Amortisseur à fluide sous pression Il est connu de munir les avions de trains d'atter rissage escamotables et de dispositifs de freinage des roues actionnés par un fluide sous pression, afin qu'au moment de l'atterrissage, les freins des roues soient actionnés par le pilote de l'avion. La puis sance de freinage dépend de la pression appliquée par le pilote sur la pédale de frein ou sur d'autres dispositifs permettant d'actionner un mécanisme de freinage à soupape de commande.
Il est connu aussi de munir de tels dispositifs de freinage d'un appareil de réglage automatique du frein afin que les freins ne puissent bloquer les roues de l'avion, quelle que soit la pression appliquée par le pilote. On a trouvé qu'un tel appareil de com mande automatique, quand il est monté sur certains types d'avions, tend à intensifier la trépidation ou la vibration des jambes d'amortisseur à fluide, quand l'avion atterrit et que les freins sont actionnés. On pense que cela est dû à la flexion de la jambe lors de l'application du frein, cette flexion relativement à l'avion accélérant et décélérant alternativement la roue.
Cette action se répercute à son tour sur l'appa reil de réglage automatique du frein qui répond en intensifiant et en relâchant la pression de freinage en synchronisme avec la flexion de la jambe. Ainsi, une vibration de la jambe et de son attache est excitée à sa fréquence naturelle et, dans un temps très court, une forte vibration ou trépidation s'établit dans tout l'avion.
Cependant, une trépidation de cette nature n'est pas nécessairement déclenchée par un appareil de réglage automatique du type décrit. Elle s'établit sou vent d'elle-même. Le but de la présente invention est d'obtenir un amortisseur à pression de fluide destiné à amortir les chocs de pression de ce type.
Un autre but est de permettre d'obtenir un dispo sitif de freinage dans lequel la trépidation ou la vi bration due aux chocs de pression est évitée dans une large mesure.
L'amortisseur à fluide sous pression faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier présentant une entrée agencée pour communiquer avec une source de fluide sous pression et une sortie agencée pour communi quer avec un dispositif actionné par fluide sous pres sion, des moyens agencés pour permettre au fluide provenant de la source de s'écouler librement initia lement à travers le boîtier vers ledit dispositif, des moyens agencés pour empêcher ledit écoulement quand la pression dans ledit dispositif atteint une valeur déterminée,
et des moyens agencés pour per mettre au fluide provenant de la source de s'écouler à travers un mécanisme d'étranglement susceptible d'amortir progressivement les chocs de pression entre ladite source et ledit dispositif.
La figure unique du dessin annexé représente en coupe, à titre d'exemple, une installation comprenant une forme d'exécution de l'amortisseur selon l'in vention.
L'amortisseur 5 est inséré dans une installation de freinage comprenant plusieurs freins 51 actionnés par un fluide sous pression et comportant chacun un bâti 52 fixé à une partie non rotative d'un avion, à proximité du train d'atterrissage, de manière à main tenir des patins 53 d'une matière antifriction à proxi mité des faces radiales opposées d'un disque 54 asso cié à la roue correspondante (non représentée) du train d'atterrissage, de manière que ce disque tourne avec la roue. Les patins 53 sont agencés pour être amenés en contact avec les faces radiales opposées du disque 54 par l'admission du fluide sous pression dans une chambre 55 située d'un côté de deux pis tons 56. Un frein est associé à chaque roue du train d'atterrissage.
Le fluide sous pression (liquide ou gaz) destiné à actionner le frein est fourni par un réservoir 57 à haute pression qui est chargé par une pompe à fluide d'un type connu (non représentée), et le fluide accumulé dans le réservoir 57 est envoyé par un con duit 58 à un répartiteur 59 à soupape de commande, d'un type connu. Le répartiteur 59 est placé sous la commande du pilote de l'avion qui, en pressant sur une commande 60 montée sur une pédale 61 peut envoyer du fluide du réservoir 57 par un conduit 62 dans la chambre 55, pour actionner le frein 51.
Une pédale 61 et une commande 60 similaires à celles décrites, sont montées pour actionner les freins des roues opposées du train d'atterrissage de l'avion, mais la disposition des roues bâbord et tribord du train d'atterrissage est la même et une seule peut donc être décrite ici. Le répartiteur 59 à soupape de commande peut comprendre des moyens pour l'actionnement d'urgence des freins, mais ces moyens ne sont pas décrits ici.
