Brevet FR2568218A1 — publié le 19860131

256821P L'invention a pour objet un dispositif destiné à commander l'orientation d'une roue et susceptible d'être débrayé en fin de course de commande afin de permettre de manoeuvrer librement cette roue, puis d'être rembrayé auto- matiquement, en vue de l'usage normal de cette roue en toute sécurité. Le dispositif de l'invention est utilisable principalement dans les atterrisseurs des avions. On sait que, depuis plusieurs années, la roue, ou le train des roues des atterrisseurs des avions sont commandés en orien- tation, pendant l'utilisation normale, par un vérin hydrau- lique à double effet. Ce dernier est disposé transversale- ment au fQt qui contient l'arbre à l'extrémité inférieure duquel se trouvent la ou les roues. Ce vérin comprend deux -15 pistons opposés reliés par une tige de piston commune qui présente dans sa partie centrale dans le sens de sa longueur une zone dentée constituant une crémaillère; celle-ci engrène avec un secteur denté calé en rotation sur l'arbre précité. Du fait de sa disposition en sens transversal, le vérin ne peut avoir qu'une longueur limitée, de sorte que le débattement angulaire du secteur denté et de l'arbre qui porte les roues est restreint à une valeur inférieure à 90 par rapport à sa position de marche en ligne droite. Cette valeur restreinte ne suffit pas quand on désire faire rouler l'avion dans un espace réduit, pour le garer par exemple. Dans ces circonstances, une orientation qui peut atteindre une valeur largement supérieure à 90 est souvent souhaitable. Une solution classique largement employée consis- te à prévoir quelque part, entre le secteur denté et la roue, un organe de désaccouplement, tel qu'une broche, par exemple, que l'on retire à la main et dont l'enlèvement autorise l'orientation manuelle de la roue indépendamment du vérin. Un inconvénient grave de ce moyen est qu'il compromet la sécurité en ce sens que, si l'organe de désaccouplement n'est pas remis à sa place, la roue ne peut plus être orientée par le vérin hydraulique à partir du poste de pilotage. Le but principal de l'invention est d'apporter aux atterrisseurs des avions un perfectionnement permet- tant le débrayage volontaire de la roue par rapport au vérin hydraulique et comportant une sécurité intrinsèque en ce sens que l'accouplement entre le vérin et la roue se rétablit automatiquement dès que l'on remet manuellement cette dernière dans sa plage d'orientation angulaire com- mandée par le vérin. Dans un atterrisseur comprenant un arbre pourvu à une extrémité d'une roue ou d'un train de roues d'atter- rissage, un secteur denté calé en rotation sur cet arbre, un vérin hydraulique disposé transversalement à cet arbre dans le plan transversal contenant ce secteur denté, ce vérin comprenant deux pistons opposés reliés par une tige de piston commune équipée dans sa partie centrale d'une crémail- lère engrenant avec le secteur denté et déplaçable le long d'une course rectiligne entre deux points extrêmes symé- triques qui correspondent aux limites de l'orientation ant gulaire de la roue commandée par le vérin, selon l'invention, la tige de piston commune est assemblée avec les deux pistons avec une possibilité de coulissement relatif à l'intérieur de ces derniers le long d'une course de coulis- sement de longueur déterminée et les deux pistons ont à l'intérieur du cylindre du vérin, au-delà des points extremes de leur course qui correspondent aux limites de l'orienta- tion angulaire de la roue commandée par le vérin, une course supplémentaire de longueur choisie en correspondance avec ladite course de coulissement; la tige de piston présente deux faces d'arrêt opposées espacées dans son sens longitudinal, l'arbre est muni d'une came circulaire dans l'ensemble à surface active située en dehors de l'étendue du secteur denté, deux moyens de verrouillage sont montés mobiles entre la came et la tige de piston, ces moyens de verrouillage étant destinés chacun à coopérer avec la came et avec une face d'arrêt correspondante de la tige de piston quand celle-ci