WO2023285569A1 - Atterrisseur d'aeronef equipe d'un dispositif de freinage magnetique a courant de foucault - Google Patents

Atterrisseur d'aeronef equipe d'un dispositif de freinage magnetique a courant de foucault Download PDF

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WO2023285569A1
WO2023285569A1 PCT/EP2022/069685 EP2022069685W WO2023285569A1 WO 2023285569 A1 WO2023285569 A1 WO 2023285569A1 EP 2022069685 W EP2022069685 W EP 2022069685W WO 2023285569 A1 WO2023285569 A1 WO 2023285569A1
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Duy-Minh NGUYEN
Guillaume Durand
Graeme Klim
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Safran Landing Systems
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    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/20—Electric or magnetic using electromagnets

Definitions

  • the present invention relates to the field of braking vehicle wheels such as aircraft wheels.
  • An aircraft wheel generally comprises a rim connected by a web to a hub mounted to rotate on a wheel support shaft (axle or knuckle).
  • Friction braking devices comprising a stack of braking discs which is housed in a space extending between the rim and the hub and which comprises an alternation of rotor discs connected in rotation with the wheel and discs stators fixed in rotation relative to the wheel support.
  • the braking device also comprises hydraulic or electromechanical actuators mounted on an actuator carrier and arranged to apply a controlled braking force to the stack of discs so as to slow the rotation of the wheel.
  • eddy current magnetic braking devices used for braking vehicle wheels and more particularly aircraft wheels.
  • Document WO-A-2014/029962 describes such a device comprising a rotor which is provided with one or more magnets and which is mounted facing an electromagnetic stator.
  • Document US-A-20200300310 also describes an eddy current magnetic braking device. Furthermore, the magnetic braking torque by eddy current depends directly on the speed of the central element with respect to the external elements so that this torque is zero when the speed is zero. It is therefore necessary to provide additional braking means for low speeds and/or when the aircraft is stationary (parking brake). This supposes that the weight of the whole is increased.
  • the object of the invention is in particular to propose an eddy current magnetic braking device remedying at least in part the aforementioned drawbacks.
  • a landing gear comprising a leg having one end carrying a shaft on which is mounted the hub of a wheel provided with a positive eddy current magnetic braking device.
  • the device comprises two external elements framing a central element aligned on the same axis with the external elements and in rotation around said axis with respect to the external elements, the external elements having first faces opposite second opposite faces of the central element and each carrying a plurality of magnets able to emit via the first faces a magnetic flux generating in the central element, made of electrically conductive material, eddy currents when the elements are in relative motion.
  • the magnets being arranged in such a way as to generate a magnetic attraction between the external elements.
  • First friction braking surfaces are rotatably linked to the outer members and second friction braking surfaces are rotatably linked to the central member and the outer members are movable with respect to the axis between a position close to the central element in which the first braking surfaces are held applied against the second braking surfaces by the magnetic attraction and a spaced position from the central element in which the first braking surfaces swim away from the second braking surfaces.
  • This arrangement makes it possible to optimize braking by friction which is integrated into the magnetic brake and whose maintenance does not require a source of energy since it is the magnetic attraction of the magnets which will keep the braking surfaces in contact and in this way generate a tightening of the central element between the external elements.
  • the braking torque depends on the power of the magnets, but if the friction braking is used only as a parking brake and possibly to slow the wheel at low speed, the attraction by the magnets will be sufficient for the parking brake .
  • the invention also relates to a braked wheel equipped with such a device and a landing gear equipped with such a wheel.
  • Figure 1 is a partial schematic view of an aircraft equipped with landing gear according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a wheel according to the invention, the wheel being devoid of its tire;
  • Figure 3 is a partial schematic view of this wheel, in section along the plane III of Figure 2, showing a magnetic braking device according to a first embodiment, this braking device being equipped with an actuator according to a first embodiment;
  • Figure 4 is a partial schematic view of this wheel, in section along the plane IV of Figure 2;
  • Figure 5 is a partial schematic view of this wheel, in section along the plane V of Figure 2;
  • FIG. 6 is a perspective view of the driving crown and the pinions of the transmission assemblies according to a first variant of the first embodiment of the actuator;
  • Figure 7 is a view similar to that of Figure 4 of the wheel according to this variant embodiment.
  • Figure 8 is a view similar to that of Figure 5 of the wheel according to this variant embodiment;
  • Figure 9 is a partial front view of the wheel showing the gears of the transmission assemblies according to a second variant of the first embodiment of the actuator;
  • Figure 10 is a view similar to that of Figure 4 of the wheel, the magnetic braking device being equipped with an actuator according to a second embodiment;
  • FIG. 11 is a view similar to that of FIG. 5 of the wheel, showing the actuator according to the second embodiment;
  • FIG. 12 is a partial schematic view of a stator according to a first embodiment
  • FIG. 13 is a partial schematic view of a stator according to a second embodiment
  • FIG. 14 is a partial schematic view of a stator according to a third embodiment
  • FIG. 15 is a partial schematic view of a stator of the magnetic braking device according to the first embodiment
  • FIG. 16 is a view similar to that of FIG. 3, showing a magnetic braking device according to a second embodiment.
  • each landing gear 101 comprises a leg having one end provided two coaxial shafts 102 on each of which is mounted to pivot a wheel 103.
  • Each wheel 103 comprises in a manner known per se a hub 104 mounted to pivot on the shaft 102 and a rim 105 connected to the hub 104 by a web 106.
  • shafts 102 define a primary axis 107 of rotation of wheel 103.
  • Wheels 103 are each equipped with a magnetic braking device.
  • the magnetic braking device comprises mobile elements in rotation, or rotors 1, and fixed elements in rotation, or stators 2. More precisely here, the stators 2 and the rotors 1 are in the form of discs, coaxial with the wheel 103, therefore having central axes coinciding with the primary axis of rotation 107. The stators 2 and the rotors 1 are arranged in two triplets each forming a braking clearance I, II. Each braking set I, II comprises a rotor 1 disposed between two stators 2a, 2b each having a main face 2.1 extending opposite one of the main faces 1.1, 1.2 of the rotor 1. The faces 1.1, 1.2, 2.1 are parallel to each other.
  • each set I, II therefore comprises a rotor 1, a stator 2a and a stator 2b.
  • these characters a, b are used only when it is necessary to distinguish the stators 2 from one another.
  • the stators 2 are linked in rotation to the shaft 102 or to the leg of the undercarriage 101, here via a torsion tube 3 (or torque tube) secured to an actuator-carrying plate 7 rigidly fixed to the shaft 102, while the rotors 1 are connected in rotation to the wheel 103, here to the rim 105 of the wheel 103, in a manner known per se.
  • each rotor 1 turns on itself around its central axis with respect to the stators 2a, 2b which frame it: during this movement of the rotor 1 in a circumferential direction, the main faces 1.1, 1.2 remain opposite the main blade faces 2.1, parallel thereto and separated by an e trefer.
