FR3121912A1 - Wheel support arm - Google Patents
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Abstract
Bras (10) comprenant une première extrémité (11) pourvue d’un premier alésage (12) s’étendant selon un premier axe d’articulation (O12), et comprenant également une deuxième extrémité (13) pourvue d’un premier arbre (14) s’étendant selon un deuxième axe d’articulation (O14) sensiblement parallèle au premier axe d’articulation (O12), le premier alésage (12) et le premier arbre (14) sont reliés par un premier voile (30) et un deuxième voile (31) distincts s’étendant de part et d’autre d’un premier plan (P1) contenant le premier axe (O12) et le deuxième axe (O14). Train d’atterrissage comprenant un tel bras. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 1Arm (10) comprising a first end (11) provided with a first bore (12) extending along a first hinge axis (O12), and also comprising a second end (13) provided with a first shaft ( 14) extending along a second hinge axis (O14) substantially parallel to the first hinge axis (O12), the first bore (12) and the first shaft (14) are connected by a first web (30) and a second distinct web (31) extending on either side of a first plane (P1) containing the first axis (O12) and the second axis (O14). Landing gear comprising such an arm. FIGURE OF THE ABRIDGE: Fig. 1
Description
La présente invention concerne le domaine des bras supports de roues et plus particulièrement les bras supports de roues non motorisées, en particulier pour les trains d’atterrissage.The present invention relates to the field of wheel support arms and more particularly to non-motorized wheel support arms, in particular for landing gear.
ARRIERE PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION
Il est connu de réaliser un bras support de roue à l’aide d’une bielle dont la première et la deuxième extrémité sont respectivement pourvues d’un premier alésage et d’un deuxième alésage s’étendant selon un premier axe d’articulation et un deuxième axe d’articulation parallèles entre euxIt is known to produce a wheel support arm using a connecting rod, the first and second ends of which are respectively provided with a first bore and a second bore extending along a first axis of articulation and a second axis of articulation parallel to each other
Le premier alésage accueille généralement des paliers de montage d’un premier arbre solidaire d’un châssis de véhicule-ici un aéronef. Le deuxième alésage reçoit un deuxième arbre de roue connu sous le nom de « fusée » généralement monté dans deux paliers d’ajustement. Un dispositif de blocage en rotation du deuxième arbre comme par exemple une broche engagée dans un perçage radial du deuxième arbre ou une plaquette d’arrêt coopérant avec une rainure du deuxième arbre permet de bloquer la rotation du deuxième arbre relativement à la bielle. Des dispositifs de sécurisation en position de la broche ou de la plaquette sont également prévus. Le corps de bielle est classiquement constitué d’un tube épais de fort diamètre.The first bore generally accommodates bearings for mounting a first shaft integral with a vehicle chassis-here an aircraft. The second bore receives a second axle shaft known as a "stub axle" usually mounted in two adjustment bearings. A device for blocking the rotation of the second shaft, such as for example a pin engaged in a radial bore of the second shaft or a stop plate cooperating with a groove of the second shaft, makes it possible to block the rotation of the second shaft relative to the connecting rod. Pin or wafer position securing devices are also provided. The connecting rod body is conventionally made of a thick tube of large diameter.
Un tel bras support de roue requiert le montage et la fabrication d’un grand nombre de pièces mécaniques dont les ajustements doivent être précis. Chaque pièce, et le montage correspondant, doivent être calculés, contrôlés et vérifiés. Enfin, chaque pièce mécanique du bras support de roue doit être vérifiée lors des opérations de maintenance.Such a wheel support arm requires the assembly and manufacture of a large number of mechanical parts whose adjustments must be precise. Each part, and the corresponding assembly, must be calculated, checked and verified. Finally, each mechanical part of the wheel support arm must be checked during maintenance operations.
La multiplicité des pièces et des opérations de montage impacte la fiabilité et le coût de production de tels bras support de roue. Enfin, les temps de maintenance (vérification des pièces d’ajustement et du bon serrage des différents dispositifs) et les stocks de pièces de rechange sont des postes couteux sur ces pièces critiques.The multiplicity of parts and assembly operations impacts the reliability and the cost of production of such wheel support arms. Finally, maintenance times (checking the adjustment parts and the correct tightening of the various devices) and the stocks of spare parts are costly items on these critical parts.
OBJET DE L’INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION
L’invention a notamment pour but de réduire le coût de fabrication et d’exploitation d’un bras support de roue.The object of the invention is in particular to reduce the cost of manufacturing and operating a wheel support arm.
