Brevet FR3147606A1 — publié le 20241011

Assemblage comprenant au moins une première pièce (1) et une deuxième pièce (11) concentriques s’étendant autour d’un axe commun (X). Au moins la première pièce (1) comprend des premiers perçages radiaux (1.1) ayant deux extrémités débouchant et la deuxième pièce (11) comprend des deuxièmes perçages radiaux (11.1), chaque deuxième perçage radial (11.1) s’étendant dans le prolongement d’un des premiers perçages radiaux (1.1) et ayant une extrémité débouchant en regard d’une des extrémités débouchant dudit premier perçage radial (1.1) pour former une paire de perçages alignés. Une clavette (2) s’étend dans chaque paire de perçages alignés pour lier les pièces (1, 11) concentriques l’une à l’autre en rotation et en translation selon l’axe commun. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 4 Assemblage de pièces concentriques par clavettes radiales La présente invention concerne le domaine des assemblages mécaniques et plus précisément les assemblages d’au moins deux éléments concentriques. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Il est connu d’avoir des pièces comportant des parties concentriques comme une partie formant moyeu entourée d’une partie formant disque. Ces pièces sont par exemple réalisées par usinage, moulage, forgeage ou une combinaison de ces modes de fabrication. Dans de telles pièces, les deux parties sont réalisées dans le même matériau. Il est en outre connu des assemblages de pièces concentriques qui sont assemblées l’une à l’autre par soudage, ou collage… pour un assemblage indémontable ; ou par vissage, boulonnage, ou bridage… pour un assemblage démontable. Les assemblages démontables obtenus sont souvent relativement encombrants et lourds, ou nécessitent la réalisation de formes géométriques complexes. Ceci est encore plus vrai en présence de plus de deux pièces concentriques, ou avec des pièces relativement peu épaisses (par exemple des pièces plates telles que des disques), ou devant prendre place dans un volume restreint, ou étant soumises à des couples, ou soumises à des variations de températures pouvant entrainer des dilatations thermiques différentielles. OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour but de remédier au moins en partie aux inconvénients précités. A cet effet, on prévoit, selon l’invention un assemblage comprenant au moins une première pièce et une deuxième pièce concentriques s’étendant autour d’un axe commun. Selon l’invention, au moins la première pièce comprend des premiers perçages radiaux ayant deux extrémités débouchant et la deuxième pièce comprend des deuxièmes perçages radiaux, chaque deuxième perçage radial s’étendant dans le prolongement d’un des premiers perçages radiaux et ayant une extrémité débouchant en regard d’une des extrémités débouchant dudit premier perçage radial pour former une paire de perçages alignés, et en ce qu’une clavette s’étend dans chaque paire de perçages alignés pour lier les pièces concentriques l’une à l’autre en rotation et en translation selon l’axe commun. Ainsi, les clavettes servent à lier les pièces concentriques l’une à l’autre en rotation et en translation selon l’axe commun. Les clavettes assurent donc la transmission de couple d’une pièce à l’autre. Les clavettes sont en outre logeables dans l’épaisseur des pièces et n’encombrent donc pas l’espace à l’extérieur des pièces. Les clavettes peuvent être dimensionnées pour autoriser un jeu adapté à l’application considérée et des dilatations différentielles. Les différentes pièces de l’assemblage peuvent être dans des matériaux différents et ainsi assurer des fonctions différentes et/ou être soumises à des contraintes différentes. Selon des caractéristiques additionnelles, considérée indépendamment les unes des autres ou tout ou partie en combinaison : chaque deuxième perçage radial a une extrémité débouchant à l’opposé du premier perçage radial de la paire de perçages alignés ; l’assemblage comprend un élément d’immobilisation de chaque clavette selon une direction radiale des pièces concentriques ; l’élément d’immobilisation de chaque clavette s’étend de préférence