Brevet FR2714884A1 — publié le 19950713

1i 2714884 La présente invention concerne un dispositif de freinage de rotor d'hélicoptère. Comme on le sait, les hélicoptères sont équipés d'un dispositif de freinage de rotor qui agit sur un arbre relié en rotation au rotor par l'intermédiaire d'une transmission. Le dispositif de freinage comprend normalement un moyeu relié en rotation à l'arbre et monté d'un seul tenant avec un ou plusieurs disques de friction interposés entre des paires respectives de disques ou secteurs de friction fixes, avec lesquelles ils coopèrent de façon coulissante ou glissante lorsqu'ils sont sollicités axialement. Les dispositifs de freinage connus du type brièvement décrit ci-dessus présentent un inconvénient majeur. Lorsque les disques de friction montés sur le moyeu sont en rotation permanente et déplacés en direction des disques ou secteurs fixes, un dysfonctionnement peut se produire par le glissement relatif des disques, même lorsqu'il n'est exercé aucune charge axiale, produisant ainsi de la chaleur sous l'effet du frottement, et, dans des cas extrêmes, malgré toutes les précautions prises pour éviter cela, le dispositif de freinage peut subir une surchauffe telle que ceci altère sérieusement son fonctionnement, voire même peut aller jusqu'à provoquer un incendie. Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de freinage d'hélicoptère conçu pour surmonter l'inconvénient mentionné cidessus qui est typiquement associé aux dispositifs connus. Selon la présente invention il est prévu un dispositif de freinage de rotor d'hélicoptère, comprenant un carter fixe, un arbre supporté de façon à pouvoir tourner librement à l'intérieur dudit carter et pouvoir être relié en rotation audit rotor, au moins une paire d'éléments de friction reliés en rotation audit carter, un moyeu monté assujetti en rotation, d'un seul tenant, sur au moins un disque de friction interposé axialement entre 2 2714884 lesdits éléments de friction et coopérant de manière à pouvoir coulisser avec lesdits éléments de friction lorsqu'est exercée une charge axiale, un moyen de liaison angulaire interposé entre ledit arbre et ledit moyeu, caractérisé en ce que ledit moyen de liaison en rotation comprend un moyen d'embrayage déplaçable entre une position de rotation folle, correspondant à la désolidarisation angulaire entre ledit moyeu et ledit arbre, et une position de fonctionnement, correspondant à la liaison en rotation entre ledit moyeu et ledit arbre. Un mode de réalisation préféré mais non limitatif de la présente invention va être décrit à titre d'exemple en référence à la figure unique du dessin annexé représentant une demi-coupe partielle. La référence 1 du dessin annexé désigne un dispositif de freinage pour un rotor d'hélicoptère (non représenté). Le dispositif 1 comprend un carter extérieur ou stator 2, sensiblement en forme de cloche, présentant un axe A et définissant une ouverture d'extrémité 7, et un arbre 3 d'axe A, susceptible d'être relié en rotation au rotor, par l'intermédiaire de moyens de transmission connus, non décrits en détails. L'arbre 3 est creux et est supporté de façon à pouvoir tourner fou à l'intérieur du carter 2 au moyen d'une paire de paliers 4, 5. Plus spécifiquement, l'un des paliers (4) est logé dans la partie d'extrémité 6 du carter 2 opposée à l'ouverture 7 et supporte une partie d'extrémité 11 de l'arbre 3 et l'autre palier (5) est logé dans un manchon cylindrique 8 défini par une paroi transversale 930 intermédiaire fixée rigidement au carter 2. Une partie tubulaire 10 s'étend axialement depuis la paroi 9 en direction de l'ouverture 7 et est montée en saillie avec un moyeu 14 supporté de manière à pouvoir tourner fou sur une paire de paliers 15. Le moyeu 14 fait partie d'un frein à disque 16 logé dans le carter 2 près de l'extrémité 7 et qui interagit avec l'arbre 3 pour freiner le rotor. 