Brevet FR3055379A1 — publié le 20180302

L'invention est relative à une roue d'aéronef à boîtier à roulements séparable. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On connaît des roues d'aéronef comportant un 5 moyeu qui reçoit des roulements pour le montage à rotation de la roue sur un essieu d'atterrisseur, et une jante avec des talons d'extrémité pour recevoir un pneumatique, la jante étant solidarisée au moyeu par un voile. La roue peut être constituée de deux demi-roues 10 solidarisées au niveau du voile par des boulons d'assemblage, ou au contraire être monobloc, l'un des talons étant alors prévu amovible pour le montage du pneumatique. Ces roues sont retenues sur l'essieu au moyen 15 d'un écrou d'extrémité dont le serrage assure la précharge des roulements montés en O. Il convient de remplacer régulièrement chacune des roues en raison de l'usure progressive du pneumatique, typiquement tous les deux cents vols. L'équipe de maintenance met 20 l'atterrisseur sous chandelle, enlève l'écrou d'essieu et retire la roue pour la remplacer par une roue équipée d'un pneumatique neuf ou rechapé. La roue démontée part en atelier de maintenance où elle est désassemblée pour retirer le pneumatique usé en vue de son remplacement. Ce 25 désassemblage est l'occasion d'inspecter les roulements, de les graisser, ou éventuellement de les remplacer s'ils ont atteint leur durée de vie prescrite. Récemment, des pneumatiques dits longue durée sont apparus, permettant un nombre de vols bien plus 30 importants entre deux changements de roue. De tels pneumatiques posent la question de l'inspection des roulements, qui selon les programmes de maintenance actuels, doit être opérée à une fréquence plus rapide que le changement de tels pneumatiques. 35 3055379 2 OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à proposer une roue d'aéronef facilitant l'inspection, la maintenance ou le changement de ses roulements. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose une roue d'aéronef comportant un moyeu pour le montage à rotation de la roue sur un essieu d'atterrisseur autour d'un axe de rotation, une jante avec des talons d'extrémité pour recevoir un pneumatique, la jante étant solidarisée au moyeu par un voile, dans laquelle, selon l'invention, le moyeu est adapté à recevoir de façon démontable un boîtier à roulements comportant : - Deux roulements à portée conique avec chacun une bague interne et une bague externe, montés en 0 entre : - Une douille destinée à être enfilée sur l'essieu avec une paroi externe conformée pour recevoir les bagues internes des roulements, la douille ayant une extrémité conformée en butée et une autre extrémité conformée pour recevoir un écrou de précharge ; - Un manchon s'étendant autour de la douille et ayant une paroi interne présentant deux épaulements pour arrêter axialement les bagues externes des roulements, le manchon ayant une paroi externe conformée pour être glissée à ajustement dans un alésage du moyeu, avec une extrémité conformée en butée et une autre extrémité conformée pour recevoir un écrou d'arrêt. Une telle roue peut être montée comme une roue classique sur l'essieu, l'écrou d'essieu servant alors à arrêter la douille du boîtier à roulements axialement sur l'essieu. Lors d'une opération de maintenance, la roue 3055379 3 est retirée de l'essieu par dévissage de l'écrou d'essieu et le boîtier est séparé du reste de la roue par dévissage de l'écrou d'arrêt pour son remplacement par un autre boîtier aux roulements inspectés et graissés, 5 l'opération pouvant se faire directement au pied de l'aéronef. La roue est alors remontée sur l'aéronef, et le boîtier démonté est emmené pour inspection et graissage des roulements. Grâce à la roue de l'invention, il est donc possible 10 de dissocier la fréquence d'inspection et de maintenance des roulements, et la fréquence de remplacement du pneumatique. Qui plus est, la présence d'un manchon guidé par les roulements de la roue permet d'y atteler toutes sortes 15 d'éléments, comme les pales d'un ventilateur ou la cible d'un capteur de rotation, comme un tachymètre à effet hall. En outre, la présence de la douille et du manchon permet de motoriser facilement la roue, en adaptant 20 sur le boîtier un moteur dont le stator est solidaire de la douille, et le rotor solidaire du manchon. Selon un mode particulier de réalisation, le moteur ne comporte pas de roulements entre le rotor et le stator, les deux éléments étant guidés en rotation par 25 les roulements du boîtier. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, en référence aux figures des dessins 30 annexés parmi lesquelles : - La figure 1 est une vue en perspective coupée d'une roue d'aéronef connue en soi, montée sur un essieu d'atterrisseur ; 3055379 4 La figure 2 est une vue en perspective coupée d'une roue d'aéronef selon un mode particulier de réalisation de l'invention ; La figure 3 est une vue agrandie du boîtier à 5 roulements équipant la roue de la figure 2 ; Les figures 4 à 6 sont des vues similaires celles de la figure 2 de variantes de réalisation dans lesquelles le boîtier à roulements est motorisé. 