alors selon une direction axiale et traverse une partie d’une des pièces concentriques pour être en contact avec la clavette ; l’élément d’immobilisation de chaque clavette est par exemple une vis ; la vis traverse également la clavette et a un tronçon d’extrémité libre vissé dans ladite pièce ; les pièces concentriques sont dans des matériaux différents ; l’une des pièces concentriques est un disque de freinage ; l’une des pièces concentriques est un volant d’inertie. L’invention concerne également un aéronef comportant un tel assemblage. L’invention permet une fixation simple, efficace et peu volumineuse, de pièces concentriques. L’assemblage réalisé met en oeuvre un nombre réduit d'éléments. Les pièces de l’assemblage ne peuvent pas tourner les unes autour des autres et se désengager l’une de l’autre. L’assemblage selon l’invention permet en outre de tenir compte du comportement des matériaux différents notamment sous l’effet de la température (dilatation thermique). D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation particulier et non limitatif de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la est une vue schématique partielle de face d’un aéronef comportant des roues équipées d’un dispositif de freinage magnétique comprenant un assemblage selon l’invention ; la est une vue schématique partielle d’une de ces roues, en demi-coupe axiale ; la est une vue en perspective de l’assemblage selon l’invention ; la est une vue en perspective éclatée de de cet assemblage. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence aux figures 1 et 2, l’assemblage selon l’invention est décrit en application à un système de freinage porté par un aéronef 100 comportant des atterrisseurs 101. Chaque atterrisseur 101 comporte une jambe ayant une extrémité pourvue de deux arbres 102 coaxiaux sur chacun desquels est montée pour pivoter une roue 103, chaque arbre 102 ayant un axe central définissant un axe X de rotation de la roue 103 qu’il porte. Chaque roue 103 comporte de façon connue en soi un moyeu 104 monté pour pivoter sur l’arbre 102 et une jante 105 reliée au moyeu 104 par un voile 106. La jante 105 et le moyeu 104 définissent entre eux un espace annulaire 107 ayant une extrémité fermée par le voile 106 et une extrémité ouverte vers l’extérieur de la roue 103 formant une entrée de l’espace annulaire 107. La jante 105 est ceinturée par un pneumatique non représenté reçu entre deux lèvres de la jante 105. Selon l’invention, les roues 103 sont équipées d'un dispositif de freinage magnétique généralement désigné en 200, qui s’étend ici à l’entrée de l’espace annulaire 107. Le dispositif de freinage magnétique 200 comprend un élément fixe, ou stator 201, et un élément mobile, ou rotor 202. Plus précisément ici, le stator 201 et le rotor 202 ont une forme de disque et sont coaxiaux à la roue 103 et à l’arbre 102. Plus précisément encore, le stator 201 comprend de préférence une pièce interne et une pièce externe sous la forme de deux anneaux concentriques de largeurs différentes (mesurées selon une direction radiale des anneaux). La pièce interne est agencée et montée sur un tube de torsion 108 pour coulisser parallèlement à l’axe X et pour être liée au tube de torsion 108 en rotation autour de l’axe X (par exemple par la coopération de cannelures/nervures). Le tube de torsion 108 est fixé à une collerette externe 102’ de l’arbre 102 liant en rotation le tube de torsion 108 à l’arbre 102 ou à la jambe de l’atterrisseur 101 et portant des actionneurs 109 ici hydrauliques ou électriques. La pièce externe est un support amagnétique pourvu d’une pluralité d’aimants ayant des faces libres débouchant sur une face principale du stator 201 en regard d’une face principale du rotor 202 et engendrant des champs magnétiques pour produire un flux magnétique en direction dudit rotor 202, c’est-à-dire un flux magnétique axial parallèle à l’axe X. Le rotor 202 a une forme de disque annulaire coaxial à la roue 103 et à l’arbre 102 et comporte lui aussi une pièce interne et une pièce externe sous la forme de deux anneaux concentriques de largeurs différentes (mesurées selon une direction