L'amortisseur hydraulique 5 est disposé dans le conduit 62 du fluide sous pression, entre des sections 62a et 62b de ce conduit, et la section 62b est con nectée à l'entrée 63 d'un appareil régulateur automa tique du frein 64 d'un type connu. Cet appareil com prend une soupape d'entrée 64a, une soupape de sortie 65 et une sortie 66, cette dernière étant con nectée par une section 62c du conduit 62 à la cham bre 55 pour le fluide sous pression du frein 51.
Les soupapes d'entrée 64a et de sortie 65 sont reliées par un levier pivotant 67 agencé pour fermer la sou pape d'entrée 64a et ouvrir la soupape de sortie 65 sous la commande d'une tige 68 actionnée par came lors d'une décélération excessive de la roue du train d'atterrissage, en cas de glissement ou de dérapage de la roue dû à une application trop intense du frein ou à une adhésion insuffisante de la roue sur la sur face d'atterrissage.
La tige 68 est sollicitée par un ressort dans le sens d'ouverture de la soupape d'en trée 64a et de fermeture de la soupape de sortie 65, de sorte que si la roue du train d'atterrissage n'est pas soumise à une décélération excessive, par exem ple une décélération supérieure à celle correspondant à son adhésion sur la surface d'atterrissage, l'appareil 64 permet le libre écoulement du fluide sous pres sion du répartiteur 59 au frein 51.
Toutefois, lors d'un atterrissage ordinaire d'un avion, il y a normalement une tendance de la part du pilote, à surappliquer les freins, ce qui produit, en association avec les variations normales de l'adhé sion entre les bandages et le sol dues à l'huile, l'eau, la boue, le verglas, etc., un déplacement rapide de la tige 68 quand les roues tendent à déraper ou à se bloquer et sont automatiquement libérées et, par con séquent, une ouverture et une fermeture rapides des soupapes 64a et 65.
A moins que ces mouvements ne soient contrôlés, il se produit des chocs dus à la pression dans la section 62c du conduit 62 avec, pour conséquence, un développement d'une vibration ou d'une trépidation dans la jambe du train d'atter rissage et dans l'avion, comme on l'a vu plus haut.
C'est pour éviter un tel inconvénient que l'amor tisseur 5 à fluide sous pression est disposé dans le conduit de pression 62 entre le répartiteur 59 et l'appareil 64 de réglage automatique. du frein. L'amortisseur 5 comprend un boîtier 6 en forme de cylindre présentant à une extrémité un raccord d'en trée 7 relié à la section 62a du conduit 62 et, par conséquent, au réservoir de fluide sous pression 57 par l'intermédiaire du répartiteur 59. L'autre extré mité du boîtier 6 est ouverte et est équipée d'une pièce de fermeture annulaire 8 en forme de cuvette présentant un raccord 9 s'étendant axialement vers l'extérieur et relié à la section 62b du conduit 62 et, de là, à l'entrée 63 de l'appareil 64 de réglage auto matique du frein.
La pièce de fermeture 8 est montée de manière étanche aux fluides sur le boîtier 6 à l'aide d'un écrou fileté annulaire 11 qui engage un filet correspondant taillé à la périphérie externe du boîtier 6.
Une pièce de guidage 12 en forme de piston est montée pour glisser dans le boîtier à proximité du raccord 7, une jupe 13 de la pièce 12 s'étendant axialement vers l'intérieur du boîtier. Un évidement 14 est ménagé à l'extrémité de la pièce de guidage 12 adjacente au raccord 7, et un filtre poreux 15 est monté dans cet évidement et maintenu en place par un circlip circulaire 16. La tête 17 de la pièce de guidage 12 est à croisillons, de manière à cons tituer des passages 18 pour permettre l'écoulement du fluide sous pression depuis le raccord d'entrée 7, à travers le filtre 15, dans l'intérieur du boîtier 6.
La pièce de guidage 12 est poussée vers l'extrémité d'entrée du boîtier par un ressort de compression hélicoïdal 19.