  • the stators 2a are located opposite the face
  • the torsion tube 3 is provided with ribs to form slideways allowing each of the stators 2 to smooth without rotation on the torsion tube 3 in such a way that each stator 2 is movable in an axial direction of the torsion tube 3 between a first position in which the rotor 1 and the stator 2 are close together and have their main faces 1.1, 1.2,
  • the braking device comprises an actuator, generally designated at 4, controllable by the pilot of the airplane in a manner known per se, to move the stators 2 between the two aforementioned positions.
  • the actuator 4 comprises a plurality of transmission assemblies generally designated at 4a to move the stators 2a and a plurality of transmission assemblies generally designated at 4b to move the stators 2b.
  • the transmission assemblies 4a are arranged alternately with respect to the transmission assemblies 4b.
  • Each transmission assembly 4a comprises an operating bar 5a mounted on the torsion tube 3 to extend parallel to the primary axis of rotation 107 and to slide without rotation along said axis.
  • the operating bar 5a is connected by a first mechanical connecting member 21a to a pinion 6a mounted in the actuator-carrying plate 7 by bearings to be fixed in translation and mobile in rotation around a secondary axis of rotation 6a' collinear to the longitudinal axis of the operating bar 5a.
  • the first mechanical connection member 21a comprises a thread made on the end of the operating bar 5a and a thread made in the pinion 6a and receiving the end of the operating bar 5a in such a way that a rotation of the pinion 6a causes a translation of the operating bar 5a in one direction or the other, depending on the direction of rotation of the pinion 6a.
  • the pinions 6a mesh with an internal toothing of a crown 8 which is centered on the primary axis of rotation 107 and which surrounds the pinions 6a.
  • the means for driving the drive pinion in rotation are not shown but can be of any type (gear, belt, chain, rack, etc.).
  • the operating bar 5a is connected by a second member mechanical connection 22a to each stator 2a.
  • Each second mechanical connecting member 22a comprises two glue lugs extending radially projecting from the operating bar 5a to accommodate between them a portion of the internal circumference of one of the stators 2a and form abutments for driving the stators 2a between their two axial positions.
  • Each transmission assembly 4b comprises an operating bar 5b mounted on the torsion tube 3 to extend parallel to the primary axis of rotation 107 and to slide without rotation along said axis.
  • the operating bar 5b is connected by a first mechanical connecting member 21b to a pinion 6b mounted in the actuator-carrying plate 7 by bearings to be fixed in translation and mobile in rotation around a secondary axis of rotation 6b' collinear to the longitudinal axis of the operating bar 5b.
  • the first mechanical connecting member comprises a thread made on the end of the operating bar 5b and a thread made in the pinion 6b and accommodating the end of the operating bar 5a in such a way that a rotation of the pinion 6b causes a translation of the operating bar in one direction or the other, depending on the direction of rotation of the pinion 6b.
  • Pinions 6b mesh with the internal toothing of crown 8.
  • the operating bar 5b is connected by a second mechanical connecting member to each stator 2b.
  • Each second mechanical connecting member comprises two collars 20b extending radially projecting from the operating bar 5b to accommodate between them a portion of the internal circumference of one of the stators 2b and to form abutments for driving the stators 2b between their two axial positions.
  • the helical connection formed between the pinions 6b and the operating bars 5b is in the opposite direction to the connection helical formed between the pinions 6a and the operating bars 5a. It is therefore understood that, when crown 8 rotates in one direction, it drives pinions 6a, 6b in the same direction; on the other hand, the operating bars 5a move in a direction opposite to the direction of movement of the operating bars 5b.
  • a rotation of the crown 8 in a first direction therefore causes a rimpedement of the stators 2a with the stators 2b (the air gap e with the rotors 1 decreases) while a rotation of the crown 8 in a second direction causes a distance of the stators 2a with the stators 2b respectively (the air gap e with the rotors 1 increases).
  • the rotors 3 are here made of steel or cast iron so that their faces 1.1, 1.2 can form braking surfaces as will be explained later. Any other electrically conductive material capable of performing this function can be used.
  • the rotors 3 may comprise a copper disc whose main faces are covered with a layer of steel or cast iron to form the braking surfaces, which makes it possible to have a good coefficient of friction with the lining while by increasing the calorific mass so as to have effective braking despite the increase in temperature occasioned by the friction of the lining on the braking surface.
  • each stator 2 of each triplet comprises a plurality of magnets capable of generating eddy currents in the rotor 1 when the stator 2 is in an intermediate position between the first and second positions and that the rotor 3 pivots opposite the stator 2.
  • the magnets here based on rare earths, are for example 16 in number and are preferably fixed on a support 200 made of magnetic steel, or even on a non-magnetic support.
  • the plurality of magnets includes first magnets 11, 13 having a first magnetization vector substantially perpendicular to the main face 2.1 and being separated in pairs by a second magnet 12, 14 having a second magnetization vector substantially perpendicular to the first magnetization vectors of the first two magnets 11, 13 between which is the second magnet
  • the magnetization vector indicates the direction of the magnetic field generated by a magnet and extends in the magnet from the South pole to the North pole. More specifically, the magnets 11, 12, 13, 14 have the shape of angular sectors and have a length L measured along a radial direction of the stator 2 and an average width 1 measured along a locally tangential direction of the discs (this is that is to say perpendicular to the direction of the length L) half of said length L.
  • the lengths L and widths 1 are measured in directions locally parallel to the facing surfaces (the main faces 1.1, 1.2, 2.1).
  • the magnets 11, 12, 13, 14 are arranged in a Halbach pattern, alternately in the circumferential direction of the stator 2 as follows: a magnet 11, a magnet 12, a magnet 13, a magnet 14, a magnet 11, a magnet 12, a magnet 13, a magnet 14 and so on...In this case: - each magnet 11 has its magnetization vector which comes out of the main face 2.1 (its North pole opens onto the main face 2.1 ),
  • each magnet 12 has its magnetization vector which extends from the neighboring magnet 11 to the neighboring magnet 13,
  • each magnet 13 has its magnetization vector which enters the main face 2.1 (its South pole opens on the main face 2.1),
  • each magnet 14 has its magnetization vector which extends from the neighboring magnet 11 to the magnet 13 neighbor.
  • each magnet 11 of one of the two stators 2 faces a magnet 13 of the other of the two stators 2, and vice versa, so that all the magnets 11 face magnets 13 and attract each other mutually. through the rotor 3, which improves performance.
  • the magnets 12, 14 arranged on each side of the same magnet 11 have their magnetization vector oriented in opposite directions.
  • each magnet 11 of one of the two stators 2 faces a magnet 13 of the other of the two stators 2, and vice versa, so that all the magnets 11 face magnets 13 and attract each other mutually. through the rotor 3, which improves performance.
  • the magnets 12, 14 arranged on each side of the same magnet 11 have their magnetization vector oriented in opposite directions.
  • each magnet 11 of one of the two stators 2 faces a magnet 13 of the other of the two stators 2, and vice versa, so that all the magnets 11 face magnets 13 and attract each other mutually. through the rotor 3, which improves performance.