radiale des anneaux). La pièce interne est en cuivre ou en tout autre matériau électriquement conducteur. La pièce externe est en tout matériau ayant des propriétés mécaniques adaptées à assurer une liaison du rotor 202 à la jante 105. Le rotor 202 est fixé à la roue 103 pour être coaxial à l’arbre 102 et est donc lié en rotation à la roue 103, ici à la jante 105 de la roue 103, et tourne sur lui-même autour de son axe central par rapport aux aimants du stator 201 : pendant ce déplacement du rotor 202 selon une direction circonférentielle par rapport au stator 201, la face principale du rotor 202 reste parallèle à la face principale du stator 201. Les actionneurs 109 déplacent le stator 201 selon une direction axiale de la roue 103 entre : une première position, ou position de freinage maximal de la roue 103, dans laquelle le stator 201 est rapproché du rotor 202, de sorte que le stator 201 est séparé du rotor 202 par un premier entrefer prédéterminé et ; une deuxième position, ou position de rotation libre de la roue 103, dans laquelle le stator 201 est éloigné du rotor 202, de sorte que le stator 201 est séparé du rotor 202 par un deuxième entrefer prédéterminé supérieur au premier entrefer prédéterminé. Lorsque le rotor 202 pivote en regard du stator 201 à une vitesse suffisante et avec le premier entrefer, le flux magnétique produit par les aimants est suffisant pour engendrer dans le rotor 202 un courant de Foucault et un effort de freinage du rotor 202. Avec le deuxième entrefer, le flux magnétique produit par les aimants est insuffisant pour engendrer dans le rotor 202 un courant de Foucault et un effort de freinage du rotor 202. Le fonctionnement et le pilotage d’un frein à courant de Foucault sont connus en eux-mêmes et ne seront pas plus détaillés ici. Le stator 201 et le rotor 202 sont donc tous deux constitués par l’assemblage d’une première pièce et d’une deuxième pièce, à savoir une pièce interne et une pièce externe concentrique à la pièce interne. Le mode d’assemblage utilisé est représenté sur les figures 3 et 4 qui concernent plus particulièrement le stator 201 mais le principe est identique pour le rotor 202. La pièce interne 1 et la pièce externe 11 ont la forme de deux anneaux destinés à être concentriques l’un à l’autre une fois l’assemblage réalisé. La pièce interne 1 et la pièce externe 11 ont donc chacune un pourtour externe et un pourtour interne, le pourtour externe de la pièce interne 1 ayant un diamètre légèrement inférieur à celui du pourtour interne de la pièce externe 11 de telle manière que la pièce interne 1 puisse être engagée dans la pièce externe 11 selon un axe commun aligné sur l’axe X en utilisation. Le pourtour externe de la pièce interne 1 s’étend alors en regard du pourtour interne de la pièce externe 11. Dans le mode de réalisation décrit, la pièce interne 1 comprend des premiers perçages radiaux 1.1 ayant chacun deux extrémités débouchant l’une sur le pourtour interne de la pièce interne 1 et l’autre sur le pourtour externe de la pièce interne 1. Les premiers perçages radiaux 1.1 sont ici au nombre de huit, sont alignés sur un plan médian de la pièce interne 1, et sont symétriquement répartis autour de l’axe commun et à équidistance les uns des autres. La pièce externe 11 comprend des deuxièmes perçages radiaux 11.1 ayant chacun deux extrémités débouchant l’une sur le pourtour interne de la pièce externe 11 et l’autre sur le pourtour externe de la pièce externe 11. Les deuxièmes perçages radiaux 11.1 sont ici au nombre de huit, sont alignés sur un plan médian de la pièce externe 11, et sont symétriquement répartis autour de l’axe commun et à équidistance les uns des autres. Lorsque la pièce interne 1 est engagée dans la pièce externe 11, chaque deuxième perçage radial 11.1 s’étend dans le prolongement d’un des premiers perçages radiaux 1.1 et a son extrémité débouchant sur le pourtour interne de la pièce externe 11 en regard de l’extrémité dudit premier perçage 1.1 débouchant sur le pourtour externe de la pièce interne 1 pour former une paire de perçages alignés. Une clavette 2 s’étend dans chaque paire de perçages alignés pour