Brevet FR2567599A1 — publié le 19860117

1. 2567599 Description. La présente invention concerne des ensembles de roues pour avion. Elle vise plus particulièrement de tels ensembles de ce type comportant des rotors et stators imbri- qués. Les disques de frein rotatifs sont accouplés à la roue rotative de l'avion, tandis que les disques de freins non rotatifs sont accouplés au support d'essieu non rotatif. L'interaction à frottement entre les disques fixes et rota- tifs engendre un effet de freinage auquel résiste la struc- ture de support interposée entre les stators et l'essieu fi- xe, couramment appelé tube de torsion. En vue d'un maximum d'efficaciLé il est souhaitable de prévoir des disques fixes et rotatifs aussi nombreux qutil est possible dans l'espace disponible, afin d'assurer une efficacité de freinage maxi- maleo La présente invention aéliore l'ensemble de frein existant en utilisant plus-efl.ficacement la contre-plaque ou flasque du tube de torsion et le support qu'elle offre au disque de freinage. La présente invention a donc pour objet un ensem= ble de frein. disques multiples comportant une série de dis- ques tournants et fiaes imbriqués qui coopèrent avec un tube de tiorsion fixe présentant une contrer.plaque qui porte une garniturn de frein composite en carbone, La garniture de fret est relive D la contre=plaque d'une manière permettant des dilatations thermiques différentielles tout en offrant un support rigide pour encaisser la réaction apparaissant entre les disques fixes et rotatifs. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtrec-t à la lecture de la description non limita- tive suivante:'une formge de réalisation d'ensemble de frein en référence aux dessins annexés, sur lesquels les pièces identiques ou correspondantes portent sur toutes les figures les mêmes références numi riques. Sur ces dessins: - Figure 1 est une vue de détail en coupe d'un ensemble de frein réalise selon l'invention- représenté mon- té sur un assemblage de roue d'avion indiqué en traits mix- tes; 9257 FR - Figure 2 est une vue de détail latérale en élé- vation suivant la ligne 2-2 de la figure 1, de la moitié du corps arrière d'un tube de torsion, avec arrachements per- mettant de voir la garniture en carbone et la contre-plaque; - Figure 3 est une vue en coupe à plus grande é- chelle suivant la ligne 3-3 de la figure 2, du côté arrière d'un tube de torsion; - Figure 4 est une vue en perspective éclatée d'une partir du tube de torsion de la contre-plaque et de la garniture annulaire en carbone. La figure 1 représente un frein à friction 10 monté sur une roue cylindrique 11 comportant des sections de roue appariées 12 et 13. Les sections de roue 12 et 13 pré- sentent respectivement des jantes 14 et 15, des plaques pro- filées 16 et 17 et des moyeux 18 et 19. Les sections de roue 12 et 13 sont fixées l'une à l'autre par des boulons appro- priés 20 insérés dans des alésages ménages en regard dans les plaques profilées 16 et 17. Les moyeux 18 et 19 sont montés à pivotement sur des roulements 22 montés sur un essieu fixe 23. Dans l'exem- ple illustré, un flasque de torsion 25 est convenablement relié à l'essieu 23. Un tube de torsion annulaire oblong 27 est convenablement fixé au flasque de torsion 25 et s'étend axialement le long de l'essieu 23. Le tube de torsion 27 est situé entre la section de roue 12 et le moyeu 18. Le flasque de torsion 25, un manchon auxiliaire 26 et le tube de tor- sion 27 sont convenablement fixés les uns aux autres par e- xemple par des boulons 28 angulairement espacés autour du flasque 25. L'extrémité arrière du tube de torsion 27, oppo- sée à l'extrémité aboutée au flasque de torsion 25, présente un flasque de réaction annulaire 29 s'étendant radialement vers l'extérieur. Le flasque 29 peut être réalisé d'un seul tenant avec le tube de torsion 27 ou être réalisé séparé et convenablement relié au tube 27. Le flasque de réaction 29 présente une série d'a- lésages angulairement