  • the magnets 12, 14 arranged on each side of the same magnet 11
  • the lengths Lu, L12, L13, L14 of the magnets 11, 12, 13, 14 are identical to each other.
  • the lengths Lu, L 13 of the magnets 11, 13 are identical to each other and the lengths L 12 , L 14 of the magnets 12, 14 are identical to each other.
  • the lengths Lu, L 13 of the magnets 11, 13 are greater than the lengths L 12 , L 14 of the magnets 12, 14.
  • the magnets 12, 14 occupy parallel to the face main 2.1 a smaller surface than that of the magnets 11, 13.
  • the arrangement of the magnets 11, 12, 13, 14 makes it possible to optimize and concentrate the magnetic flux produced by the magnets 11, 13 by reducing the return path of the magnetic flux which passes through the magnets 12, 14 and not through their support whose mass can be reduced since it does not need to provide a magnetic flux conduction function.
  • the two embodiments above both allow an increase in the braking torque supplied while limiting the mass and the size of the device.
  • the first embodiment of the stator allows a higher magnetic braking torque than the second embodiment but on the other hand has a greater weight.
  • the magnets 11, 12, 13, 14 have their surface, opposite the support 200, covered with an intermediate layer 201 itself covered with a friction lining 202 having, at opposite the intermediate layer 201, a surface forming the face 2.1 of the stator 2.
  • the intermediate layer 201 interposed between the magnets 11, 12, 13, 14 and said friction lining 202, is made of non-magnetic steel and has a sufficient thickness to allow it to form a heat shield between the friction lining 202 and the magnets. 11, 12, 13, 14.
  • the magnets will obviously be chosen to have a limited loss of magnetization at the operating temperatures of the magnetic braking device: in all cases, the Curie temperature of the magnets used must be much higher than the operating temperatures of the braking device. magnetic braking regardless of the braking mode used.
  • the intermediate layer 201 also ensures protection of the magnets against shocks and promotes the retaining the magnets on the support 200.
  • the intermediate layer 201 can be screwed, riveted, or welded onto the support 200 in such a way that the magnets are preferably trapped between the intermediate layer 201 and the support 200.
  • the friction linings 202 are made of non-magnetic material (so as not to create a magnetic short-circuit) and preferably electrically insulating (to limit losses during magnetic braking).
  • the friction lining 202 is for example fixed to the intermediate layer 201 by hot gluing or riveting. Such friction linings are known themselves.
  • Each rotor 1 has a thickness such that a skin effect (otherwise called skin effect or Kelvin effect) is generated from each face 1.1 of the rotor 1 over more than half the thickness of the rotor 1 at least over a range of speeds possible relative rotor 1 with respect to the stators 2.
  • the eddy currents generated from the two faces 1.1 will then circulate in the central part of each rotor 1, which will increase the braking torque.
  • a “superposition of the skin effects” is thus obtained, the thickness of the rotor 1 being sufficiently small to obtain this effect while satisfying the thermal and mechanical stresses. In one example, this effect gives about 60% more performance.
  • the control actuator is controlled to bring the stators 2 into an intermediate position between the first position and the second position, intermediate position in which the stators are sufficiently close to the rotors, without touching them, so that the magnets generate sufficient eddy currents in the rotors to cause the desired braking of the rotors, and - to interrupt the magnetic braking, the control actuator is controlled to bring the stators 2 into the second position, a position in which the sta tors are far enough from the rotors so that the magnets do not generate sufficient eddy currents in the rotors to cause significant braking of the rotors.
  • the braking device according to the invention can be used to perform braking by friction.
  • the control actuator is controlled to bring the stators 2 into the first position (closed position), position in which the braking surfaces 2.1 are in contact with the braking surfaces 1.1, 1.2 and are maintained in this position by the magnets 11, 12, 13, 14 even in the absence of power to the actuator, and
  • the control actuator is driven to bring the stators 2 to the second position, position in which the braking surfaces 1.1, 1.2, 2.1 are no longer in contact with each other.
  • the device comprises first axial stops connected in rotation and translation to the stators 2 and second axial stops connected in rotation and in translation to the rotor 1 to prevent contact of the faces 2.1 of the stators 2 with the faces
  • the axial stops here comprise two pairs of crowns
  • 211.1 has a planar annular face 211.1' extending perpendicular to the pivot axis and in front of the face
  • the crown 211.2 has a planar annular face 211.2' extending perpendicularly to the pivot axis and in front of the face 1.2 of the rotor 1 with which it is secured .
  • the flat annular faces 211.1', 211.2' form braking surfaces.
  • Each stator 2 also comprises a crown 212 extending from an outer periphery of the support 200 surrounding the magnets 11, 12, 13, 14.
  • Each crown 212 has a flat annular end face which extends perpendicularly to the axis of pivoting and is covered by a friction lining 213 whose free surface forms a braking surface 213'.
  • the device of the invention can implement an actuator according to a second embodiment represented in FIGS. 10 and 11.
  • the actuator 4 comprises as previously a plurality of transmission assemblies generally designated as 4a for moving the stators 2a and a plurality of transmission assemblies generally designated as 4b for moving the stators 2b.
  • the transmission assemblies 4a are arranged alternately with respect to the transmission assemblies 4b.
  • Each transmission assembly 4a comprises an operating bar 5a mounted on the torsion tube 3 to extend parallel to the primary axis of rotation 107 and pivot without sliding along said axis.
  • the operating bar 5a is connected by a first mechanical connecting member 21a' to a pinion 6a mounted in the actuator-carrying plate 7 by bearings to be fixed in translation and mobile in rotation around a secondary axis of rotation 6a' collinear with the longitudinal axis of the operating bar 5a.
  • the first mechanical link member 21a' ensures a recessed link of the end of the operating bar 5a in the pinion 6a.
  • the first mechanical link member 21a' can be a weld, glue, interlocking, press fit, bolt, pin...
  • the operating bar 5a, the first mechanical link member 21a' and the pinion 6a are in one piece.
  • a rotation of the pinion 6a causes a rotation of the operating bar 5a in one direction or the other, depending on the direction of rotation of the pinion 6a.
  • the pinions 6a mesh with an internal toothing of a crown which is centered on the primary axis of rotation 107 and which surrounds the pinions 6a.
  • This crown is identical to crown 8 and is mounted and driven in rotation like the latter.
  • the operating bar 5a is connected by a second mechanical connection member 22a' to each stator 2a.
  • Each second mechanical connecting member 22a' comprises a thread extending around operating bar 5a and cooperating with a thread formed in the internal circumference of stator 2a.
  • the two second mechanical connection members 22a' ensure a helical connection between the operating bar 5a and the stators 2a.
  • Each transmission assembly 4b comprises an operating bar 5b mounted on the torsion tube 3 to extend parallel to the primary axis of rotation 107 and pivot without sliding along said axis.
