Brevet FR2670887A1 — publié le 19920626

SYSTEME MECANIQUE DE TRANSMISSION DE VALEUR D'ANGLE, HOMOCINETIQUE, SANS JEU, ET A COMPENSATION DE VARIATION D'ENTRAXE L'invention se situe dans le domaine des dispositifs destinés à transmettre à distance, de façon mécanique la valeur d'un angle de rotation et en particulier dans le domaine de la mesure de l'angle d'incidence d'un avion à hélice. On rappelle que l'angle d'incidence d'un avion est l'angle formé par la direction des filets d'air et l'axe de référence de l'avion. Cet angle est définit sur la figure 1 où l'on voit la flèche 1 qui définit la direction du vent et l'axe 2 du fuselage d'un avion 3. L'angle d'incidence i est l'angle entre le plan horizontal contenant le vecteur vent 1 et l'axe 2 du fuselage de l'avion 3. Si la mesure de ce paramètre est parfaitement maîtrisée sur les avions à réaction, grâce aux sondes dites de "Fuselage", il n'en est pas de même pour les avions monomoteurs à hélice, où les sondes de fuselage seraient perturbées par le tourbillon d'air créé par l'hélice. 1l faut donc, sur ces avions, pouvoir mesurer l'incidence dans une région où il n'y a aucune perturbation et avec une précision proche de la précision des sondes de fuselage. Ceci ne peut se faire qu'en plaçant une sonde d'incidence sur le bord d'attaque de l'aile et loin du fuselage. 1l existe actuellement deux types de sondes montées sur bord d'attaque. La plus répandue est la sonde à palette, fonctionnant en tout ou rien, qui n'est en fait qu'un simple détecteur de décrochage et qui ne donne aucune indication sur la valeur de l'incidence. Ce type de sonde est représenté figure 2. Sur cette figure on voit une aile d'avion 4 à l'avant de laquelle est montée une palette 5 mobile autour d'un axe 6. Selon la direction du vent relatif matérialisé par les flèches 1 la palette est poussée vers le bas (figure 2a) ou vers le haut (figure 2b). Dans ce cas elle établit un contact avec un plot 7, contact qui va déclencher une alarme de décrochage constituée par un voyant lumineux 8 et/ou une sonnerie 9. Le deuxième type de sondes, dites "sondes de bord d'attaque" ou "sonde à perche", permet de connaître la valeur de l'incidence de l'avion, mais elles manquent actuellement de précision et de fiabilité. Ce type de sonde est représenté figure 3. Sur cette figure on voit dépassant de l'avant d'une aile 4 une sonde 24, constituée par un tube creux en bout de laquelle est montée une girouette 25. Cette girouette s'oriente parallèlement au vent relatif. L'information angulaire est transmise par un système de poulies et de courroies apportant un couple de frottement élevé. Or la précision p est directement reliée au couple de frottement par la formule Cf p= kV2 où Cf = Couple de frottement k = Constante dépendant de la girouette en kg/O V = Vitesse air. Compte tenu du frottement introduit par le dispositif de transmission de la valeur de l'angle, la précision obtenue par les dispositifs actuels est de l'ordre de 1 à 20. Cette précision théorique est encore obérée par les déformations introduites par les variations importantes de température. La sonde 24 peut, en effet, passer d'une température de + 900C lorsque l'avion est au sol au soleil, à une température de - 550 lorsque l'avion est à haute altitude, puis de nouveau et rapidement à une température positive lorsqu'un système de dégivrage thermique est mis en route. Le but de la présente invention est donc de fournir un dispositif mécanique de transmission de l'angle d'incidence donné par la girouette 25, de façon homocinétique, avec un couple de frottement faible donc avec une précision meilleure que celle des dispositifs actuels. Un autre but de l'invention est de prendre en compte les jeux nécessaires dus aux variations des dimensions de la sonde, cette prise en compte devant de plus améliorer la fiabilité de la sonde. Enfin de par sa nature l'invention a vocation a s'appliquer chaque fois qu'il est nécessaire de transmettre avec précision de façon mécanique, la valeur d'un angle de rotation en particulier lorsque l'entraxe entre l'arbre tournant Üa" et l'arbre entraîné à distance "c" est susceptible de varier. A toutes ces fins l'invention à pour objet un dispositif destiné à transmettre à un arbre entraîné "c" la valeur d'un angle de rotation d'un arbre entraînant "a" la valeur de la distance entre les axes des arbres a et c étant susceptible de varier, caractérisé en ce que l'arbre entraînant a est mécaniquement lié en rotation à un premier disque A lequel comporte deux axes diamétralement opposés sur lesquels viennent se