Dans un bossage central 20 de la pièce de gui dage 12 est monté un plongeur 21 qui s'étend axiale- ment vers l'extrémité de sortie du boîtier 6, approxi mativement sur la moitié de la longueur de ce der nier. Le plongeur 21 présente une rainure hélicoïdale 22 à sa périphérie, pratiquement sur toute sa lon gueur, et l'extrémité du plongeur 21 éloignée de la pièce de guidage 12 est conique et présente de cour tes rainures 23 de forme arquée à leurs bases et se terminant brusquement en pointe vers la périphérie du plongeur 21, dans une zone qui coïncide prati quement avec l'extrémité adjacente d'une pièce tubu laire 24.
Celle-ci s'étend axialement à l'intérieur du boîtier depuis l'extrémité de sortie de ce dernier et présente un trou central 25 qui reçoit l'extrémité du plongeur 21. Le trou 25 dans la pièce tubulaire 24 présente trois diamètres différents, le plongeur 21 glissant dans la partie de plus petit diamètre de ce trou. La partie de plus grand diamètre du trou 25 est dispo sée à proximité du raccord de sortie 9 du boîtier, et dans cette partie, ainsi que danslapartie intermédiaire, glisse un piston 26 à deux diamètres, de manière étanche aux fluides.
Une lumière 27 fait communi quer un évidement annulaire 28, ménagé dans le trou 25 à la jonction des parties de plus grand dia mètre et de diamètre intermédiaire de ce trou, avec l'atmosphère à travers une partie 29 de grand dia mètre de la pièce tubulaire 24, cette partie étant montée de manière étanche aux fluides dans le boî tier 6, entre l'extrémité de ce dernier et la face fron tale d'une jupe de la pièce de fermeture 8.
Un passage 30 s'étend axialement à travers le piston 26, coaxialement au trou 25 et au passage ménagé à travers le raccord de sortie 9, et le piston est poussé normalement vers le raccord 9 par un ressort de compression hélicoïdal 31 monté dans la partie intermédiaire du trou 25, le mouvement du piston 26 vers la pièce de fermeture 8 étant limité par une rondelle de butée 32 disposée entre la pièce tubulaire 24 et la pièce de fermeture 8.
Quand le piston 26 bute contre la rondelle 32, une rainure annulaire 33, formée autour de sa partie de plus petit diamètre et communiquant avec le trou 30 par des passages radiaux 34, est alignée avec des passages radiaux 35 ménagés dans la pièce tubulaire 24 et communiquant avec l'intérieur du boîtier 6. Un passage radial 36 est également ménagé dans la paroi de la pièce tubulaire 24, dans une position axiale intermédiaire entre le piston 26 et l'extrémité du plongeur 21, et ce passage comprend une soupape d'échappement 37 formée d'une bille chargée par un ressort, disposée de manière à empêcher l'écou lement du liquide depuis l'intérieur du boîtier 6 dans le trou 25, mais permettant l'écoulement en sens inverse.
Des joints sont montés partout où ils sont néces saires, comme à l'ordinaire.
Lors du fonctionnement du dispositif, quand l'avion atterrit et que les roues du train d'atterrissage tournent, le pilote actionne la commande du frein 60 de la manière connue et le fluide sous pression est dirigé du réservoir 57 au raccord d'entrée 7 de l'amortisseur 5, à travers le répartiteur 59 et les conduits 58 et 62a. Le fluide sous pression entre dans le boîtier 6 et passe à travers les passages 35 dans la pièce tubulaire 24 et à travers les passages 34 dans le piston 26, vers le raccord de sortie 9 et l'entrée 63 de l'appareil 64 de réglage automatique du frein. Le fluide sous pression s'écoule aussi le long de la rainure 22 sur le plongeur 21 et une petite quantité de fluide entre dans le trou 25, tendant à créer une petite chute de pression entre l'intérieur du boîtier 6 et le trou 25.
Le fluide sous pression passe à travers l'amortis seur 5 vers le frein 51, de sorte que ce dernier est actionné. Quand la pression du fluide s'établit dans le frein et dans l'extrémité de sortie du boîtier 6, le piston 26 est graduellement déplacé contre l'action du ressort 31 par suite de la différence de pression agissant sur ses surfaces frontales, antérieure ou pos térieure. Les surfaces coopérantes de la rondelle 32 et du piston ne sont pas dressées avec assez de pré cision pour que le fluide sous pression ne puisse pénétrer entre elles. Le piston se déplace jusqu'à ce qu'une pression déterminée dans le raccord 9 ait été atteinte et qu'il bloque les passages 35.