A cet effet, on prévoit un bras comprenant une première extrémité pourvue d’un premier alésage s’étendant selon un premier axe d’articulation. Le bras comprend également une deuxième extrémité pourvue d’un premier arbre s’étendant selon un deuxième axe d’articulation sensiblement parallèle au premier axe d’articulation. Selon l’invention, le premier alésage et le premier arbre sont reliés par un premier voile et un deuxième voile distincts s’étendant de part et d’autre d’un premier plan contenant le premier axe et le deuxième axe.For this purpose, an arm is provided comprising a first end provided with a first bore extending along a first hinge axis. The arm also comprises a second end provided with a first shaft extending along a second axis of articulation substantially parallel to the first axis of articulation. According to the invention, the first bore and the first shaft are connected by a first veil and a second separate veil extending on either side of a first plane containing the first axis and the second axis.
On obtient ainsi un bras plus léger que les bras de l’art antérieur et qui, mettant en œuvre moins de matière, est plus économique à produire.This gives an arm that is lighter than the arms of the prior art and which, using less material, is more economical to produce.
Le dimensionnement des voiles, et ainsi le poids du bras support de roue, est encore amélioré lorsque le premier et le deuxième voile sont reliés par un bracon.The dimensioning of the sails, and thus the weight of the wheel support arm, is further improved when the first and the second sail are connected by a brace.
Au sens de la présente demande, un bracon est une structure de renforcement qui relie le premier voile et le deuxième voile en des points distincts de leurs extrémités.Within the meaning of the present application, a bracon is a reinforcement structure which connects the first veil and the second veil at points distinct from their ends.
Le poids du bras support de roue est encore optimisé lorsque le bracon et/ou le premier voile et/ou le deuxième voile sont ajourés.The weight of the wheel support arm is further optimized when the brace and/or the first sail and/or the second sail are perforated.
Avantageusement, la première distance mesurée dans un deuxième plan orthogonal au premier axe et qui sépare une fibre neutre du bracon du premier axe est comprise entre un tiers et deux tiers de la distance qui sépare le premier axe d’articulation du deuxième axe d’articulation et/ou la deuxième distance mesurée dans le deuxième plan et qui sépare la fibre neutre du bracon du deuxième axe est comprise entre un tiers et deux tiers de la distance qui sépare le premier axe d’articulation du deuxième axe d’articulation.Advantageously, the first distance measured in a second plane orthogonal to the first axis and which separates a neutral fiber of the brace from the first axis is between one third and two thirds of the distance which separates the first axis of articulation from the second axis of articulation and/or the second distance measured in the second plane and which separates the neutral fiber of the brace from the second axis is between one third and two thirds of the distance which separates the first axis of articulation from the second axis of articulation.
Avantageusement encore, le premier voile possède un premier rayon de courbure compris entre un tiers et deux tiers de la distance qui sépare le premier axe d’articulation du deuxième axe d’articulation et/ou le deuxième voile est rectiligne ou possède un deuxième rayon de courbure compris entre un tiers et deux tiers de la distance qui sépare le premier axe d’articulation du deuxième axe d’articulation.Advantageously again, the first veil has a first radius of curvature comprised between one third and two thirds of the distance which separates the first axis of articulation from the second axis of articulation and/or the second veil is rectilinear or has a second radius of curvature comprised between one third and two thirds of the distance which separates the first axis of articulation from the second axis of articulation.
Le poids d’un tel bras support est réduit lorsque le premier arbre est creux.The weight of such a support arm is reduced when the first shaft is hollow.
Les contraintes thermiques subies par le bras et induites par l’énergie de freinage sont réduites lorsque le premier arbre comprend un canal possédant un port d’entrée et un port de sortie destinés à être reliés à un circuit de circulation d’un médium caloporteur. Les performances et la durée de vie du bras et des éléments de roulage sont ainsi améliorées.The thermal stresses undergone by the arm and induced by the braking energy are reduced when the first shaft comprises a channel having an inlet port and an outlet port intended to be connected to a circulation circuit of a heat transfer medium. The performance and service life of the arm and the rolling elements are thus improved.
Le refroidissement de la pièce est particulièrement efficace lorsque le canal s’étend en hélice autour du deuxième axe d’articulation.The cooling of the part is particularly effective when the channel extends in a helix around the second axis of articulation.
