WO2011104476A1 - Dispositif generateur de couple resistif perfectionne - Google Patents

Dispositif generateur de couple resistif perfectionne Download PDF

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WO2011104476A1
WO2011104476A1 PCT/FR2011/050367 FR2011050367W WO2011104476A1 WO 2011104476 A1 WO2011104476 A1 WO 2011104476A1 FR 2011050367 W FR2011050367 W FR 2011050367W WO 2011104476 A1 WO2011104476 A1 WO 2011104476A1
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ring
control member
annular
friction
axis
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PCT/FR2011/050367
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English (en)
Inventor
Jérôme DUBOST
Jérôme HUET
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Airbus Operations S.A.S
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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20528—Foot operated

Definitions

  • the present invention relates to a resistive torque generating device which, associated with a control member such as aircraft electric brake pedals, is particularly suitable for producing a sensation of force feedback when the pilot actuates the organ control.
  • combined rudder / brake flight control blocks are located at the feet of each of the two pilots.
  • the combined blocks allow pilots to operate on the rudder or brakes independently through two pedals in two separate actions: pushing a pedal to operate the rudder or tilting the pedals down to activate the rudders brakes.
  • a torque generating device a is positioned on one of the main axes of the brake control mechanism as on the block rudder / brake shown in Figure 1.
  • the resistive torque is obtained by friction of two elements b, c against each other as shown in FIG.
  • a steel drum c is assembled with one of the axes of the braking mechanism and with a return crank g.
  • the circumferential surface of the drum is brought into contact with a clamping collar b coated with a PTFE-filled plastic.
  • the circumferential surface of the drum is chrome plated to provide wear resistance, abrasion resistance and good quality friction.
  • the collar is locked in rotation by a stop e attached to the frame of the combined block.
  • the clamping of the collar is adjusted via a screw f compressing 2 cadenced steel springs, which make it possible to adjust the tightening of the collar on the drum and to obtain a substantially constant torque of the desired value.
  • the return crank g returns the brake control system to its initial position by means of the return spring h when the pilot stops pressing the brake pedals.
  • the present invention proposes a new embodiment of the device allowing a removal of hard chrome plating and replacement of heavy materials and likely to corrode by polymer materials.
  • a control member comprising actuating members such as a rudder and brakes for a pilot in an aircraft, comprising a rotary shaft rotatable about an axis, said shaft being rotated during a pilot action on the actuating members, in particular brake pedals, by a mechanical transmission between the shaft and these actuating members.
  • the control member further comprises a resistive torque generating device adapted to be fixed along the axis of the rotary shaft of the control member and comprising a friction disk mounted axially and integral with the rotary shaft, a first annular track fixed to a frame member of the control member and bearing means adapted to hold a first face of the friction disc applied to the first annular track with a bearing force substantially constant in a direction parallel to the axis of the rotary shaft and the friction disk.
  • a resistive torque generating device adapted to be fixed along the axis of the rotary shaft of the control member and comprising a friction disk mounted axially and integral with the rotary shaft, a first annular track fixed to a frame member of the control member and bearing means adapted to hold a first face of the friction disc applied to the first annular track with a bearing force substantially constant in a direction parallel to the axis of the rotary shaft and the friction disk.
  • the friction disc is flexible and the support means comprise a drum provided with a second annular track applying to a second face of the friction disc opposite said first face.
  • the second annular track is advantageously offset with respect to the first track in a radial direction so as to constrain the friction disc in shear between said first and second tracks by exerting on the friction disk a force at the level of the second annular track. , opposite and radially away from the first bearing zone, so as to apply a lever arm effect to adjust the frictional force without blocking the friction disc by clamping between the two tracks.
  • the torque generating device preferably comprises means for adjusting the axial position of the friction disk on the shaft.
  • the adjustment means comprise a thread on an annular ring of a return crank, receiving the friction disk, mounted on the axis and an adjusting nut cooperating with the thread to be applied against the tubular portion and adjust the axial position of said tubular portion so as to adjust, via an intermediate spring, the pressure of the flexible collar of the friction disc on the first track.
  • the tubular mounting part of the friction disk and the annular ring are provided with anti-rotation complementary means such as splines, one or pins parallel to the axis of the rotary shaft, or one or keys cooperating with grooves.
  • the second annular track is advantageously part of an annular casing screwing onto a threaded skirt surrounding the first track so as to adjust the bending stress applied to the friction disc between said first and second tracks.
  • the device advantageously comprises in this case a locking nut screwed onto the skirt so as to stop rotating the annular housing and prevent loosening due to vibration.
  • the support means comprise a fixed rotary ring by means of splines with respect to said first annular track, a spring means adapted to axially push the ring against a second face of the friction disk, opposite to said first face, and a bearing abutment means of the spring means, for example made by a stack of elastic washer called Belleville washers, adapted to adjust the axial thrust of the spring means on the ring.