  • the operating bar 5b is connected by a first mechanical connecting member 21b' to a pinion 6b mounted in the actuator-carrying plate 7 by bearings to be fixed in translation and mobile in rotation around a secondary axis of rotation 6b' collinear with the longitudinal axis of the operating bar 5b.
  • the first mechanical connecting member 21b' provides a recessed connection of the end of the operating bar 5b in the pinion 6b.
  • the first mechanical connecting member can be a weld, glue, interlocking, a tight fit, a bolt, a pin...
  • the operating bar 5b is in one piece with the pinion 6b.
  • a rotation of the pinion 6b causes a rotation of the operating bar 5b in one direction or the other, depending on the direction of rotation of the pinion 6b.
  • the pinions 6b mesh with an internal toothing of the aforementioned crown which surrounds the pinions 6a.
  • the operating bar 5b is connected by a second mechanical connecting member 22b' to each stator 2b.
  • Each second mechanical connecting member 22b' comprises a thread extending around the operating bar 5b and cooperating with a thread formed in the inner circumference of the stator 2b.
  • the two second mechanical link members 22b' provide a helical connection between the control rod 5a and the stators 2b.
  • the helical connections formed between the stators 2b and each operating bar 5b are in the opposite direction to the helical connection formed between the stators 2a and each operating bar 5a. It is therefore understood that when the crown rotates in one direction, it drives the pinions 6a, 6b and the operating bars 5a, 5b in the same direction; on the other hand, the stators 2a move in a direction opposite to the direction of movement of the stators 2b.
  • a rotation of the crown in a first direction therefore causes a rimpedement of the stators 2a with the stators 2b respectively (the air gap with the rotors 1 decreases) while a rotation of the crown in a second direction causes a distance of the stators 2a d 'with the stators 2b respectively (the air gap with the rotors 1 increases).
  • the device may have a structure different from that described.
  • the magnets can be carried by the rotor instead of the stator, two rotors flanking a stator.
  • the shape, arrangement and dimensions of the magnets may vary from those described.
  • the magnets 11, 12, 13, 14 all have the same dimensions.
  • the first magnets 11, 13 will represent approximately 70% of the surface of the element that carries them, but this is not compulsory.
  • the first magnets 11, 13 having a first magnetization vector substantially perpendicular to the facing surfaces 1.1, 1.2, 2.1 and each of the second magnets 12, 14 having a second magnetization vector substantially perpendicular to the first magnetization vectors of the first two magnets between which it is located; and the magnets 11, 12, 13, 14 have widths such that the first magnets 11, 13 are spaced apart in pairs by a first distance less than a second distance separating the second magnets 12, 14 in pairs.
  • Halbach pattern is not mandatory.
  • the number of rotors and/or the number of stators may be different from those mentioned.
  • each of the stators can be mounted on a sliding slide (without rotation) on the torque tube to be movable in an axial direction of the torque tube between a first position in which the rotor and the stator are in contact with one of the other and a second position in which the rotor 3 and the stator 2 are separated from each other.
  • At least one electromechanical actuator controllable by the pilot of the aircraft in a manner known per se, moves the slide between the two aforementioned positions. It is understood that to cause friction braking, the electromechanical control actuators are driven to bring the stators into the first position and that, to interrupt friction braking, the electromechanical control actuators are driven to bring the stators into the second position. - position.
  • the actuator according to the first embodiment can be modified.
  • the pinions 6a are connected to the operating bars 5a by a helical connection in the same direction as that connecting the sprockets 6b to the operating bars 5b.
  • the pinions 6a mesh with the internal teeth of a crown 8a dragged in rotation by a pinion 9a while the pinions 6b mesh with the internal teeth of a crown 8b driven in rotation by a pinion 9b.
  • Crown 8b is superimposed on crown 8a, which is the crown closest to braking clearances A, B. Pinions 8a are therefore closer to stators 2al than pinions 8b.
  • the motor pinions 9a, 9b drive the crowns 8a, 8b in opposite first directions to respectively bring each stator 2a closer to the rotor 1 and each stator 2b to the rotor 1 and in second opposite directions to separate respectively each stator 2a of rotor 1 and each stator 2b of rotor 1.
  • crown 8 is eliminated.
  • the adjacent sprockets 6a, 6b mesh with each other two by two.
  • a motor pinion 9 meshes with one of the pinions 6b so that the movement which the motor pinion 9 communicates to said one of the pinions 6b is communicated step by step to the other pinions 6a, 6b.
  • the actuator according to the second embodiment can also be modified. It is possible to have helical connections in opposite directions on the same operating bar, for example by attaching externally threaded bushings to the operating bar. The same bar maneuver can then move the two stators by the same clearance.
  • the magnetic braking device according to the invention can be associated with a conventional friction braking device which comprises friction members, for example a stack of carbon discs, and a plurality of electromechanical actuators carried by a actuator holders.
  • Each electromechanical actuator comprises an electric motor and a pusher adapted to be moved by the electric motor to press the stack of discs.
  • the electromechanical actuator is thus intended to produce a controlled braking force on the stack of discs.
  • a control mode for braking devices is for example known from document FR-A-2953196.
  • the axial stops may have a structure different from that described.
  • the axial stops linked in rotation and axial translation to the rotor can for example be separated from the rotors and fixed directly to the rim.

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Abstract

Dispositif de freinage magnétique à courant de Foucault, comprenant deux éléments externes (2) encadrant un élément central (3) aligné sur un même axe avec les éléments externes et en rotation autour dudit axe par rapport aux éléments externes (2), les éléments externes (2) portant chacun une pluralité d'aimants (11, 12, 13, 14) apte à émettre un flux magnétique engendrant dans l'élément central (3) des courants de Foucault lorsque les éléments (2, 3) sont en mouvement relatif. Les aimants sont disposés de manière à engendrer une attraction magnétique entre les éléments externes. Des surfaces de freinage par friction sont liées en rotation respectivement aux éléments externes et à l'élément central. Les éléments externes sont déplaçables par rapport à l'axe entre une position rapprochée de l'élément central dans laquelle les premières surfaces de freinage sont maintenues appliquées contre les deuxièmes surfaces de freinage par l'attraction magnétique et une position écartée de l'élément central dans laquelle les premières surfaces de freinage sont écartées des deuxièmes surfaces de freinage. Roue d'aéronef et atterrisseur comportant un tel dispositif.

Description

ATTERRISSEUR D'AERONEF EQUIPE D'UN DISPOSITIF DE FREINAGE MAGNETIQUE A COURANT DE FOUCAULT
La présente invention concerne le domaine du freinage des roues de véhicule telles que les roues d'aéronef.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Une roue d'aéronef comprend généralement une jante reliée par un voile à un moyeu monté pour tourner sur un arbre (essieu ou fusée) support de roue.
Il est connu des dispositifs de freinage par friction com prenant une pile de disques de freinage qui est logée dans un espace s'étendant entre la jante et le moyeu et qui comprend une alternance de disques rotoriques liés en ro tation avec la roue et de disques statoriques fixes en rotation par rapport au support de roue. Le dispositif de freinage comprend également des actionneurs hydrauliques ou électromécaniques montés sur un porte-actionneurs et agencés pour appliquer un effort de freinage commandé sur la pile de disques de manière à freiner la rotation de la roue.