Avantageusement, le bras incorporant le premier arbre est en une pièce monobloc. On obtient ainsi un bras support de roue constitué d’une unique pièce ce qui réduit les assemblages et le risque de leur défaillance. La gestion de la traçabilité des matières et des approvisionnements est simplifiée. Le volume de main d’œuvre pour réaliser un tel bras est également réduit. Enfin, les opérations de maintenance du bras selon l’invention sont réduites à la vérification de l’intégrité d’une unique pièce. La combinaison de ces facteurs aboutit à un bras support de roue à l’exploitation plus économique que les supports de roue connus.Advantageously, the arm incorporating the first shaft is in one piece. This results in a wheel support arm consisting of a single piece, which reduces assemblies and the risk of their failure. The management of the traceability of materials and supplies is simplified. The volume of labor to make such an arm is also reduced. Finally, the maintenance operations of the arm according to the invention are reduced to checking the integrity of a single part. The combination of these factors results in a wheel support arm that is more economical to operate than known wheel supports.
Au sens de la présente demande, un bras est monobloc lorsqu’il est constitué d’une unique pièce continue. Ainsi, un arbre rapporté sur l’arbre en étant emmanché dans un alésage de l’arbre ne constitue pas une pièce monobloc au sens de la présente demande.Within the meaning of the present application, an arm is one-piece when it consists of a single continuous piece. Thus, a shaft attached to the shaft by being fitted into a bore of the shaft does not constitute a one-piece part within the meaning of the present application.
L’invention concerne également un train d’atterrissage comprenant un bras tel que décrit ci-dessus.The invention also relates to a landing gear comprising an arm as described above.
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.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description of a particular and non-limiting embodiment of the invention.
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :Reference will be made to the attached drawings, among which:
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
En référence à la
En référence aux figures 1 à 3, le premier alésage 12 est réalisé dans une première portion 15 sensiblement cylindrique du bras 10 et s’étend selon un premier axe d’articulation O12. Le premier arbre 14 s’étend en saillie d’une deuxième portion 16 cylindrique du bras 10 et selon un deuxième axe d’articulation O14 sensiblement parallèle au premier axe O12.Referring to Figures 1 to 3, the first bore 12 is made in a first substantially cylindrical portion 15 of the arm 10 and extends along a first hinge axis O12. The first shaft 14 extends projecting from a second cylindrical portion 16 of the arm 10 and along a second hinge axis O14 substantially parallel to the first axis O12.
Comme visible en figures 1, 2 et 4, un deuxième alésage 17 axial s’étend dans le premier arbre 14 selon le deuxième axe d’articulation O14 et traverse également la deuxième portion 16.As visible in Figures 1, 2 and 4, a second axial bore 17 extends in the first shaft 14 along the second hinge pin O14 and also passes through the second portion 16.
Le premier arbre 14 comprend également un canal 18 qui s’étend en hélice autour du deuxième alésage 17. Le canal 18 possède un port d’entrée 19 et un port de sortie 20. Le canal 18 a ici une section transversale rectangulaire dont la plus grande largeur s’étend parallèlement au deuxième axe d’articulation O14. Le port d’entrée 19 débouche sur une première face 21 de la deuxième portion 16 opposée à la deuxième face 22 de la deuxième portion 16 de laquelle le premier arbre 14 vient en saillie. Le port d’entrée 19 est relié à une première extrémité d’un circuit de circulation d’eau non représenté. Le port de sortie 20 débouche sur l’extrémité distale 23 de l’arbre 14 et est relié à une deuxième extrémité du circuit de circulation d’eau. Le canal 18 est ménagé directement dans la matière de l’arbre14.The first shaft 14 also includes a channel 18 which extends helically around the second bore 17. The channel 18 has an inlet port 19 and an outlet port 20. The channel 18 here has a rectangular cross-section of which the most large width extends parallel to the second axis of articulation O14. The inlet port 19 opens onto a first face 21 of the second portion 16 opposite the second face 22 of the second portion 16 from which the first shaft 14 projects. The inlet port 19 is connected to a first end of a water circulation circuit, not shown. The outlet port 20 opens onto the distal end 23 of the shaft 14 and is connected to a second end of the water circulation circuit. Channel 18 is made directly in the material of the shaft14.
