Brevet FR2545170A1 — publié le 19841102

PROCEDE DE REALISATION DE BAGUE PALIER DE SUPPORT D'ELEMENTS POUR PIECES CYLINDRIQUES EN CREUX OU EN PLEIN ET BAGUE PALIER AINSI OBTENUE. La présente invention concerne les procédés de réalisation de bagues paliers permettant de constituer des supports pour des éléments, comme par exemple, des capteurs aptes à être disposés dans la partie intérieure cylindrique de pièces creuses, ou autour de la partie extérieure cylindrique de pièces pleines ou creuses. En effet, dans certains cas d'application, notamment dans le domaine aéronautique, et plus particulièrement dans celui de la réalisation des trains d'atterrissage, ou atterrisseurs, il est parfois nécessaire de positionner sur ces trains ou atterrisseurs, des pièces, comme par exemple, des capteurs de forces afin de mesurer les déformations qui s'exercent sur les différents éléments constitutifs de ces atterrisseurs Cette possibilité est donnée pour pouvoir, notamment, prévoir les éventuels incidents ou même, pour pouvoir mesurer, comme par exemple, le poids total de l'aéronef. Parmi tous ces cas d'application, un est particulièrement intéres- sant, c'est celui qui consiste à mesurer la masse totale d'un aéronef et/ou son centre de gravité et/ou la contrainte de ces pneus, par la mesure de la déformation, par exemple, d'un essieu d'un atterrisseur d'un tel aéronef Pour cela, on place par exemple, à l'intérieur de l'essieu, qui est constitué par une pièce cylin- drique, creuse, des éléments, comme par exemple, des capteurs de forces par exemple de type électromagnétique, capacitif etc, afin de mesurer les déformations de ces essieux et d'en déduire les forces qui s'exercent sur les atterrisseurs En analysant l'ensem- ble de ces efforts, on en déduit très facilement la masse d'un aéronef Ceci est intéressant notamment, avant son envol pour déterminer, si sa charge totale au départ est acceptable. 2. Le problème qui se pose est celui de la fixation de ces capteurs à l'intérieur des essieux En effet, toutes les techniques qui ont été utilisées jusqu'à présent, ont toujours présenté des inconvé- nients. Cette technique consistait - soit à réaliser un appui à au moins deux zones de pièces suppor- tant les capteurs, la force d'appui résultant de l'élasticité radiale de l'essieu et du déplacement par vis d'un ou plusieurs éléments mobiles de la pièce support, l'élasticité radiale de l'essieu étant faible, il en résulte une impression de la force d'appui, et une forte variation de cette force lors des déformations de l'essieu dû aux charges auquel il est soumis pour risque de rupture et d'accident, soit fixation par appui de billes dans des empreintes réalisées dans l'essieu, ce qui pouvait créer des amorces de rupture et donc des risques d'accident. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des dispositifs existant en faisant en sorte que la pression sur les zones d'appui soit pratiquement constante malgré les déforma- tions possibles de l'essieu, compte tenu de l'élasticité radiale importante des bagues supports, et de mettre en oeuvre un procédé de réalisation de bagues paliers de support d'éléments, comme par exemple, des capteurs ou analogues, ces bagues paliers étant destinées à être disposées dans/ou sur des pièces cylindriques, ne présentant pas en plus de difficulté de mise en oeuvre. La présente invention a aussi pour but de réaliser une bague palier conforme à la mise en oeuvre du procédé mentionné ci- dessus. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de réalisation de bagues paliers de support d'éléments pour pièces cylindriques creuses correspondant à un premier cas ou pleines ou assimilables correspondant à un deuxième cas, caractérisé par le fait qu'il consiste: 3. dans une première étape, à réaliser une bague en un matériau ayant une bonne élasticité, la surface extérieure de ladite bague destinée à venir coopérer avec ladite pièce cylindrique ayant une dimension extérieure sensiblement légèrement supérieure à celle de ladite pièce cylindrique pour le premier cas, et ayant une dimension intérieure sensiblement légèrement inférieure à celle de ladite pièce pour le deuxième cas, dans une deuxième étape, à appliquer au moins deux forces pour augmenter la dimension par déformation dans le premier cas d'au moins une partie de ladite bague et à diminuer