Brevet FR3070370A1 — publié le 20190301

L'invention concerne un atterrisseur d'aéronef à main d'essieu rapportée, et des procédés d'assemblage associés. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On connaît des atterrisseurs d'aéronef compor- tant une tige coulissante portant au moins un essieu destiné à recevoir une roue équipée d'un frein. Dans le frein, le couple de freinage est en général repris par un tube de torsion sur lequel les disques stators du frein sont engagés à obstacle, le tube de torsion étant lui- même fixé à un porte-actionneurs portant les actionneurs de freinage, le plus souvent une couronne hydraulique. Il existe deux façons de transmettre le couple de freinage à l'atterrisseur : Le frein est monté à rotation sur l'essieu, et un obstacle est prévu au niveau de la tige coulissante pour pénétrer dans un réceptacle de la couronne hydraulique et arrêter le frein en rotation pour transmettre le couple de freinage à la tige coulissante. Cette disposi- tion se retrouve par exemple sur les atterrisseurs prin- cipaux des Boeing 737. Cette disposition a pour inconvénient de faire reprendre tout le couple de frein via un appui des flancs du réceptacle contre l'obstacle, ce qui concentre donc tous les efforts de reprise de couple sur cette interface. La couronne hydraulique doit en outre être conçue pour présenter une telle cavité et être renforcée en conséquence, ce qui alourdit la couronne ; le frein est fixé sur une platine circulaire venue de matière avec l'essieu appelée main d'essieu. A cette fin, le tube de torsion comporte une collerette in- terne qui vient prendre appui contre la main d'essieu pour y être boulonnée, ce qui permet une transmission directe du couple de freinage du tube de torsion vers l'atterrisseur sans passer par la couronne hydraulique, qui est simplement fixée au tube de torsion. Cette dispo- 2 sition se retrouve sur les atterrisseurs principaux des AIRBUS A320. Le couple de freinage est ainsi transmis à l'essieu via la main d'essieu. La présence de la main d'essieu oblige à la réalisation d'un essieu monobloc 5 avec la tige coulissante, les mains d'essieu compliquant à la fois le matricé de la tige coulissante et son usinage. Dans les deux cas, l'essieu est généralement recouvert d'une chemise métallique, appelée protecteur 10 d'essieu, qui s'étend en aval du frein et qui reçoit les roulements de la roue. Un écrou vissé sur l'extrémité d'essieu appuie sur le roulement externe de la roue pour pousser le roulement interne contre un épaulement du protecteur d'essieu, ce dernier étant alors arrêté par la 15 main d'essieu s'il y en a une, ou par un épaulement de l'essieu. OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à proposer un atterrisseur d'aéronef avec un essieu destiné à recevoir une roue 20 freinée, permettant un passage direct du couple de frei- nage du tube de torsion du frein vers l'essieu, tout en simplifiant la conception de celui-ci. PRESENTATION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un 25 atterrisseur d'aéronef comportant une tige coulissante qui porte en partie basse au moins un essieu destiné à recevoir d'une part une roue à rotation selon un axe de rotation et d'autre part un frein associé à la roue, l'essieu comportant une main d'essieu sur laquelle le 30 frein est solidarisé. Selon l'invention, la main d'essieu est rapportée et est enfilée sur l'essieu de sorte qu'un alésage central non circulaire de la main d'essieu soit reçu à ajustement sur une portée non circulaire conforme de l'essieu pour immobiliser en rotation la main d'essieu 35 sur l'essieu, des moyens de serrage maintenant la main 3 d'essieu contre des moyens d'arrêt axial de l'essieu pour immobiliser axialement la main d'essieu sur l'essieu. Cette disposition facilite considérablement le matriçage de la tige