a été déplacée au-delà de l'un quelconque de ses points extrêmes d'engrènement avec le secteur denté, jusqu'à être en butée à une extrémité de l'une desdites courses. De préference, les moyens de verrouillage sont montés oscillant autour d'un axe respectif parallèle à l'arbre qui porte le secteur denté et la came. De préférence encore, les moyens de verrouil- lage comprenant chacun une première branche dont l'extrémité libre est munie d'un galet qui coopère avec la came et une seconde branche constituant un verrou destiné à coopé- rer avec la face d'arrêt correspondante de la tige de piston. Avantageusement, chaque face d'arrêt est une face inclinée, située sur le côté de la tige de piston opposé à la crémaillère et au voisinage d'une extrémité de cette tige. - Dans un mode de réalisation préféré de l'in- vention, les moyens de verrouillage sont situés à l'opposé de l'arbre par rapport à la tige de piston; de plus, les deux branches sont reliées l'une à l'autre par une barre de torsion dont la contrainte augmente quand la première branche arrive en contact avec la face active de la came et que le verrou se met en position d'appui contre la face d'arrêt correspondante de la tige de piston. Dans la posi- tion de verrouillage de la tige de piston, celle-ci est en butée contre le fond d'un piston qui est lui-même en butée contre le fond du cylindre à l'extrémité de sa course supplémentaire. Selon un perfectionnement de l'invention, les moyens de verrouillage sont reliés chacun à un distributeur hydraulique auxiliaire monté sur le circuit hydraulique du vérin; quand un moyen de verrouillage est en position de verrouillage de la tige de piston, il met le distributeur hydraulique en position de coupure de l'alimentation du vérin. On donnera maintenant, sans intention limita- tive et sans exclure aucune variante, une description d'un exemple préféré de réalisation. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe, par un plan passant par le vérin hydraulique et perpendiculaire à l'arbre portant une roue d'un atterisseur d'avion munie du dispositif de l'invention, représenté en position de déplacement en ligne droite de l'avion, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant le vérin hydraulique orientant l'arbre à l'un des points extrêmes de la course de la crémaillère et du débattement angulaire de la roue commandé par ce vérin, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant le dispositif de l'invention en position de verrouillage du vérin hydraulique après suppression de l'engrènement de la crémaillère et du secteur denté par suite d'une orientation angulaire plus forte donnée à l'arbre et à sa roue, - la figure 4 est une vue de détail en coupe brisée selon IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 montrant un perfectionnement selon lequel les moyens de verrouillage sont reliés à un distributeur hydraulique du vérin, - la figure 6 est une vue analogue à la figu- re 3 montrant la coupure de l'alimentation du vérin quand la tige de piston est à sa position de verrouillage. La figure 1 montre, en coupe transversale, un fût 1 d'une jambe d'un atterrisseur d'avion; dans ce fût 1 est monté un arbre creux 2 à l'extrémité inférieure duquel se trouve une roue (non représentée). Sur sa face exté- rieure, l'arbre creux 2 présente un secteur denté 3 dont le développement angulaire correspond au débattement angulaire commandé de l'orientation de la roue qui est, dans cet exemple de 65 par rapport à une position de déplacement en ligne droite de l'avion. Le secteur denté 3 engrène avec une crémail- lère 4 pendant les mouvements commandés d'orientation de l'arbre 2 et de la roue. Cette crémaillère 4 fait partie intégrante d'une tige de piston 5 commune à deux pistons opposés 6, 7 respectivement. Ceux-ci appartiennent à un vérin hydraulique transversal désigné par la référence générale 8, à double effet, qui est fixé transversalement au fQt 1 dans le plan du secteur denté 3. L'agencement décrit jusqu'à présent est connu et ne nécessite pas d'explications supplémentaires. La tige de piston 