ladite dimension dans le deuxième cas d'au moins une partie de ladite bague, dans une troisème étape, à usiner ladite surface déformée de ladite bague en amenant, sa périphérie à une dimension égale ou légèrement inférieure pour le premier cas à celle de l'intérieur de ladite pièce creuse dans laquelle est destinée être montée ladite bague et pour le deuxième cas, à celle de l'extérieur de ladite pièce quand ladite bague est destinée à être montée sur ladite pièce, dans une quatrième étape, à placer ladite bague soumise à l'application desdites forces dans ladite pièce pour le premier cas et autour de ladite pièce pour le deuxième cas, dans une cinquième étape, à annuler lesdites forces. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante, donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif dans lesquels la figure 1 représente, à titré d'application, un atterrisseur d'un aéronef pouvant recevoir une bague palier confor- me à l'invention pour mesurer, par exemple, la déformation d'un essieu sur laquelle est montée une roue. La figure 2 représente en coupe l'essieu de l'atterrisseur selon la figure 1 dans le plan de références A-A. Les figures 3, A, B, C, D, E, F illustrent les différentes étapes du procédé de réalisation d'une bague palier selon l'invention. 2545 1 70 Les figures 4 A, B de coupes transversales perpendiculaires don- nant une application de bagues paliers, supports de capteurs à l'intérieur d'un essieu d'un atterrisseur, comme représenté sur la figure 1, celle-ci étant montrée à titre d'application possible d'une telle bague palier conforme à l'invention. En revenant plus particulièrement à la figure 1, celle-ci représente une partie, essentiellement la partie basse d'un atterrisseur 1 d'un aéronef, comportant une jambe 2 à l'extrémité basse 3 de laquelle est fixé l'essieu visible en 4 et 5 supportant des moyens de roulement 6 et 7 constitués généralement d'une jante 8 et d'un pneumatique 9. Dans certains cas d'application, il est nécessaire de connaître la masse totale d'un aéronef, par exemple au sol, pour connaître sa masse totale avant un envol; pour cela on peut mesurer -les efforts qui s'exercent sur certains essieux sur lesquels sont disposées les roues qui portent sur le sol, et, en combinant l'ensemble de ces informations, il est possible de déterminer la masse totale de l'aéronef L'essieu vu en 4 et 5 est généralement constitué de pièces cylindriques creuses et/ou coniques Un exemple d'une telle coupe (je l'essieu 5 suivant la coupe A-A (figure 1) est donnée sur la figure 2 o l'on voit la paroi de cet essieu 5 avec sa partie creuse 10 intérieure Aussi, dans certaines applications, il est toujours avantageux de masquer le maximum d'éléments qui sont associés aux atterrisseurs des aéronefs, c'est pourquoi il est tou- jours intéressant de pouvoir les positionner, par exemple, à l'inté- rieur 10 d'un essieu, comme l'essieu 5 Le problème se pose alors de la fixation de ces différents éléments à l'intérieur 10 de l'essieu contre, par exemple, la paroi intérieure 11. L'invention a pour but de mettre en oeuvre un procédé de réalisa- tion de bagues paliers qui puissent se monter à l'intérieur de cet essieu 5 en coopérant de façon adéquate avec la paroi Il intérieure de cet essieu sans l'endommager Dans l'exemple qui sera donné ci-après, est illustré un mode de réalisation d'une bague palier 5. pouvant se monter à l'intérieur d'une pièce cylindrique creuse, mais l'homme de l'art pourra, sans difficulté, adapter le même procédé pour réaliser une bague qui pourrait se monter, par exemnple à l'extérieur d'une pièce cylindrique, quand cela n'est pas possible ou nécessaire de la placer à l'intérieur, comme par exemple, en prenant le cas de la figure 5, sur la paroi extérieure 12 du palier 5, bien que dans le cas de l'aéronautique, il soit souvent préférable de les monter à l'intérieur 10 de ces essieux. Les figures 3 A à F montrent et illustrent les différentes étapes du procédé permettant de réaliser une bague palier conforme à l'invention En revenant plus particulièrement à la figure 3 A, celle-ci représente une bague 30, avantageusement réalisée dans une piècefermée en matériau présentant une bonne élasticité et dont le diamètre, dans ce cas de réalisation extérieur 31, est , avantageusement légèrement supérieur au diamètre intérieur de la paroi