  • the annular ring is advantageously received in a ring at the periphery of the flange, the ring and the ring having complementary rotational stop means such as teeth at the periphery of the ring and grooves in the ring, the teeth received in the rings. grooves allowing axial movement of the ring and retaining the ring in rotation in the ring.
  • the friction disk is made in this case preferably from a rigid flange integral with a mounting sleeve of the disk, which is stopped in rotation on the axis and free in translation on the axis.
  • FIG. 1 already cited, a perspective view of a control member equipped with a resistive torque generating device of the prior art
  • FIG. 2 already mentioned, a side view of the torque generating device of the prior art
  • FIG. 3 a sectional front view of a first embodiment of a torque generating device of the invention
  • FIG. 4 a sectional side view of the torque generating device of FIG. 3;
  • FIG. 5 a sectional front view of a second embodiment of a torque generating device of the invention
  • FIG. 6 a sectional side view of the torque generating device of FIG. 5;
  • FIG. 7 a sectional side view of a third embodiment of a torque generating device according to the invention.
  • FIG. 8 an exploded view of elements of the device of FIG. 7.
  • the invention applies in particular to the brake pedals combined with the lifters of combined aircraft control blocks such as that represented in FIG. 1 and is substituted in such a block for the device of FIG. 2.
  • the torque C therefore varies according to:
  • the proposed solutions retain the general functions of the system, namely a constant friction force as much as possible and an adjustment of the force adjustable by clamping.
  • the device of the invention essentially uses aluminum and polymers in the contact zones where friction is deliberately created.
  • FIGS. 3 and 4 corresponds to a resistive torque generating device 1 adapted to be fixed on a shaft 2, rotatable about an axis 40, connected to the control member and rotated via the action on the brake pedals F through internal kinematic connections to return the resistive torque forces to the brake pedals.
  • the device 1 comprises a friction disc 3 extending radially around the shaft and rotationally integral with the shaft which comes into contact with an annular track 6 integral with a frame member 9 of the control member.
  • FIG. 3 represents the device of face on the shaft 2.
  • support means 10 are shown adapted to apply a first face of the friction disc to the first annular track in a first direction D parallel to the shaft. order 2.
  • the friction disc 3 has a flexible flange face 36 and a tubular body 17 which bonds it to the shaft.
  • the bearing means 10 are formed by a nut 14 against nut 14 'which allows the torque generating device to further comprise means 14, 15 for adjusting the force applied between the flange 36 of the friction disk 17 and the annular contact strip, in the form of a screw thread 15 on an annular ring 16 of a return crank (not visible in FIGS. 3 and 4 and equivalent to the return crank g of the prior art of FIG. Figure 2), receiving the friction disk.
  • Splines provide the rotational drive of the friction disc 3 by the annular ring 16 without opposing the sliding of said disc on said ring.
  • the nut 14 thus constitutes an adjustment nut cooperating with the thread 15 to press against the tubular portion and adjust the axial position of said tubular portion which adjusts the pressure of the flexible collar of the friction disc on the first track.
  • the friction surface of the annular track 6 is not flat but toroidal and the flange 36 of the friction disc 3 also has, once pressurized against the annular track, a toric profile which allows improved application of the friction surfaces of the annular track with the friction disk.
  • the friction is effected on an area located between an outer radius of the friction zone, advantageously the outer radius of the annular track 6, and an inner radius of the friction zone.
  • the equivalent radius Req is then considered as an intermediate value, for example the geometric mean value, of the outer and inner radii of the friction zone.
  • the track 6 is for example made at the periphery of a flange 6 'fixed on the frame 9 as shown in FIG.
  • the means retained to make the disk rotate with the shaft consists of making complementary splines 18, 19 at the contact surface between the tubular body 17 for mounting the friction disk and the annular ring 16. the crank handle.
  • This embodiment which comprises a single zone of friction between a flange and a friction disk implements a relatively limited number of parts which makes it simple to perform.
  • the flange 36 of this shoe has the specificity of being thin in order to provide flexibility and to fulfill a spring function.
  • the tubular body of the wiper is rotated by the shaft by means of the grooves present on said tubular body and on the annular ring 16 of the crank and translate along the latter according to the tightening of the adjusting nuts 14, 14 .
  • the thickness and the polymer material of the friction disc 3 are adapted as a function of the desired normal force and range of adjustment as well as the desired coefficient of friction.
  • a PTFE-filled polymer is particularly suitable for producing the collar for its resistance characteristics over time.
  • This principle uses a small number of parts but requires a greater normal force than double contact surface solutions as described below.
