Brevet FR2840657A1 — publié le 20031212

L'invention concerne un roulement pour palier, un dispositif d'actionnement comprenant un tel roulement ainsi qu'une application d'un tel dispositif pour le deploiement et la retraction d'un systeme hypersustentateur d'une voilure d'un aeronef. s Lorsque l'on souhaite actionner un element mecanique, il est connu d'utiliser un dispositif comprenant un organe d'engrenage mis en rotation par un arbre d'entranement, ledit organe etant agence pour provoquer la mise en mouvement de ['element a actionner. Pour assurer la rotation, le dispositif comprend en outre au moins un roulement pour palier pourvu d'une bague interieure tournante destinee a etre associee a l'organe d'engrenage et une bague exterieure fixe destinee a etre solidarisee a une structure fixe. De tels dispositifs, par exemple decrits dans les documents US-1 917 428 et EP-O 291 328 dans le cadre d'une utilisation pour le deploiement et la retraction d'un systeme hypersustentateur d'une voilure d'un aeronef, presentent un certain nombre d'inconvenients. En particulier, notamment dans des applications telles que celle consideree ou les efforts transmis vent importants, il est necessaire d'utiliser des moyens de montage specifiques du roulement sur l'organe d'engrenage afin que le dispositif soit capable de supporter ces efforts aussi bien dans la direction axiale que dans la direction radiale de sorte a ne risquer ni une dislocation du roulement ni une perte d'efficience du dispositif d'actionnement. Par consequent, les dispositifs de l'art anterieur vent complexes et presentent un nombre de pieces important, ce qui est prejudiciable en termes de masse o totale du dispositif, de temps de montage et de demontage ainsi que de fiabilite. L'invention vise a resoudre ces inconvenients en proposant notamment un dispositif d'actionnement comprenant un roulement pour palier integrant un moyen d'engrenage. A cet effet, et selon un premier aspect, I'invention propose un roulement pour palier du type comprenant une bague interieure tournante pourvue de deux ensembles separes de chemin(s) de roulement et, montees sur elle, deux s bagues exterieures fixes pourvues chacune d'au moins un chemin de roulement dispose respectivement en regard d'un des ensembles de chemin(s) de roulement, des corps roulants etant disposes entre les chemins de roulement respectifs, dans lequel la bague interieure comprend sur sa peripherie exterieure un moyen d'engrenage qui est prevu entre les deux ensembles de chemin(s) de roulement. Selon un deuxieme aspect, I'invention propose un dispositif d'actionnement comprenant un moteur entranant un arbre, ledit arbre etant associe a la bague tournante d'au moins un roulement tel que defini ci-dessus. Selon un troisieme aspect, I'invention propose une application d'un tel dispositif d'actionnement pour le deplolement et la retraction d'un systeme hypersustentateur d'une voilure d'un aeronef. D'autres objets et avantages de ['invention appara^'tront au cours de la description qui suit, faite en reference aux dessins annexes, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un roulement pour palier selon un premier mode de realisation de ['invention; la figure 2 est une vue partielle et en coupe longitudinale d'un dispositif d'actionnement comprenant le roulement de la figure 1, ledit dispositif etant represente dans son environnement d'utilisation; o - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un roulement selon une variante du premier mode de realisation de la figure 1. On decrit un roulement pour palier comprenant une bague interieure tournante 1 et, montees sur elle, deux bagues exterieures fixes 2, 3. La bague interieure 1 est pourvue de deux ensembles separes de chemin(s) de roulement 4, 5 qui vent realises au voisinage de chaque extremite de la surface transversale externe de la bague interieure 1. s La surface transversale interne de cheque bague exterieure 2, 3 est pourvue d'au moins un chemin de roulement 6, 7 qui vent disposes respectivement en regard d'un des ensembles de chemin(s) de roulement 4, 5. o Pour permettre la rotation relative de la bague interieure 1 par rapport aux bagues exterieures 