espacés 40. Une contre-plaque annulai- re 41 est aboutée contre une face annulaire 42 du flasque de 9257 FR 3 2567599 réaction 29. La contre-plaque 41 présente une série d'alésa- ges angulairement espacés 43 axialement alignés avec les a- lésages 40 du flasque de réaction 29 du tube de torsion 27 de façon que des boulons 44 insérés dans les alésages ali- gnés relient la contre-plaque 41 au flasque de réaction 29 et au tube de torsion 27. Chaque boulon 44 présente une tête de forme rectangulaire 45, une tige longitudinale ronde 46 et une rainure 47 voisine du tronçon d'extrémité de la tige 46. La tête 45 du boulon 44 maintient la contre-plaque 41 contre le flasque de réaction 29, la rainure 47 de la tige 46 dépas- sant au-delà de la surface de la plaque de réaction 29 de façon à recevoir un jonc d'arrêt en U engagé sur la tige 46 dans la rainure 47 et maintenant ainsi la contre-plaque 41 sur le flasque 29 du tube de torsion 27. Un disque composite annulaire en carbone 50 présente une série d'évidements de forme rectangulaire 51, angulairement espacés, situés en re- gard des têtes carrées 45 des boulons 44 de façon que, lors- qu'on applique le disque 50 contre la contre-plaque 41, les évidements 51 reçoivent les têtes 45. Chaque évidement rec- tangulaire 51 ménage un interstice 52 au-dessus et au-dessous de la tête 45, tandis que les deux autres cStés dudit évide- ment 51 reçoivent sans jeu la tête 45 du boulon 44. Comme on le voit sur les figures 2 et 4, les évidements du disque com- posite en carbone 50 sont centres sur des droites rayonnant à partir du centre du disque. Le coefficient de dilatation thermique du disque composite en carbone 50 diffère de ceux de la contre-plaque en acier 41 et du boulon en acier 44 de sorte que les interstices 52 ménagés dans les évidements 51 permettent aux éléments en acier de se dilater par rapport au disque 50 sans appliquer de contraintes à ce dernier. Au- trement dit, il est possible aux boulons 44 de se déplacer radialement par rapport au disque en carbone 50 grâce aux interstices radiaux 52 qui flanquent les têtes de boulon carrées 45 dans les évidements 51. Le disque en carbone 50 présente une série d'alé- sages angulairement espacés 55 qui sont axialement alignés avec une série d'alésages angulairement espacés 56 quand le disque 50 est appliqué contre la contre-plaque 41 et que les 9357 FR 4. Z567599 évidements 51 sont situés en regard des alésages angulairement espacés 43 de la plaque 41. Le disque composite en carbone 50 est fixé à la contreplaque 41 par refoulement convenable de rivets 57 insérés dans les alésages alignés 55 et 56. Le tube de torsion 27 présente une série de canne- lures axiales 32 angulairement espacées. Le tronçon d'extr6- mité supérieur de la plaque profilée 16 de la section de roue 12 présente une série de cannelures ou nervures angulairement espacées 30 (dont une seule est représentée sur la figure 1) qu'on peut forger, puis usiner pour obtenir des nervures ou cannelures incorporées. Des cannelures 32 supportent un disque d'extrémi- té non rotatif 36 auquel est fixée une garniture de freinage composite en carbone 37 et une série de disques intérieurs 38. Tous ces disques fixes 36 (portant la garniture en carbo- ne 37) et 38, présentent dans leurs pourtours intérieurs des encoches angulairement espacées destinées à s'engager sur les cannelures 32, d'une manière bien connue depuis longtemps dans le métier. Ces disques 36 (à garniture 37) et 38 consti- tuent avec le disque 50 les disques non rotatifs du frein 10. Des disques rotatifs 62, 63, 64, 65 et 66 présen- tent sur leurs pourtours extérieurs une série d'encoches an- gulairement espacées destinées à s'engager sur les cannelures ou nervures 30 correspondantes d'une manière bien connue de- puis longtemps dans la technique, constituent les rotors du frein 10. Tous les disques, non rotatifs 37, 38 et 50 et ro- tatifs 62 à 66, sont en un matériau pour freins convenable tel qu'un matériau de friction composite de carbone pour ré- sister aux hautes températures et constituer un puits thermi- que. Les disques rotatifs sont imbriqués entre les disques non rotatifs. On peut faire varier le nombre de disques se- lon les nécessités de fonctionnement pour l'application en- visagée. Le mécanisme de manoeuvre du frein comporte une série de cylindres angulairement espacés 70 reliés de façon appropriée, au flasque de torsion25. Chacun des cylindres contient un piston hydraulique 72 logé à l'intérieur d'un manchon 71 qui déplace axialement le disque non rotatif 36 9257 FR 5. 