roue dentée supérieure 27a et une roue dentée inférieure 27b. De la même manière, le second couple 28 comprend une roue dentée supérieure 28a et une roue dentée inférieure 28b. Et de la même manière, le troisième couple 29 comprend une roue dentée supérieure 29a et une roue dentée inférieure 29b. Les roues dentées 27a, 27b, 28a, 28b, 29a, 29b des premier, second et troisième couples 27-29 ont un module qui est égal. En outre, les roues dentées 27a, 27b, 28a, 28b, 29a, 29b des premier, second et troisième couples 27-29 ont un nombre total de dents qui est égal. Tel qu’illustré sur les figures 4 et 5, les roues dentées supérieures 27a, 28a, 29a des premier, second et troisième couples 27-29 sont liées en rotation avec un arbre primaire 30 qui est mobile en rotation autour d’un axe primaire P. Les roues dentées inférieures 27b, 28b, 29b des premier, second et troisième couples 27-29 sont liées en rotation avec un arbre secondaire 31 qui est mobile en rotation autour d’un axe secondaire S. Les arbres primaire et secondaire 30, 31 sont parallèles l’un à l’autre et portés par des parois amont et aval 32, 33 d’un support 34. Les roues dentées supérieure 27a, 28a, 29a (et de la même manière les roues dentées inférieures 27a, 28b, 29b) peuvent être liées en rotation avec l’arbre primaire 30 via des écrous. L’engrènement des différents couples 27-29 est ici à contact extérieur. Tel qu’illustré sur la FIG. 4 , la liaison dentée 25 peut occuper une première position dans laquelle une entretoise 35 est rapportée sur l’arbre primaire 30 afin de le positionner axialement dans une première position, les roues dentées 27a, 27b du premier couple 27 étant engrenées, et les roues dentées 28a, 28b, 29a, 29b des second et troisième couples 28, 29 étant désengrenées. L’entretoise 35 est disposée axialement entre la paroi amont 32 et la roue dentée supérieure 27a du premier couple 27. Tel qu’illustré sur la FIG. 5 , la liaison dentée 25 peut occuper une seconde position dans laquelle des entretoises 36a, 36b sont rapportées sur l’arbre primaire 30 afin de le positionner axialement dans une seconde position, les roues dentées 28a, 28b du second couple 28 étant engrenées, et les roues dentées 27a, 27b, 29a, 29b des premier et troisième couples 27, 29 étant désengrenées. Une première entretoise 36a est disposée axialement entre la paroi amont 32 et la roue dentée supérieure 27a du premier couple 27, et une seconde entretoise 36b est disposée axialement entre la paroi aval 33 et la roue dentée supérieure 29a du troisième couple 29. La liaison dentée 25 peut occuper une troisième position (non représentée) dans laquelle les roues dentées 29a, 29b du troisième couple 29 sont engrenées, les roues dentées 27a, 27b, 28a, 28b des premier et second couples 27, 28 étant désengrenées. Pour changer le rapport de transmission de la liaison dentée 25, et par exemple passer de la première position (les roues dentées 27a, 27b du premier couple 27 sont engrenées, FIG. 4 ) à la seconde position (les roues dentées 28a, 28b du second couple 28 sont engrenées, FIG. 5 ), l’étape du procédé décrit ci-dessus comprend ici les sous-étapes consistant à : - retirer l’entretoise 35 de l’arbre primaire 30 ; - rapporter les entretoises 36a, 36b sur l’arbre primaire 30. Mécanisme (26) d’une turbomachine (2) comprenant une liaison dentée (25) comportant au moins un premier couple (27) de roues dentées (27a, 27b) et un second couple (28, 29) de roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b), les premier et second couples (27-29) présentant des rapports de transmission distincts, les roues dentées (27a, 27b) du premier couple (27) ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, les roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b) du second couple (28, 29) ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées (27a, 27b, 28a, 28b, 29a, 29b) des premier et second couples (27-29) présentent un entraxe constant, l’une des roues dentées (27a, 27b) du premier couple (27) et l’une des roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b) du second couple (28, 29) étant liées en rotation avec un arbre primaire (30), les autres roues dentées des premier et second couples (27-29) étant liées en rotation avec un arbre secondaire (31), les arbres primaire et secondaire (30, 31) étant parallèles l’un à l’autre, la liaison dentée (25) étant configurée pour occuper les positions suivantes : - une première position dans laquelle au moins un premier élément (35) est rapporté sur l’un des arbres (30, 31) afin de le positionner axialement, les roues dentées (27a, 27b) du premier couple (27) étant engrenées et les roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b) du second couple (28, 29) étant désengrenées ; - une seconde position dans laquelle au moins un second élément (36a, 36b) est rapporté sur l’un des arbres (30, 31) afin de le positionner axialement, les roues dentées (27a, 27b) du premier couple (27) étant désengrenées et les roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b) du second couple (28, 29) étant engrenées. Mécanisme (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premier et second éléments (35, 36a, 36b) sont des entretoises (35, 36a, 36b). Mécanisme (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque entretoise (35, 36a, 36b) est disposée axialement entre une paroi (32, 33) d’un support (34) et l’une des roues dentées. Boitier d’accessoires (1) d’une turbomachine (2) comprenant un mécanisme (26) selon l’une des revendications précédentes. Turbomachine (2) comprenant un mécanisme (26) selon l’une des revendications 1 à 3, ou un boitier d’accessoires (1) selon la revendication précédente. Procédé de changement du rapport de transmission d’une liaison dentée (8, 25) d’un mécanisme (7, 26) d’une turbomachine (2), la liaison dentée (8, 25) comprenant un premier couple (8, 27) de roues dentées (8a, 8b, 27a, 27b) en prise l’une avec l’autre, les roues dentées (8a, 8b, 27a, 27b) du premier couple (8, 27) étant respectivement centrées sur des axes (A, B, P, S) parallèles l’un à l’autre, les roues dentées (8a, 8b, 27a, 27b) du premier couple (8, 27) ayant un module m1 et un nombre total de dents Zt1, le procédé comprenant une étape consistant à changer le rapport de transmission de la liaison dentée (8, 25) en désengrenant les roues dentées (8a, 8b, 27a, 27b) du premier couple (8, 27), et en engrenant des roues dentées (14a, 14b, 16a, 16b, 28a, 28b, 29a, 29b) d’un second couple (14, 16, 28, 29), les roues dentées (14a, 14b, 16a, 16b, 28a, 28b, 29a, 29b) du second couple (14, 16, 28, 29) ayant un module m2 qui est égal au module m1 et un nombre total de dents Zt2 qui est égal au nombre total de dents Zt1, de sorte que les roues dentées des premier et second couples (8, 14, 16, 27, 28, 29) présentent un entraxe constant. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’une des roues dentées (27a, 27b) du premier couple (27) et l’une des roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b) du second couple (28, 29) sont liées en rotation avec un arbre primaire (30), les autres roues dentées des premier et second couples (27-29) étant liées en rotation avec un arbre secondaire (31), les arbres primaire et secondaire (30, 31) étant parallèles l’un à l’autre, la liaison dentée (25) étant configurée pour occuper les positions suivantes : - une première position dans laquelle au moins un premier élément (35) est rapporté sur l’un des arbres (30, 31) afin de le positionner axialement, les roues dentées (27a, 27b) du premier couple (27) étant engrenées et les roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b) du second couple (28, 29) étant désengrenées ; - une seconde position dans laquelle au moins un second élément (36a, 36b) est rapporté sur l’un des arbres (30, 31) afin de le positionner axialement, les roues dentées (27a, 27b) du premier couple (27) étant désengrenées et les roues dentées (28a, 28b, 29a, 29b) du second couple (28, 29) étant engrenées ; l’étape du procédé comprenant les sous-étapes consistant à : - retirer le premier élément (35) de l’arbre (30, 31) correspondant ; - rapporter le second élément (36a, 36b) sur l’arbre (30, 31) correspondant. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premier et second éléments (35, 36a, 36b) sont des entretoises (35, 36a, 36b). Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque entretoise (35, 36a, 36b) est disposée axialement entre une paroi (32, 33) d’un support (34) et l’une des roues dentées.