2, 3 autour d'un axe 8, des corps roulants vent disposes entre les chemins de roulement 4-7 respectifs. Dans la description, les termes > et > vent definis par rapport s a un plan respectivement eloigne et a proximite de l'axe 8, les termes > ou > vent definis par rapport a un plan parallele a l'axe 8, les termes > ou > vent definis par rapport a un plan perpendiculaire a l'axe 8. o Suivant ['invention la bague interieure 1 comprend sur sa peripherie exterieure un moyen d'engrenage 9 qui est prevu entre les deux ensembles de chemin(s) de roulement 4, 5. Le moyen d'engrenage 9 est destine a cooperer avec un moyen d'engrenage complementaire 10 prevu sur ['element a actionner 11. s Ainsi, le roulement selon ['invention, en integrant le moyen d'engrenage 9 qui est issu de matiere avec la bague interieure 1, est particulierement simple de construction et peut etre utilise dans un dispositif d'actionnement comprenant un moteur entranant un arbre 12, ledit arbre etant associe a la bague tournante 1. o Comme il appara^tt sur la figure 2, le roulement peut etre facilement integre dans son environnement d'utilisation, notamment du fait que le moyen d'engrenage 9 est prevu entre les deux bagues exterieures fixes 2, 3. Les bagues exterieures 2, 3 comprennent chacune un flasque 13 pourvu de moyens de fixation de ladite bague sur une structure fixe 14. Dans le mode de realisation represente, les moyens de fixation vent formes d'un orifice 15 destine a permettre ['association par boulonnage. En outre, la bague interieure 1 comprend un alesage 16 dans lequel l'arbre 12 s est destine a etre emmanche de sorte a entraner en rotation ladite bague interieure 1 et done le moyen d'engrenage 9. Dans le mode de realisation represente, la peripherie de l'alesage 16 est pourvue d'un deuxieme moyen d'engrenage 17 qui est destine a cooperer avec un moyen d'engrenage complementaire 18 prevu sur l'arbre 12. En variante, un meme arbre 12 peut o etre emmanche dans la bague interieure 1 de plusieurs roulements suivant ['invention, par exemple lorsque ['element a actionner 11 est de taille importante et doit done etre pourvue de plusieurs moyens complementaires 10 pour assurer un guidage precis du mouvement de ['element 11. Dans le mode de realisation represente, les moyens d'engrenage 9, 17 vent formes d'une pluralite de dents 19 qui s'etendent radialement. Le moyen complementaire 18 de l'arbre 12 est forme de dents complementaires 20 de sorte a assurer un couplage gable en rotation, lesdites dents pouvant etre issues de matiere avec l'arbre 12 ou rapportees. Le moyen complementaire 10 de ltelement a actionner 11 est forme d'une cremaillere 21 dans laquelle lesdites dents 19 vent destinees a venir s'engager pour permettre la transformation du mouvement de rotation de la bague interieure 1 en un mouvement de translation de ['element 11, ladite translation se faisant dans un sens ou dans l'autre en fonction du sens de rotation de l'arbre 12. En outre, les deux moyens d'engrenage 9, 17 vent situes sensiblement dans le meme plan radial, de sorte a limiter les efforts de cisaillement induits dans le roulement lors de l'actionnement. so Dans un exemple particulier, le dispositif est destine a etre utilise pour actionner le deplolement et la retraction d'un systeme hypersustentateur d'une voilure d'un aeronef. Par systeme hypersustentateur, on entend les volets et les bees de bord d'attaque qui vent classiquement utilises dans des voilures a geometric variable, ledit systeme etant soit deploye pour augmenter la portance de la s voilure dans le cas notamment des phases de vol a basse vitesse, soit retracte pour la diminuer dans le cas notamment des phases de vol a haute vitesse de sorte a diminuer la tranee de la voilure et a favoriser ainsi une consommation moindre en carburant de l'aeronef. Dans cette application particuliere, I'element a actionner 11 est le corps du systeme hypersustentateur qui comprend generalement plusieurs cremailleres 21 incurvees qui vent destinees a cooperer avec autant de roulements, les bagues exterieures 2, 3 desdits roulements etant associees au corps principal o de l'aile 14 et les bagues interieures 1 etant associes en serie sur