Il a été proposé, notamment dans le document FR-A-2953196, d'équiper de telles roues freinées d'un frein auxiliaire électromagnétique assurant une dissipation d'énergie par d'autres moyens que la friction mécanique.
Sont en outre connus des dispositifs de freinage magnétique à courant de Foucault (dénommé « Eddy curent » en anglais) utilisés pour le freinage de roues de véhicules et plus particulièrement de roues d'aéronef. Le document W0-A- 2014/029962 décrit un tel dispositif comprenant un rotor qui est pourvu d'un ou plusieurs aimants et qui est monté en regard d'un stator électromagnétique.
Le document US-A-20200300310 décrit lui aussi un dispositif de freinage magnétique à courant de Foucault. En outre, le couple de freinage magnétique par courant de Foucault dépend directement de la vitesse de l'élément central par rapport aux éléments externes de sorte ce couple est nul lorsque la vitesse est nulle. Il est donc nécessaire de prévoir un moyen de freinage supplémentaire pour les basses vitesses et/ou lorsque l'aéronef stationne (frein de parking). Ceci suppose qu'on augmente le poids de l'ensemble.
OBJET DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de freinage magnétique à courant de Foucault remédiant au moins en partie aux inconvénients précités.
RESUME DE L'INVENTION
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un atterrisseur comprenant une jambe ayant une extrémité portant un arbre sur lequel est monté le moyeu d'une roue pourvue d'un dis positif de freinage magnétique à courant de Foucault. Le dispositif comprend deux éléments externes encadrant un élément central aligné sur un même axe avec les éléments externes et en rotation autour dudit axe par rapport aux éléments externes, les éléments externes ayant des pre mières faces en regard de deuxièmes faces opposées de l'élément central et portant chacun une pluralité d'aimants apte à émettre via les premières faces un flux magnétique engendrant dans l'élément central, réalisé en matériau électriquement conducteur, des courants de Foucault lors que les éléments sont en mouvement relatif. Les aimants étant disposés de telle manière à engendrer une attraction magnétique entre les éléments externes. Des premières sur- faces de freinage par friction sont liées en rotation aux éléments externes et des deuxièmes surfaces de freinage par friction sont liées en rotation à l'élément central et les éléments externes sont déplaçables par rapport à l'axe entre une position rapprochée de l'élément central dans laquelle les premières surfaces de freinage sont maintenues appliquées contre les deuxièmes surfaces de freinage par l'attraction magnétique et une position écartée de l'élé ment central dans laquelle les premières surfaces de frei nage sont écartées des deuxièmes surfaces de freinage. Cet agencement permet d'optimiser un freinage par friction qui est intégré dans le frein magnétique et dont le main tien ne nécessite pas de source d'énergie puisque c'est l'attraction magnétique des aimants qui va maintenir en contact les surfaces de freinage et engendrer de la sorte un serrage de l'élément central entre les éléments ex ternes. Evidemment, le couple de freinage dépend de la puissance des aimants, mais si le freinage par friction est utilisé uniquement comme frein de parking et éventuel lement pour ralentir la roue à faible vitesse, l'attraction par les aimants sera suffisante pour le frein de parking.
L'invention concerne également une roue freinée équipée d'un tel dispositif et un atterrisseur équipé d'une telle roue.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers et non limitatifs de l'inven tion.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi les- quels :
[Fig. 1] la figure 1 est une vue schématique partielle d'un aéronef équipé d'atterrisseurs selon l'invention ;
[Fig. 2] la figure 2 est une vue en perspective d'une roue selon l'invention, la roue étant dépourvue de son pneuma- tique ;
[Fig. 3] la figure 3 est une vue schématique partielle de cette roue, en coupe selon le plan III de la figure 2, montrant un dispositif de freinage magnétique selon un premier mode de réalisation, ce dispositif de freinage étant équipé d'un actionneur selon un premier mode de ré alisation ;
[Fig. 4] la figure 4 est une vue schématique partielle de cette roue, en coupe selon le plan IV de la figure 2 ; [Fig. 5] la figure 5 est une vue schématique partielle de cette roue, en coupe selon le plan V de la figure 2 ;
[Fig. 6] la figure 6 est une vue en perspective de la couronne motrice et des pignons des ensembles de transmis sion selon une première variante du premier mode de réali- sation de l'actionneur ;
[Fig. 7] la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 4 de la roue selon cette variante de réalisation ;
[Fig. 8] la figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 5 de la roue selon cette variante de réalisation ; [Fig. 9] la figure 9 est une vue partielle de face de la roue montrant les pignons des ensembles de transmission selon une deuxième variante du premier mode de réalisation de l'actionneur ;
[Fig. 10] la figure 10 est une vue analogue à celle de la figure 4 de la roue, le dispositif de freinage magnétique étant équipé d'un actionneur selon un deuxième mode de réalisation ;
[Fig. 11] la figure 11 est une vue analogue à celle de la figure 5 de la roue, montrant l'actionneur selon le deu- xième mode de réalisation ;
[Fig. 12] la figure 12 est une vue schématique partielle d'un stator selon un premier mode de réalisation ;
[Fig. 13] la figure 13 est une vue schématique partielle d'un stator selon un deuxième mode de réalisation ; [Fig. 14] la figure 14 est une vue schématique partielle d'un stator selon un troisième mode de réalisation ;
[Fig. 15] la figure 15 est une vue schématique partielle d'un stator du dispositif de freinage magnétique selon le premier mode de réalisation ; [Fig. 16] la figure 16 est une vue analogue à celle de la figure 3, montrant un dispositif de freinage magnétique selon un deuxième mode de réalisation.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 à 5, le premier mode de réali sation de l'invention est décrit en application à un aéro nef 100 comportant des atterrisseurs 101. Chaque atterris- seur 101 comporte une jambe ayant une extrémité pourvue de deux arbres 102 coaxiaux sur chacun desquels est montée pour pivoter une roue 103. 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. Les arbres 102 définissent un axe primaire 107 de rotation de la roue 103. Les roues 103 sont équipées chacune d'un dispositif de freinage magnétique.
