Brevet FR2639319A1 — publié le 19900525

La présente invention concerne un dispositif d'orientation d'un atterrisseur. On sait que pour diriger un avion lors du rou- lage au sol il est nécessaire de prévoir des atterrisseurs orientables, généralement les atterrisseurs auxiliaires. Un atterrisseur orientable comporte un caisson destiné à être fixé à l'avion, généralement de façon rétractable, un tube tournant monté pour tourner par rapport au caisson, une tige coulissante montée pour. coulisser dans le tube tournant et reliée à celui-ci par un compas, la tige coulissante supportant à sa partie inférieure les roues de l'atterris- seur. Pour orienter les roues de l'atterrisseur, celui-ci comporte un dispositif d'orientation qui comprend générale- ment soit un vérin équipé d'une crémaillère associée à une couronne dentée portée par le tube tournant, soit un moteur hydraulique rotatif fixé au caisson et comportant un pignon engagé avec une couronne dentée portée par le tube tournant. Dans le cas d'un vérin à crémaillère, la plage d'orientation du tube tournant est nécessairement limitée en raison des dimensions elles-mêmes limitées de La crémaiLLère. Dans te cas d'un dispositif d'orientation à moteur hydrauli- que rotatif, l'angle de rotation n'est pas limité mais le moteur a un faible rendement mécanique et présente des fuites. Les conséquences de cette structure sont La diminu- tion de L'efficacité de l'amortissement du shimmy, l'augmen- tation de la difficulté d'asservissement en position du dispositif d'orientation, et un faible rendement du moteur hydraulique pour une faible vitesse de rotation. Ces incon- vénients sont d'autant plus accentués que la pression d'ali- mentation est plus éLevée. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'orientation d'un atterrisseur présentant des caractéristiques améliorées par rapport aux dispositifs existants. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un dispositif d'orientation d'un atterrisseur 2 1 3 6939 9 comportant un caisson, un tube tournant monté pour tourner dans le caisson autour d'un axe de rotation de tube tournant, et une tige coulissante montée pour tourner dans le tube tournant, le dispositif d'orientation comportant un corps fixé au caisson, un vilebrequin disposé pour tourner dans le corps autour d'un axe de rotation de vilebrequin parallèle à L'axe de rotation de tube tournant, des moyens d'engagement d'une extrémité du vilebrequin avec le tube tournant, et au moins deux vérins s'étendant perpendiculairement à l'axe de rotation de vilebrequin, ces vérins ayant chacun une extré- mité fixée de façon articulée au corps pour pivoter autour d'un axe de pivotement parallèle à L'axe de rotation de vilebrequin et une extrémité articulée à un maneton du vilebrequin, Les vérins étant reliés à des moyens de distri- bution d'un fluide d'alimentation. Ainsi, on profite à la fois de la précision de mouve- ment résultant des vérins et de La liberté totale d'orienta- tion résultant de l'entraînement illimité du tube tournant par la rotation du vilebrequin. Selon une version avantageuse de l'invention, les moyens d'engagement d'une extrémité du vilebrequin avec le tube tournant comprennent un pignon denté fixé à une extré- mité du vilebrequin et associé à une couronne dentée fixée au tube tournant. Ainsi, La précision des mouvements des vérins est intégralement transmise au tube tournant. Selon un aspect avantageux de l'invention, Les vérins sont disposés pour osciller de part et d'autre de deux direc- tions médianes perpendiculaires l'une à l'autre et, de préfé- rence, Le vilebrequin comporte au moins deux manetons excen- trés l'un par rapport à l'autre. Ainsi on améliore la régu- larité du couple total transmis au vilebrequin. Selon encore un aspect avantageux de l'invention, les moyens de distribution comprennent des conduits d'alimen- tation et de retour portés par le corps et débouchant en regard d'au moins une face des vérins perpendiculaire à L'axe de pivotement des vérins et comportant au moins un orifice de commande, Les conduits d'alimentation et de retour étant équipés de moyens d'étanchéité par rapport à la face du vérin en regard. De préférence les moyens d'étanchéité comprennent des patins de glissement ayant une face disposée pour glisser sur une face d'un vérin et portant des pistons différentiels ayant chacun une première extrémité engagée de façon étanche dans le patin de glissement, une seconde extrémité de section plus grande engagée dans un conduit du corps, et un canal de liaison entre les deux extrémités. Ainsi, lors de la rotation du vilebrequin, les oscillations des vérins mettent automati- quement ceux-ci en liaison alternative avec Les conduits d'alimentation et les conduits de retour. Selon encore un autre aspect avantageux de l'inven- tion, des moyens de distribution sont associés à deux faces opposées de chacun des vérins. Ainsi, les vérins sont soumis à des forces symétriques de la part des moyens de distribu- tion et on minimise les contraintes de cisaillement sur l'axe de pivotement des vérins. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en liaison avec Les dessins ci-joints parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective schématique partiellement écorchée du dispositif selon l'invention. - la figure 2 est une vue partiellement en coupe selon un plan vertical II-II de la figure 3, d'un mode de réalisation préféré de l'invention. - la figure 3 est une vue de dessus partiellement en coupe selon la ligne III-III des figures 2 et 4. - la figure 4 est une vue en coupe partielle agrandie selon la Ligne IV-IV de la figure 3. En référence aux figures, le dispositif d'orientation selon l'invention est prévu pour être monté sur un atterris- seur comportant un caisson 1 adapté à être fixé à un avion, un tube tournant 2 monté pour tourner dans le caisson 1 autour d'un axe de rotation de tube tournant et une tige coulissante 3 montée pour coulisser dans le tube tournant 2. Le dispositif d'orientation selon l'invention comporte un corps 4, ici un carter en deux parties réunies l'une à l'autre de façon appropriée, fixé au caisson 1, par exemple par des boulons 5 engagés à travers des pattes 6 et 7 respec- tivement solidaires du caisson 1 et du corps 4. Le corps 4 est symétrique par rapport à un plan vertical passant par l'axe du caisson 1. Un vilebrequin généralement désigné en 8 est monté dans des paliers 9 du corps 4 pour tourner autour d'un axe de rotation de vilebre- quin parallèle à l'axe de rotation du tube tournant 2. A son extrémité inférieure, le vilebrequin porte un pignon denté 10 qui engrène avec une couronne dentée 11 fixée au tube tournant 2. Deux vérins généralement désignés en 12 sont montés -à l'intérieur du corps 4 et comportent chacun un corps 13 dont l'extrémité arrière est montée pour pivoter sur un axe de pivotement 14, porté par Le corps 4, et une tige 15 dont une extrémité est montée pour pivoter sur un maneton 27 du vilebrequin 8. Ainsi qu'on peut le voir sur Les figures 2 et 3, les vérins 12 sont disposés pour osciller de part et d'autre de deux directions médianes perpendiculaires l'une par rapport à l'autre et les deux manetons 27 sont excentrés l'un par rapport à l'autre d'un angle d'environ 30 autour de L'axe de rotation du vilebrequin 8. Chacun des vérins 12 comporte deux faces opposées polies 16 s'étendant perpendiculairement à l'axe de pivote- ment 14 des vérins et percées de deux orifices de commande 17 dont l'un est en communication avec une face avant du piston 18 du vérin tandis que l'autre est en communication avec une face arrière du piston 18. Des patins de glissement 19 sont montés en appui sur les faces polies 16 des vérins et comportent des lumières d'alimentation 20 et des Lumières de retour 21 disposées en diagonale. Des pistons différentiels 23 ont chacun une première extrémité engagée de façon étanche dans une lumière d'un patin de glissement 19 et une seconde extrémité de section plus grande engagée dans un conduit d'alimentation 24 ou un conduit de retour 25 s'éten- dant dans le corps 4. Les pistons différentiels 23 sont en outre traversés par un canal de liaison 26 entre le conduit correspondant du corps 4 et la lumière en regard du patin de glissement 19. Les conduits d'alimentation 24 et de retour 25 sont convenablement reliés à des circuits hydrauliques de L'avion associés aux organes de commande de l'orientation de l'atterrisseur. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant: lorsque du fluide de commande est envoyé dans les conduits d'alimentation 24, la pression agit sur les pistons différentiels 23 pour plaquer les patins de glisse- ment 19 contre la face polie 16 du vérin 12 en regard. Les pistons différentiels 23 et les patins de glissement 19 constituent donc des moyens d'étanchéité des conduits d'ali- mentation par rapport à la face du vérin en regard. En fonction de la position du vérin autour de son axe de pivotement 14, le vérin est alors alimenté dans le sens d'une extension ou d'une rétraction de la tige de vérin 15. Par exemple, dans la position sur la figure 3, le vérin de gauche (Fig. 4) à chacun de ses orifices de commande 17 avant en regard d'une lumière 20 du patin de glissement 19 associée à un conduit d'alimentation 24 tandis que chaque orifice de commande arrière est en regard d'une lumière 21 associée à un conduit de retour 25. Le piston 18 du vérin de gauche est donc soumis à une pression différentielle entraînant une rétraction de la tige 15. Simultanément, la tige de vérin 15 du vérin de droite est complètement sortie et le corps 13 de ce vérin se trouve donc exactement dans l'axe des patins de glissement 19 en regard. Dans cette position, les quatre orifices de commande 17 sont recouverts par la partie médiane des patins de glissement