cylindrique de révolution Il de l'essieu 5 Il est à noter que dans certaines applications, cette pièce peut être ouverte à la manière d'un circlips L'épaisseur 32 de la bague sera déter- minée en fonction des différentes considérations, mais sa détermi- nation ne présente pas de difficulté, l'homme de l'art connaissant l'invention pourra parfaitement la déterminer lui-même. Une fois cette bague réalisée, on exerce par l'intérieur de cette bague, toujours dans le cas d'application choisi, des efforts qui, dans l'exemple illustré sur la figure 3 B, sont au nombre de quatre agissant respectivement à 90 de façon à pouvoir déformer, comme il sera explicité ci-après, la bague à des endroits bien précis qui sont situés en quatre points à 90 l'une de l'autre Les moyens 33 pour exercer ces forces, ont été montrés à titre uniquement de mode de réalisation et il est bien évident que tous les moyens donnant les mêmes résultats pourront être utilisés Cependant, ces moyens illustrés 33, sont constitués essentiellement dans ce mode de réalisation de quatre patins 34, 35, 36 et 37 montés pivotant respectivement sur des vis 38, 39, 40 et 41 coopérant 6. respectivement avec quatre écrous 42, 43, 44 et 45 pouvant pivoter par rapport à une embase 46, de façon à ce que lorsque ces écrous 42 à 45 pivotent, ils fassent translater les différentes vis 3 M à 41 pour déplacer respectivement les patins 34 à 37 suivant les axes orthogonaux 50 et 51. Une fois ces moyens 33 positionnés dans la bague 30, ceux-ci sont actionnés pour déformer, partiellement, et dans le cas d'appli- cation, en quatre points cette bague, de façon à augmenter, suivant les deux axes 50 et 51, la dimension extérieure de cette bague pour que celleci tende à se déformer suivant une ligne courbe connue, illustrée sur la figure 3 C tout en, néanmoins, conservant à celle-ci une forme suffisante pour que le diamètre intérieur de l'essieu 5, en l'occurrence celle de la surface 11, puisse s'ins- crire dans la matière de la bague, comme représenté en pointillés en 52 En effet, lorsque l'on déforme, par augmentation du dia- mètre extérieur de la bague 30, respectivement, sensiblement, dans les parties 53, 54, 55 et 56 de celle-ci, les parties médianes comprises entre celles-ci ont tendance à diminuer de diamètre, comme cela a été représenté sur la figure 3 C, afin de bien faire comprendre les actions qui se passent Lorsque les déformations ont été obtenues suivant des normes qui auront été définies, généra- lement par expérience, la bague ainsi déformée, en maintenant toujours les efforts, est usinée pour que se surface extérieure soit ramenée à une dimension égale, ou avantageusement légère- ment inférieure, à celle de l'intérieur de l'essieu 5, et que donc le diamètre de la surface 57 soit légèrement inférieure à celui du diamètre de la surface I 1 de l'essieu 5, si on considère que la paroi Il est cylindrique de révolution, comme représenté sur la figure 2 L'élimination de la quantité de matière se trouvant au-delà du cercle représenté en pointillés en 52 se fera notamment, par exemple, au moyen d'une machineoutil tel qu'un tour Ainsi lorsque, les efforts étant toujours appliqués à l'intérieur de la bague, celle-ci a été usinée, comme représenté sur la figure 3 D, 7. et du fait que sa surface extérieure 57 a la même dimension que la surface intérieure Il de l'essieu 5, cette bague peut être intro- duite à l'intérieur de l'essieu, comme représenté sur la figure 3 E L'introduction se fait toujours en maintenant les efforts à l'intérieur de la bague Une fois la bague bien positionnée à l'inté- rieur de l'essieu 5, comme représenté sur la figure 3 E, on agit en sens inverse sur les moyens 33 notamment sur les différents écrous pour faire reculer les patins 34 à 37 Dans ce cas, par son élasticité, la bague à tendance à prendre une déformation inverse, comme illustré sur la figure 3 F o l'on voit que les parties médianes 60, 61, 62 et 63 se substituent aux parties 53, 54, 55, 56 définient ci-avant, et ont tendance alors à venir se plaquer fortement par élasticité contre la paroi interne de l'essieu, m ê m e si la bague présente un léger retrait aux endroits des parties 53, 54, 55, 56 qui dans le cas de la figure 3 F ont été exagérées afin de bien faire ressortir les effets se produisant sur cette bague. Dans ces conditions la surface