5 est déportée en sens trans- versal par rapport à l'axe géométrique longitudinal 9 du vérin 8, dans un sens l'éloignant du secteur denté 3 dans sa partie centrale qui porte la crémaillère 4, de sorte que l'engrènement des dentures a lieu à proximité de cet axe géométrique 9. Les parties extrêmes opposées SA, 5B de la tige de piston 5 sont sensiblement centrées sur l'axe géo- métrique 9 avant leur raccordement avec les pistons 6, 7 correspondants, afin d'être coaxiales avec ces derniers. Il en résulte que la tige de piston 5 présente dans la zone de raccordement entre la partie centrale et les parties extrêmes 5A, 5B des faces d'arrêt 10A, 0lB, inclinées en direction de l'axe géométrique 9, sur son côté qui est opposé à celui o se trouve la crémaillère 4. Sur ce même côté opposé, la tige de piston commune 5 est retenue contre le fléchissement, au droit de l'engrènement du secteur denté 3 et de la crémaillère 4, par au moins un galet de soutien 11, de façon connue en soi. La tige de piston commune 5 n'est pas fixée aux deux pistons 6, 7; elle se termine par un épanouisse- ment extrême 5C, 5D respectivement par lequel elle est montée coulissante dans le piston correspondant 6, 7 entre le fond 6A, 7A de ce piston et un anneau d'arrêt 6B, 7B engagé dans une rainure de la face intérieure du piston à proximité de son extrémité opposée au fond 6A, 7A. La longueur L de la course de la tige de piston 5 à l'intérieur de chaque piston et son rôle seront définis plus loin. A l'intérieur du vérin 8, quand un piston est poussé par le fluide sous pression qui arrive par l'extrémité libre du cylindre éloignée du secteur denté 3, la course du piston 6, 7 est limitée par une butée inté- rieure 8A, 8B respectivement. Chacune des butées 8A, 8B détermine la limite d'action du vérin 8 sur l'orientation de l'arbre 2 et de la roue et correspond à un point extrême d'engrènement de la crémaillère 4 avec le secteur denté 3. Quand l'un quelconque des pistons 6, 7 est arrêté par la butée 8A, 8B correspondante, comme le montre la figure 2, le piston opposé 7, 6 est éloigné d'une dis- tance L1 du fond du cylindre correspondant (figure 2). Cette distance L! est la longueur d'une course supplémentaire possible du piston 7, 6 en direction du fond du cylindre. La face extérieure de l'arbre creux 2 est pourvue, à proximité du secteur denté 3, d'une came 12 circulaire dans l'ensemble dont la surface active de levée 12A se trouve en dehors de l'étendue angulaire du secteur denté 3. Pour une raison que l'on comprendra plus loin, la surface non active 12B de la came 12 se prolonge au-delà de l'étendue du secteur denté 3 avant d'être raccordée par deux rampes symétriques 12C, 12D à la surface active 12A. Deux moyens de verrouillage 13, 14 du type leviers de renvoi sont montés symétriquement de part et d'autre de la zone d'engrènement des dentures pour pouvoir osciller autour d'un axe géométrique 15, 16 respectivement. 256821l Ces axes 15, 16 sont parallèles. l'arbre creux 2 et sont. situés à l'opposé de cet arbre creux 2 par rapport a la tige de piston 5. Chaque moyen de verrouillage 13, 14 a une- première branche 13A, 14A respectivement dont l'extrémité libre est munie d'un galet 17, 18 appliqué contre la camne 12 et une seconde branche 13B, 14B qui constitue un verrou destiné à coopérer avec la face d'arrêt 10A, 10B corres- pondante de la tige de piston 5. Les verrous 13B, 14B sont situés dans le plan transversal qui contient la tige de piston 5 et le secteur denté 3; ils sont disposes symétriquement de part et d'autre du galet de soutien 11 et ils ont chacun une face d'appui 19A, 19B respectivement, inclinée en direction de l'axe géométrique 9, sensiblement parallèle! la face d'arrêt 10A, 0lB qui lui correspond sur la tige de piston 5. Les branches 13A, 14A des leviers 13, 14 se trouvent en arrière, quand on regarde la figure 1, de la tige de piston 5, dans le plan transversal qui contient la came 12. Quand l'atterrisseur est utilisé avec l'orien- tation de la roue commandée par le vérin hydraulique 8, entre les points extrêmes du débattement