2567599 pour lui faire prendre et perdre contact avec le disque rota- tif 62. Un ensemble de rappel ou d'autres mécanismes connus de longue date dans la technique peuvent aussi être associés aux cylindres 70 aux fins de réglage automatique ou de com- pensation d'usure. Pendant le fonctionnement du frein, du fluide hy- draulique arrivant d'une source convenable pénètre dans les cylindres 70 pour en déplacer les pistons 72 respectifs vers le disque non rotatif 36 Le disque 36 glisse le long des cannelures 32 et vient s'appliquer contre le disque rotatif 62. Le disque rotatif 62 glisse le long de la cannelure 30 pour s'appliquer contre le disque non rotatif 38, qui est aussi repoussé axialement contre un disque rotatif voisin, lequel vient à son tour buter contre d'autres disques et les appliquer sous pression les uns contre les autres et contre le disque composite en carbone non rotatif 50 monté sur le flasque de réaction 29 du tube de torsion 27. La traînée en- gendrée par le frottement entre chaque paire de disques im- briquée provoque une réact.on au niveau des entailles ména- gées dans les pourtours des disques rotatifs 629 639 642 65, 66 et des disques fixes 36, 37 et 38 et au niveau des bords latéraux des évidements 51 du disque d'extrémité 50, réaction qui se transmet aux bords latéraux aboutés de la tête de bou- lon 45, a travers la tige 46 et à l'intérieur des alésages 40 du flasque de réaction 29 du tube de torsion 27. En vue de conférer au tube de torsion 27 la rigi- dité nécessaire pour résister aux forces de réaction, on renforce suffisamment le tronçon d'extrémité arqué du tube 27 au voisinage du flasque de réaction 29 pour qu'il ne cède pas au couple ni aux forces de manoeuvre tout en le munissant d'une garniture de freinage -fie amovible qui peut servir dans les disques de freins non rotatif et rotatifs, imbri- qués, axialement alignés pour donner au frein une efficacité maximale. Dans les conditions normales d'utilisation du frein, la chaleur engendrée provoque une dilatation des piè- ces dans le puits thermique, Du fait qu'il existe des inters- tices entre les encoches ménagées dans les pourtours des disques non rotatifs et rotatifs par rapport aux cannelures, 9257 FR les dilatations sont facilitées. Dans le cas du disque de frein en carbone extrême 50 par rapport à la contre-plaque 41 à laquelle ce disque est relié, il apparaît une dilata- tion radiale relative de la plaque 41 qui n'affecte pas le disque en carbone 50 du fait qu'il existe un jeu radial 52 vers l'extérieur de la tête de boulon 45 logée dans l'évide- ment 51 du disque composite en carbone 50. Une telle structu- re de disques de frein en carbone comportant un disque de frein en carbone 50 permet de tirer un meilleur parti de la puissance de freinage développée entre les disques non rota- tifs et rotatifs pour obtenir une efficacité de freinage ma- ximale. De ce qui précède, il est clair que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation d'en- semble de frein décrite ci-dessus, dont elle englobe les va- riantes et modifications issues du même principe de base. 9257 FR REVENDICATIONS. 