3 2714884 Le frein 16 (représenté schématiquement en pointillé et qui est de type connu) comprend un disque de friction 17, réalisé de manière appropriée en graphite et qui est monté sur le moyeu 14 au moyen d'un accouplement à dents 18. Le disque 17 est interposé axialement entre une paire de disques de friction 19, réalisés également, de préférence, en graphite et reliés en rotation au carter 2 et, par conséquent, fixés angulairement. Le disque 17 coopère de manière coulissante ou glissante avec des disques 19, une fois soumis à une charge axiale produite par un dispositif d'actionnement 20. Le moyeu 14 peut être relié en rotation à l'arbre 3 au moyen d'un élément d'embrayage 24 comprenant un manchon intérieur cylindrique 25 monté sur l'arbre 3 de façon angulairement fixe et de façon à pouvoir coulisser axialement à l'aide d'un accouplement à cannelure 26 et un engrenage annulaire extérieur 27, relié d'un seul tenant avec le manchon 25 par une bride 28 et présentant une denture radiale 29 externe s'engrenant avec la denture interne 30 réalisée sur le moyeu 14. L'élément d'embrayage 24 comprend également un anneau de synchronisation 31 monobloc, faisant saillie axialement depuis l'engrenage annulaire 27 en direction de l'ouverture 7 du carter 2. En coupe axiale, l'anneau 31 est sensiblement en forme de tonneau, avec une augmentation du diamètre en direction de son extrémité axiale libre et présente un recouvrement extérieur 34 réalisé en un matériau présentant un coefficient de friction élevé. La surface avant 35 du moyeu 14 tournée vers l'ouverture 7 du carter 2 est pourvue d'un anneau 36 en tôle métallique présentant un certain nombre de lames élastiques 37 pliées vers l'intérieur du moyeu 14, avec une section longitudinale incurvée, sa convexité étant tournée vers l'axe A et coopérant avec un anneau de synchronisation 31, comme décrit ci-après. 4 2714884 L'anneau 36 a une bride périphérique 38 qui, conjointement avec une protection 39 en tôle métallique formée d'un seul tenant avec le carter 2 et fermant l'ouverture 7, définit un joint d'étanchéité labyrinthe 40. Le dispositif de freinage 1 comprend également un dispositif d'actionnement linéaire 44, destiné à commander l'élément d'embrayage 24 et logé coaxialement à l'intérieur de l'arbre 3. Le dispositif d'actionnement 44 présente une tige déplaçable 45 montée à une extrémité 46 avec une bague de guidage 47 en un matériau présentant un faible coefficient de frottement, par exemple du polytétrafluoroéthylène, et coopérant avec la surface intérieure 48 de l'arbre 3. L'extrémité 46 a un trou transversal 52 recevant une tige d'entraînement 49 avec des parties d'extrémité 50 (seule l'une est représentée), faisant saillie à l'extérieur de l'arbre 3 par des ouvertures 51 respectives, ménagées dans l'arbre 3 et reliées à l'élément d'embrayage 24. L'élément d'embrayage 24 est actionné par le dispositif d'actionnement 44, entre une premier position de rotation folle (représentée en pointillé), dans laquelle il ne coopère pas avec le moyeu 14 qui est par conséquent désolidarisé en rotation vis-à-vis de l'arbre 3, et une deuxième position (représentée en trait plein) dans laquelle la denture 29 de l'élément d'embrayage 24 s'engrène avec la denture 30 du moyeu 14 qui est ainsi relié en rotation à l'arbre 3. Au moyen d'un accouplement à cannelure 54, la partie d'extrémité 11 de l'arbre 3 est équipée d'un manchon 54, à son tour monté avec un engrenage 56 destiné à transmettre le mouvement venant de l'arbre 3 à un boîtier annexe (non représenté) comprenant, par exemple, une ou plusieurs pompes destinées à la mise sous pression d'un fluide opérationnel et un ou plusieurs alternateurs. En plus d'être actionné par le rotor par l'intermédiaire de l'arbre 3, le boîtier annexe est également soumis à un 2714884 entraînement par l'un des moteurs entraînant le rotor lui même (non représenté). L'engrenage 56 est supporté sur le manchon 55 au moyen d'une première paire de paliers 57 et est supporté en relation avec le carter 2 au moyen d'une deuxième paire de paliers 58 et est également relié en rotation, de façon unidirectionnelle vis-à-vis du manchon 55, par l'intermédiaire d'une roue libre 59, afin de permettre au boîtier annexe d'être entraîné par l'arbre 3, mais pour empêcher le mouvement d'être transmis dans le sens opposé lorsque le boîtier annexe est entraîné par le moteur mentionné ci-dessus et que le rotor (et par conséquent l'arbre 3) est stationnaire. Le dispositif 1 fonctionne de la façon suivante. Dans toute condition de fonctionnement dans laquelle le frein de rotor tourne fou et en particulier en vol, l'élément d'embrayage 24 est normalement maintenu par le dispositif d'actionnement 44 dans la position folle et le moyeu 14 est désolidarisé de l'arbre 3, de sorte que ni le moyeu 14, ni le disque de friction 17 tournent, éliminant ainsi tout risque que le disque 17 glisse ou patine par rapport aux disques fixes 19. A l'inverse, lorsque le rotor est freiné c'est-à-dire à l'atterrissage le dispositif d'actionnement 44 est actionné pour déplacer l'élément d'embrayage 