lier la pièce interne 1 et la pièce externe 11 à la fois en rotation et en translation selon l’axe commun. Chaque clavette 2 a ici la forme d’une barre ayant un premier tronçon de section rectangulaire et un deuxième tronçon ayant une section en I. Il est prévu un élément d’immobilisation de chaque clavette 2 selon une direction radiale des pièces, c’est-à-dire selon l’axe de la paire de perçages 1.1, 11.1 dans laquelle chacune d’elles est reçue. L’élément d’immobilisation de chaque clavette 2 s’étend selon une direction axiale et traverse une partie de la pièce interne 1 pour être en contact avec la clavette 2. Plus précisément ici, l’élément d’immobilisation de chaque clavette 2 est une vis 3 traversant également le premier tronçon de la clavette 2 et ayant une extrémité libre vissée dans la pièce interne 1. La vis 3 assure ainsi l’immobilisation de la clavette 2 à la manière d’une goupille. En variante, la vis 3 peut être une vis de pression vissée dans la pièce interne 1 pour que l’extrémité libre de la vis soit appliquée contre la clavette 2 et s’oppose à son déplacement par friction. En variante également, la vis 3 peut être remplacée par une goupille (par exemple goupille à ajustement serré), un rivet, de la colle… On notera que l’intérêt de ne fixer la clavette 2 que ponctuellement et à une seule des pièces est que cela la laisse libre de se dilater par rapport à la pièce à laquelle elle n’est pas fixée. Les matériaux choisis pour la pièce interne 1, la pièce externe 11 et les clavettes 2 dépendent de la fonction des pièces, du couple à transmettre d’une pièce à l’autre via les clavettes, de l’importance des variations de températures (dilatations thermiques différentielles) … Par exemple : pour le stator 201, la pièce interne est en aluminium et la pièce externe est en acier magnétique ; pour le rotor 202, la pièce interne est en cuivre et la pièce externe est en aluminium ; dans les deux cas, les clavettes sont en aluminium. Le nombre de clavettes et leur ajustement dans les perçages seront déterminés en fonction des sollicitations notamment mécaniques en jeu dans l’application considérée. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications. En particulier, le dispositif peut avoir une structure différente de celle décrite. Les pièces peuvent avoir des formes non circulaires et par exemple polygonales ou elliptiques. Les pièces peuvent être pourvues d’interface de torsion au niveau de leur pourtour intérieur ou extérieur. Les deuxièmes perçages peuvent être borgnes à l’opposé des premiers perçages. La pièce interne peut être pourvue des perçages borgnes et la pièce externe des perçages radiaux traversant, ou l’inverse. Le nombre de perçages radiaux peut être différent de celui mentionné. L’assemblage peut comprendre plus de deux pièces concentriques et par exemple trois à savoir une pièce interne et une pièce externe entre lesquelles s’étend une pièce intermédiaire. Les clavettes peuvent être fixées dans chacune des pièces mais des dilatations thermiques différentielles risquent de provoquer des contraintes tant sur les pièces que sur les clavettes. Les clavettes peuvent être maintenues dans les paires de perçages simplement en bouchant les extrémités débouchant des paires de perçages. Les clavettes peuvent être des barres pleines, profilées ou creuses, ou des broches ; avec des sections rectangulaires, circulaires, elliptiques, polygonales… Elles peuvent présenter des formes mixtes (par exemple rectangulaire au niveau du point d’attache et différente après). Les perçages peuvent avoir toute section transversale adaptée à celle des clavettes. Le dispositif de freinage peut comprendre un nombre différent de stators (par exemple plus d’un) et/ou de rotors (par exemple plus d’un). D’une manière générale, les actionneurs peuvent être des actionneurs électromécaniques ou hydrauliques, à simple ou double effet. Pour un actionneur à simple effet, l’alimentation en énergie permet un mouvement aller du poussoir et un élément élastique permet le retour du poussoir. Le nombre d’actionneurs peut être différent de celui mentionné. De préférence, on utilisera au moins