10 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Une roue d'aéronef 1 classique telle qu'illustrée à la figure 1 comporte un moyeu 2 qui reçoit ici les bagues externes de roulements à rouleaux coniques 3,4. Le moyeu 2 est connecté à une jante 5 au moyen d'un voile 6 15 ajouré. La jante 5 comporte des talons 7 qui retiennent les flancs d'un pneumatique (non représenté), l'un des talons étant amovible pour recevoir le pneumatique. Les bagues internes des roulements 3,4 sont reçues sur un protecteur d'essieu 8 en forme de douille, dont une 20 extrémité est conformée en butée pour venir appuyer sur un épaulement 101 d'un essieu 100 d'atterrisseur sur lequel le protecteur d'essieu 8 est enfilé. Un écrou d'essieu 102 vissé sur l'extrémité de l'essieu 100 vient précharger les roulements 3,4 et arrêter axialement la 25 roue sur l'essieu qui tourne alors selon l'axe de rotation défini par l'essieu et les roulements. Lors d'un remplacement de la roue, il suffit de dévisser l'écrou d'essieu 102, de retirer l'ensemble de la roue pour la remplacer par une roue au pneumatique neuf ou rechapé, et 30 aux roulements inspectés et graissés. Selon l'invention, on propose une roue à moyeu séparable telle que la roue 51 illustrée à la figure 2. Une telle roue comporte toujours une jante 55 munie de talons 57 et reliée par un voile 56 à un moyeu 52. 35 Cependant, le moyeu ne reçoit pas directement les 3055379 5 roulements à portée conique 53,54. Selon l'invention, le moyeu 52 est rapporté sur un boîtier à roulements 60 illustré plus en détail à la figure 3 qui comporte une douille 61 qui vient s'enfiler sur l'essieu 100, et un 5 manchon 62 sur la face externe duquel le moyeu 52 est rapporté. Les roulements 53, 54 s'étendent entre la douille 61 qui reçoit les bagues internes des roulements, et le manchon 62 qui reçoit les bagues externes des roulements. 10 A cet effet, le manchon 62 comporte des extrémités conformées en logements avec des épaulements formant butées pour recevoir les bagues externes des roulements 53,54. La douille 61 comporte quant à elle une extrémité 63 conformée de sorte à saillir de part et d'autre d'une 15 partie tubulaire 64 à âme mince. La partie de l'extrémité 63 saillant vers les roulements forme une butée pour ceux-ci, tandis que la partie de l'extrémité 63 saillant vers l'essieu 100 comporte des cannelures 65 pour coopérer avec des cannelures homologues de l'essieu 100 20 pour assurer un arrêt en rotation de la douille 61 sur l'essieu 100. L'autre extrémité 66 de la douille 61 est filetée pour recevoir un écrou de précharge 67 pour précharger les roulements. La paroi externe du manchon 62 est reçue à 25 ajustement dans l'alésage du moyeu 52, Une extrémité 68 du manchon 62 forme un redan externe pour constituer une butée axiale du manchon 62, et l'autre extrémité 69 est filetée pour recevoir un écrou d'arrêt 70, visible à la figure 2. 30 Lors d'une opération d'inspection des roulements alors que le pneumatique porté par la roue peut encore durer pendant plusieurs vols, il suffit de démonter la roue, d'en retirer le boîtier à roulements pour le remplacer par un boîtier dont les roulements ont été 35 inspectés et graissés, puis remonter la roue. L'opération 3055379 6 peut être faite facilement au pied de l'aéronef, le retrait du boîtier de la roue ne nécessitant que le dévissage de l'écrou d'arrêt 70. Ainsi, la roue de l'invention n'est ramenée en 5 atelier que pour le changement de pneumatique, le cycle d'inspection, de maintenance et de remplacement des roulements étant décorrélé de celui du pneumatique. La présence d'un boîtier permet la motorisation aisée de la roue. En effet, comme illustré aux figures 4 10 à 6, il suffit de solidariser le stator d'un moteur à la douille 61 et son rotor au manchon 62 pour faire tourner le manchon relativement à la douille, et ainsi entraîner la roue en rotation. Il convient bien entendu de prévoir des moyens de solidarisation en rotation (non représentés 15 ici) entre le moyeu et le manchon (du type cannelures ou pions par exemple). Comme illustré à la figure 4, Un moteur 80 est constitué d'une part par un prolongement 81 de la douille 61 qui s'étend pour recevoir un bobinage 82 et former un 20 stator 83 du moteur, et d'autre part par un prolongement 84 du manchon 62 qui s'étend en regard du stator pour porter des aimants permanents 85 et former un rotor 86 du moteur. On remarquera qu'il n'y a aucun roulement entre le stator et le rotor du moteur, le guidage en rotation 25 étant assuré par les roulements du boîtier à roulements 60. On remarquera également que le stator est conformé pour laisser passer une clé de serrage de l'écrou d'essieu 102. Selon une variante illustrée à la figure 5, le rotor 30 86 n'est plus directement solidaire du manchon, mais est monté à rotation sur le stator 83 par l'intermédiaire de roulements 87. Le rotor 86 est sélectivement accouplé en rotation au manchon au moyen d'un crabot 88 porté par un disque 89 formant un prolongement du manchon 62. 35 Selon une variante illustrée à la figure 6, le rotor 83 3055379 7 est maintenant relié au disque 89 au moyen de pions 90 (un seul est visible ici) calibrés pour céder lorsque le couple de transmission entre le disque 89 et le rotor 83 dépasse un seuil prédéterminé. 