coulissante puisque l'essieu ne pré- 5 sente plus qu'une portée de réception de la main d'essieu rapportée de hauteur limitée à la place de la main d'essieu monobloc. La main d'essieu est alors une pièce séparée qui peut être usinée très facilement. Selon une disposition particulièrement intéres- 10 sante de l'invention, les moyens de serrage comprennent un écrou d'essieu qui est vissé en extrémité d'essieu pour appuyer contre un roulement de la roue, cet appui étant transmis à la main d'essieu par une entretoise s'étendant entre la roue et la main d'essieu. Aucune 15 fixation de la main d'essieu sur l'essieu n'est donc à prévoir. L'écrou d'extrémité d'essieu, qui sert à immobiliser axialement la roue, permet l'immobilisation axiale de la main d'essieu rapportée et donc du frein. En pratique, cette entretoise fera partie d'un protecteur 20 d'essieu enfilé sur l'essieu pour protéger celui-ci et recevoir les roulements de la roue. De préférence, la portée non circulaire comporte une partie cylindrique circulaire terminée par l'épaulement, et de laquelle s'étendent en saillie ra- 25 diale une pluralité d'obstacles régulièrement répartis, tandis que la main d'essieu comporte une partie de moyeu avec une face dressée formant la face d'appui et un orifice cylindrique comportant des empreintes pour recevoir les obstacles. 30 L'invention est également relative à un premier procédé d'assemblage d'un atterrisseur équipé d'une tige coulissante avec un essieu à main d'essieu rapportée selon l'invention, comportant les étapes de : 4 - mettre en place la main d'essieu rapportée sur l'essieu de sorte à appuyer la face d'appui de la main d'essieu contre l'épaulement de l'essieu; - enfiler sur l'essieu un protecteur d'essieu jusqu'à 5 le faire venir en appui contre la main d'essieu ; - positionner un frein sur la main d'essieu et fixer le frein sur la main d'essieu ; - mettre en place une roue sur le protecteur d'essieu de sorte qu'un roulement interne de la roue vienne en bu- 10 tée contre un épaulement du protecteur d'essieu ; - visser un écrou sur une extrémité de l'essieu de sorte que l'écrou porte sur un roulement externe de la roue. L'invention est encore relative à un deuxième procédé 15 d'assemblage d'un atterrisseur équipé d'une tige coulis- sante avec un essieu à main d'essieu rapportée selon l'invention, comportant les étapes de : positionner un frein sur la main d'essieu et fixer le frein sur la main d'essieu ; 20 rapporter l'ensemble ainsi constitué sur l'essieu, de sorte que la main d'essieu vienne en appui contre l'épaulement de l'essieu ; enfiler sur l'essieu un protecteur d'essieu jusqu'à le faire venir en appui contre la main 25 d'essieu ; mettre en place une roue sur le protecteur d'essieu de sorte qu'un roulement interne de la roue vienne en butée contre un épaulement du protecteur d'essieu ; 30 visser un écrou sur une extrémité de l'essieu de sorte que l'écrou porte sur un roulement externe de la roue. PRESENTATION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lumière de 35 la description d'un mode particulier de réalisation qui 5 suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : La figure 1 est une vue en perspective d'une tige coulissante d'atterrisseur munie ici d'un essieu in- 5 tégral, en cours d'assemblage de la main d'essieu rappor- tée sur l'essieu selon l'invention ; La figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 après mise en place de la main d'essieu rapportée sur l'essieu ; 10 La figure 3 est une vue en coupe partielle de la tige coulissante des figures 1 et 2 au niveau de son essieu muni d'un protecteur d'essieu, après montage de la main d'essieu rapportée ; La figure 4 est une vue analogue à la figure 3, 15 illustrant la tige coulissante et son essieu équipé d'un frein boulonné à la main d'essieu rapportée, les disques de frein ayant été omis pour plus de clarté ; La figure 5 est une vue en perspective de la tige coulissante illustrée à la figure 4, montrant la 20 fixation du frein sur la main d'essieu rapportée ; La figure 6 est une vue analogue à la figure 4, illustrant le montage d'une roue sur l'essieu de la tige coulissante. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 25 Sur les figures 1 à 3, on distingue une tige coulis- sante 1 d'atterrisseur d'aéronef dont la partie basse comporte un essieu 2 ici venu de matière avec la tige coulissante 1 et destiné à recevoir une roue à rotation selon un axe X sensiblement horizontal en service. De fa- 30 çon connue en soi, la tige coulissante 1 est montée cou- lissante dans un caisson de l'atterrisseur pour former avec le caisson un amortisseur oléopneumatique. L'invention vise plus particulièrement les tiges coulissantes portant des roues freinées. Le frein est alors re- 6 çu autour de l'essieu et arrêté en rotation pour reprendre les couples de freinage. A cet effet, et selon l'invention, l'essieu 2 reçoit une main d'essieu rapportée 10 comportant un voile 11 percé d'orifices 12 et so- 5 lidaire d'un moyeu 13 comportant un alésage central qui est enfilé sur l'essieu 2 pour être reçu sur une portée 3 de celui-ci. La portée 3 comporte : une partie cylindrique circulaire 3A pour le posi- tionnement concentrique de la main d'essieu 10 sur 10 l'essieu 2 ; un épaulement 3B pour l'arrêt axial de la main d'essieu 10 sur l'essieu 2 ; une pluralité d'obstacles 3C à flancs parallèles à l'axe X et régulièrement répartis qui s'étendent en sail- 15 lie de la partie cylindrique circulaire 3A pour assurer l'indexation de la main d'essieu 10, son arrêt en rotation et la reprise des couples de freinage qui transitent par la main d'essieu 10. La partie cylindrique circulaire 3A et les obstacles 3C forment ensemble une portée cylin- 20 drique non circulaire. De façon homologue, l'alésage central du moyeu 13 comporte une portée cylindrique circulaire 13A destinée à être enfilée à ajustement sur la portée cylindrique circulaire 3A de l'essieu, dans laquelle des empreintes 13C 25 à flancs parallèles à l'axe X ont été ménagées pour ac- cueillir les obstacles 3C de l'essieu. Le moyeu 13 comporte une face d'appui 13B destinée à porter contre l'épaulement 3B de l'essieu, qui forme ainsi un arrêt axial de la main d'essieu rapportée 10. 30 Comme illustré à la figure 2, la main d'essieu 10 est enfilée sur la portée 3 jusqu'à ce que la face 7 d'appui 13B vienne en appui contre l'épaulement 3B. Les obstacles 3C s'étendent alors à l'intérieur des empreintes 13C, formant une liaison par obstacle s'opposant à la rotation de la main d'essieu 10 sur l'essieu 2. 5 Un protecteur d'essieu 20, ici une chemise métal- lique, est ensuite enfilé sur l'essieu pour porter contre la main d'essieu 10. Ce protecteur d'essieu 20 est destiné à protéger l'essieu des coups et chocs, et recevoir les roulements de la roue qui sera montée sur l'essieu 10 (voir figure 6). Les figures 4 et 5 illustrent le montage d'un frein 30 sur la tige coulissante 1 dont l'essieu 2 est équipé de la main d'essieu 10. Le frein 30 comporte essentiellement un tube de torsion 31 dont la partie courante tubu- 15 laire reçoit les disques de frein (non représentés ici) et qui se termine par une partie conique 32 terminée par une collerette externe 33 recevant des patins (non représentés) d'appui des disques de freins. Le tube de torsion 31 est assemblé à une couronne hydraulique 34 qui porte 20 les actionneurs de freinage au moyen de vis 35. Le tube de torsion 31 comporte une collerette interne 36 qui vient en appui de la main d'essieu 10 pour y être fixée au moyen de boulons 37 s'étendant dans les orifices 12 du voile 11 de la main d'essieu 10. Le positionnement précis 25 de la