Brevet FR2586646A1 — publié le 19870306

DISPOSITIF DE MONTAGE DE CAPTEURS DE DEPLACEMENT RELATIF SUR LES OREILLES D'UN ESSIEU OU D'UN BALANCIER DU TRAIN D'ATTERRISSAGE D'UN AERONEF L'invention a pour objet un dispositif de montage, sur les oreilles d'un essieu ou d'un balancier du train d'atterrissage d'un aéronef, de capteurs de déplace- ment relatif dont le rôle est de permettre de connaître et de mesurer avec une très grande précision une déformation de nature déterminée de cet essieu ou d'un balancier de train d'atterrissage d'un aéronef sous l'effet d'une charge. On connait le principe des systèmes autonomes de mesure du poids et du centrage des aéronefs qui consiste à mesurer la déformation des essieux et, ou des balanciers des trains d'atterrissage de ces aéronefs à l'aide de capteurs de déplacement relatif, et à combiner ces signaux dans un calcula- teur associé. Par exemple, le document US-A- 4 269 070 montre un type de capteur de déplacement relatif ainsi que sa fixation sur une paire d'oreilles radiales, le capteur pouvant être du type inductif, capacitif, optique, piézorésistif.... Chaque oreille a au moins une face plane de fixation - et généralement deux faces planes opposées de fixation - à laquelle on fixe solidement une embase d'un capteur. Chaque élément du capteur monté sur les deux oreilles d'une paire s'étend l'un vers l'autre pour mettre à une position relative préci- se des organes complémentaires de mesure. La déformation que l'on veut connaître de l'essieu ou du balancier produit un déplacement des oreilles et un déplacement relatif correspondant des organes complémentaires de m esure. Jusqu'à présent, chaque oreille est traversée par un trou rond lisse, entre ses deux faces opposées de fixation. Les embases du capteur sont aussi traver- sées par un trou rond; la fixation de ce capteur sur chaque oreille se fait à l'aide d'un boulon qui traverse les trous mis en correspondance, de l'oreille et de l'embase du capteur. Egalement, le brevet Français 8 016 046 et le brevet US. 06/280 267 montrent que pour obtenir des mesures précises, le positionnement de l'axe de mesure du capteur doit être réalisé tel que défini dans ces brevets précités. Depuis une dizaine d'années, et bien qu'il n'existe aucune norme internationale à ce sujet, la plupart des essieux et des balanciers des trains d'atterrissage des gros aéronefs tels que ceux de Boeing, Douglas, Airbus, etc... sont munis -2 - de paires d'oreilles telles que définies plus haut pour permettre d'y fixer un capteur de déplacement relatif. L'étude résumée ci-dessous, de l'ensemble du système poids et centrage explique et justifie la nécessité d'utiliser, les dispositifs qui font l'objet de la présente invention, pour la fixation de deux capteurs sur les oreilles du type ayant deux faces d'appui parallèles, et au maximum un trou rond lisse perpendiculaire à ces faces sensiblement en leur centre: Il faut d'abord savoir que dans un système poids et centrage, le signal utile correspondant à chaque capteur, que doit utiliser le calculateur, est la différence entre le signal de sortie du capteur à l'instant considéré, et le signal que fournissait ce capteur lorsque le train d'atterrissage ne reposait par sur le sol (ce dernier signal est dit: zéro du capteur). - L'étude de la déformation élastique des différents essieux et balanciers des aéronefs concernés montre que le déplacement utile du capteur (correspon- dant à un signal utile au calculateur) est compris entre 0,01 et 0,03 m m. - L'ordre de grandeur de l'erreur maximum que désirent les utilisateurs sur le poids et le centrage est de 1%. - Compte-tenu de l'état de surface des faces d'appui des oreilles, qui sont protégées par une peinture anticorrosion si un capteur appuyé sur ces faces est enlevé puis remis en place, la