l'arbre 12. La rotation de l'arbre 12 est alors actionnee selectivement dans un sens ou dans l'autre par le pilote de l'aeronef en fonction de la geometric de la voilure qui est adaptee aux conditions de vol dans lesquelles il se trouve. s Dans une telle application, les efforts subis par le roulement vent relativement importants, tent suivant une direction axiale que suivant une direction radiale, et ce d'autant plus que le moyen d'engrenage 9 est integre a la bague interieure 1 du roulement. o En particulier, sous l'effet des efforts d'actionnement, la bague interieure 1 a tendance a presenter un debattement angulaire par rapport aux bagues exterieures 2, 3, ce qui pourrait avoir comme consequence une dislocation du roulement. Mais, a contrario, le roulement ne doit pas etre trop rigide, c'est-a-dire que des mouvements respectifs des bagues 1- 3 doivent etre possibles sous efforts, de sorte a ne pas risquer de casser le roulement. Pour remplir cette double contrainte, il est prevu que le roulement comprenne o les caracteristiques suivantes: - le premier ensemble 4 comprend deux chemins de roulement toriques 4a, 4b adjacents; - la premiere bague exterieure 2 comprend un chemin de roulement spherique concave 6 qui est dispose en regard du premier ensemble 4; - deux rangees de corps roulants spheriques 22, 23 vent disposees respectivement entre u n chem in de rou lement toriqu e 4a, 4b et le ch em in de roulement spherique 6; - le deuxieme ensemble 5 comprend un chemin de roulement spherique s convexe 5a; - la deuxieme bague exterieure 3 comprend un chemin de roulement cylindrique 7 qui est dispose en regard du deuxieme ensemble 5; - une rangee de corps roulants cylindriques 24 est disposee entre le chemin de roulement spherique 5a et le chemin de roulement cylindrique 7. Ainsi, les bagues exterieures 2, 3 vent axialement bloquees du fait de leur liaison a la structure fixe 14, et la bague interieure 1 est egalement axialement bloquee du fait des chemins de roulement 4a, 4b, 7. Par ailleurs les chemins de roulements 5a, 6 vent agences pour permettre le basculement angulaire de la s bague interieure 1 par rapport aux bagues exterieures 2, 3 et reciproquement. Le roulement peut alors fonctionner malgre un mesalignement des bagues interieure 1 et exterieures 2, 3 puisque ctest toute la bague interieure 1 qui bascule par rapport aux bagues exterieures 2, 3, ou reciproquement, et non pas notamment un ensemble de la bague interieure 1 par rapport a la bague o exterieure 3, 4 placee en regard. En particulier, la presence des trots premieres caracteristiques d'une part permet de sensiblement bloquer la bague interieure 1 d'un cote et d'autre part permet des deplacements relatifs en rotation de la bague exterieure 2 placee en s regard, alors que la presence des trots derrieres caracteristiques d'une part permet de sensiblement bloquer la deuxieme bague exterieure 3 et d'autre part permet des deplacements relatifs en rotation de la partie de bague interieu.rie 1 placee en regard. En outre, la presence respective des deux rangees de corps roulants spheriques 22, 23 et de la rangee de corps roulants cylindriques 24 permet d'augmenter la capacite de resistance vis-a-vis des efforts radiaux, la courbure respective des chemins de roulements spheriques 6, 5a permet de laisser une certaine liberte de deplacement relatif en rotation des bagues 1-3, et la presence des chemins de roulement cylindrique 7 et toriques 4a, 4b permet d'assurer la cohesion axiale du roulement. La co m binaiso n des ca racteristiques mention nees ci-dessus est particulierement avantageuse lorsque plusieurs roulements doivent etre montes sur un meme arbre 12 car elle limite les phenomenes de desalignement angulaire de ceux-ci, et permet done d'accepter un certain flechissement de l'arbre 12 sans risquer une perte d'efficience du dispositif d'actionnement. o Dans le mode de realisation represente sur les figures, des moyens d'etancheite vent prevus au voisinage de chaque extremite de la surface transversale interne des bagues exterieures 2, 3, lesdits moyens s'etendant radialement pour venir en contact frottant sur respectivement une partie de la bague interieure 