1. Ensemble roue-frein caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de montage fixe (23), une roue (11) montée sur ce moyen de montage fixe et tourillonnant sur lui, cette roue présentant une série de cannelures axiales (30), un tube de torsion (27) monté sur le moyen de montage fixe, ce moyen de montage fixe (23) présentant un tronçon extrême an-' nulaire s'étendant radialement vers l'extérieur et qui cons- titue un flasque de torsion (29), le tube de torsion (27) présentant une série de cannelures axiales (32), une série de disques de friction primaires (62, 63, 64, 65 et 66) mon- té sur lesdites cannelures (30) de la roue pour tourner avec celle-ci, une série de disques de friction secondaires (36, 38) montés sur lesdites cannelures (32) du tube de torsion, ces disques primaires et secondaires étant imbriqués pour constituer un empilage de frein mobile axialement, une con- tre-plaque annulaire métallique (41) fixée audit flasque de torsion (29), un disque de frein annulaire composite en car- bone (50), fixé au flasque de torsion, des moyens de trans- mission de force (70) montés sur ledit moyen de montage fixe (23) pour presser l'empilage de frein contre le disque de frein composite en carbone et provoquer un contact frottant entre disques voisins: et des moyens (44, 51) reliant le dis- que de frein composite annulaire en carbone (50) à la contre- plaque (51) de façon à permettre des dilatations thermiques relatives. 2. Ensemble roue-frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que des boulons (44) relient la contre-pla- que (41) au flasque de torsion (29) et en ce que le disque de frein annulaire composite en carbone (50) présente une série d'éviderments angulairement espaces (51) engagés sur lesdits boulons en ménageant avec eux des jeux permettant lesdites dilatations thermiques relatives. 3. Ensemble roue-frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que tous lesdits évidements sont équidis- tants du centre dudit disque en carbone et ménagent radia- lement lesdits jeux par rapport aux boulons respectifs. 4. Ensemble roue-frein selon la revendication 3, 9257 FR 8. 2567599 caractérisé en ce que chacun desdits boulons (44) comporte une tête (45) présentant deux bords latéraux, un bord infé- rieur et un bord supérieur, lesdits bords latéraux butant contre les cotés desdits évidements pour réagir au couple engendré par le frottement. 5. Ensemble roue-frein caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de montage (23), une roue (11) montée sur ce moyen de montage fixe et tourillonnant sur lui, un tube de torsion (27) monté sur ledit moyen de montage fixe, ce moyen de montage fixe présentant un tronçon extrême annulai- re s'étendant vers l'extérieur qui constitue un flasque de torsion (29), une contre-plaque annulaire (41)-fixée au flas- que de torsion, un disque de frein terminal annulaire (50) fixé à la contre-plaque, une série de disques de friction de frein primaires (62, 63, 64, 65 et 66) portés par la roue pour tourner avec elle, une série de disques de friction de frein secondaires portés par le tube de torsion, ces disques primaires et secondaires étant imbriqués pour constituer un empilage de frein mobile axialement, des moyens de transmis- sion de force (70) montés sur le moyen de montage fixe pour presser ledit empilage de frein contre ledit disque de frein extrême fixé à la contreplaque et établir un contact à frottement entre disques voisins, ledit disque extrême (50) présentant une série d'évidements (51) angulairement espacés, des boulons (44) reliant la contre-plaque au flasque de tor- sion, chacun de ces boulons présentant une tête (45) qui pé- nètre dans un des évidements du disque extrême, ces têtes ayant, radialement, une dimension plus faible que les évide- ments du disque extrême pour ménager radialement des jeuxpermettant des dilatations thermiques relatives entre la contre-plaque et le disque extrême, le disque de frein extrême et la con- tre-plaque étant réalisés en des matériaux à coefficients de dilatation thermique différents et lesdits jeux radiaux per- mettant des dilatations thermiques différentielles pour évi- ter que le disque de frein extrême subisse des contraintes et se fissure. 9257 FR