  • FIGS. 5 and 6 corresponds to an embodiment for which a friction disk 4 is also a flexible disk at a flange 46 and for which the support means applying the disk friction on the first track comprise an annular casing January 1 provided with a second annular track 13 applying on a second face of the friction disc opposite said first face.
  • the second annular track 13 is offset with respect to the first track 7 in a radial direction so as to exert an increase in the pressure force of the friction surfaces on the friction disk 3 without requiring increasing the axial force on said friction disk.
  • the second annular track 13 is part of the illustrated example of an annular casing January 1 screwing on a threaded skirt 20 surrounding the first track .
  • a locknut 21 is screwed onto the skirt so as to lock the annular housing in rotation and prevent any undesirable loosening, especially under the effect of vibrations.
  • This embodiment is an evolution, with double contact surfaces, of the first embodiment.
  • the two friction surfaces on each side of the friction disc 4 constituted by the first and second tracks 7 and 13 of different equivalent radii make it possible to reduce the normal force applied in the direction of the axis 40 by the use of a principle lever arm.
  • the flexibility of the wiper, in this embodiment also toric mode, is provided by the flexible disk 4.
  • This disc is optionally perforated 4a in the manner of a diaphragm.
  • the adjustment of the normal force is done by screwing or unscrewing the annular casing 1 1.
  • the disk is preferably made of a polymer material and its thickness is adapted to the forces it must undergo or, if the forces applied justify it, in a metallic material such as an aluminum alloy whose tracks subjected to frictional forces are made of such a polymer material, a PTFE for example, and reported on the metal part.
  • a third embodiment is described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • a friction disc 5 is sandwiched between two annular tracks.
  • the first track 8 is made by a face of a flange 8 'fixed to the frame 9 and the second track is made by a face 38 of an annular ring 22.
  • the ring ring 22 is fixed in rotation with respect to the first annular track and in order to secure these two elements in rotation, the annular ring comprises according to the example means such as indexing teeth 37 on its periphery.
  • indexing teeth are received in grooves 28 of a ring 25 at the periphery of the flange 8 'carrying the first track 8.
  • the indexing teeth 37 of the ring 22 and the grooves of the ring 25 form means for stopping rotation of the ring which, on the other hand, allow an axial displacement of the annular ring with respect to the ring.
  • a spring means 23 advantageously one or more elastic washers stacked Belleville type washers or a corrugated washer as illustrated, is adapted to axially push the ring against a second face 52 of the friction disc 5, opposite a first face 51 of the friction disc in contact with the first track 8.
  • An abutment means 24 for supporting the spring means 23 is adapted to adjust the axial thrust of the spring means on the annular ring 22.
  • the annular ring 22, the spring means 23 and the abutment stop 24 form bearing means applying the friction disc 5 against the first track 8.
  • the bearing abutment 24 is made in a bell 29 which is screwed on the ring 25 by means of complementary threads 30, 31.
  • a locking nut 32 screwed onto the thread of the crown provides the counter nut function relative to the bell 29 makes it possible to avoid unwanted loosening, in particular under the effects of vibrations.
  • the friction disc 5 is made from a rigid flange connected to a sleeve 26 for mounting the disc stopped in rotation on the shaft and free in translation on the shaft.
  • the rotational stop of the friction disc 5 with respect to the hub 35 can be achieved by splines or, as in the solution illustrated in FIG. 7, produced by a rod 34 or cylindrical pin sliding in a bore 33 of the sleeve 26, the rod 34 protruding from the hub 35 of the return crank attached to the shaft 2.
  • This embodiment retains the expected functions of the device.
  • the wiper is movable along the shaft but locked in rotation to the crank and its hub 35 by the cylindrical pin 34.
  • This solution which implements an increased number of parts compared to the other embodiments has the advantage of not generating tensile / compressive forces in the direction of the main axis. Only the characteristics of coefficient and resistance to friction must be taken into account in the choice of the material of the wiper.

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Abstract

L'objet de l'invention est un organe de commande (A), comportant des organes d'actionnement (F) tels qu'un palonnier et des freins pour un pilote dans un aéronef, comportant un arbre rotatif (2) mobile en rotation autour d'un axe (40), ledit arbre étant entraîné en rotation lors d'une action du pilote sur les organes d'actionnement (F), en particulier des pédales de freins, par une transmission mécanique entre ledit arbre et lesdits organes d'actionnement, et comportant un dispositif générateur de couple résistif (1) adapté à se fixer suivant l'axe rotatif de l'organe de commande, le dispositif générateur de couple résisistif comportant un disque frotteur (3, 4, 5) monté axialement et solidaire de l'arbre rotatif (2), une première piste annulaire (6, 7, 8) fixée à un élément de bâti (9) de l'organe de commande et des moyens d'appui (10, 11, 12).

