Le roulement intégré Flexpin de Timken intègre des goupilles fixées sur une seule paroi du support du train d’engrenages. À l’extrémité libre de la goupille, un manchon annulaire et un assemblage de roulement soutiennent l’engrenage. Sous la charge, les forces de courbure opposées du manchon et de la goupille se compensent, résultant en un défaut d’alignement nul, et ce, pour une vaste gamme de couples. Ainsi, le système d’engrenages est considérablement simplifié et les couples fortement réduits.

Le roulement intégré hautes performances Flexpin, ou Flex Drive, est capable de fournir bien plus de puissance qu’un système d’engrenages planétaire conventionnel de taille équivalente. Il s’agit de la solution idéale pour les applications les plus exigeantes : boîtes à engrenages pour l’aéronautique, mécanismes d’entraînement des équipements de construction et boîtes à engrenages de turbines éoliennes. Cette solution constitue de nouvelles opportunités non négligeables pour les concepteurs de machines qui peuvent soit réduire la taille de leurs systèmes, soit augmenter la puissance des machines existantes, afin d’atteindre des niveaux de performances supérieurs.

Caractéristiques

• La torsion compensatoire des goupilles et des arbres annulaires soutenant les engrenages permet d’assurer l’équilibrage des charges.
• Les défauts d’alignement éventuels des engrenages provoqués par une déformation du support sous la charge sont ainsi réduits, voire supprimés. La répartition de la charge dans les engrenages planétaires est ainsi égalisée.
• La conception de ce roulement permet de réduire les charges des engrenages et d’éviter le profilage d’engrenage et la correction d’inclinaison. Permet d’utiliser les engrenages plus petits et plus légers dans les applications sensibles au poids.
• Assure une plus grande capacité de couple pour un encombrement équivalent.

Applications

• Mécanismes de transmission des secteurs de l’aéronautique, de l’agriculture, de la défense, de l’industrie lourde et des applications minières

Les systèmes d’engrenages épicycliques hautes performances appliquent naturellement des contraintes plus importantes sur tous les composants. Les contraintes sur les engrenages sont élevées en raison des charges et défauts d’alignement générés par la tension du porte-satellites. Les concepteurs peuvent tenter de résoudre ce problème de contraintes en allongeant les faces et en corrigeant l’inclinaison ainsi que le profil des engrenages afin de gérer les contraintes le long des dents d’engrenage. Même s’il paraît logique de réduire la charge d’unité en augmentant la quantité d’engrenages planétaires à plus de trois, le pourcentage de puissance transmis par chaque engrènement devient plus incertain. Toutes ces difficultés peuvent être éliminées via l’application d’un simple produit.

Le roulement intégré Flexpin de Timken repose sur le principe suivant : un double arbre en porte-à-faux partant d’un galet planétaire à une paroi. Cette conception permet une flexibilité périphérique entre les engrenages planétaires afin de garantir une répartition uniforme de la charge entre eux (les tests montrent que le rapport K/gamma de 7 engrenages planétaires est proche de 1 à tous les niveaux de charge). Tout aussi important, la conception du galet planétaire à une paroi élimine pratiquement toute inclinaison d’engrenage causée par tension. Cela signifie que la charge d’unité sur les engrenages et les roulements est réduite grâce à l’utilisation d’un plus grand nombre d’engrenages planétaires et à l’amélioration du rapport K/gamma. Le défaut d’alignement dû à la tension est éliminé en quasi totalité.

En outre, la conception Flexpin repose sur l’intégration totale des chemins de roulement avec l’engrenage planétaire et le manchon, permettant de créer un encombrement radial pour les éléments roulants des roulements. Les roulements peuvent également être préchargés très précisément en usine afin que la raideur totale de chaque système de roulement intégré Flexpin soit maintenue, pour que la charge soit uniforme entre les engrenages planétaires. Le système de roulement intégré Flexpin illustre la technologie ultramoderne des conceptions de systèmes d’engrenages épicycliques. Sa construction flexible permet une réduction de la masse des engrenages et offre une fiabilité d’équilibrage de tous les composants du système.