La première portion 15 et la deuxième portion 16 sont reliées par un premier voile 30 et un deuxième voile 31 distincts et qui s’étendent de part et d’autre d’un premier plan P1 contenant le premier axe d’articulation O12 et le deuxième axe d’articulation O14. Le premier voile 30 et le deuxième voile 31 sont formés chacun par une première poutre plate et une deuxième poutre plate qui ont chacune deux faces principales sensiblement parallèles l’une à l’autre : une des faces principales de la première poutre plate s’étendant en regard d’une des faces principales de la deuxième poutre. Le premier voile 30 possède un premier rayon de courbure Rc30 égal à cent soixante-quatorze millimètres et le deuxième voile 31 possède un deuxième rayon de courbure Rc31 égal à trois mille millimètresThe first portion 15 and the second portion 16 are connected by a first veil 30 and a second veil 31 which are distinct and which extend on either side of a first plane P1 containing the first hinge pin O12 and the second hinge pin O14. The first web 30 and the second web 31 are each formed by a first flat beam and a second flat beam which each have two main faces substantially parallel to each other: one of the main faces of the first flat beam extending facing one of the main faces of the second beam. The first web 30 has a first radius of curvature Rc30 equal to one hundred seventy-four millimeters and the second web 31 has a second radius of curvature Rc31 equal to three thousand millimeters
Un bracon 32 relie le premier voile 30 et le deuxième voile 31. La première distance d12-32 mesurée dans un deuxième plan P2 orthogonal au premier axe et qui sépare la fibre neutre 33 du bracon 32 du premier axe d’articulation O12 est, ici, égale à cent quarante millimètres. La deuxième distance d14-32 mesurée dans le deuxième plan P2 et qui sépare la fibre neutre 33 du deuxième axe d’articulation O14 est égale à soixante-dix millimètres.A brace 32 connects the first web 30 and the second web 31. The first distance d12-32 measured in a second plane P2 orthogonal to the first axis and which separates the neutral fiber 33 of the brace 32 from the first axis of articulation O12 is, here , equal to one hundred and forty millimetres. The second distance d14-32 measured in the second plane P2 and which separates the neutral fiber 33 from the second axis of articulation O14 is equal to seventy millimeters.
Comme visible en
La deuxième section S31 du deuxième voile 31 considérée selon le troisième plan P3 est rectangulaire tout comme la troisième section S32 du bracon 32 considérée selon le troisième plan P3 qui est elle aussi sensiblement rectangulaire.The second section S31 of the second web 31 considered along the third plane P3 is rectangular just like the third section S32 of the brace 32 considered along the third plane P3 which is also substantially rectangular.
Le premier voile 30, le deuxième voile 31 et le bracon 32 sont ajourés. Plus précisément, le premier voile 30 et le deuxième voile 31 sont pourvus chacun de deux ouvertures identiques, de forme triangulaire ou en goutte d’eau, disposées symétriquement le long de l’axe longitudinal de chaque voile : le sommet de chaque ouverture est orienté vers la première extrémité 11. Le bracon 32 est relié au deuxième voile 31 entre les deux ouvertures et au premier voile 30 entre la deuxième extrémité 13 et l’ouverture adjacente. Le bracon 32 est lui-même pourvu d’une ouverture. Les ouvertures ont comme principal intérêt d’alléger la structure du bras.The first veil 30, the second veil 31 and the brace 32 are perforated. More precisely, the first veil 30 and the second veil 31 are each provided with two identical openings, of triangular or teardrop shape, arranged symmetrically along the longitudinal axis of each veil: the top of each opening is oriented towards the first end 11. The brace 32 is connected to the second web 31 between the two openings and to the first web 30 between the second end 13 and the adjacent opening. Bracon 32 itself has an opening. The main interest of the openings is to lighten the structure of the arm.
Une chape s’étend en saillie du premier voile 31, au voisinage de la deuxième extrémité 13 et à l’opposé du deuxième voile 31 pour permettre l’articulation d’une biellette. Le bracon 32 est relié au premier voile 30, à l’aplomb de l’extrémité de la chape située du côté des ouvertures ménagées dans le premier voile 30.A yoke extends projecting from the first web 31, in the vicinity of the second end 13 and opposite the second web 31 to allow the articulation of a connecting rod. The brace 32 is connected to the first veil 30, directly above the end of the yoke located on the side of the openings made in the first veil 30.
Le bras 10 est ici réalisé en titane par fabrication additive de manière à constituer un ensemble monobloc.The arm 10 is here made of titanium by additive manufacturing so as to constitute a one-piece assembly.