nouvelle mesure obtenue peut être différen- te de la précédente de 0,005 à 0,02 m m; cet écart peut être encore beaucoup plus important quand le capteur est remplacé par un autre capteur. - Si un seul capteur est fixé sur chaque paire d'oreilles, lors d'une panne de capteur le systè m e sera inopérant, et lors du re mplacement du capteur, compte-tenu de ce qui vient d'être expliqué, il sera nécessaire de réétalonner le zéro du nouveau capteur. - Si deux capteurs sont fixés sur chaque paire d'oreilles et si deux calculateurs sont utilisés, on obtient un systè me double, ou "redondant". Le problè m e de la panne d'un capteur semble résolu, car l'autre capteur monté sur la même paire d'oreilles peut le remplacer. Mais lors du remplacement du capteur en panne, un problème se prékente dont la solution est l'objet de [a présente invention. Lors du remplacement du capteur en panne, si l'autre capteur est désolidarisé de l'oreille, les explications précédentes montrent qu'il sera nécessaire de refaire le zéro, des deux capteurs fixés sur ladite paire d'oreilles. S'il ne s'agissait pas d'un aéronef, et surtout "gros porteur", refaire le "zéro" ou effectuer une pesée sur une bascule serait relativement facile. -3 - Pour ces gros aéronefs, Les seules solutions sint: soit se fier au manifeste qui peut être erroné,soit effectuer un vol à %!ide, soit mettre l'aéronef "sur chandelles", ces deux dernières opérations sont longues et coûteuses. La solution efficace et économique, consiste à utiliser le dispositif qui fait l'objet de la présente invention. Afin d'améliorer la fiabilité du moyen de mesure, iL est souhaitable de monter sur chaque oreille, deux capteurs indépendants l'ur de l'autre de tel sorte que lorsqu'un des capteurs fixé à une oreille nécessite d'être demonté ou remplacé, l'autre capteur fixé à la même oreille ne sJit pas dérangé. L'invention a pour but principal d'apporter un dispositif de montage de deux capteurs sur une même oreille susceptible d'être traversée par au plus un trou lisse rond, faisant partie d'un essieu ou d'un balancier d'un aéronef dont on veut mesurer une déformation de nature déterminée, permettant de fixer à cette oreille ces deux capteurs de manière tctalement indépendante l'une de l'autre. Un dispositif conforme à l'invention pour le montage indépendant de deux capteurs sur une oreille ayant deux faces planes opposées de fixation com- prend pour chaque oreille: - un premier moyen d'ancrage central A solidement ancré sur l'oreille et qui sert de base d'ancrage d'une part pour un second moyen de fixation B qui rend l'une des embases de fixation d'un premier capteur solidaire de l'oreille, ledit moyen A servant d'autre part de base d'ancrage pour un troi- sième moyen de fixation C qui rend l'une des embases de fixation d'un second capteur solidaire de l'oreille, les moyens de fixation 3 et C étant indépendants l'un de l'autre. Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description de plusieurs variantes de réalisation. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle schématique, en perspective de la zone d'un essieu ou d'un balancier, faisant partie du train d'atterrissage d'un aéro- nef, qui est munie des "deux oreilles classiques",'; prévues pour le montage d'un capteur de déplacement relatif servant au calcul du poids et du centrage de l'aéronef. - la figure 2 est une vue en coupe, par un plan passant par les axes des trous lisses ronds existants dans les oreilles classiques et, montrant une pre- mière variante de réalisation d'un dispositif de montage conforme à l'invention. - les figures 3 à 7 sont des vues en coupe par le même plan que la figure -4- 2 mais ne montrant que la fixation sur une oreille, selon respectivement, cinq autres variantes de réalisation. - la figure 8 est une vue en