Le dispositif de freinage magnétique comprend des éléments mobiles en rotation, ou rotors 1, et des éléments fixes en rotation, ou stators 2. Plus précisément ici, les stators 2 et les rotors 1 sont en forme de disques, coaxiaux à la roue 103, ayant donc des axes centraux confondus avec l'axe primaire de rotation 107. Les stators 2 et les rotors 1 sont agencés en deux triplets formant chacun un jeu de freinage I, II. Chaque jeu de freinage I, II comprend un rotor 1 disposé entre deux stators 2a, 2b ayant chacun une face principale 2.1 s'étendant en regard d'une des faces principale 1.1, 1.2 du rotor 1. Les faces 1.1, 1.2, 2.1 sont parallèles les unes aux autres. Sur les figures, on a ajouté les carac- tères a, b pour distinguer le stator se trouvant en regard de la face 1.1 et le stator se trouvant en regard de la face 1.2. Chaque jeu I, II comprend donc un rotor 1, un stator 2a et un stator 2b. Dans la description, on emploie ces caractères a, b uniquement quand il est nécessaire de distinguer les stators 2 entre eux. Les stators 2 sont liés en rotation à l'arbre 102 ou à la jambe de l'atterrisseur 101, ici par l'intermédiaire d'un tube de torsion 3 (ou tube de couple) solidaire d'une pla tine porte-actionneur 7 fixée rigidement à l'arbre 102, tandis que les rotors 1 sont liés en rotation à la roue 103, ici à la jante 105 de la roue 103, de manière connue en elle-même. Ainsi, dans chaque jeu I, II, chaque rotor 1 tourne sur lui-même autour de son axe central par rapport aux stators 2a, 2b qui l'encadrent : pendant ce déplacement du rotor 1 selon une direction circonférentielle, les faces principales 1.1, 1.2 restent en regard des faces princi pales 2.1, parallèles à celles-ci et séparées par un en trefer e. Les stators 2a sont situés en regard de la face
1.1 du rotor 1 orientée vers la platine porte-actionneur 7 ; les stators 2b sont situés en regard de la face 1.2 du rotor 1 orientée à l'opposé vers le voile de la roue 103. Le tube de torsion 3 est pourvu de nervures pour former des glissières permettant à chacun des stators 2 de cou lisser sans rotation sur le tube de torsion 3 de telle manière que chaque stator 2 soit mobile selon une direction axiale du tube de torsion 3 entre une première position dans laquelle le rotor 1 et le stator 2 sont rapprochés l'un de l'autre et ont leurs faces principales 1.1, 1.2,
2.1 en contact (entrefer nul) et une deuxième position dans laquelle le rotor 1 et le stator 2 sont écartés l'un de l'autre et ont leurs faces principales 1.1, 1.2, 2.1 sépa rées par une valeur d'entrefer prédéterminée (entrefer non nul).
Le dispositif de freinage comprend un actionneur, généra- lement désigné en 4, commandable par le pilote de l'avion de manière connue en elle-même, pour déplacer les stators 2 entre les deux positions précitées.
L'actionneur 4 selon le premier mode de réalisation com prend une pluralité d'ensembles de transmission générale ment désignés en 4a pour déplacer les stators 2a et une pluralité d'ensembles de transmission généralement dési gnés en 4b pour déplacer les stators 2b. Les ensembles de transmission 4a sont disposés en alternance par rapport aux ensembles de transmission 4b. Chaque ensemble de transmission 4a comprend une barre de manœuvre 5a montée sur le tube de torsion 3 pour s'étendre parallèlement à l'axe primaire de rotation 107 et coulisser sans rotation selon ledit axe.
La barre de manœuvre 5a est reliée par un premier organe de liaison mécanique 21a à un pignon 6a monté dans la platine porte-actionneur 7 par des roulements pour être fixe en translation et mobile en rotation autour d'un axe secondaire de rotation 6a' colinéaire à l'axe longitudinal de la barre de manœuvre 5a. Le premier organe de liaison mécanique 21a comprend un filet réalisé sur l'extrémité de la barre de manœuvre 5a et un taraudage réalisé dans le pignon 6a et accueillant l'extrémité de la barre de ma nœuvre 5a de telle manière qu'une rotation du pignon 6a provoque une translation de la barre de manœuvre 5a dans un sens ou dans l'autre, selon le sens de rotation du pignon 6a. Les pignons 6a engrènent avec une denture in terne d'une couronne 8 qui est centrée sur l'axe primaire de rotation 107 et qui entoure les pignons 6a. La couronne
8 est maintenue dans sa position centrée par des galets montés pour pivoter sur la platine porte-actionneur 7 au tour d'axes parallèles à l'axe primaire de rotation 107 et en contact avec un pourtour externe de la couronne 8. La couronne 8 est entraînée en rotation par un pignon meneur
9 monté pour pivoter sur la platine porte-actionneur 7 autour d'un axe parallèle à l'axe primaire de rotation 107. Les moyens d'entraînement en rotation du pignon meneur ne sont pas représentés mais peuvent être de tout type (à engrenage, courroie, chaîne, crémaillère...).
La barre de manœuvre 5a est reliée par un deuxième organe de liaison mécanique 22a à chaque stator 2a. Chaque deu xième organe de liaison mécanique 22a comprend deux colle rettes s'étendant radialement en saillie de la barre de manœuvre 5a pour accueillir entre elles une portion de la circonférence interne d'un des stators 2a et former des butées d'entraînement des stators 2a entre leurs deux po sitions axiales.
Chaque ensemble de transmission 4b comprend une barre de manœuvre 5b montée sur le tube de torsion 3 pour s'étendre parallèlement à l'axe primaire de rotation 107 et coulisser sans rotation selon ledit axe.
La barre de manœuvre 5b est reliée par un premier organe de liaison mécanique 21b à un pignon 6b monté dans la platine porte-actionneur 7 par des roulements pour être fixe en translation et mobile en rotation autour d'un axe secondaire de rotation 6b' colinéaire à l'axe longitudinal de la barre de manœuvre 5b. Le premier organe de liaison mécanique comprend un filet réalisé sur l'extrémité de la barre de manœuvre 5b et un taraudage réalisé dans le pignon 6b et accueillant l'extrémité de la barre de manœuvre 5a de telle manière qu'une rotation du pignon 6b provoque une translation de la barre de manœuvre dans un sens ou dans l'autre, selon le sens de rotation du pignon 6b. Les pi gnons 6b engrènent avec la denture interne de la couronne 8.
La barre de manœuvre 5b est reliée par un deuxième organe de liaison mécanique à chaque stator 2b. Chaque deuxième organe de liaison mécanique comprend deux collerettes 20b s'étendant radialement en saillie de la barre de manœuvre 5b pour accueillir entre elles une portion de la circonfé rence interne d'un des stators 2b et former des butées d'entraînement des stators 2b entre leurs deux positions axiales.
La liaison hélicoïdale formée entre les pignons 6b et les barres de manœuvre 5b est de sens opposé à la liaison hélicoïdale formée entre les pignons 6a et les barres de manœuvre 5a. On comprend donc que, quand la couronne 8 tourne dans un sens, elle entraîne les pignons 6a, 6b dans le même sens ; en revanche, les barres de manœuvre 5a se déplacent dans un sens opposé au sens de déplacement des barres de manœuvre 5b. Une rotation de la couronne 8 dans un premier sens provoque donc un rapprochement des stators 2a avec les stators 2b (l'entrefer e avec les rotors 1 diminue) tandis qu'une rotation de la couronne 8 dans un deuxième sens provoque un éloignement des stators 2a d'avec les stators 2b respectivement (l'entrefer e avec les rotors 1 augmente).