trois actionneurs symétriquement répartis autour de l’axe de rotation de la roue pour équilibrer les efforts axiaux exercés sur le stator. Une partie de jante (servant de support au pneumatique) peut être rapportée sur une partie de voile et/ou une partie de voile peut être rapportée sur une partie de moyeu. La roue peut avoir une structure différente de celle décrite, être en une seule pièce ou au contraire en plusieurs pièces assemblées les unes aux autres. La roue peut ainsi être une pièce unique, réalisée en fonderie ou par fabrication additive ou de deux demi-roues boulonnées l’une à l’autre… Les aimants peuvent être portés par le rotor au lieu du stator. Le dispositif de freinage magnétique selon l’invention peut être associé à, ou remplacé par, un dispositif de freinage à friction classique qui comprend des organes de friction, par exemple une pile de disques de carbone, et une pluralité d’actionneurs électromécaniques portés par un porte-actionneurs. Les rotors et stators peuvent être réalisés selon un assemblage conforme à l’invention. Chaque stator du dispositif de freinage à friction peut comprendre une pièce interne métallique formant un moyeu de liaison du stator au tube de torsion et une pièce externe en carbone formant le disque de friction. Chaque rotor du dispositif de freinage à friction peut comprendre une pièce externe métallique formant un moyeu de liaison du rotor à la jante de la roue et une pièce interne en carbone formant le disque de friction. Les clavettes assurent dans les deux cas la transmission du couple entre les disques de friction et les moyeux. L’invention est utilisable sur tout type de véhicule comportant au moins une roue, et par exemple des véhicules aériens, terrestres ou amphibies. L’invention est également utilisable dans des installations industrielles, des machines fixes ; pour d’autres applications que le freinage et par exemple pour constituer des volants d’inertie… Assemblage comprenant au moins une première pièce (1) et une deuxième pièce (11) concentriques s’étendant autour d’un axe commun (X), caractérisé en ce qu’au moins la première pièce (1) comprend des premiers perçages radiaux (1.1) ayant deux extrémités débouchant et la deuxième pièce (11) comprend des deuxièmes perçages radiaux (11.1), chaque deuxième perçage radial (11.1) s’étendant dans le prolongement d’un des premiers perçages radiaux (1.1) et ayant une extrémité débouchant en regard d’une des extrémités débouchant dudit premier perçage radial (1.1) pour former une paire de perçages alignés, et en ce qu’une clavette (2) s’étend dans chaque paire de perçages alignés pour lier les pièces (1, 11) concentriques l’une à l’autre en rotation et en translation selon l’axe commun. Assemblage selon la revendication 1, dans lequel chaque deuxième perçage radial (11.1) a une extrémité débouchant à l’opposé du premier perçage radial (1.1) de la paire de perçages alignés. Assemblage selon la revendication 1 ou 2, comprenant un élément d’immobilisation de chaque clavette (2) selon une direction radiale des pièces (1, 11) concentriques. Assemblage selon la revendication 3, dans lequel l’élément d’immobilisation de chaque clavette (2) s’étend selon une direction axiale et traverse une partie d’une des pièces (1, 11) concentriques pour être en contact avec la clavette (2). Assemblage selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l’élément d’immobilisation de chaque clavette (2) est une vis (3). Assemblage selon la revendication 5, dans lequel la vis (3) traverse également la clavette (2) et a un tronçon d’extrémité libre vissé dans ladite pièce (1). Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les pièces (1, 11) concentriques sont dans des matériaux différents. Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’une des pièces concentriques est un disque de freinage (201, 202). Assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’une des pièces concentriques est un volant d’inertie. Aéronef comprenant au moins un atterrisseur pourvu d’une roue équipée d’un dispositif de freinage (200) comprenant un assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes.