Brevet FR2462696A1 — publié le 19810213

1., La présente invention se rapporte à la technique des dispositifs de surveillance, et elle concerne plus parti- culièrement les dispositifs de ce type prévus pour les aéro- dynes, notamment pour les avions. Il est extrêmement impor- tant que le pilote d'un avion connaisse la pression des pneumatiques de l'appareil, pour réduire le risque d'écla- tement. Il est bien connu que le risque d'éclatement croit considérablement ques au-dessus ou au-dessous du niveau particulier désiré, et que ces éclatements se traduisent non seulement par la perte du pneumatique éclaté, mais également par une aggra- vation sévère du risque d'autres détériorations de l'appa- reil et de blessures pour le personnel. La demanderesse n'a pas connaissance qu'il existe dans la technique antérieure des dispositifs de surveillance de la pression des pneumatiques qui assurent une survèillafice continue de la pression des pneumatiques aussi bien dans les conditions statiques que dans les conditions dynamiques. Dans la technique antérieure, on a déjà utilisé des balais qui agissent comme collecteurs pour transmettre un signal électrique d'un élément rotatif à un élément fixe. Toute- fois, lorsque de tels balais sont utilisés dans l'environ- nement d'une route d'avion, on constate une agitation des balais, et cette agitation engendre des signaux de bruit ou signaux parasites qui réduisent considérablement la capacité de fonctionnement du dispositif capteur. Par ailleurs, les balais sont sujets à être souillés dans l'environnement des roues, et ils sont généralement caractérisés par une résis- tance ohmique excessivement élevée. On trouve également dans la technique antérieure la description de certains types de liaisons entre des élé- ments rotatifs et des éléments fixes pour la transmission de signaux de pression des pneumatiques, ces liaisons utilisant une technique par induction. Cependant, ces dispositifs né- cessitent généralement des tolérances étroites entre les bo- binages statiques et dynamiques, et les ajustements ne doi- 2. vent pas se modifier lorsque la roue tourne. Ainsi, les pro- blèmes de concentricité ont rendu ces dispositifs inappro- priés pour l'industrie aéronautique. D'autres solutions envisagées pour capter et transmet- tre des signaux électriques représentatifs de la pression des pneumatiques utilisent des aimants fixés dans la roue et qui agissent suivant le principe du champ magnétique. Toutefois, on s'est heurté à des problèmes en ce qui con- cerne la fixation des aimants dans la roue, en raison des spécifications de dimensions et de poids. D'une façon géné- rale, ces dispositifs n'ont pas été-acceptés. Les indica- teurs de pression de pneumatiques utilisant des appareils qui produisent un signal audible ont été de même rejetés comme insuffisants. Ces dispositifs étaient d'une nature dans laquelle un signal n'est émis qu'au cours de la pé- riode pendant laquelle le pneumatique perd réellement sa pression. Si l'opérateur ne se trouve pas à proximité du pneumatique,du véhicule, pendant la période pendant laquelle la pression tombe, le signal n'est décelé par personne et l'utilité d'un tel dispositif est entièrement perdue. Il est donc souhaitable de réaliser dans la technique un dispositif de communication de la pression des pneuma- tiques qui fournisse des signaux de sortie pratiquement dépourvus de bruit tout en étant d'une nature suffisamment simple pour être capable de travailler dans le sévère en- vironnement d'une roue d'avion sans réduction de l'intégrité de l'installation. A la lumière de ce qui précède, suivant un aspect, l'in- vention a pour but de réaliser un dispositif de communica- tion de la pression des pneumatiques, qui soit capable de transmettre, sans signaux de bruit ni signaux parasites, un signal indicatif de la pression du pneumatique d'une roue rotative à un point fixe de l'appareil. Suivant un autre aspect, l'invention a pour but de réa- liser un dispositif de communication de la pression des pneumatiques qui n'exige pas de balais pour établir la com- 3. munication électrique entre une structure tournante et une structure fixe. Suivant encore un-autre aspect, l'invention vise à réa- liser un dispositif de communication de la pression des pneumatiques dans lequel les problèmes de tolérance et de concentricité qui se posaient dans la technique antérieure soient surmontés et dans lequel les problèmes de souillures en provenance de l'environnement qui se posaient dans la technique antérieure soient considérablement atténués. D'invention a encore pour but de réaliser un disposi- tif de communication de la pression des pneumatiques qui soit d'un fonctionnement sûr et d'une conception relative- ment simple, qui puisse être facilement monté sur les avions existant actuellement et qui puisse être facilement mis en oeuvre en utilisant des appareils déjà connus dans la technique. Ces buts, ainsi que d'autres qui apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre, sont atteints au moyen d'un dispositif destiné à capter la pression d'un pneumatique d'avion et à communiquer cette pression d'un pneumatique en rotation à une partie fixe de l'avion, ce dispositif comprenant des moyens capteurs de la pression du pneumatique, qui sont reliés au pneumatique et tournent avec ce dernier; des moyens récepteurs de signaux fixés rigidement à une partie fixe de l'avion; et des moyens de communication interposés entre les moyens capteurs et les moyens Récepteurs pour transmettre un signal indicatif de la pression du pneumatique des moyens capteurs aux moyens récepteurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue illustrative d'une première forme de réalisation de l'invention qui utilise un tube de Bourdon commandé par la pression du pneumatique pour modi- fier un entrefer magnétique; 4. - la Fig. 2 est une vue en coupe d'une autre forme de ré- alisation de l'invention dans laquelle la pression du pneu- matique est utilisé pour commander un soufflet qui, à son tour, commande le noyau d'un transformateur différentiel va- riable linéaire; - la Fig. 3 est une coupe d'un collecteur réalisé con- formément à l'invention et qui utilise des roulements à billes précontraints pour réaliser la communication électri- que nécessaire. Suivant l'exemple d'exécution représenté sur la Fig.l, un dispositif de communication de la pression d'un pneuma- tique, désigné dans son ensemble par la référence 10, com- prend un tube de Bourdon 12 adapté pour être fixé à la roue d'un avion aumoyen de pattes de fixation 14. Ces pattes de fixation 14 sont de nature flexible, et -elles sont adaptées pour centrer le tube 12 et maintenir ce tube convenablement dans une partie du voile de-la roue. La flexibilité est une caractéristique désirée puisque, ainsi qu'on le décrira ci- après, le diamètre du tube 12 varie avec la pression du pneumatique et que, par conséquent, les pattes 14 doivent être flexibles pour maintenir le tube 12 entre elles. Une entrée de pression standard 15 établit la communi- cation entre le tube 12 et le pneumatique. Cette entrée peut traverser le voile de la roue et pénétrer dans l'en- veloppe définie par le pneumatique et par la roue pour éta- blir cette communication. Naturellement, ce-montage est à la portée de l'homme de l'art. Il règne donc dans le tube de Bourdon 12 une pression qui correspond à la pression intérieure du pneumatique combiné à ce tube. Une pièce 16 formant noyau magnétique, faite d'une ma- tière appropriée pour conduire le flux magnétique, est fixée rigidement à une partie non rotative de l'avion, dans une po- sition juxtaposée à la partie de la roue qui porte le tubel2. Bien que la structure réelle à laquelle la pièce 16 sera fixée, un emplacement approprié pour fixer cette pièce varie 5. d'un avion à l'autre, on trouvera sur la partie fixe du frein, l'essieu, un tube de torsion ou analogue. Il sera suffisant d'indiquer que la pièce 16 est placée dans une position telle qu'il existe un entrefer magnétique entre les faces de cette pièce et le tube de Bourdon 12 lorsque la roue portant le tube est entraînée en rotation. Autour de la pièce 16 sont montées des bobines induc- tives 18 et 20. L'une de ces bobines, la bobine 18 dans le cas considéré, est une bobine d'entrée qui reçoit un signal électrique émis par une source de signaux appropriée montée sur l'avion. Ce signal est transmis par induction électro- magnétique à la bobine de sortie 20, la force du signal étant déterminée par la dimension de l'entrefer magnétique existant entre les faces du noyau 16 et le tube 12. Natu- rellement, il va de soi que le tube 12 est métallique ou fait d'une autre matière conductrice du flux magnétique. En fonctionnement, un signal d'entrée d'une force fixe est transmis à la bobine 18 par les conducteurs d'en- trée 22. Un signal de sortie est induit dans la bobine 20 et capté sur les conducteurs de sortie 24, la force du signal de sortie étant fonction de la dimension de l'en- trefer magnétique ou de la proximité du tube 12 vis-à-vis des faces de la pièce de noyau 16. Cette proximité, ou la dimension de l'entrefer magnétique, est directement fonction de la pression du pneumatique, qui est communi- quée au tube de Bourdon 12 par l'entrée 15. On peut donc définir une relation qui lie directement la force du si- gnal de sortie de la bobine 20 à la pression du pneuma- tique. L'avantage de la forme de réalisation de la Fig. 1 consiste en ce que le noyau 16 peut être monté à l'inté- rieur, à l'extérieur ou à côté du tube expansible et con- tractable 12. En outre, la bobine d'entrée 18 peut être excitée avec un courant fort, de sorte que les petites variations de la concentricité du tube 12 ou de la force du signal d'entrée seront relativement de peu d'importance 6. lorsque ce signal d'entrée sera transformé eh le signal de sortie de la bobine 20. Par ailleurs, il est possible d'uti- liser des moyens autres que le tube de Bourdon 12 pour pro- voquer une variation de l'entrefer magnétique en restant dans le concept général de l'invention. Par exemple, le tube de Bourdon 12 pourrait être remplacé par un soufflet communiquant avec la pression intérieure du pneumatique, cette pression provoquant la dilatation ou la contraction du soufflet,-lequel est maintenu juxtaposé à une pièce for- mant noyau, pour modifier l'entrefer magnétique. On se référera maintenant à la Pig. 2, qui représente une deuxième forme de réalisation d'un dispositif de com-_ munication de la pression des pneumatiques et qui est dé- signé dans son ensemble par la référence 30. Dans ce cas, le voile 32 de la roue est muni d'un passage caractéristique 34 adapté pour transmettre la pression du pneumatique de la cavité intérieure de ce pneumatique à un soufflet 36. Ce soufflet, qui est fait de caoutchouc, d'une matière plastique flexible ou d'une autre matière convenablement expansible, est relié au noyau mobile 38 d'un transformateur différentiel variable linéaire. Le noyau 38 peut être sé- lectivement positionné au centre d'une bobine 40. Cette bobine est reliée à un bottier 41 qui est fixé rigidement à un élément fixe et non rotatif d'un avion tel qu'un essieu, un tube de torsion, le carter d'un frein ou analogue. Un manchon ou guide 43 est maintenu par le bottier 41 et est adapté pour recevoir le noyau 38. Dans une forme de réali- sation de l'invention, le noyau 38 peut tourner avec le voile 32 de la roue dans le guide ou manchon 43. La posi- tion axiale du noyau au centre de la bobine 40 estcommandée par le soufflet 36, sous l'action de la pression du pneu- matique transmise à travers le passage 44. Toujours en se référant à la Fig. 2, on peut voir que le manchon 43 présente un perçage intérieur 44 de section hexagonale. Dans cette forme de réalisation, le noyau 38 possède une tête 46 sphérique et hexagonale adaptée pour 7. épouser la forme du perçage 44..Un élément entraîné 48 ou un autre arbre approprié est relié au guide 43, à une ex- trémité de ce guide, comme représenté. L'autre extrémité de l'élément 48 peut être reliée au rotor d'un transducteur de vitesse de roue tel que ceux qui sont utilisés habituelle- ment dans les dispositifs antidérapage dans l'industrie aé- ronautique. Dans cette forme de réalisation, le noyau 38 tourne avec la roue 32 et, grâce à l'accouplement réalisé en 44, 46, il entraîne un arbre ou autre moyen approprié 48 servant à transmettre un signal d'entrée mécanique à un transducteur de vitesse de roue. Ainsi qu'on l'a mentionné brièvement plus haut, la pression du pneumatique est transmise au soufflet 36 à travers le passage 34 pour fixer la position longitudi- nale du noyau 38 dans le centre de la bobine 40.du trans- formateur différentiel variable linéaire. La position don- née au noyau 38 se traduit par un signal de sortie parti- culier émis par le transformateur différentiel variable li- néaire d'une façon classique, ce signal pouvant être trans- mis à un appareil de mesure approprié placé dans le poste de pilotage. Le noyau 38 peut être soit librement rotatif dans le guidage ou manchon 43, soit, au contraire, être utilisé pour entraîner un transducteur de vitesse de roue par accouplement avec le guide 43. La Fig. 3 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif de communication de la pression du pneuma- tique, désigné dans son ensemble par la référence 50. Ce dispositif comprend un boîtier fixe 52 adapté pour être fixé à une partie fixe de l'avion telle qu'un essieu, un carter de frein ou analogue. Un manchon 54 est muni d'iso- lateurs appropriés pour maintenir les roulements 56, 57 dans le boîtier 52. Un bras d'entraînement 58 relié à une roue (non représentée) et qui tourne avec cette roue, reçoit la bague intérieure de chacune. des roulements 56, 57, tandis que les bagues extérieures de ces roulements sont logées dans le boîtier 52. Des conducteurs 60 à 66 sont connec- 8. tées aux bagues intérieures des roulements et tournent avec ces bagues lorsque ces dernières sont entraînées par le bras 58. Ces conducteurs peuvent être connectés à un trans- ducteuir de pression standard ou à des moyens capteurs de pression appropriés logés dans le pneumatique lui-même. La connexion entre les conducteurs 60, 62 et les conducteurs 64, 66 est établie par les billes 68 qui sont maintenues entre les bagues intérieures et les bagues extérieures des roulements 56, 57. Les billes 68 sont maintenues entre les surfaces des bagues et forment des organes roulants à quatre points de contact qui ont été précontraints entre ces surfaces. En d'autres termes, chacune des bagues intérieures et des ba- gues extérieures présente une gorge en V, de sorte que les billes ne sont en contact qu'avec deux points des surfaces en V des bagues intérieures et des bagues extérieures. La précontrainte est réalisée de la façon habituelle qui consiste à assembler thermiquement les bagues pour obtenir une prise à contact forcé avec précontraintes en quatre points. Par ailleurs, les roulements 56, 57 peuvent être bourrés d'une graisse conductrice qui sert à.la fois à ré- duire le frottement et à améliorer la conductibilité. En fonctionnement, les conducteurs 60, 62 tournent avec les bagues intérieures des roulements 56, 57 lorsque la roue est en rotation. Les conducteurs 60, 62, sont en com- munication avec le transducteur de pression pour transmettre un signal électrique en retour aux bagues intérieures des roulements et, à son tour, ce signal électrique est trans- mis à travers les billes 68 aux bagues extérieures des rou- lements et, de là, par les conducteurs 64, 66 à des instru- ments de mesure appropriés prévus dans le poste de pilotage. Naturellement, chacun des roulements 56, 57 renferme un grand nombre de billes 68,- et, grâce au grand nombre de billes présentes qui sont reliées entre elles sur chaque bague par la graisse conductrice qui sont précontraintes thermi- quement, le broutage et les rebonds sont pratiquement 9. éliminés, de sorte que le signal de sortie de l'appareil de surveillance de la pression est un signal pur qui est transmis à l'appareil de mesure. 10. - REVENDICATIONS - 1 - Dispositif pour capter la pression d'un pneumatique d'aérodyne et communiquer cette pression d'un pneumatique en rotation à une partie fixe de l'aérodyne, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens(15, 36) capteurs de la pression du pneumatique, qui sont reliés au pneumatique et tournent avec ce dernier; des moyens récep- teurs de signaux (16, 18, 20, 40) fixés rigidement à une partie fixe de l'aérodyne et des moyens de communication (12, 38, 68) intercalés fonctionnellement entre les moyens capteurs et les moyens récepteurs pour transmettre un signal indicatif de la pression du pneumatique des moyens capteurs aux moyens récepteurs. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens récepteurs de signaux comprennent une bobine (40) et en ce que les moyens de communication comprennent un noyau(38) positionné dans la bobine et pou- vant se déplacer à l'intérieur de celle-ci. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la bobine (40) est fixée à une partie fixe de 1'- aérodyne et tourne avec le pneumatique, la bobine et le noyau (38) constituant ensemble un transformateur diffé- rentiel variable linéaire. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens capteurs comprennent un soufflet (36) en communication avec le pneumatique pour la transmission de la pression, ce soufflet étant relié audit noyau (38). - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens récepteurs de signaux comprennent une première bobine électrique (20) maintenue autour d'un noyau (16) ce noyau étant fixé rigidement à ladite partie fixe de l'aérodyne. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une deuxième bobine (18) qui est maintenue autour du noyau (16) et qui est en communica- tion avec la première bobine (20) par induction. * 11. 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit noyau (16) présente la forme d'un C et en ce que lesdits moyens de communication comprennent un élé- ment circulaire extensible et rétractable (12), relié à la roue et pouvant tourner avec cette roue, ledit élément (12) tournant suivant une trajectoire juxtaposée au noyau et coo- pérant avec ce noyau pour fermer un circuit magnétique. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens capteurs comprennent une entrée de pression d'air (15) qui est en communication entre le pneumatique avec ledit élément (12) pour transmettre la pression du pneumatique à cet élément. 9 - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément (12) est constitué par un tube de Bourdon. - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens capteurs comprennent un premier jeu de bagues de roulement et en ce que lesdits moyens ré- cepteurs de signaux comprennent un deuxième jeu de bagues de roulement. il - Dispositif suivant la revendication 10, caracté- risé en ce que les moyens de communication comprennent des moyens de connexion tournants (68) interposés entre les pai- res de bagues de roulement des deux jeux. 12 - Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de connexion tournants comprennent des billes de roulement (68). 13 - Dispositif suivant la revendication 12, caracté- risé en ce que les billes (68) sont précontraintes entre les bagues de leurs roulements (56, 57) et sont maintenues entre ces bagues en entrant en contact avec elles en quatre points.