coupe par un plan longitudinal de l'oreille, perpen- diculaire à la poutre dont cette oreille fait partie. La figure 1 montre un élément d'essieu ou de balancier 1 qui sera appelé poutre par la suite, d'axe longitudinal 2, les deux oreilles radiales classiques 3,4 situées d'un même côté de l'axe et espacées dans le sens de cet axe 2, font partie intégrante de la poutre. C haque oreille a une section droite rectangulaire avec deux faces planes 5,6 parallèles entre elles et parallèles a l'axe 2. Il est habituel jusqu'à présent qu'un trou rond lisse traverse chaque oreille perpendiculairement aux faces 5,6 et sensiblement en leur centre. Le disposi- tif, suivant l'invention utilise généralement ce trou 7, mais peut s'en passer, ainsi qu'on le verra, par exe m pIe, sur la figure 5. L'invention concernera donc ces oreilles classiques, mê m e si le trou 7 était inexistant. La figure 2 montre un dispositif conforme à l'invention utilisé pour fixer aux deux faces 5,6 de chacune des deux oreilles 3,4 un premier capteur X-et un- second-c-apteur -Y. Ces --capteurs sont connus; il n'est pas nécessaire de les décrire en détail. Chaque capteur a une embase 8,8' par laquelle il est fixé, soit directement soit indirectement, respectivement à une face ou 6 d'une oreille 3 ou 4. Le moyen central d'ancrage central A conformément à la figure 2, est une tige 10 qui a une partie médiane 11 cylindrique et lisse de longueur au moins égale à l'épaisseur d'une oreille entre les faces opposées 5,6 de celle-ci; le diamètre de cette partie médiane 11 est choisi pour que la tige 10 puisse être em manchée thermiquement dans le trou 7 de l'oreille, par exemple un refroidissement important de la tige 10 lui impose une contraction qui permet de la mettre en place dans le trou 7 à travers l'oreille; après son réchauffement à la température de l'oreille, cette tige est solidement ancrée à l'oreille. C haque partie extrê me filetée 27,27' est située, après ancrage du dispositif sur une oreille, en dehors du trou 7 de cette dernière. Un autre mode de fixation du moyen d'ancrage central A à t'intérieur du trou 7 de l'oreille est de réaliser une soudure par faisceau d'électrons ou par laser ou simple m ent par collage. Dans la variante illustrée par la figure 2, chaque moyen indépendant de fixation B et C comprend respectivement, au moins urn écrou 28,28' accompa- gné de préférence d'un contre-écrou 29,29', vissés sur une partie extrême -5 - filetée 27,27' de la tige 10. Chaque moyen de fixation B et C permet de monter et de fixer l'une des deux embases 8,8' de chaque capteur, soit direc- tement soit indirectement, respectivement sur une face 5 ou 6 de l'oreille. Chaque capteur peut donc être installé ou retiré indépendam ment de l'autre. La figure 3 montre ce dispositif conforme à l'invention dans lequel le moyen de fixation A comprend une tige 10' ayant une partie médiane 11' de diamètre inférieur au diamètre du trou 7 pour passer librement à travers celui-ci et portant un filetage sur lequel se vissent deux écrous opposés 12,12', les deux écrous 12,12' opposés venant s'appliquer et se serrer directement sur une fraction d'une face 5 ou 6 de l'oreille 3. Les moyens indépendants de fixation B et C sont constitués respectivement des écrous 28,28'. (Des contre-écrous, non représentés seraient avantageuse- ment utilisés). Ces écrous 28,28' vissés sur la tige 10' rendent l'une des deux embases de fixation 8, 8' de chaque capteur de déplacement relatif, respectivement solidaire des faces 5 et 6 de l'oreille 3. La figure 4 montre un autre dispositif conforme à l'invention dans lequel le moyen de fixation A comprend une tige 10" ayant une partie médiane 11" de diamètre inférieur au diamètre du trou 7 pour passer librement à travers celui-ci et portant un filetage sur lequel se vissent