Les rotors 3 sont ici en acier ou en fonte de telle manière que leurs faces 1.1, 1.2 puissent former des surfaces de freinage ainsi que cela sera expliqué plus loin. Tout autre matériau électriquement conducteur apte à réaliser cette fonction est utilisable. Par exemple, les rotors 3 peuvent comprend un disque en cuivre dont les faces principales sont recouvertes d'une couche d'acier ou de fonte pour former les surfaces de freinage, ce qui permet d'avoir un bon coefficient de friction avec la garniture tout en aug mentant la masse calorifique de manière à avoir un freinage performant malgré l'augmentation de température occasion née par le frottement de la garniture sur la surface de freinage.
En référence aux figures 12, 13 et 14 également, chaque stator 2 de chaque triplet comporte une pluralité d'aimants aptes à engendrer des courants de Foucault dans le rotor 1 lorsque le stator 2 est dans une position intermédiaire entre les première et deuxième positions et que le rotor 3 pivote en face du stator 2. Les aimants, ici à base de terres rares, sont par exemple au nombre de 16 et sont de préférence fixés sur un support 200 en acier magnétique, voire sur un support non magnétique.
La pluralité d'aimants comprend des premiers aimants il, 13 ayant un premier vecteur de magnétisation sensiblement perpendiculaire à la face principale 2.1 et étant séparés deux à deux par un deuxième aimant 12, 14 ayant un deuxième vecteur de magnétisation sensiblement perpendiculaire aux premiers vecteurs de magnétisation des deux premiers ai mants 11, 13 entre lesquels se trouve le deuxième aimant
12, 14. On rappelle que le vecteur de magnétisation indique la direction du champ magnétique engendré par un aimant et s'étend dans l'aimant du pôle Sud au pôle Nord. Plus pré- cisément, les aimants 11, 12, 13, 14 ont des formes de secteurs angulaires et ont une longueur L mesurée selon une direction radiale du stator 2 et une largeur moyenne 1 mesurée selon une direction localement tangentielle des disques (c'est-à-dire perpendiculairement à la direction de la longueur L) à moitié de ladite longueur L. Les lon gueurs L et largeurs 1 sont mesurées selon des directions localement parallèles aux surfaces en regard (les faces principales 1.1, 1.2, 2.1).
Les aimants 11, 12, 13, 14 sont disposés selon un motif de Halbach, en alternance selon la direction circonféren tielle du stator 2 comme suit : un aimant 11, un aimant 12, un aimant 13, un aimant 14, un aimant 11, un aimant 12, un aimant 13, un aimant 14 et ainsi de suite...En l'oc currence : - chaque aimant 11 a son vecteur de magnétisation qui sort de la face principale 2.1 (son pôle Nord débouche sur la face principale 2.1),
- chaque aimant 12 a son vecteur de magnétisation qui s'étend depuis l'aimant 11 voisin vers l'aimant 13 voisin,
- chaque aimant 13 a son vecteur de magnétisation qui rentre dans la face principale 2.1 (son pôle Sud dé bouche sur la face principale 2.1),
- chaque aimant 14 a son vecteur de magnétisation qui s'étend depuis l'aimant 11 voisin vers l'aimant 13 voisin.
On comprend que les aimants 12, 14 disposés de chaque côté d'un même aimant 11 ont leur vecteur de magnétisation orientés dans des sens opposés. Dans chaque triplet, chaque aimant 11 d'un des deux stators 2 fait face à un aimant 13 de l'autre des deux stators 2, et inversement, de sorte que tous les aimants 11 font face à des aimants 13 et s'attirent mutuellement au travers du rotor 3, ce qui améliore les performances. Selon une version avantageuse de l'invention, les aimants
11, 12, 13, 14 ont des largeurs lu, I12, I13, I14 telles que les premiers aimants 11, 13 sont espacés deux à deux d'une première distance (égale à la largeur I12, I14) inférieure à une deuxième distance (égale à la largeur lu, I13) sépa- rant deux à deux les deuxièmes aimants 12, 14. Les meil leurs résultats sont obtenus lorsque la largeur I12, I14 des deuxièmes aimants 12, 14 est 70% environ celles - lu, I13
- des premiers aimants 11, 13.
En référence à la figure 12, les longueurs Lu, L12, L13, L14 des aimants 11, 12, 13, 14 sont identiques les unes aux autres.
En référence à la figure 13, les longueurs Lu, L13 des aimants 11, 13 sont identiques les unes aux autres et les longueurs L12, L14 des aimants 12, 14 sont identiques les unes aux autres. Les longueurs Lu, L13 des aimants 11, 13 sont supérieures aux longueurs L12, L14 des aimants 12, 14. De préférence, la longueur L12, L14 des deuxièmes aimants
12, 14 est 70% environ celles - Lu, L13 - des premiers aimants 11, 13. Dans l'agencement représenté sur la figure 13, les aimants 12, 14 sont positionnés symétriquement sur un cercle pas sant par le centre géométrique des pôles Nord des aimants 11 et Sud des aimants 13.
On comprend que, dans les deux modes de réalisation du stator, les aimants 12, 14 occupent parallèlement à la face principale 2.1 une surface moindre que celle des aimants 11, 13.
L'agencement des aimants 11, 12, 13, 14 permet d'optimiser et de concentrer le flux magnétique produit par les aimants 11, 13 en réduisant le chemin de retour du flux magnétique qui passe par les aimants 12, 14 et non par leur support dont la masse peut être réduite puisqu'il n'a pas besoin d'assurer une fonction de conduction du flux magnétique. Les deux modes de réalisation ci-dessus permettent tous les deux une augmentation du couple de freinage fourni tout en limitant la masse et l'encombrement du dispositif. Le premier mode de réalisation du stator permet un couple de freinage magnétique plus élevé que le deuxième mode de réalisation mais présente en revanche un poids plus impor- tant.
Quel que soit le mode de réalisation du stator, les aimants 11, 12, 13, 14 ont leur surface, opposée au support 200, recouverte d'une couche intermédiaire 201 elle-même recou verte d'une garniture de friction 202 ayant, à l'opposé de la couche intermédiaire 201, une surface formant la face 2.1 du stator 2.
La couche intermédiaire 201, intercalée entre les aimants 11, 12, 13, 14 et ladite garniture de friction 202, est en acier non magnétique et a une épaisseur suffisante pour lui permettre de constituer un écran thermique entre la garniture de friction 202 et les aimants 11, 12, 13, 14.
Les aimants seront bien évidemment choisis pour avoir une perte limitée d'aimantation aux températures d'utilisation du dispositif de freinage magnétique : dans tous les cas, la température de Curie des aimants utilisés devra être très supérieure aux températures d'utilisation du disposi tif de freinage magnétique quel que soit le mode de frei nage utilisé. La couche intermédiaire 201 assure également une protection des aimants contre les chocs et favorise le maintien des aimants sur le support 200. La couche inter médiaire 201 peut être vissée, rivetée, ou soudée sur le support 200 de telle manière que les aimants sont de pré férence emprisonnés entre la couche intermédiaire 201 et le support 200.