Description

DISPOSITIF GENERATEUR DE COUPLE RESISTIF PERFECTIONNE
La présente invention concerne un dispositif générateur de couple résistif qui, associé à un organe de commande tel que des pédales de freins à commande électrique d'aéronef, est particulièrement adapté à produire une sensation de retour d'effort lorsque le pilote actionne l'organe de commande.
Dans le cas d'un aéronef de transport, des blocs de commande de vol combinés palonnier/freins sont situés au niveau des pieds de chacun des deux pilotes.
Ces deux blocs sont liés mécaniquement par des bielles afin de coordonner les actions des pilotes.
Les blocs combinés permettent aux pilotes d'agir sur la gouverne de direction ou sur les freins indépendamment par l'intermédiaire de deux pédales suivant deux actions distinctes : pousser une pédale pour actionner la gouverne de direction ou basculer les pédales vers le bas pour activer les freins.
Pour que le pilote ait une sensation d'effort résistant lorsqu'il agit sur les pédales de freins F d'un aéronef à commandes de vol électriques, c'est-à-dire dans une situation où il n'y a pas de retour mécanique des éléments commandés vers les organes de commande palonniers et freins, un dispositif de génération de couple a est positionné sur un des axes principaux du mécanisme de commande de freinage comme sur le bloc palonnier/freins représenté en figure 1 .
Selon l'état de la technique, le couple résistif est obtenu par frottement de deux éléments b, c l'un contre l'autre comme représenté en figure 2.
Un tambour c en acier est assemblé avec un des axes du mécanisme de freinage et avec une manivelle de renvoi g. La surface circonférentielle du tambour est mise en contact avec un collier de serrage b revêtu d'un plastique chargé PTFE.
La surface circonférentielle du tambour est chromée pour offrir résistance à l'usure, résistance à l'abrasion et assurer un frottement de bonne qualité.
Le collier est bloqué en rotation par une butée e fixée au bâti du bloc combiné.
Le serrage du collier est ajusté via une vis f compressant 2 ressorts en acier cadmiés, qui permettent d'ajuster le serrage du collier sur le tambour et d'obtenir un couple sensiblement constant de la valeur recherchée.
La manivelle de renvoi g ramène le système de commande de freinage dans sa position initiale grâce au ressort de rappel h lorsque le pilote cesse d'appuyer sur les pédales de frein.
Les nouvelles réglementations européennes conduisent à l'abandon du chromage dur alors que ce procédé fournit un couple frottement-dureté extrêmement favorable gage d'une excellente résistance à l'usure par abrasion et de qualité du frottement obtenu.
Malgré l'effort à fournir, la présente invention propose un nouveau mode de réalisation du dispositif permettant une suppression du chromage dur et un remplacement des matériaux lourds et susceptibles de se corroder par des matériaux polymères.
Pour ce faire, la présente invention propose un organe de commande, comportant des organes d'actionnement tels qu'un palonnier et des freins pour un pilote dans un aéronef, comportant un arbre rotatif mobile en rotation autour d'un axe, ledit arbre étant entraîné en rotation lors d'une action du pilote sur les organes d'actionnement, en particulier des pédales de freins, par une transmission mécanique entre cet arbre et ces organes d'actionnement.
L'organe de commande comporte en outre un dispositif générateur de couple résistif, adapté à se fixer suivant l'axe de l'arbre rotatif de l'organe de commande et comportant un disque frotteur monté axialement et solidaire de l'arbre rotatif, une première piste annulaire fixée à un élément de bâti de l'organe de commande et des moyens d'appui adaptés pour maintenir une première face du disque frotteur appliquée sur la première piste annulaire avec une force d'appui sensiblement constante exercée dans une direction parallèle à l'axe de l'arbre de rotatif et du disque frotteur.
Selon un mode de réalisation, le disque frotteur est flexible et les moyens d'appui comprennent un tambour pourvu d'une seconde piste annulaire s'appliquant sur une seconde face du disque frotteur opposée à ladite première face.
La seconde piste annulaire est dans ce cas avantageusement décalée par rapport à la première piste dans une direction radiale en sorte de contraindre en cisaillement le disque frotteur entre lesdites première et seconde pistes en exerçant sur le disque frotteur un effort au niveau de la seconde piste annulaire, opposé et éloignée radialement de la première zone d'appui, en sorte d'appliquer un effet de bras de levier pour régler la force de frottement sans bloquer le disque frotteur par un serrage entre les deux pistes.
Le disque frotteur étant réalisé à partir d'une collerette flexible reliée à une partie tubulaire de montage sur l'arbre, le dispositif générateur de couple comprend préférablement des moyens de réglage de la position axiale du disque frotteur sur l'axe.