La pression nécessaire à ce mouvement, c'est-à-dire ladite pres sion déterminée, peut être modifiée en faisant varier la caractéristique du ressort 31.
L'amortisseur permet ainsi l'écoulement prati quement libre du fluide sous pression vers l'appareil de commande automatique du frein 64 lors du fonc tionnement initial de la commande du frein 60 par le pilote, et permet ainsi de rattraper rapidement les jeux du frein. Une fois ces jeux rattrapés, cependant, le fluide sous pression nécessaire pour assurer la complète application du frein est contraint de passer le long de la rainure hélicoïdale 22, par suite de la fermeture des passages 34 et 35.
Si le frein est appliqué assez violemment, ou si les conditions d'atterrissage sont telles que la roue tend à glisser ou à patiner, l'appareil de réglage automatique du frein 64 fonctionne comme décrit plus haut, pour ouvrir la soupape de sortie 65 et fer mer la soupape d'entrée 64a afin de libérer momen tanément la pression de freinage à un moment pré cédant le glissement ou le patinage réel, de sorte que 1a roue tourne encore normalement, puis pour ouvrir automatiquement la soupape d'entrée 64a et fermer la soupape de sortie 65, pour appliquer à nouveau le frein dès que la tendance au glissement ou au pati nage est supprimée.
Ce fonctionnement de l'appareil de commande 64 peut être répété plusieurs fois avant que l'avion soit amené à l'arrêt et, comme résultat de l'application et du relâchement périodiques de la pression de freinage, des chocs de pression peuvent se produire entre le répartiteur 59 sous la commande du pilote et l'appareil automatique 64, ces chocs pouvant produire ou accentuer la trépidation ou la vibration des jambes de force, comme expliqué pré cédemment.
L'introduction de l'amortisseur 5 à fluide sous pression dans le conduit sous pression 62 adoucit les chocs. de pression de la manière suivante Quand les passages 35 sont fermés par le piston 26, le fluide sous pression dans le boîtier 6 doit pas ser le long de la rainure hélicoïdale 22 dans le plon geur 21, dans son écoulement entre les extrémités d'entrée et de sortie du boîtier 6.
Lors de chaque application momentanée du frein par l'appareil de réglage automatique 64, un petit volume de fluide sous pression passe depuis le trou 25 de la pièce tubulaire 24 dans la chambre 55 du frein, et la dif férence de pression entre l'intérieur du boîtier 6 et l'intérieur de la pièce tubulaire 24 déplace le plon geur 21 plus loin dans le trou 25 de la pièce tubu laire 24, comprimant le ressort 19 et déplaçant encore la rainure 22 dans le trou 25, augmentant ainsi la résistance à l'écoulement du fluide le long de la rainure 22 dans le trou 25.
En même temps, le ressort 19 s'efforce de pousser la pièce de guidage 12 à distance de la pièce tubulaire 24 et ainsi de retirer le plongeur 21 du trou 25, de sorte qu'il s'éta blit des forces approximativement équilibrées travail lant dans des sens opposés sur le plongeur. En con séquence, dans les intervalles de temps entre les applications successives du frein, quand aucun fluide sous pression ne s'écoule vers le frein, le plongeur tend à se retirer du trou 25 et ainsi à diminuer la résistance à l'écoulement exercée par la rainure 22.
Cela réduit la résistance du plongeur et de la rainure à l'écoulement inverse du fluide sous pression et, par conséquent, amortit ou adoucit notablement les chocs. de pression entre l'amortisseur et le frein et empêche dans une large mesure la trépidation ou la vibration des jambes de force.
Lors de la libération du frein, le fluide sous pres sion qu'il contient s'écoule vers un réservoir ou dans l'atmosphère à travers la soupape de sortie 65 de l'appareil de réglage automatique 64, et dès que la pression dans le frein tombe au-dessous de ladite valeur déterminée, le ressort 31 ramène le piston 26 dans sa position initiale dans laquelle les passages 34 et 35 coïncident. Le plongeur 21 est également ramené dans sa position initiale par le ressort 19.
La soupape à une voie 37, chargée par un res sort, empêche la pression du fluide dans le trou 25 de la pièce tubulaire 24, dans le trou 30 du piston et dans la chambre 55, de dépasser la pression dans le boîtier 6, assurant ainsi le complet dégagement du frein lors de la libération de ce dernier.