24 et le mettre en position de fonctionnement. Pendant le déplacement et avant que la denture 29 de l'élément d'embrayage 24 puisse s'engrener avec la denture 30 du moyeu 14, un anneau de synchronisation 31 vient au contact avec les lames 37 de l'anneau 36 et, sous l'effet de la friction, fait tourner l'anneau 36 et le moyeu 14 formé un seul tenant avec lui, ce contact mutuel étant effectué en douceur et graduellement, par suite de la forme décrite ci- dessus de l'anneau 31 et des lames 37. Lorsque l'élément d'embrayage 24 est soumis à une continuation de son déplacement, l'anneau de synchronisation 31 se déplace et fait fléchir les lames 37 de façon à augmenter la 6 2714884 pression de contact exercée sur, et par conséquent le couple transmis par friction à, l'anneau 36 et le moyeu 14. Ledit couple, par conséquent, établit la synchronisation du moyeu 14 et, sur la partie finale du déplacement de l'élément d'embrayage 24, la denture 29 s'engrène avec la denture 30, pour relier le moyeu 14 en rotation à l'arbre 3, moment auquel le frein à disque 16 fonctionne normalement pour freiner l'arbre 3. Les avantages du dispositif 1 selon la présente invention vont apparaître à la lumière de la description précédente. En particulier du fait que le moyeu 14 du frein 16 n'est relié en rotation à l'arbre 3 que lorsque le dispositif de freinage est en fonctionnement, toute possibilité de glissement accidentel dans des conditions de fonctionnement normal du rotor et, par conséquent, de surchauffe et de dysfonctionnement du dispositif de freinage, est éliminée. Il est évident que des modifications peuvent être apportées au dispositif 1 tel que décrit et illustré dans la présente invention, sans cependant sortir de son cadre. En particulier différents moyens d'embrayage, tels qu'un embrayage pour automobile, peuvent être interposés entre le moyeu 14 et l'arbre 3. 7 2714884 REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage de rotor d'hélicoptère (1), comprenant un carter fixe (2), un arbre (3) supporté de façon à pouvoir tourner librement à l'intérieur dudit carter (2) et pou-voir être relié en rotation audit rotor, au moins une paire d'éléments de friction (19) reliés en rotation audit carter (2), un moyeu (14) monté assujetti en rotation, d'un seul tenant, sur au moins un disque de friction (17) interposé axialement entre lesdits éléments de friction (19) et coopérant de manière à pouvoir coulisser avec lesdits éléments de friction (19) lorsqu'est exercée une charge axiale, un moyen de liaison angulaire (24) interposé entre ledit arbre (3) et ledit moyeu (14), caractérisé en ce que ledit moyen de liaison en rotation comprend un moyen d'embrayage (24) déplaçable entre une position de rotation folle, correspondant à la désolidarisation angulaire entre ledit moyeu (14) et ledit arbre (3), et une position de fonctionnement, correspondant à la liaison en rotation entre ledit moyeu (14) et ledit arbre (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'embrayage comprend un moyen de synchronisation (31, 36) pour synchroniser ledit moyeu (14) en relation avec ledit arbre (3). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen d'embrayage comprend un élément d'embrayage (24), relié en rotation audit arbre (3) et susceptible de coulisser axialement sur celui-ci entre lesdites première et deuxième positions, ledit élément d'embrayage (24) étant susceptible d'être relié audit moyeu (14) au moyen de dentures radiales (29, 30) respectives. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen de synchronisation comprend un anneau de synchronisation (31), réalisé d'un seul tenant avec ledit élément d'embrayage (24), et un anneau (36), monté sur ledit moyeu (14) et présentant un nombre donné 8 2714884 de lames élastiques (37) coopérant avec ledit anneau de synchronisation (31). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'actionnement (44) destiné à commander ledit moyen d'embrayage (24). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit arbre (3) est creux, et ledit dispositif d'actionnement (44) est logé à l'intérieur dudit arbre (3). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif d'actionnement (44) comprend une tige (45), déplaçable axialement et fixée audit élément d'embrayage (24), au moyen d'une broche transversale (49) présentant des parties d'extrémité (50) reliées audit élément d'embrayage (24) et s'engageant de manière coulissante par rapport à des ouvertures axiales (51) ménagées dans ledit arbre.