Plus particulièrement, les moyens de réglage comprennent un pas de vis sur une bague annulaire d'une manivelle de renvoi, de réception du disque frotteur, montée sur l'axe et un écrou de réglage coopérant avec le pas de vis pour s'appliquer contre la partie tubulaire et régler la position axiale de ladite partie tubulaire en sorte d'ajuster, via un ressort intermédiaire, la pression de la collerette flexible du disque frotteur sur la première piste.
En sorte de permettre une translation axiale du disque frotteur tout en permettant un entraînement en rotation du disque frotteur par l'axe, la partie tubulaire de montage du disque frotteur et la bague annulaire sont pourvus de moyens complémentaires anti-rotation tels que des cannelures, un ou des pions parallèles à l'axe de l'arbre rotatif, ou encore une ou des clavettes coopérant avec des rainures.
La seconde piste annulaire fait avantageusement partie d'un carter annulaire se vissant sur une jupe filetée entourant la première piste en sorte de régler la contrainte en flexion appliquée au disque frotteur entre lesdites première et seconde pistes. Le dispositif comporte dans ce cas avantageusement un contre écrou de blocage vissé sur la jupe en sorte d'arrêter en rotation le carter annulaire et éviter tout desserrage dus aux vibrations.
Selon un mode de réalisation alternatif, les moyens d'appui comprennent une bague annuaire fixe en rotation grâce à des cannelures par rapport à ladite première piste annulaire, un moyen ressort adapté à pousser axialement la bague contre une seconde face du disque frotteur, opposée à ladite première face, et un moyen de butée d'appui du moyen ressort,par exemple réalisé par un empilage de rondelle élastique dite rondelles Belleville, adapté à régler la poussée axiale du moyen ressort sur la bague.
La bague annulaire est avantageusement reçue dans une couronne en périphérie du flasque, la bague et la couronne comportant des moyens d'arrêt en rotation complémentaires tels que des dents à la périphérie de la bague et des rainures dans la couronne, les dents reçues dans les rainures permettant un débattement axial de la bague et une retenue de la bague en rotation dans la couronne.
Le disque frotteur est réalisé dans ce cas préférablement à partir d'une collerette rigide solidaire d'un manchon de montage du disque, qui est arrêté en rotation sur l'axe et libre en translation sur l'axe.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont décrits dans la description qui suit d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention en référence aux dessins qui représentent:
en figure 1 : déjà citée, une vue en perspective d'un organe de commande équipé d'un dispositif générateur de couple résistif de l'art antérieur;
en figure 2: déjà citée, une vue de côté du dispositif générateur de couple de l'art antérieur;
en figure 3: une vue de face coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif générateur de couple de l'invention;
en figure 4: une vue de côté en coupe du dispositif générateur de couple de la figure 3;
en figure 5: une vue de face coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif générateur de couple de l'invention; en figure 6: une vue de côté en coupe du dispositif générateur de couple de la figure 5;
en figure 7: une vue de côté en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif générateur de couple selon l'invention;
en figure 8: une vue en éclaté d'éléments du dispositif de la figure 7.
L'invention s'applique en particulier au pédales de freins combinées aux palonniers de blocs de commandes combinés d'aéronefs comme celui représenté en figure 1 et se substitue dans un tel bloc au dispositif de la figure 2.
Le principe du dispositif de la présente invention consiste à appliquer un effort normal à la surface de contact entre un frotteur monté sur un axe de l'organe de commande et une piste afin de créer un couple résistif selon la formule : C=N*nxpxReq.
Le couple C varie donc suivant:
l'effort normal N;
- le nombre de surfaces de frottements n;
le coefficient de frottement μ
le rayon équivalent Req.
Comme dans le dispositif de l'art antérieur, une plage de réglage permettant de calibrer le retour d'effort ressenti par le pilote est requise.
Une solution est d'ajuster l'effort normal pour obtenir la valeur de couple souhaitée.
Les solutions proposées conservent les fonctions générales du système à savoir un effort de frottement constant autant que possible et un ajustement de l'effort réglable par serrage.
Afin de limiter les couples galvaniques et les problèmes de corrosion associés, le dispositif de l'invention utilise essentiellement de l'aluminium et des polymères dans les zones de contact où sont créés volontairement des frottements.
Le mode de réalisation des figures 3 et 4 correspond à un dispositif générateur de couple résistif 1 adapté pour être fixé sur un arbre 2, mobile en rotation autour d'un axe 40, relié à l'organe de commande et mis en rotation via l'action sur les pédales de freins F grâce à des liaisons cinématiques internes afin de retourner les efforts de couple résistif vers les pédales de frein. Le dispositif 1 comporte un disque frotteur 3 s'étendant radialement autour de l'arbre et solidaire en rotation de l'arbre qui vient en contact avec une piste annulaire 6 solidaire d'un élément de bâti 9 de l'organe de commande.