et ne sont donc en communication ni avec les conduits d'alimentation ni avec les conduits de retour. La rétraction de la tige 15 du vérin de gauche provo- que une rotation du vilebrequin 8 et simultanément un pivote- ment du corps 13 du vérin de droite dont les orifices de commande avant viennent en regard avec des lumières d'ali- mentation 20 associées à des conduits d'alimentation tandis que les orifices de commande arrière viennent en regard des lumières 21 associées au conduit de retour 25, etc. Lorsque les conduits d'alimentation 24 sont mis sous pression on obtient donc une rotation automatique du vilebrequin qui est transmise au tube tournant par le pignon denté 10 et La couronne dentée 11. Lorsque l'on souhaite remorquer l'avion et laisser l'atterrisseur s'orienter de lui-même selon la direction de remorquage, les conduits d'alimentation et de retour sont tous reliés au réservoir de retour de fluide hydraulique de l'avion. Les pistons 18 se déplacent alors librement dans Les vérins et le vilebrequin est Libre de prendre la position qui lui est imposée par les roues Lors des mouvements de l'avion au sol. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. En parti- culier, bien qu'il ait été constaté qu'il soit préférable de disposer les vérins selon deux directions médianes perpen- diculaires pour améliorer la régularité du couple transmis au vilebrequin 8 par les vérins, et que cette régularité soit encore améliorée en disposant les manetons 16 de façon excentrée selon un angle d'environ 30' par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin, d'autres dispositions des vérins peuvent être adoptées si cette disposition n'est pas satis- faisante du point de vue de l'encombrement du dispositif d'orientation. On peut également prévoir des moyens de distribution conventionnels à l'intérieur de l'avion, ces moyens de distribution étant reliés aux orifices de commande des vérins par des conduits flexibles afin de permettre les oscillations des vérins autour des axes de pivotement 14 lors de la rota- tion du vilebrequin 8. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'orientation d'un atterrisseur compor- tant un caisson (1), un tube tournant (2) monté pour tourner dans le caisson autour d'un axe de rotation de tube tournant, et une tige coulissante (3) montée pour coulisser dans le tube tournant, le dispositif d'orientation comportant un corps (4) fixé au caisson, caractérisé en ce qu'il comprend un vilebrequin (8) disposé pour tourner dans le corps (4) autour d'un axe de rotation de vilebrequin parallèle à l'axe de rotation de tube tournant, des moyens d'engagement (10,11) d'une extrémité du vilebrequin (8) avec le tube tournant (2) et au moins deux vérins (12) s'étendant perpendiculairement à l'axe de rotation de vilebrequin, ces vérins ayant chacun une extrémité fixée de façon articulée au corps pour pivoter autour d'un axe de pivotement (14) parallèle à l'axe de rotation de vilebrequin et une extrémité articulée à un maneton (27) du vilebrequin, les vérins étant reliés à des moyens de distribution d'un fluide d'alimentation. 2. Dispositif d'orientation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'engagement d'une extrémité du vilebrequin avec le tube tournant comprennent un pignon denté (10) fixé à une extrémité du vilebrequin et associé à une couronne dentée (11) fixée au tube tournant (2). 3. Dispositif d'orientation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les vérins (12) sont disposés pour osciller de part et d'autre de deux directions médianes perpendiculaires l'une à l'autre. 4. Dispositif d'orientation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le vilebrequin comporte au moins deux manetons (27) excentrés l'un par rapport à l'autre. 5. Dispositif d'orientation selon l'une des revendi- cations 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens de distribu- tion comprennent des conduits d'alimentation et de retour portés par le corps (4) et débouchant en regard d'au moins une face (16) des vérins perpendiculaire à l'axe de pivote- ment (14) des vérins et comportant au moins un orifice de commande (17), les conduits d'alimentation et de retour étant équipés de moyens d'étanchéité (19,23) par rapport à la face (16) du vérin en regard. 6. Dispositif d'orientation selon La revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent des patins de glissement (19) ayant un face disposée pour glisser sur une face (16) d'un vérin et portant des pistons différen- tiels (23) ayant chacun une première extrémité engagée de façon étanche dans le patin de glissement (19), une seconde extrémité de section plus grande engagée dans un conduit (24,25) du corps, et un canal de Liaison (26) entre les deux extrémités. 7. Dispositif d'orientation selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de distribution associés à deux faces opposées de chacun des vérins.