collerette interne 36 sur la main d'essieu 10 est assuré par des pions de positionnement 38 s'étendant dans certains des orifices du voile 11 de la main d'essieu 10. Comme cela est visible à la figure 6, Une roue 40 est alors mise en place sur l'essieu 2. La roue comporte 30 une jante 41 (ici en deux parties assemblées par des bou- lons) dont le moyeu porte des roulements 43A, 43B à rou- 8 leaux coniques qui sont enfilés à ajustement sur le protecteur d'essieu 20. Le roulement interne 43A vient en appui contre un épaulement 21 du protecteur d'essieu, tandis qu'un écrou 44 vissé sur l'extrémité de l'essieu 2 5 vient en appui contre le roulement externe 43B, ce qui a pour effet de pousser la roue 40 contre l'épaulement 21 et donc de repousser le protecteur d'essieu 20 contre la main d'essieu 10, qui est ainsi maintenue en appui contre l'épaulement 3B de l'essieu. De la sorte, la main 10 d'essieu (et donc le frein qui lui est solidarisé), le protecteur d'essieu et la roue sont tous maintenus axialement par l'écrou 44. Le protecteur d'essieu fait office d'entretoise entre la roue et la main d'essieu rapportée. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être 15 décrit, mais englobe au contraire toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que l'on ait indiqué ici que l'on mettait en place la main d'essieu sur l'essieu de la tige coulissante avant de mettre le frein en place, on 20 pourra d'abord assembler la main d'essieu au frein en atelier, et placer ensuite l'ensemble ainsi constitué sur l'essieu. L'ensemble pourra également être démonté de cette façon, ce qui fait gagner un temps considérable au personnel de maintenance procédant au remplacement d'un 25 frein au pied de l'aéronef. L'ensemble sera alors ramené en bloc à l'atelier pour procéder à la séparation de la main d'essieu et du frein. On aura tout intérêt à utiliser une tige coulissante à main d'essieu rapportée telle que décrite qui est com- 30 patible avec les freins existants, de sorte qu'aucune mo- dification des freins ne soit nécessaire pour 9 l'utilisation d'une telle tige coulissante. Cependant, il est possible, dans le cadre de l'invention, de prévoir une main d'essieu rapportée qui n'est plus assemblée au frein par boulons, mais par tout autre moyen 5 d'assemblage, par exemple une interface similaire à celle décrite entre l'essieu 2 et la main d'essieu 10, mais s'étendant cette fois entre la main d'essieu et le tube de torsion. Il est également possible de prévoir une main d'essieu non plus séparée du frein, mais intégrée à ce- 10 lui-ci, par exemple en utilisant la collerette interne 36 directement comme main d'essieu pouvant s'enfiler directement sur la portée de l'essieu 2 et venant en appui contre l'épaulement 3B de celui-ci. Bien que les moyens d'arrêt axial soient ici consti- 15 tués d'un épaulement 3B de l'essieu contre lequel vient s'appuyer une face 13B de la main d'essieu rapportée, on pourra utiliser d'autres moyens d'arrêt axial, comme par exemple les flancs en V des obstacles 3C de l'essieu, coopérant avec des flancs en V des empreintes 13C de la 20 main d'essieu, de sorte que les obstacles assurent à la fois l'arrêt en rotation et l'arrêt axial. Bien qu'ici la main d'essieu soit serrée axialement contre les moyens d'arrêt axial par l'écrou d'extrémité d'essieu via le protecteur d'essieu, on pourra se passer 25 de protecteur d'essieu et utiliser une simple entretoise qui s'étend entre le roulement interne de la roue et la main d'essieu, si les roulements de la roue peuvent être reçus directement sur l'essieu. Alternativement, on pourra prévoir des moyens de serrage axial distincts de 30 l'écrou d'essieu pour immobiliser axialement la main d'essieu rapportée, par exemple un écrou vissé sur une 10 partie filetée de l'essieu s'étendant entre la main d'essieu