La figure 3 représente le dispositif de face sur l'arbre 2.
Sur la figure 4, dans laquelle le dispositif est représenté en vue de côté en coupe, sont représentés des moyens d'appui 10 adaptés à appliquer une première face du disque frotteur sur la première piste annulaire dans une première direction D parallèle à l'arbre de commande 2.
Dans ce mode de réalisation, le disque frotteur 3 comporte un côté collerette flexible 36 et un corps tubulaire 17 le liant a l'arbre.
Les moyens d'appui 10 sont réalisés par un dispositif écrou 14 contre-écrou 14' ce qui permet au dispositif générateur de couple de comporter en outre des moyens 14, 15 de réglage de l'effort appliqué entre la collerette 36 du disque frotteur 17 et la piste annulaire de contact, sous forme d'un pas de vis 15 sur une bague annulaire 16 d'une manivelle de renvoi (non visible sur les figures 3 et 4 et équivalente à la manivelle de renvoi g de l'art antérieur de la figure 2), de réception du disque frotteur.
Des cannelures assurent l'entraînement en rotation du disque frotteur 3 par la bague annulaire 16 sans s'opposer au coulissement dudit disque sur la dite bague.
L'écrou 14 constitue ainsi un écrou de réglage coopérant avec le pas de vis 15 pour appuyer contre la partie tubulaire et régler la position axiale de ladite partie tubulaire ce qui règle la pression de la collerette souple du disque frotteur sur la première piste.
Dans une forme avantageuse de réalisation, la surface de frottement de la piste annulaire 6 n'est pas plane mais torique et la collerette 36 du disque frotteur 3 présente également, une fois mise en pression contre la piste annulaire, un profil torique qui permet une application améliorée des surfaces de frottement de la piste annulaire avec le disque frotteur.
Le frottement s'effectue sur une zone située entre un rayon extérieur de la zone de frottement, avantageusement le rayon extérieur de la piste annulaire 6, et un rayon intérieur de la zone de frottement. Le rayon équivalent Req est alors considéré comme une valeur intermédiaire, par exemple la valeur moyenne géométrique, des rayons extérieur et intérieur de la zone de frottement.
De cette façon il est possible d'ajuster l'effort normal et donc le couple résistant du dispositif qui est sensiblement constant quelle que soit la position angulaire de l'arbre 2 du fait en particulier que l'effort normal reste constant lorsque la position autour de l'axe 40 de l'arbre est modifiée.
La piste 6 est par exemple réalisée à la périphérie d'un flasque 6' fixé sur le bâti 9 comme représenté à la figure 4.
De retour à la figure 3, le moyen retenu pour rendre le disque solidaire en rotation de l'arbre consiste à réaliser des cannelures complémentaires 18, 19 à la surface de contact entre le corps tubulaire 17 de montage du disque frotteur et la bague annulaire 16 de la manivelle de renvoi.
Ce mode de réalisation qui comporte une seule zone de frottement entre un flasque et un disque frotteur met en œuvre un nombre relativement limité de pièces ce qui le rend simple à réaliser.
La collerette 36 de ce frotteur a la spécificité d'être de faible épaisseur afin d'apporter une certaine flexibilité et de remplir une fonction de ressort.
Le corps tubulaire du frotteur est entraîné en rotation par l'arbre au moyen des cannelures présentes sur ledit corps tubulaire et sur la bague annulaire 16 de la manivelle et translate le long de ce dernier en fonction du serrage des écrous d'ajustement 14, 14'.
L'épaisseur et le matériau polymère du disque frotteur 3 sont adaptés en fonction de l'effort normal et de la plage de réglage souhaités ainsi que du coefficient de frottement recherché.
Un polymère chargé en PTFE est particulièrement adapté à la réalisation de la collerette pour ses caractéristiques de résistance dans le temps.
Ce principe utilise un nombre réduit de pièces mais demande un effort normal supérieur à des solutions à doubles surfaces de contact comme décrites ci-dessous.
La solution représentée aux figures 5 et 6 correspond à un mode de réalisation pour lequel un disque frotteur 4 est également un disque flexible au niveau d'une collerette 46 et pour lequel les moyens d'appui appliquant le disque frotteur sur la première piste comprennent un carter annulaire 1 1 pourvu d'une seconde piste annulaire 13 s'appliquant sur une seconde face du disque frotteur opposée à ladite première face.
Selon ce mode de réalisation, comme représenté en figure 6, la seconde piste annulaire 13 est décalée par rapport à la première piste 7 dans une direction radiale en sorte à exercer une augmentation de l'effort de pression des surfaces de frottement sur le disque frotteur 3 sans exiger d'augmenter l'effort axial sur ledit disque frotteur.