5 Dans toutes ces variantes motorisées, le boîtier à roulements 60 peut toujours être facilement désolidarisé du reste de la roue en dévissant l'écrou d'arrêt 70. Selon un aspect particulier de l'invention, on remarquera en outre que le boîtier à roulements 60 est 10 ici conformé pour permettre le montage, à la place d'une roue de l'invention, d'une roue classique selon l'art antérieur, comme celle de la figure 1, sur le même essieu sans aucun modification ou adaptation de l'essieu. Ceci permet le remplacement d'une roue selon l'invention par 15 une roue classique en cas de nécessité de service. A cet égard, on remarquera que les roulements du boîtier à roulements 60 sont identiques et sont placés à la même position que celle de la roue classique, pour qu'ils portent de façon identique sur l'essieu en transmettant 20 les mêmes efforts. On pourra alors simplement choisir un écrou d'essieu adapté ou intercaler une entretoise entre l'écrou et le roulement de la roue classique, pour compenser l'épaisseur de la butée de la douille, qui n'est plus présente dans une roue classique. 25 L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que l'on ait indiqué que la douille était cannelée pour son arrêt en rotation sur 30 l'essieu, cette disposition est facultative, et n'est véritablement nécessaire que si le manchon est équipé d'un moteur, dont le stator doit être arrêté en rotation. Bien que l'on ait représenté ici des boîtiers à roulements équipés de moteurs, avec des prolongements de 35 la douille ou du manchon formant le stator, le rotor, ou 3055379 8 le disque d'accouplement à un rotor, ces éléments pourront être venus de matière avec la douille ou le manchon, ou encore simplement rapportés sur ces derniers. On pourra également équiper ces boîtiers d'autres 5 organes que des moteurs, comme un ventilateur pour refroidir les disques de freins au travers du voile de la roue, ou un capteur de vitesse de rotation de la roue. 10 REVENDICATIONS1. Roue d'aéronef comportant un moyeu (52) pour le montage à rotation de la roue sur un essieu d'atterrisseur autour d'un axe de rotation, une jante (55) avec des talons d'extrémité pour recevoir un pneumatique, la jante étant solidarisée au moyeu par un voile (56), caractérisée en ce que le moyeu est adapté à recevoir de façon démontable un boîtier à roulements (60) comportant : - Deux roulements (53,54) à portée conique avec chacun une bague interne et une bague externe, montés en 0 entre : - Une douille (61) destinée à être enfilée sur l'essieu avec une paroi externe conformée pour recevoir les bagues internes des roulements, la douille ayant une extrémité (63) conformée en butée et une autre extrémité conformée pour recevoir un écrou de précharge (67); - Un manchon (62) s'étendant autour de la douille et ayant une paroi interne présentant deux épaulements pour arrêter axialement les bagues externes des roulements, le manchon ayant une paroi externe conformée pour être glissée à ajustement dans un alésage du moyeu, avec une extrémité (68) conformée en butée et une autre extrémité conformée pour recevoir un écrou d'arrêt (70). 2. Roue d'aéronef selon la revendication 1, dans laquelle la douille comporte des moyens d'antirotation (65) aptes à coopérer avec des moyens homologues de l'essieu. 3. Roue d'aéronef selon la revendication 2, dans laquelle les moyens d'antirotation sont des cannelures (65) portées par l'extrémité de la douille conformée en butée pour les roulements. 3055379 10 4. Roue selon la revendication 1, dans laquelle le boîtier à roulements est équipé d'un moteur (80) pour faire tourner le manchon relativement à la douille. 5. Roue selon la revendication 4, dans lequel le 5 moteur comporte un stator (83) solidaire de la douille (61), et un rotor (86) solidaire du manchon (62), le rotor et le stator étant guidés en rotation par les roulements de la roue (53,54) sans qu'aucun roulement ne soit disposé entre le stator et le rotor. 10 6. Roue selon la revendication 4, dans lequel le moteur comporte un stator (83) solidaire de la douille (61) et un rotor (86) monté tournant sur le stator au moyen de roulements (87), le rotor étant solidarisé en rotation à un disque (89) solidaire du manchon (62) par 15 un organe de solidarisation (88 ;90), comme un crabot (88) ou des pions (90) dimensionnés pour rompre lorsqu'un couple transmis entre le disque et le rotor dépasse un seuil prédéterminé. 7. Ensemble comportant un atterrisseur comportant au 20 moins un essieu (100) muni d'un écrou d'essieu (102), et d'un choix de roues montables sur l'essieu dont : - une roue (1) dont le moyeu reçoit directement des roulements pour son montage à rotation sur l'essieu 100, de sorte que les roulements soient enfilés sur l'essieu 25 en étant arrêtés axialement et préchargés par l'écrou d'essieu ; - une roue selon l'une des revendications précédentes dont le boîtier à roulements est enfilé sur l'essieu en étant arrêté axialement par l'écrou d'essieu ; 30 les deux roues ayant les mêmes roulements, disposés de façon identique.