deux écrous oppo- sés 12,12', les deux écrous 12,12' opposés venant s'appliquer et se serrer sur deux semelles intermédiaires 13,13' interposées entre chaque écrou 12,12' et la face correspondante 5 ou 6 de l'oreille 3. Chaque semelle 13 ou 13' a une section droite rectangulaire avec deux faces planes opposées 14 ou 14' parallèles entre elles dont l'une est appliquée, soit directement soit indirectement, contre une face 5 ou 6 de l'oreille et dont l'autre est destinée à recevoir l'une des deux embases 8,8' de chacun des capteurs. De préférence, chaque semelle intermédiaire 13,13' a un évidement borgne 15,15' ouvert dans la face 14 opposée à celle qui est tournée vers l'oreille; dans cet évide- ment 15,15' débouche un trou lisse 16,16' pour le passage libre de La tige 10", l'évidement 15,15' contenant l'écrou 12,12'. Les moyens indépendants de fixation B et C sont constitués respectivement des écrous 28,28' es des contre-écrous 29,29'. Ces écrous et contre-écrous vissés sur la tige 10" ren- dent l'une des deux embases de fixation 8,8' de chaque capteur, respective- ment solidaire des faces 5,6 de l'oreille 3. La figure 5, montre un autre dispositif selon l'invention, le moyen d'ancrage A comprend deux brides 17,17' de dimension supérieure en longueur à la dimension transversale de chaque oreille parallèlement à l'axe longitudinal 6 - 2 de la poutre, ces brides étant destinées à être appliquées, soit directement soit indirectement contre les faces opposées 5 ou 6 d'une oreille et à être serrées fortement sur celle-ci, par exempte à l'aide de vis- 18; celles-ci pourraient être remplacées par des boulons ou des rivets. Des évidements 19 prévus dans les brides 17,17' permettent de dissimuler les têtes ou les écrous des vis ou des boulons. Apres montage sur une oreille, les brides 17,17' ont une face plane extérieure destinée à la fixation de l'une des deux embases 8 ou 8' de chaque capteur. Après serrage des vis 18, le dispositif est solidement ancré à l'oreille. Selon cette variante, le trou 7 de l'oreille n'est pas utilisé et pourrait être supprimé. Chaque moyen indépendant de fixation B et C comprend respectivement au moins une vis 32,32' prenant appui respectivement dans les trous taraudés ,30' de chacune des brides 17,17' pour rendre l'une des deux embases de fixation 8,8' de chaque capteur, solidaires des brides 17,17' et donc de l'oreille 3. - La figure 6 montre un autre dispositif selon l'invention, comprenant une pièce 20 à profil en C à deux branches parallèles 21,22 séparées par une distance supérieure à la largeur d'une oreille entre les deux faces opposées ,6 de celle-ci. Le moyen d'ancrage A comprend la pièce 20 à profil en C dans laquelle un trou taraudé 23 prévu dans une branche 21 pour recevoir une vis 24 qui traverse librement l'oreille par le trou lisse 7 de celleci. De préférence, afin de ne pas acro tre exagérément la distance qui sépare les deux branches 21,22, une ouverture de dégagement 25 est prévue dans la branche opposée 22 pour recevoir la tête de la vis 24. Apres montage, la face interne de la branche 21 à trou taraudé 23 est appliqué, soit directe- ment soit indirectement, contre une face 5 d'une oreille tandis que la tête de la vis 24 est appliquée contre la face opposée 6. Après serrage de la vis 24, la pièce 20 à profil en C est fermement ancrée à l'oreille. Chaque moyen indépendant de fixation B et C comprend respectivement au moins deux vis 33,33' prenant appui respectivement dans les trous taraudés 31,31' de chaque branche 21,22 de la pièce 20 et permettent de fixer chaque embase 8,8' à la face extérieure de chaque branche 21,22, les rendant solidai- res de la pièce 20 et donc de l'oreille 3. La figure 7 montre un autre dispositif selon l'invention, le moyen d'ancrage A étant constitué d'une douille 36 