Pour régler la contrainte de frottement appliquée sur les pistes du disque frotteur entre les première et seconde pistes, la seconde piste annulaire 13 fait partie selon l'exemple représenté d'un carter annulaire 1 1 se vissant sur une jupe filetée 20 entourant la première piste.
Un contre écrou 21 est vissé sur la jupe en sorte de bloquer en rotation le carter annulaire et éviter tout desserrage indésirable, notamment sous l'effet de vibrations.
Un avantage de cette solution est que le carter annulaire 1 1 protège le disque frotteur 4.
Ce mode de réalisation est une évolution, à doubles surfaces de contact, du premier mode de réalisation.
Les deux surfaces de frottement de chaque coté du disque frotteur 4 constituées par les première et seconde pistes 7 et 13 de rayons équivalents différents permettent de diminuer l'effort normal appliqué dans la direction de l'axe 40 par l'utilisation d'un principe de bras de levier.
La flexibilité du frotteur, dans ce mode réalisation également torique, est assuré par le disque flexible 4.
Ce disque est éventuellement ajouré 4a à la manière d'un diaphragme.
L'ajustement de l'effort normal se fait par le vissage ou le dévissage du carter annulaire 1 1 .
Lorsque le carter annulaire 1 1 est vissé sur le flasque portant la première piste annulaire 7, l'effort exercé par ledit carter sur un bord périphérique extérieur du frotteur au niveau de la seconde piste annulaire 13 déforme la collerette flexible par un effet de bras de levier par rapport à une zone d'appui de ladite collerette flexible sur la première piste annulaire 7, décalée radialement en direction de l'axe 40 de l'arbre 2 par rapport au bord périphérique extérieur du frotteur.
Comme pour le premier mode de réalisation, le disque est préférablement réalisé dans un matériau polymère et son épaisseur est adaptée aux efforts qu'il doit subir ou, si les efforts appliqués le justifient, dans un matériau métallique tel qu'un alliage d'aluminium dont les pistes soumises aux forces de friction sont réalisées dans un tel matériau polymère, un PTFE par exemple, et rapportées sur la partie métallique.
Un troisième mode de réalisation est décrit en référence aux figures 7 et 8. Dans ce mode de réalisation, un disque frotteur 5 est pris en sandwich entre deux pistes annulaires.
Selon la figure 8 notamment, la première piste 8 est réalisée par une face d'un flasque 8' fixé au bâti 9 et la seconde piste est réalisée par une face 38 d'une bague annulaire 22.
La bague annuaire 22 est fixe en rotation par rapport à la première piste annulaire et afin de solidariser ces deux élément en rotation, la bague annulaire comporte selon l'exemple des moyens tels que des dents d'indexation 37 sur sa périphérie.
Ces dents d'indexation sont reçues dans des rainures 28 d'une couronne 25 à la périphérie du flasque 8' portant la première piste 8.
Les dents d'indexation 37 de la bague 22 et les rainures de la couronne 25 forment des moyens d'arrêt en rotation de la bague qui permettent par contre un débattement axial de la bague annulaire par rapport à la couronne.
Un moyen ressort 23, avantageusement une ou plusieurs rondelles élastiques empilées de type rondelles Belleville ou une rondelle ondulée comme illustré, est adapté à pousser axialement la bague contre une seconde face 52 du disque frotteur 5, opposée à une première face 51 du disque frotteur en contact avec la première piste 8.
Un moyen de butée 24 d'appui du moyen ressort 23 est adapté à régler la poussée axiale du moyen ressort sur la bague annulaire 22.
La bague annulaire 22, le moyen ressort 23 et la butée d'appui 24 forment des moyens d'appui appliquant le disque frotteur 5 contre la première piste 8. La butée d'appui 24 est réalisée dans une cloche 29 qui se visse sur la couronne 25 au moyen de filetages complémentaires 30, 31 .
Un écrou d'arrêt 32 vissé sur le filetage de la couronne assure la fonction de contre-écrou par rapport à la cloche 29 permet d'éviter un desserrage non voulu en particulier sous l'effets de vibrations.
En référence à la figure 7, le disque frotteur 5 est réalisé à partir d'une collerette rigide reliée à un manchon 26 de montage du disque arrêté en rotation sur l'arbre et libre en translation sur l'arbre.
L'arrêt en rotation du disque frotteur 5 par rapport au moyeu 35 peut être réalisé par des cannelures ou encore, comme dans la solution illustrée sur la figure 7, réalisé par une tige 34 ou goupille cylindrique coulissant dans un alésage 33 du manchon 26, la tige 34 dépassant du moyeu 35 de la manivelle de renvoi fixé sur l'arbre 2.
Ce mode de réalisation conserve les fonctions attendues du dispositif.