angulaire com- mande par ce vérin, les verrous 13B, 14B ne sont pas en contact avec la tige de vérin 5 et n'en gênent pas les mouvements alternatifso En même temps, les galets 17, 18 des branches 13A, 14A sont appuyés contre la face non active 12B de la came 12, ou contre une butée extérieure Cet appui est obtenu par un moyen de rappel élastique non représentée Chaque moyen de verrouil- lage 13, 14 comprend une barre de torsion 20 concentrique a lsaxe géométrique d'oscillation 15 16, coxie le montre la figure 4. On peut voir sur celle-ci que le levier 14 est calé en rotation par des cannelures 21 avec une extrémité d'une douille 22 dont l'extrémité opposée est calée en rotation par des cannelures 23 avec une extrémité de la barre de torsion 20. A son extrémité opposée, celle-ci est calée en rotation par des cannelures 24 avec une extrémité d'une douille 25 dont l'extrémité opposée est calée en rotation avec des cannelures 26 avec la branche 14B. Quand le moyen de verrouillage 13, 14 n'est pas manoeuvré par la came 12, la barre de torsion 20 n'est pas mise sous contrainte; elle relie simplement les deux branches du levier. Le fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant. A partir de la position centrée de la figluré i qui correspond au déplacement en ligne droite de l'avion, le vérin 8 alimenté en fluide sous pression par son extré- mité gauche, quand on regarde la figure 2, comme indiqué par une flèche F, fait tourner l'arbre creux 2 jusqu'au point extrême de l'orientation commandée de cet arbre, quand la dernière dent 3A du secteur denté 3 est encore en prise entre les deux dernières dents 4A, 4B de la crémaillère 4. A cette position, les deux galets 17, 18 des leviers 13, 14 sont encore appuyés contre la face non active 12B de la came 12. L'action du vérin 8 est interrompue quand le piston 6 poussé par le fluide rencontre la butée 8A; à ce moment ce même piston 6 est appuyé contre l'épanouisse- ment correspondant 5C de la tige de piston 5. De même, cette dernière est appuyée par son épanouissement 5D contre le piston opposé 7 qu'elle pousse; il existe alors entre ce piston 7 et le fond du cylindre une course supplémen- taire L1. - Si on agit directement sur l'arbre 2, ou de préférence sur la roue, manuellement ou à l'aide d'un levier pour donner à la roue un angle d'orientation plus impor- tant, le secteur denté 3 tourne et pousse la. crémaillère 4 en déplaçant la tige de piston 5 jusqu'à ce que le piston 7 poussé par cette tige vienne buter contre le fond du cylindre après avoir parcouru sa course supplémentaire L1 (figure 3). Dans cet exemple, la course supplémentaire L des pistons dans le cylindre est inférieure à la course de coulissement L de la tige 5 à l'intérieur des pistons 6,7. De cette façon, quand la tige de piston 5 est en butée contre le fond du piston 7 lui-même en butée contre le fond du cylindre, l'extrémité opposée 5C de la tige de piston 5 n'a pas encore atteint la butée intérieure 6B correspondante du piston opposé 6. En variante, on pourrait prévoir la disposi- tion inverse et utiliser la butée intérieure 6B ou 7B, comme moyen d'arrêt de la tige de piston 5 à une position précise o la crémaillère est juste dégagée du secteur denté 3. La course supplémentaire L1 (ou la course de coulissement L, le cas échéant) est choisie pour que le secteur denté 3 se dégage de son engrènement avec la cré- maillère 4, que la face d'arrêt 10A de la tige de piston 5 vienne en regard de la face d'appui 19A du verrou 13B, et que le galet 17 soit rencontré par la rampe 12C de la came 12 juste avant que la surface active 12A de cette dernière entre en action. Tout mouvement supplémentaire imposé dans le même sens à la roue a pour effet que la surface active 12A de la came 2 repousse la première branche 13A, ce qui produit le pivotement correspondant, par l'in- termédiaire de la barre de torsion 20, du verrou 14A dont la face d'appui 19A s'applique contre la face d'arrêt 10A. La levée imposée au galet 17 de la première branche 13A par la surface active 12A de la came 12 est supérieure à la