traversée par un trou axial taraudé 39, ladite douille étant montée ajustée dans le trou 7 de l'oreille 3 et sertie sur chacune des faces 5,6 de l'oreille 3. -7 - La douille 36 est donc ancrée à l'oreille 3. Chaque moyen indépendant de fixation B et C comprend respectivement un écrou de serrage 37,37' se vissant dans le trou fileté 39 de la douille 36 et traversant l'une des deux embases 8,8' de chaque capteur. Les longeurs des vis 37,37' sont telles qu'une fois serrées leurs extré mites ne se touchent pas. Chaque moyen indépendant de fixation B et C permet de monter et de fixer une des deux embases 8,8' de chaque capteur, soit directement soit indirecte- ment, sur une face 5,6 de l'oreille. Chaque capteur peut donc être installé ou retiré indépendam ment de l'autre. Si nécessaire, les e m bases 8,8' sont adaptées au dispositif de l'invention. Par exemple sur les figures 3 et 7, en plus du trou de montage classique qu'elle possède déjà, chaque embase 8,8' a un évidement borgne 34,34' destiné à contenir respectivement l'écrou 12,12' et le sertissage de la douille 36. Dans le cas de la figure 6, chaque embase 8,8' a respectivement deux trous de montage 35,35'. La figure 8 montre un autre dispositif selon l'invention, le moyen d'ancrage A comprend une bride 38 de dimension supérieure à la dimension longitudinale de chaque oreille parallèlement aux faces 5,6 de l'oreille 3, cette bride étant destinée à être appliquée, soit directement soit indirectement, contre L'une des faces opposées 5 ou 6 d'une oreille et à être serrée fortement sur celle-ci, par exemple, à l'aide d'une vis 42 passant par le trou 7 de l'oreille et vissée dans le trou taraudé 41 de la bride 38, ancrant ainsi solidement la bride 38 à l'oreille 3. Le moyen indépendant de fixation B comprend une vis 40, vissée par exemple dans le trou taraudé 41 permettant de fixer l'embase 8 du capteur sur l'une des faces de la bride 38. Le moyen indépendant de fixation C comprend une vis 40', vissée dans un trou taraudé 41' de la bride 38 et permettant de fixer l'embase 8' du capteur sur la face opposée de la bride 38 sur laquelle est fixée l'autre embase du capteur. Toutefois, les embases 8,8' de chaque capteur peuvent être-fixées sur la même face de la bride 38. L'invention couvre aussi toutes les autres variantes qui ne sortent pas de son cadre ni de son esprit. - 8 - R E V E N D I C A TI O N S 1) Dispositif pour le montage indépendant de deux capteurs de déplacement relatif sur une paire d'oreille (3,4) faisant partie intégrante d'un essieu ou d'un balancier de train d'atterrissage d'un aéronef et ayant deux faces planes d'appui (5,6) opposées parallèles entre elles, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend pour chaque oreille (3 ou 4): - un moyen central d'ancrage (A) solidement ancré sur l'oreille et qui sert de base d'ancrage, d'une part, - pour un second moyen de fixation (B) qui rend l'une des embases de fixation d'un premier capteur solidaire de l'oreille, ledit moyen (A) servant de base d'ancrage, d'autre part, - pour un troisième moyen de fixation (C) qui rend l'une des embases de fixation d'un second capteur solidaire de l'oreille, les moyens de fixation (B et C) étant indépendants l'un de l'autre. 2) Dispositif selon la revendication 1 pour une oreille (3,4) traversée par un trou rond lisse (7), caractérisé en ce que le moyen central d'ancrage (A) est constitué par une- tige (10) filetée à ses extrémités, dont la partie médiane lisse de longueur substantiellement égale à l'épaisseur de l'oreille (3,4) entre les faces opposées (5,6) a un diamètre choisi pour permettre son em manchement thermique dans le trou rond lisse (7) de l'oreille. 