1. Ainsi, il est possible d'une part de lutter efficacement contre la possible pollution des zones de roulement, et d'autre part d'eviter la projection de lubrifiant a l'exterieur desdites zones. Dans la variante representee sur la figure 3, les parties de la bague interieure 1 sur lesquelles les moyens d'etancheite viennent frotter presentent un rayon de o courbure find, notamment vent sensiblement spheriques, de sorte a limiter l'usure du moyen d'etancheite 25, par exemple forme en elastomere, qui est induite par ledit contact frottant. Un dispositif d'actionnement selon ['invention comprend done un nombre de pieces significativement diminue et par consequent presente une masse moindre. Cette reduction permet une maintenance plus rapide et des gains non negligeables en temps d'immobilisation de l'aeronef au sol. En outre, le dispositif est egalement simplifie en proposant un ensemble pret a monter que le constructeur d'aeronef peut aisement assembler sur ses lignes de montage. REVENDICATIONS 1. Roulement pour palier du type comprenant une bague interieure tournante (1) pourvue de deux ensembles separes de chemin(s) de roulement (4, 5) et, s montees sur elle, deux bagues exterieures fixes (2, 3) pourvues chacune d'au moins un chemin de roulement (6, 7) dispose respectivement en regard d'un des ensembles de chemin(s) de roulement (4, 5), des corps roulants (22-24) etant disposes entre les chemins de roulement (4-7) respectifs, ledit roulement etant caracterise en ce que la bague interieure (1) comprend sur sa peripherie o exterieure un moyen d'engrenage (9) qui est prevu entre les deux ensembles de chemin(s) de rouiement (4, 5). 2. Roulement selon la revendication 1, caracterise en ce que la bague interieure (1) comprend un aiesage (16) dont la peripherie est pourvue d'un s deuxieme moyen d'engrenage (17). 3. Rouiement selon la revendication 2, caracterise en ce que les deux moyens d'engrenage (9, 17) vent situes sensiblement dans le meme plan radial. 4. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caracterise en ce que le ou les moyen(s) d'engrenage (9, 17) est(sont) forme(s) d'une pluralite de dents (19) qui s'etendent radialement. 5. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce que: - le premier ensemble (4) comprend deux chemins de roulement toriques adjacents (4a, 4b); - la premiere bague exterieure (2) comprend un chemin de roulement spherique concave (6) qui est dispose en regard du premier ensemble (4); - deux rangees de corps roulants spheriques (22, 23) vent disposees respectivement entre un chemin de roulement torique (4a, 4b) et le chemin de roulement spherique (6). 6. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise en ce que: - le deuxieme ensemble (5) comprend un chemin de roulement spherique convexe (5a); - la deuxieme bague exterieure (3) comprend un chemin de roulement cylindrique (7) qui est dispose en regard du deuxieme ensemble (); - une rangee de corps roulants cylindriques (24) est disposee entre le chemin de roulement spherique (5a) et le chemin de roulement cylindrique (7). o 7. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caracterise en ce que les bagues exterieures (2, 3) comprennent chacune un flasque (13) pourvu de moyens de fixation (15) de ladite bague sur une structure fixe (14). 8. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caracterise en s ce que des moyens d'etancheite (25) vent prevus au voisinage de cheque extremite de la surface transversale interne des bagues exterieures (2, 3) , lesdits moyens s'etendant radialement pour venir en contact frottant sur respectivement une partie de la bague interieure (1). o 9. Roulement selon la revendication 8, caracterise en ce que les parties de la bague interieure (1) sur lesquelles les moyens d'etancheite (25) viennent frotter presentent un rayon de courbure find. 10. Dispositif d'actionnement comprenant un moteur entranant un arbre (12) , s ledit arbre etant associe a la bague tournante (1) d'au moins un roulement selon l'une quelconque des revendications 1 a 9. 11. Application d'un dispositif selon la revendication 10 pour le deploiement et la retraction d'un systeme hypersustentateur d'une voilure d'un aeronef.