Le frotteur est mobile le long de l'arbre mais bloqué en rotation à la manivelle et à son moyeu 35 par la goupille cylindrique 34.
Cette solution qui met en œuvre un nombre de pièces augmenté par rapport aux autres modes de réalisation présente l'avantage de ne pas engendrer d'efforts de traction/compression dans la direction de l'axe principal. Seules les caractéristiques de coefficient et résistance aux frottements doivent être prises en compte dans le choix du matériau du frotteur.
L'invention n'est pas limitée aux exemples représentés et notamment les moyens d'arrêt en rotation du disque peuvent être échangés entre les divers modes de réalisation tout en restant dans le cadre de l'invention définie par les revendications.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 - Organe de commande (A), comportant des organes d'actionnement (F) tels qu'un palonnier et des freins pour un pilote dans un aéronef, comportant un arbre rotatif (2) mobile en rotation autour d'un axe (40), ledit arbre étant entraîné en rotation lors d'une action du pilote sur les organes d'actionnement (F), en particulier des pédales de freins, par une transmission mécanique entre ledit arbre et lesdits organes d'actionnement, et comportant un dispositif générateur de couple résistif (1 ) adapté à se fixer suivant l'axe rotatif de l'organe de commande, caractérisé en ce que le dispositif générateur de couple résisistif comporte un disque frotteur (3, 4, 5) monté axialement et solidaire de l'arbre rotatif (2), une première piste annulaire (6, 7, 8) fixée à un élément de bâti (9) de l'organe de commande et des moyens d'appui (10, 1 1 , 12) adaptés pour maintenir une première face du disque frotteur appliquée sur la première piste annulaire avec une force d'appui sensiblement constante exercée dans une direction (D) parallèle à l'axe (40) de l'arbre rotatif (2) et du disque frotteur (3, 4, 5).
2 - Organe de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le disque frotteur est flexible et en ce que les moyens d'appui comprennent un tambour (1 1 ) pourvu d'une seconde piste annulaire (13) s'appliquant sur une seconde face du disque frotteur opposée à ladite première face.
3 - Organe de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde piste annulaire (13) est décalée par rapport à la première piste (7) dans une direction radiale en sorte de contraindre le disque frotteur entre lesdites première et seconde pistes (7, 13) en exerçant sur le disque frotteur un effort au niveau de la seconde piste annulaire, opposé et éloigné radialement de la première zone d'appui, en sorte d'appliquer un effet de bras de levier.
4 - Organe de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la géométrie du disque frotteur comporte un côté collerette flexible et un corps tubulaire le liant à l'arbre (2), le dispositif générateur de couple comprenant des moyens (14, 15) de réglage de la position axiale du disque frotteur sur l'axe.
5 - Organe de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de réglage comprennent un pas de vis (15) sur une bague annulaire (16) d'une manivelle de renvoi, de réception du disque frotteur, montée sur l'axe et un écrou de réglage (14) coopérant avec le pas de vis pour s'appliquer contre la partie tubulaire et régler la position axiale de ladite partie tubulaire en sorte de régler la pression de la collerette souple du disque frotteur sur la première piste.
6 - Organe de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie tubulaire (17) de montage du disque frotteur et la bague annulaire (16) sont pourvus de moyens complémentaires (18, 19) tels que des cannelures adaptés à permettre une translation axiale du disque frotteur tout en permettant un entraînement en rotation du disque frotteur par l'axe.
7 - Organe de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde piste annulaire (13) fait partie d'un carter annulaire (1 1 ) se vissant sur une jupe filetée (20) entourant la première piste en sorte de régler une contrainte en flexion appliquée au disque frotteur entre lesdites première et seconde pistes et en ce que le dispositif comporte un contre écrou (21 ) de blocage vissé sur la jupe en sorte d'arrêter en rotation le carter annulaire.
8 - Organe de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens d'appui comprennent une bague annuaire (22) fixe en rotation par rapport à ladite première piste annulaire, un moyen ressort (23) adapté à pousser axialement la bague contre une seconde face du disque frotteur, opposée à ladite première face, et un moyen de butée (24) d'appui du moyen ressort adapté à régler la poussée axiale du moyen ressort sur la bague.
9 - Organe de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bague annulaire (22) est reçue dans une couronne (25) en périphérie du flasque (8'), la bague (22) et la couronne (25) comportant des moyens d'arrêt en rotation complémentaires tels que des dents (27) à la périphérie de la bague et des rainures (28) dans la couronne, les dents reçues dans les rainures permettant un débattement axial de la bague et une retenue de la bague en rotation dans la couronne.
10 - Organe de commande selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le disque frotteur est réalisé à partir d'une collerette rigide reliée à un manchon (26) de montage du disque arrêté en rotation sur l'axe et libre en translation sur l'axe.
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