REVENDICATIONS1. Atterrisseur d'aéronef comportant une tige coulissante (1) qui porte en partie basse au moins un essieu (2) destiné à recevoir d'une part une roue (40) à rota- tion selon un axe de rotation (X) et d'autre part un frein (30) associé à la roue, l'essieu comportant une main d'essieu (10) sur laquelle le frein est solidarisé, caractérisé en ce que la main d'essieu est rapportée et est enfilée sur l'essieu de sorte qu'un alésage central non circulaire de la main d'essieu soit reçu à ajustement sur une portée (3) non circulaire conforme de l'essieu pour immobiliser en rotation la main d'essieu sur l'essieu, des moyens de serrage (44) maintenant la main d'essieu contre des moyens d'arrêt axial (3B) de l'essieu pour immobiliser axialement la main d'essieu sur l'essieu. 2. Atterrisseur d'aéronef selon la revendication 1, dans lequel les moyens de serrage comprennent un écrou (44) qui est vissé en extrémité d'essieu pour appuyer contre un roulement (43B) de la roue (40), cet appui étant transmis à la main d'essieu rapportée par une entretoise (20) s'étendant entre la roue et la main d'essieu. 3. Atterrisseur selon la revendication 2, dans lequel l'entretoise fait partie d'un protecteur d'essieu (20) enfilé sur l'essieu pour recevoir des roulements de la roue. 4. Atterrisseur d'aéronef selon la revendication 1, dans lequel la portée non circulaire (3) de l'essieu (2) comporte une partie cylindrique circulaire (3A) et des obstacles (3C) à flancs parallèles régulièrement répartis s'étendant en saillie de la partie cylindrique circulaire, tandis que la main d'essieu (10) comporte une portée circulaire cylindrique destinée à être enfilée a ajustement sur la portée (3A) de l'essieu, des empreintes 12 à flancs parallèles (13C) étant ménagées dans la portée pour recevoir les obstacles (3C) de l'essieu, les moyens d'arrêt axial comportant un épaulement (3B) de l'essieu sur lequel vient s'appuyer une face (13B) de la main 5 d'essieu. 5. Atterrisseur d'aéronef selon la revendication 1, dans lequel la main d'essieu comporte un voile (11) muni d'orifices pour recevoir des boulons d'assemblage du frein à la main d'essieu. 10 6. Procédé d'assemblage d'un atterrisseur équipé d'une tige coulissante avec un essieu (2) à main d'essieu (10) rapportée selon l'une des revendications précédentes, comportant les étapes de : - mettre en place la main d'essieu rapportée sur 15 l'essieu de sorte à appuyer la face d'appui (13B) de la main d'essieu contre l'épaulement (3B) de l'essieu ; enfiler sur l'essieu un protecteur d'essieu (20) jusqu'à le faire venir en appui contre la main d'essieu ; 20 - positionner un frein (30) sur la main d'essieu et fixer le frein sur la main d'essieu ; - mettre en place une roue sur le protecteur d'essieu de sorte qu'un roulement interne de la roue vienne en butée contre un épaulement (21) du protecteur d'essieu ; 25 - visser un écrou (44) sur une extrémité de l'essieu de sorte que l'écrou porte sur un roulement externe (43B) de la roue. 7. Procédé d'assemblage d'un atterrisseur équipé d'une tige coulissante avec un essieu (2) à main d'essieu 30 (10) rapportée selon l'une des revendications précé- dentes, comportant les étapes de : - positionner un frein (30) sur la main d'essieu et fixer le frein sur la main d'essieu ; 13 - rapporter l'ensemble ainsi constitué sur l'essieu, de sorte que la main d'essieu vienne en appui contre l'épaulement (3B) de l'essieu ; - enfiler sur l'essieu un protecteur d'essieu 5 (20) jusqu'à le faire venir en appui contre la main d'essieu ; - mettre en place une roue sur le protecteur d'essieu de sorte qu'un roulement interne de la roue vienne en butée contre un épaulement (21) du protecteur d'essieu ; 10 - visser un écrou (44) sur une extrémité de l'essieu de sorte que l'écrou porte sur un roulement externe (43B) de la roue.