3) Dispositif selon la revendication 1 pour une oreille (3,4) traversée par un trou rond lisse (7) entre ses deux faces (5,6), caractérisé en ce que le moyen central d'ancrage (A) comprend une tige (10',10") de diamètre inférieur au diamètre du trou rond lisse (7) de l'oreille et filetée au moins à ses deux extrémités pour permettre sa fixation à l'oreille à l'aide de deux écrous (12,12') 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen central d'ancrage (A) comprend en plus deux semelles intermédiaires (13,13') interpo- sées entre les écrous (12,12') et les faces (5,6) de l'oreille (3,4), le'dites semelles comportant un évidement borgne (15,15') destiné à contenir l'écrou (12,12') correspondant. ) Dispositif selon la revendication 1 pour une oreille (3,4) traversée par un trou rond lisse (7) entre ses deux faces opposées (5,6), caractérisé en ce que le moyen central d'ancrage (A) est constitué d'une douille (36) de diamètre bien ajusté dans le trou rond lisse (7) et sertie sur les faces (5,6) 9 - de l'oreille, ladite douille possédant un trou taraudé (39). 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen central d'ancrage (A) comprend deux brides (17,17') de longueur supérieure à la lar- geur transervale d'une oreille et au moins deux vis ou boulons (18) destinés à serrer ces deux brides respectivement sur les faces opposées (5,6) de l'oreille. 7) Dispositif selon la revendication 1 pour une oreille (3,4) traversée par un trou rond lisse (7) entre ses deux faces opposées (5,6), caractérisé en ce que le moyen central d'ancrage (A) comprend une pièce (20) à profil en C ayant deux branches parallèles (21, 22) écartées d'une distance supérieure à l'épaisseur d'une oreille et une vis (24) de diamètre inférieur au diamètre du trou rond lisse (7) de l'oreille, l'une des branches (21) ayant un trou taraudé (23) pour le vissage de cette vis (24), l'autre branche (22) de la pièce (20) est traversée par une ouverture (25) de dégagement destinée à contenir la tête de la vis (24). 8) Dispositif selon la revendication 1 pour une oreille (3,4) traversée par un trou rond lisse (7) entre ses deux- faces opposées (5,6), caractérisé en ce que le moyen central d'ancrage (A) comprend une bride (38) à faces parallè- les, et une vis (42) passant à travers le trou rond lisse (7) et se vissant dans un trou taraudé (41) de la pièce (38) afin de serrer cette bride sur la face (5 ou 6) de l'oreille (3,4). 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les deux moyens de fixation indépendants B et C comprennent respectivement au moins un écrou de serrage (28,28') se vissant sur chacune des parties extrêmes filetées d'une tige (10,10',10!') qui traverse l'oreille par le trou rond lisse (7) de celle-ci. ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux moyens de fixation indépendants (B et C) comprennent respectivement une vis de serrage (37,37') se vissant dans le trou fileté (39) de la douille (36) et traver- sant l'une des deux embases (8,8') de chaque capteur. 11) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que Les deux moyens de fixation indépendants (B et C) comprennent respectivement des brides (17,17') dans lesquelles au moins un trou taraudé (30,30') reçoit au moins une vis (32,32'), ledit trou taraudé traversant l'une des deux embases (8,8') de chaque capteur. 12) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux moyens de fixation indépendants (B et C) comprennent respectivement une branche (21,22) de la pièce (20) à profil en C, dans chaque branche au moins deux - 10 - trous taraudés (31,31') reçoivent au moins deux vis (33,33'), Lesdits trous taraudés traversant l'une des deux embases (8,8') de chaque capteur. 13) Dispositif selon La revendication 8, caractérisé en ce que les deux moyens de fixation indépendants (B et C) comprennent respectivement une vis (40,40') et se vissant respective ment dans un trou taraudé (41,41') de la bride (38).