monter des bielles reliées elle-même à un deuxième disque B par des axes montés de façon diamétralement opposée sur ce disque B, le disque B étant lui-même lié mécaniquement en rotation à un troisième disque C lié en rotation à l'arbre c et en ce que les disques B et C comportent des moyens permettant le coulissement du disque B parallèlement au disque C. Naturellement rien ne s'oppose à ce que le disque C soit constitué par une face transversale de l'arbre c. Avantageusement la direction de coulissement des disques B et C est perpendiculaire au diamètre joignant les axes du disque B sur lesquels sont montées les bielles. De préférence un rattrapage de jeu est obtenu par le fait qu'une force de rappel est exercée entre les disques B et C. Cette force de rappel peut être exercée par exemple au moyen d'un ressort ayant une extrémité fixée sur le disque B et l'autre sur le disque C. Le mode général de réalisation de l'invention et un exemple de réalisation seront maintenant décrits en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 4 explicite le mode de montage du disque A et des bielles - la figure 5 explicite le mode de montage des disques B et C et des bielles - la figure 6 illustre le rattrapage de jeu à l'aide d'un ressort de rappel entre les disques B et C - la figure 7 montre l'ensemble du dispositif selon l'invention dans son mode de réalisation le plus général - la figure 8 est une perspective éclatée d'un mode de réalisation particulier de l'invention; - la figure 9 est un détail de la figure 8 montrant l'agencement des disques 15 et 16 selon le mode particulier - les figures 10 a et b sont des vues de dos et de profil du disque 16. La figure 4 représente le plateau A, 10, sur lequel sont montés deux axes 11, 12 diamétralement opposés, des bielles 13, 14 liées aux axes 11, 12 sont déplacées en sens inverse par une rotation du disque A 10. La figure 5 représente à l'autre extrémité des bielles, les disques B et C 15 et 16. Les bielles 13, 14 sont fixées au disque B 15 par des axes 17, 18. Les disques B et C coulissent l'un sur l'autre par des moyens de coulissement symbolisés sur ce dessin par une rainure 19 sur la surface du disque 16 et un bossage 20 sur le disque 15. De préférence les moyens de coulissement permettent comme représenté sur le dessin un coulissement des deux disques perpendiculairement à la ligne définit par les axes 17 et 18 du disque B 15. Ces moyens peuvent être tels qu'ils contribuent à la liaison en rotation des disques 15 et 16. Ils pourront ainsi être constitués par une rainure et un bossage en forme de queue d'aronde complémentaires. Ils pourront aussi être constitués par des pions fixés sur l'un des disques et s'appuyant sur des trous oblongs ou des rainures de l'autre disque. Le débattement de coulissement autorisé est représenté sur la figure 5 par l'espace Q e entre les axes 21, 22 des disques 15, 16.Ce débattement est nécessaire pour prendre en compte les tolérances de fabrication dans la longueur des bielles, et les variations de dimensions dues aux variations de température. La figure 6 représente les mêmes éléments que la figure 5, mais l'on a représenté un ressort 23 qui exerce une force de rappel entre les deux disques B et C. L'insertion de ce ressort permet de rattraper les jeux, annulant ainsi les erreurs de transmission du mouvement dues aux jeux des bielles dans leurs axes de rotation. 1l est obtenu ainsi un système de transmission à débattement limité parfaitement homocinétique, n'ayant qu'un très faible couple de frottement, permettant des variations d'entraxe entre l'axe de la girouette et l'axe d'un transducteur et rattrapant tous les jeux. Du fait du débattement e introduit, les tolérances sur les bielles peuvent être relativement larges, cependant pour converser l'homocinétisme elles doivent être de longueurs identiques. Ce système est représenté figure 7. La figure 7 représente les éléments déjà montrés figures 5 et 6, on a ajouté les arbres a lié mécaniquement au disque A 10 et c lié mécaniquement au disque C 16. L'arbre c peut avoir un diamètre de dimension quelconque par rapport au disque C. Le mode mécanique de liaison peut être tout moyen connu. En particulier le disque C peut être une section transversale de l'arbre c. La figure 8 représente une vue éclatée d'un dispositif particulier complet réalisé selon l'invention. Outre les éléments déjà décrits cette figure montre la sonde 24 qui comporte un évidement 26, un corps 27 et une partie 28 située derrière le bord d'attaque de l'aile, qui n' apparaissait pas sur la figure 3. Dans la cavité 26 viennent se monter le disque 10 supporté par deux roulements 29 à billes ou à rouleaux le tout autour d'un axe 30. Seule la girouette 25 dépasse de la sonde comme représenté figure 3. Les bielles 13, 14 sont logées dans le corps 27 de la sonde. Les disques 15, 16 le ressort 23 et des pièces 33, 39, 31, 32 sont logés à l'autre bout de la sonde dans le logement 28. Un contrepoids 31 en 2 parties dont l'une est fixée sur le plateau 16 par deux vis 32 équilibre le couple de rotation exercé par la pesanteur sur la girouette 25. Le disque 16 entraîne en rotation un transducteur 33 dont la fonction est de transmettre l'information angulaire là ou elle est nécessaire (indicateurs d'incidence, alarmes...). Le transducteur 33 est entraîné par l'intermédiaire d'un axe 39. Le disque 16 sera maintenant décrit en référence aux figures 9 et 10. Le disque 16 comporte sur l'une de ses faces une partie du contre poids 31. La partie de contrepoids 31 faisant partie du disque 16 est constituée de deux parties symétriques séparées par une fente 44. Chacune des parties symétriques constitue une sorte d'équerre. L'un des côtés de cette équerre est d'une pièce avec le disque 16. L'autre côté 37 en est séparé par un espace 45. Le disque 16 comporte dans son axe un trou axial 38 qui traverse les pièces 37 et un cylindre 40, qui sera décrit plus loin. L'une des parties symétriques de la pièce 37 comporte un filetage non représenté, l'autre un logement 42 permettant de passer une vis, venant se fixer dans la partie filetée. Le serrage de la vis provoque le rapprochement des deux côtés 37 et la diminution du diamètre de la partie du trou 38 qui traverse les pièces 37. L'autre face du disque 16 comporte un cylindre 40, dont l'axe est l'axe du disque 16. Ce cylindre comporte le trou débouchant axial 38. L'extrémité de ce cylindre opposée au disque 16 comporte une gorge latérale 41. Le cylindre 40, le trou débouchant 38 et la gorge 41 sont représentés figure 10. Cette face du disque 16 comporte également un trou 34 permettant le logement d'un fil. Ce trou 34 est situé sur un diamètre joignant deux fentes diamétralement opposées 201 et 202. Ces fentes pourraient être remplacées par des trous oblongs ou des rainures. Le ressort 23 sera maintenant décrit en référence à la figure 9. Ce ressort est composé d'un fil comportant une partie centrale 230 et deux extrémités 231 et 232. La partie centrale est en forme de demi cercle les partie extrêmes 23 et 232 sont perpendiculaires aux plan dans lequel est contenue la partie centrale, et de direction opposée. Le disque 15 sera maintenant décrit en référence à la figure 9. Ce disque comporte un évidement central 43, des pions diamétralement opposés 191, 192 un trou 35 sur la face en regard du disque 16 et les pions 17, 18 sur la face opposée à la face en regard du disque 16. Le trou 35 est situé sur l'axe joignant les pions 191, 192. 1l permet le logement d'un fil. Les lignes formées par la jonction des pions 17, 18 et des pions 191, 192 sont perpendiculaires. L'évidement 43 du disque 15 a un diamètre tel que le cylindre 40 ne gêne pas le coulissement du disque 15. On remarque que l'évidement central 43 du disque 15 contribue à alléger ce disque ; on aura intérêt à alléger au maximum ce disque. Pour cela le disque aura une épaisseur minimale compatible avec sa rigidité, il pourra également être allégé par des trous percés à sa périphérie. Le fonctionnement est le suivant L'axe 39 du transducteur 33 traverse le cylindre 40 et vient se loger dans le trou 38 de la pièce de fixation 37 qui se serre sur cet axe. Le cylindre 40 du disque 16 et au travers duquel passe l'axe 39 du transducteur 33, reçoit sur sa gorge 41 un circlip 36 ce qui maintient les disques 15 et 16 l'un contre l'autre. Entre les disques 15 et 16 le ressort 23 est fixé par son extrémité 231 dans le trou 35 du disque 15 et par son extrémité 232 dans le trou 34 du disque 16. Les pions 19 du disque 15 viennent se positionner dans les fentes 201 et 202 du disque 16. Le disque 15 peut ainsi coulisser sur le disque 16 et les jeux sont rattrapés en permanence par l'action du ressort 23. Les pions 19 et les fentes 20 constituent aussi le moyen d'entrainement en rotation du disque 16 par le disque 15. On constate à la lecture de la description que le dispositif selon l'invention peut revêtir des formes variées. Ainsi les disques décrivant l'invention sous sa forme la plus générale et représentés schématiquement figures 4 à 7 peuvent ne pas être des disques stricto sensu. Ils peuvent comme représentés figures 8 à 10 dans l'exemple particulier de réalisation, comporter des aménagements divers. Ces aménagements peuvent consister en contrepoids, nécessaires dans certaines applications, en moyens pour assurer le coulissement, qui peuvent ne pas être toujours aussi simples que deux pions et deux fentes, assurant en même temps l'entraînement en rotation du disque C par le disque B. Ces disques peuvent également comporter des aménagements destinés à réaliser des appuis pour les moyens de rattrapage de jeux qui peuvent être moins simples qu'un ressort prenant appui dans deux trous. Ils peuvent enfin comporter des aménagements destinés à assurer les jonctions mécaniques avec les arbres entraînant et entraîné. Pour toutes ces raisons les éléments appelés disques peuvent comporter des reliefs des évidements et des formes extérieures les éloignant de la forme stricte d'un disque. Ils ont cependant été appelés disque pour rappeler que ces formes diverses doivent conserver l'homocinétisme d'ensemble. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à transmettre à un arbre entraîné, c, la valeur d'un angle de rotation d'un arbre entraînant, a, la valeur de la distance entre les axes des arbres a et c étant susceptible de varier, caractérisé en ce que l'arbre entraînant a est mécaniquement lié en rotation à un premier disque A (10) lequel comporte deux axes (11, 12) diamétralement opposés sur lesquels viennent se monter des bielles (13, 14) reliées elle-même à un deuxième disque (15) B par des axes (17, 18) montés de façon diamétralement opposée sur ce disque B (15), le disque B étant lui-même lié mécaniquement en rotation à un troisième disque C (16) lié en rotation à l'arbre c et en ce que les disques B (15) et C (16) comportent des moyens (19, 20) permettant le coulissement du disque B parallèlement au disque C. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque C (16) est constitué par une face transversale de l'arbre C. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la direction de coulissement entre les disques B et C est perpendiculaire à la ligne joignant les axes du disques B sur lesquels sont montées les bielles. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que un ressort (23) comportant deux extrémités à l'une de ses extrémité fixée au disque B et l'autre au disque C. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'arbre a est relié à une girouette (25). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'arbre c est lié mécaniquement à un contrepoids (31) exerçant sur cet arbre un couple égal et opposé au couple exercé par la girouette sur l'arbre a du fait de la pesanteur. 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le coulissement du disque B sur le disque C est assuré par des pions (19î), (192) fixés à l'un des disques se déplaçant dans des rainures (201), (202) de l'autre disque. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (19, 20) assurant le coulissement du disque B sur le disque C assurent également l'entraînement en rotation du disque C (16) par le disque B (15). 9. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le disque B (15) comporte un évidemment central (43). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le disque C (16) comporte sur l'une de ses faces un cylindre axial (40) qui comporte une gorge latérale (41) permettant la fixation d'un circlip (36). 11. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ressort (23) est constitué par un fil comportant une partie centrale (230) et deux extrémités (231), (232), la partie centrale ayant une forme de demi-cercle et les deux extrémités (231), (232) étant perpendiculaire au plan du demi-cercle et de directions opposées. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux extrémités (231), (232) du ressort (23) sont logés dans des trous (34) du disque B (16) et (35) du disque C (15). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les trous (34, 35) des disques B (16) et C (15) sont alignés avec l'axe défini par les pions (19) et les rainures (20) assurant le coulissement. 14. Dispositif selon les revendications 7, 10, 13, caractérisé en ce que le cylindre (40) du disque C (16) traverse l'évidement central (43) du disque B (15) et en ce qu'un circlip (36) est fixé dans la gorge (41) du cylindre (40). 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le cylindre (40) comporte un trou débouchement axial (38). 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'arbre c est l'arbre entraînant (39) d'un transducteur (33) et en ce que cet arbre traverse le trou débouchant (38) du cylindre (40).