FR3002980A1

FR3002980A1 - Groupe de lubrification pour une turbomachine

Info

Publication number: FR3002980A1
Application number: FR1352071A
Authority: FR
Inventors: Gabriel Karcher
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-09-12
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: FR3002980B1

Abstract

Groupe de lubrification (2) pour une turbomachine, comportant une pompe et un arbre (6) d'entraînement du rotor de la pompe qui est destiné à être relié par un réducteur (5) à une boîte d'engrenages (3) de la turbomachine, ce réducteur comportant un premier élément (11) solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement et destiné à être engrené avec un autre élément (16') de la boîte d'engrenages, caractérisé en ce que ledit premier élément est une couronne (11) à denture interne.

Description

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un groupe de lubrification pour une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. ETAT DE L'ART Typiquement, un groupe de lubrification de turbomachine comprend au moins une pompe et un arbre d'entraînement en rotation du rotor de la pompe, cet arbre d'entraînement étant relié à une boîte d'engrenages ou un boîtier de relais d'accessoires (par exemple du type AGB, acronyme de Accessory Gear Box). L'architecture de la boîte d'engrenages est telle qu'il n'est pas toujours possible d'avoir une vitesse de rotation optimale de l'arbre d'entraînement du groupe de lubrification. Par ailleurs, pour éviter des problèmes de cavitation dans la pompe du groupe de lubrification, une vitesse de rotation maximale de l'arbre du groupe est en général imposée. Il est ainsi nécessaire de monter un réducteur entre la boîte d'engrenages et l'arbre d'entraînement du groupe pour diminuer la vitesse de rotation de cet arbre. Dans la technique actuelle, la boîte d'engrenages comporte un pignon qui a une partie d'extrémité tubulaire comprenant des cannelures internes. Cette partie d'extrémité forme une partie femelle dans laquelle est engagée une partie mâle à cannelures externes d'un premier pignon du groupe de lubrification. Les cannelures coopèrent entre elles de façon à ce qu'une rotation du pignon de la boîte entraîne une rotation du premier pignon du groupe, ce premier pignon entraînant à son tour un second pignon solidaire de l'arbre d'entraînement du groupe de lubrification. Cependant, cette technologie présente des inconvénients. Les pignons coopèrent entre eux par l'intermédiaire de dentures externes. La distance entre les axes de rotation des pignons est relativement importante, ce qui augmente l'encombrement du système formé par le groupe et la boîte et peut poser des problèmes d'intégration dans la turbomachine. Par ailleurs, la transmission d'un couple par ce réducteur entraîne une inversion du sens de rotation de l'arbre d'entraînement par rapport à ce qu'il serait sans réducteur. Cette inversion du sens de rotation doit être prise en compte suffisamment tôt dans le cadre du développement du système car l'impact sur le groupe de lubrification est important, puisque le sens de cheminement de l'huile dans le carter du groupe de lubrification est inversé.

L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique au problème précité. EXPOSE DE L'INVENTION A cet effet, elle propose un groupe de lubrification pour une turbomachine, comportant une pompe et un arbre d'entraînement du rotor de la pompe qui est destiné à être relié par un réducteur à une boîte d'engrenages de la turbomachine, ce réducteur comportant un premier élément solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement et destiné à être engrené avec un autre élément de la boîte d'engrenages, caractérisé en ce que ledit premier élément est une couronne à denture interne.

Le remplacement des pignons de réduction du groupe de lubrification par une seule couronne à denture interne permet de réduire l'entre-axe entre l'arbre d'entraînement et la prise de mouvement sur la boîte d'engrenages. En effet, le pignon de la boîte d'engrenages peut être engagé dans la couronne et être engrené avec celle-ci. L'axe de rotation du pignon de la boîte est ainsi rapproché de l'axe de rotation de la couronne et de l'arbre d'entraînement. Ceci permet de réduire l'encombrement du système et d'envisager son intégration dans des espaces de tailles réduites. Par ailleurs, l'invention permet à l'arbre d'entraînement d'être entraîné dans le même sens de rotation que celui du pignon de la boîte d'engrenages. De plus, il est envisageable que le pignon de l'arbre coopère avec un nombre de dents de la couronne externe qui soit relativement important par rapport à la technique antérieure, ce qui garantit une meilleure transmission des efforts. Enfin, le nombre d'éléments de réduction en rotation est réduit, il passe de deux éléments à un seul. Le réducteur est en outre simplifié car il ne comprend pas de cannelure. Dans la présente demande, une denture ne doit pas être interprétée comme une cannelure et inversement. Des cannelures de deux éléments coaxiaux coopèrent entre elles pour rendre solidaires en rotation ces éléments autour d'un même axe. Ces cannelures ont des diamètres proches. Au contraire, des dentures de deux éléments non coaxiaux coopèrent entre elles pour qu'une rotation d'un premier élément autour d'un axe entraîne une rotation de l'autre élément autour d'un autre axe. Ces dentures peuvent avoir des diamètres très différents. De préférence, l'arbre d'entraînement est centré et guidé en rotation par des paliers portés par un carter du groupe de lubrification. Les efforts transmis par la boîte d'engrenages à l'arbre d'entraînement peuvent être relativement importants, en particulier lors d'un démarrage à froid. Le support des paliers de guidage de l'arbre d'entraînement et de la couronne par le carter du groupe de lubrification permet de résister à ces efforts. La présente invention concerne également un système comportant un groupe de lubrification tel que décrit ci-dessus et une boîte d'engrenages, cette boîte comportant un pignon engagé dans la couronne et engrené avec celle-ci. La présente invention concerne encore une turbomachine, comprenant un groupe de lubrification ou un système tel que décrit ci-dessus. DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue très schématique d'un système comportant un groupe de lubrification et une boîte d'engrenages du type AGB d'une turbomachine ; - la figure 2 est une vue très schématique d'un réducteur de la technique antérieure ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective et partiellement éclatée du réducteur de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue très schématique d'un réducteur selon l'invention ; et - la figure 5 est une vue très schématique en perspective du réducteur de la figure 4.