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.Of course, the invention is not limited to the embodiment described but encompasses any variant falling within the scope of the invention as defined by the claims.
En particulier :Especially :
- bien qu’ici la première portion et la deuxième portion du bras soient de forme sensiblement cylindrique, l’invention s’applique également à d’autres formes de première et deuxième portion comme par exemple une section carré, triangulaire ou quelconque ;- although here the first portion and the second portion of the arm are of substantially cylindrical shape, the invention also applies to other shapes of first and second portions such as for example a square, triangular or any section;
- bien qu’ici le premier canal soit relié à un circuit de circulation d’eau, l’invention s’applique également à d’autres type de medium caloporteur tels que de l’eau glycolée, du fréon ;- although here the first channel is connected to a water circulation circuit, the invention also applies to other types of heat transfer medium such as glycol water, freon;
- bien qu’ici le bras soit réalisé par fabrication additive pour obtenir un ensemble monobloc en titane, l’invention s’applique également à d’autres procédés de fabrication permettant d’obtenir un ensemble monobloc comme par exemple le moulage, le forgeage, le soudage ou l’usinage. L’invention s’applique également à d’autres matériaux que le titane comme par exemple l’acier inoxydable, le bronze ou l’aluminium ;- although here the arm is produced by additive manufacturing to obtain a one-piece titanium assembly, the invention also applies to other manufacturing processes making it possible to obtain a one-piece assembly such as for example molding, forging, welding or machining. The invention also applies to materials other than titanium, such as stainless steel, bronze or aluminium;
- les ouvertures peuvent avoir une autre forme que celles décrites ;- The openings may have a shape other than those described;
- bien qu’ici le bras support de roue ait été décrit en lien avec un aéronef, l’invention s’applique également à d’autres types de véhicules comme par exemple un véhicule terrestre, notamment ferroviaire ;- although here the wheel support arm has been described in connection with an aircraft, the invention also applies to other types of vehicles such as for example a land vehicle, in particular rail;
- bien qu’ici le premier rayon de courbure soit égal à cent soixante-quatorze millimètres, l’invention s’applique également à d’autres valeurs du premier rayon de courbure et préférentiellement une valeur comprise entre un tiers et deux tiers de la distance qui sépare le premier axe d’articulation du deuxième axe d’articulation ;- although here the first radius of curvature is equal to one hundred and seventy-four millimeters, the invention also applies to other values of the first radius of curvature and preferably a value between one third and two thirds of the distance which separates the first axis of articulation from the second axis of articulation;
- bien qu’ici le deuxième rayon de courbure soit égal à trois mille millimètres, l’invention s’applique également à d’autres valeurs du deuxième rayon de courbure et préférentiellement une valeur comprise entre un tiers et deux tiers de la distance qui sépare le premier axe d’articulation du deuxième axe d’articulation ;- although here the second radius of curvature is equal to three thousand millimeters, the invention also applies to other values of the second radius of curvature and preferably a value between one third and two thirds of the distance which separates the first axis of articulation of the second axis of articulation;
-bien qu’ici la première distance mesurée dans un deuxième plan orthogonal au premier axe et qui sépare la fibre neutre du bracon du premier axe d’articulation est égale à cent quarante millimètres, l’invention s’applique également à d’autres valeurs de la première distance et préférentiellement une valeur comprise entre un tiers et deux tiers de la distance qui sépare le premier axe d’articulation du deuxième axe d’articulation ;-although here the first distance measured in a second plane orthogonal to the first axis and which separates the neutral fiber of the brace from the first axis of articulation is equal to one hundred and forty millimeters, the invention also applies to other values the first distance and preferably a value between one third and two thirds of the distance which separates the first axis of articulation from the second axis of articulation;
-bien qu’ici la deuxième distance mesurée dans un deuxième plan orthogonal au premier axe et qui sépare la fibre neutre du bracon du deuxième axe d’articulation est égale à soixante-dix millimètres, l’invention s’applique également à d’autres valeurs de la deuxième distance et préférentiellement une valeur comprise entre un tiers et deux tiers de la distance qui sépare le premier axe d’articulation du deuxième axe d’articulation.-although here the second distance measured in a second plane orthogonal to the first axis and which separates the neutral fiber of the brace from the second axis of articulation is equal to seventy millimeters, the invention also applies to other values of the second distance and preferably a value comprised between one third and two thirds of the distance which separates the first axis of articulation from the second axis of articulation.
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