course du verrou 14A jusqu'à la rencontre des faces 19A-10A. La différence des déplacements est absorbée par la déformation élastique de la barre de torsion 20. Celle-ci exerce une force par laquelle la tige de piston 5 est solidement tenue à sa position. On peut alors orienter librement la roue tant que la surface active 12A de la came agit sur le galet 17, cependant que la tige de piston 5, avec sa crémaillère 4, est solidement immobilisée à une position précise. Quand on tourne la roue manuellement en sens inverse, au moment o la surface active 12A de la came 12 cesse de pousser la première branche 13A, la tige de piston 4 est libérée par le verrou 14A puis l'engrènement se produit à nouveau quand la dent 3A du secteur denté 3 revient entre les dents 4A, 4B de la crémaillère 4. Le dispositif fonctionne de la même manière, avec le verrou 14, quand on tourne la roue dans l'autre sens au-delà de la limite d'engrènement. Pendant l'utilisation de la roue commandée en orientation par le vérin, il peut se faire qu'un obstacle quelconque (pierre, trou,...) la déporte brutalement au- delà de la limite d'engrènement du secteur denté 3 et de la crémaillère 4. Dans cette situation, si on commande le redressement de la roue par l'intermédiaire du vérin, en réagissant instinctivement, le vérin risque de détériorer le verrou 13B ou 14B qui immobilise alors la tige de vérin comme expliqué ci-dessus. Si on désire éliminer ce risque, selon un perfectionnement de l'invention, on prévoit sur chaque moyen de verrouillage 13, 14 (figure 5), une troisième branche 27A, 27B respectivement qui s'étend jusqu'à l'extrémité de manoeuvre d'un tiroir 28A, 28B correspondant. Ces tiroirs sont montés en opposition dans un distributeur 29 de fluide hydraulique qui est interposé sur le circuit hydraulique d'alimentation du vérin 8. Tant que les moyens de verrouillage 13, 14 ne sont pas commandés par la face active 12A de la came 12, les tiroirs 28A, 28B laisse circuler librement le fluide hydraulique à travers le distributeur 29, entre un premier canal transversal 30, un canal longitudinal 31 et un second Il canal transversal 32, comme on le voit sur la figure 5. Dès que l'un des moyens de verrouillage 13, sur la figure 6, est commandé par la came 12, par l'inter- médiaire de sa première branche 13A rencontré par la face activé 12A, la troisième branche 27A pivote en même temps que la première branche 13A et elle déplace le tiroir 28A de telle sorte que le canal transversal 30 correspondant a ce tiroir ne communique plus avec le canal longitudinal 31. Le vérin 8 ne peut plus être alimenté tant que la crémaillère 4 n'a pas été remise en prise avec le secteur denté 3. -68218 REVENDICATIONS 1. Atterrisseur d'avion comprenant un arbre (2) pourvu à une extrémité d'une roue au moins, un secteur denté (3) calé en rotation sur cet arbre (2), un vérin hydraulique (8) disposé transversalement à l'arbre (2) dans le plan du secteur denté (3), ce vérin (8) ayant deux pis- tons opposés X6, 7) réunis par une tige de piston (5) munie dans sa partie centrale en sens longitudinal d'une crémail- lère (4) engrenant avec le secteur denté (3) pour déplacer ce dernier entre deux points extrêmes d'engrènement corres- pondant aux limites de l'orientation angulaire de la roue commandée par le vérin (8), caractérisé en ce que la tige de piston (5) présente deux faces d'arrêt (10A, 0lB) opposées, espacées dans son sens longitudinal et elle est assemblée avec les deux pistons (6, 7) avec une possibi- lité de coulissement relatif sur une course de coulissement de longueur (L), tandis que chaque piston (6,7) a, au-delà desdits points extrêmes-d'engrènement, une course supplé- mentaire de longueur (L1) choisie en correspondance avec ladite course de coulissement, cependant que l'arbre (2) est muni d'une came (12) à surface active (12A) située en dehors de l'étendue du secteur denté (3), et que deux moyens de verrouillage (13, 14) sont montés mobiles entre la came (12) et la tige de piston (5), chaque moyen de verrouillage (13,14) ayant une première branche (13A,14A) dont l'extrémité coopère avec la came (12) et une seconde branche (13B,14B) qui constitue un verrou destiné à coopé- rer avec une face d'arrêt correspondante (10OA, 0lB) de la tige de piston (5), quand celle-ci a été déplacée de la plus courte des courses entre la course de coulissement (L) et la course supplémentaire (L1), au-delà de l'un quelconque de ses points extrêmes d'engrènement avec le secteur denté (3), par une manoeuvre manuelle de la roue, jusqu'à la rencontre de cette tige de piston (5) avec une butée de fin de course. 2. Atterrisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen de verrouillage (13,14) est monté oscillant autour d'un axe respectif (15,16) paral- lèle à l'arbre (2) qui porte le secteur denté (3). 3. Atterrisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen de verrouillage (13,14) est du type levier de renvoi dont une première branche (13A,14A) est munie à son extrémité libre d'un galet (17, 18) applique contre la came (12) ou contre une butée extérieure et dont une seconde branche (13b, 14B) est un verrou & face d'appui (19A, 19B) destinée à coopérer avec la face d'arr8t (1OA, lOB) correspondante de la tige de piston (5). 4. Atterrisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque face d'arrêt (10A, O10B) est une face inclinée située sur le côté de la tige de piston (5) opposé à la crémaillère (4), au voisinage d'une extrémité de cette tige de piston (5). 5. Atterrisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les axes d'oscillation (15, 16) des leviers de verrouillage (13, 14) sont situés à l'opposé de l'arbre (2) par rapport à la tige de piston (5). 6. Atterrisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque moyen de verrouillage (13,14) comprend une barre de torsion (20) qui relie la première branche (13A,14A) à la seconde branche (13B, 14B), cette barre de torsion étant mise sous une contrainte plus élevée quand la surface active de la came (12) repousse cette première branche et que la seconde branche est appliquée contre la face d'arrêt correspondante de la tige de piston. 7. Atterrisseur selon la revendication 1, -caractérisé en ce que la came (12) a une surface non active (12B) qui s'étend au-delà de l'étendue angulaire du secteur denté (3) aux deux extrémités opposées de ce dernier et qui est raccordée à la surface active (12A) par des rampes (12C, 12D) telles que les faces d'appui (19A, 19B) des doigts de verrouillage (13B, 14B) s'appliquent contre la face d'arrêt (10A, 0lB) correspondante de la tige de piston (5) quand la crémaillère (4) a dépassé un point extrême d'engrènement avec le secteur denté (3). 8. Atterrisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de piston (5) est déportée en sens transversal par rapport à l'axe géométrique longitudinal (9) du vérin (8) dans sa partie centrale présentant la crémaillère (4) tandis que ses parties extrêmes (5A, 5B) ont leur axe géométrique confondu avec ledit axe géométrique (9), les faces d'arrêt inclinées (O10A, 0lB) se trouvant dans la zone de raccordement entre la partie centrale et les parties extrêmes de la tige de piston (5). 9. Atterrisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la course supplémentaire (L1) des pis- tons (6, 7) est inférieure à la course de coulissement (L) de la tige de piston (5) à l'intérieur des pistons (6, 7), ladite tige de piston (5) se déplaçant de la longueur de la course supplémentairen(L1) et venant en butée en fin de course contre le piston (6, 7) lui-même venu en butée contre le fond correspondant du cylindre. 10. Atterrisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un distributeur hydraulique (29) est interposé sur le circuit hydraulique du vérin (8), ce distributeur (29) ayant deux tiroirs mobiles (28A, 28B) aptes à permettre ou à couper l'alimentation du vérin (8), cependant que chaque moyen de verrouillage (13,14) est relié à un tiroir mobile (28A, 18B) correspondant, de sorte que, quand un moyen de verrouillage (13, 14) est action- né par la came (12) le tiroir correspondant (29A, 28B) coupe l'alimentation du vérin (8).