DESCRIPTION DETAILLE On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente de manière très schématique un système 1 comportant un groupe de lubrification 2 et une boîte d'engrenages 3 pour une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. Le groupe de lubrification 2 et la boîte d'engrenages 3 sont connus en soi et ne seront pas décrits dans le détail dans ce qui suit. Le groupe de lubrification 2 comprend un arbre 6 d'entraînement du rotor d'au moins une pompe (non représentée), cet arbre 6 étant relié par un réducteur 5 à la boîte d'engrenages 3. La boîte d'engrenages 3 peut être conçue pour entraîner l'arbre d'au moins un autre équipement.

Les figures 2 et 3 représentent un réducteur 5 selon la technique antérieure. Ce réducteur 5 comprend un premier pignon 7 porté par un axe 14 du groupe de lubrification 2 et engrené avec un second pignon 8 (de plus grand diamètre) qui est porté par l'arbre d'entraînement 6 et qui est solidaire en rotation de cet arbre 6. L'axe 14 du pignon 7 comprend une partie d'extrémité mâle à cannelures rectilignes externes qui est engagée dans une partie d'extrémité femelle à cannelures rectilignes internes 15 d'un pignon 16 qui est porté par un axe 4 de la boite d'engrenages 3 et qui est coaxial au pignon 7.

Cette technologie présente des inconvénients décrits ci-dessus. En particulier, le réducteur 5 a un encombrement relativement important du fait que l'entre-axe D1 entre l'axe 4 et l'arbre 6 est relativement important. Cet entre-axe D1 est sensiblement égal à la somme des rayons externes des pignons 7, 8. De plus, la rotation de l'axe 4 dans un sens (flèche 9) entraîne la rotation de l'arbre d'entraînement 6 dans le sens opposé (flèche 10). La présente invention permet de remédier aux problèmes précités et aux inconvénients qui en découlent grâce au remplacement du pignon de l'arbre d'entraînement par une couronne à denture interne. Les figures 4 et 5 illustrent la présente invention. Le groupe de lubrification 2 diffère de celui décrit précédemment en ce que l'arbre 6 d'entraînement du rotor de sa pompe porte une couronne 11 à denture interne, qui est solidaire en rotation de l'arbre 6, et dans laquelle est engagé le pignon 16' de la boîte d'engrenages 3, qui possède une denture externe engrenée avec la denture interne de la couronne. Comme cela est visible en figure 4, l'entre-axe D2 entre l'axe 4 et l'arbre 6 est relativement faible et est inférieur à D1, ce qui permet de rendre le réducteur selon l'invention plus compact que celui de la technique antérieure. Par ailleurs, la rotation de l'axe 4 dans un sens (flèche 9) entraîne la rotation de l'arbre d'entraînement 6 dans le même sens (flèche 10). On peut également apprécier que le pignon 16' de l'axe 4 coopère avec un nombre de dents de la couronne 11, qui est supérieur au nombre de dents du pignon 8 de la technique antérieure avec lesquelles coopère le pignon 7 (figures 2 et 3). La figure 5 montre que l'arbre d'entraînement 6 est centré et guidé en rotation par un palier 12 qui est porté par le carter 13 du groupe de lubrification, ce qui permet de reprendre au moins une partie des efforts auxquels la couronne 11 et l'arbre 6 sont 30 soumis en fonctionnement.

Claims

REVENDICATIONS1. Groupe de lubrification (2) pour une turbomachine, comportant une pompe et un arbre (6) d'entraînement du rotor de la pompe qui est destiné à être relié par un réducteur (5) à une boîte d'engrenages (3) de la turbomachine, ce réducteur comportant un premier élément (11) solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement et destiné à être engrené avec un autre élément (16') de la boîte d'engrenages, caractérisé en ce que ledit premier élément est une couronne (11) à denture interne.
2. Groupe de lubrification selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement (6) est centré et guidé en rotation par un palier (12) porté par un carter (13) du groupe de lubrification (2).
3. Système (1) comportant un groupe de lubrification (2) selon l'une des revendications précédentes et une boîte d'engrenages (3), cette boîte comportant un pignon (16') engagé dans la couronne (11) et engrené avec celle-ci.
4. Turbomachine, comprenant un groupe de lubrification (2) ou un système (1) selon l'une des revendications précédentes.