extérieure de la bague, à l'intérieur de l'essieu, présente des ondulations bien entendu d'amplitude très faible qui permettent ainsi à la bague de se plaquer élasti- quement à l'intérieur de l'essieu et donc d'être parfaitement tenue rigidement en quatre zones à l'intérieur de celui-ci, sans qu'il ait été besoin de réaliser des gorges ou analogues à l'intérieur de cet essieu, ce qui est toujours néfaste pour la durée de vie d'une telle pièce, notamment afin d'éviter au maximim les craque- lures qui pourraient se produire lors d'efforts importants sur ces essieux, par exemple à un atterrissage. A titre d'exemple, on a représenté, en pointillés, autour des différents endroits médians 60, 61, 62 et 63 l'enveloppe des forces s'exerçant sur ces parois intérieures de l'essieu 5 qui montre la répartition progressive de celles-ci, cette répartition permettant aucune détérioration ni même une entame quelconque à l'intérieur de l'essieu 5 sur sa surface Il. 8. Ainsi, une fois la bague positionnée dans cet essieu, il est toujours possible d'y venir positionner par tout moyen, par exemple au moyen de pattes même vissées, les éléments de support des diffé- rents capteurs. Les figures 4 A et B représentent à titre d'exemple dans deux coupes perpendiculaires dans un essieu 5, des moyens permettant de mesurer les déformations dans cet essieu Dans ce cas, l'essieu comporte à l'intérieur, par exemple, deux bagues paliers 70 et 71 disposées de façon adéquate, à l'intérieur de celle-ci et à une distance déterminée, chacune de ces bagues comportant deux éléments complémentaires d'un capteur 72 pouvant être, par exemple, un élément à capteur inductif ou capacitif, par exemple, la partie 73 fixée sur la bague 71 en regard duquel est placée une plaque active 74 qui lorsque l'essieu 5 subit des déformations, est amenée à sedéplacer d'une quantité parfaitement déterminée ou déterminable par les hommes de l'art La distance séparant la plaque active 74 de la partie capacitive du capteur 73, varie ce qui entraîne la production de signaux de mesure, par exemple, électriques aux sorties du capteur 72 qui peuvent être transmis par câbles de façon connue vers le calculateur associé de l'aéronef. Avantageusement, une surface extérieure de la bague prenant contact avec l'intérieur de l'essieu aura une forme torique, comme il est bien connu. 9. RE V E N D I C A T I O N S 1) Procédé de réalisation de bagues paliers de support d'éléments à l'intérieur de pièces cylindriques creuses correspondant à un premier cas,à l'extérieur de pièces cylindriques pleines ou assimi- lables correspondant à un deuxième cas, caractérisé par le fait qu'il consiste: dans une première étape (figure 3 A) à réaliser une bague ( 30) en un matériau ayant une bonne élasticité, la surface extérieure ( 31) de ladite bague destinée à venir coopérer avec ladite pièce cylindrique ayant une dimension extérieure sensiblement légère- ment supérieure à celle de ladite pièce cylindrique pour le premier cas, et ayant une dimension intérieure sensiblement légèrement inférieure à celle de ladite pièce pour le deuxième cas, dans une deuxième étape (figure 3 C), à appliquer au moins deux forces pour augmenter la dimension par déformation dans le premier cas d'au moins une partie de ladite bague et à diminuer ladite dimension dans le deuxième cas d'au moins une partie de ladite bague, dans une troisième étape (figure 3 D), à usiner ladite surface extérieure ainsi déformée de ladite bague pour amener sa périphé- rie à une dimension égale ou légèrement inférieure pour le premier cas avec celle de l'intérieur de ladite pièce creuse dans laquelle est destinée à être montée ladite bague et pour le deuxième cas, à celle de l'extérieur de ladite pièce pleine ou creuse quand ladite bague est destinée à être montée sur ladite pièce, dans une quatrième étape (figure 3 E) à placer ladite bague soumise à l'application desdites forces dans ladite pièce pour le premier cas et autour de ladite pièce pour le deuxième cas, dans une cinquième étape (figure F), à annuler lesdites forces. 2) -Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite bague est conformée en pièce fermée. -10 ' 3) Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite bague est conformée en pièce ouverte. 4) Bague palier réalisée selon le procédé, en accord avec la revendication 1.