Les garnitures de friction 202 sont en matériau amagnétique (pour ne pas créer de court-circuit magnétique) et de pré férence électriquement isolant (pour limiter les pertes pendant le freinage magnétique). La garniture de friction 202 est par exemple fixée sur la couche intermédiaire 201 par collage à chaud ou rivetage. De telles garnitures de friction sont connues elles-mêmes.
Chaque rotor 1 a une épaisseur telle qu'un effet de peau (autrement appelé effet pelliculaire ou effet Kelvin) soit engendré depuis chaque face 1.1 du rotor 1 sur plus de la moitié de l'épaisseur du rotor 1 au moins sur une plage de vitesses relatives possibles du rotor 1 par rapport aux stators 2. Les courants de Foucault engendrés depuis les deux faces 1.1 vont alors circuler dans la partie centrale de chaque rotor 1, ce qui va augmenter le couple de frei nage. On obtient ainsi une « superposition des effets de peau », l'épaisseur du rotor 1 étant suffisamment faible pour obtenir cet effet tout en satisfaisant les contraintes thermiques et mécaniques. Dans un exemple, cet effet donne environ 60% de performance en plus.
On comprend que :
- pour provoquer le freinage magnétique, l'actionneur de commande est piloté pour amener les stators 2 dans une position intermédiaire entre la première position et la deuxième position, position intermédiaire dans laquelle les stators sont suffisamment proches des rotors, sans les toucher, pour que les aimants engen drent dans les rotors des courants de Foucault suffi sants pour provoquer le freinage recherchée des ro tors, et - pour interrompre le freinage magnétique, l'actionneur de commande est piloté pour amener les stators 2 dans la deuxième position, position dans laquelle les sta tors sont suffisamment éloignés des rotors pour que les aimants n'engendrent dans les rotors des courants de Foucault suffisants pour provoquer un freinage si gnificatif des rotors.
On notera qu'en dessous d'une certaine vitesse de rotation des rotors 1, le couple de freinage est négligeable quelle que soit la position des stators. Il faudra alors éven tuellement envisager un frein additionnel.
A ces faibles vitesses, ou lorsque l'aéronef est à l'arrêt, on peut utiliser le dispositif de freinage selon l'inven tion pour réaliser un freinage par friction. On comprend que :
- pour provoquer le freinage par friction, l'actionneur de commande est piloté pour amener les stators 2 dans la première position (position rapprochée), position dans laquelle les surfaces de freinage 2.1 sont en contact avec les surfaces de freinage 1.1, 1.2 et sont maintenues dans cette position par les aimants 11, 12, 13, 14 même en l'absence d'alimentation de l'ac tionneur, et
- pour interrompre le freinage par friction, l'action- neur de commande est piloté pour amener les stators 2 vers la deuxième position, position dans laquelle les surfaces de freinage 1.1, 1.2, 2.1 ne sont plus en contact entre elles.
Pour s'assurer que les surfaces de freinage 2.1 sont bien en contact avec les surfaces de freinage 1.1, 1.2 et main tenues ainsi par l'attraction magnétique, on pourra prévoir qu'un léger jeu axial soit laissé entre l'actionneur et les stators lorsque les stators ont été amenés dans leur première position.
Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront la même référence numérique que ces der niers dans la description qui suit du deuxième mode de réalisation de l'invention en relation avec la figure 16. Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif com- prend des premières butées axiales liées en rotation et translation aux stators 2 et des deuxièmes butées axiales liées en rotation et en translation au rotor 1 pour empê cher un contact des faces 2.1 des stators 2 avec les faces
1.1, 1.2 des rotors 1 lorsque les stators 2 sont dans leur première position.
Les butées axiales comprennent ici deux paires de couronnes
211.1, 211.2 solidaires chacune d'un pourtour externe des rotors 1 et centrées sur l'axe de pivotement. La couronne
211.1 a une face annulaire plane 211.1' s'étendant perpen- diculairement à l'axe de pivotement et en avant de la face
1.1 du rotor 1 dont elle est solidaire pour former une surface de freinage et la couronne 211.2 a une face annu laire plane 211.2' s'étendant perpendiculairement à l'axe de pivotement et en avant de la face 1.2 du rotor 1 dont elle est solidaire. Les faces annulaires planes 211.1', 211.2' forment des surfaces de freinage.
Chaque stator 2 comprend également une couronne 212 s'éten dant depuis un pourtour externe du support 200 en entourant les aimants 11, 12, 13, 14. Chaque couronne 212 a une face terminale annulaire plane qui s'étend perpendiculairement à l'axe de pivotement et est recouverte par une garniture de friction 213 dont la surface libre forme une surface de freinage 213'.
On comprend que, lorsque les stators 2 sont dans leur po- sition rapprochée, les surfaces de freinage 213' sont en contact avec les surfaces de freinage 211.1', 211.2' pro curant un freinage par friction. On notera que dans cette position les faces 1.1, 1.2 ne sont pas en contact avec les faces 2.1.
Pour le reste, le fonctionnement est identique à celui du premier mode de réalisation.
Le dispositif de l'invention peut mettre en œuvre un ac- tionneur selon un deuxième mode de réalisation représenté aux figures 10 et 11. Dans le deuxième mode de réalisation de l'actionneur 4, l'actionneur 4 comprend comme précédemment une pluralité d'ensembles de transmission généralement désignés en 4a pour déplacer les stators 2a et une pluralité d'ensembles de transmission généralement désignés en 4b pour déplacer les stators 2b. Les ensembles de transmission 4a sont dis posés en alternance par rapport aux ensembles de transmis sion 4b.
Chaque ensemble de transmission 4a comprend une barre de manœuvre 5a montée sur le tube de torsion 3 pour s'étendre parallèlement à l'axe primaire de rotation 107 et pivoter sans coulissement selon ledit axe.
La barre de manœuvre 5a est reliée par un premier organe de liaison mécanique 21a' à un pignon 6a monté dans la platine porte-actionneur 7 par des roulements pour être fixe en translation et mobile en rotation autour d'un axe secondaire de rotation 6a' colinéaire à l'axe longitudinal de la barre de manœuvre 5a. Le premier organe de liaison mécanique 21a' assure une liaison encastrement de l'extré mité de la barre de manœuvre 5a dans le pignon 6a. Le premier organe de liaison mécanique 21a' peut être une soudure, de la colle, un emboîtement, un ajustement serré, un boulon, une goupille... Ici, la barre de manœuvre 5a, le premier organe de liaison mécanique 21a' et le pignon 6a sont en une seule pièce. Ainsi, une rotation du pignon 6a provoque une rotation de la barre de manœuvre 5a dans un sens ou dans l'autre, selon le sens de rotation du pignon 6a. Les pignons 6a engrènent avec une denture interne d'une couronne qui est centrée sur l'axe primaire de rotation 107 et qui entoure les pignons 6a. Cette couronne est iden tique à la couronne 8 et est montée et entraînée en rotation comme cette dernière.
La barre de manœuvre 5a est reliée par un deuxième organe de liaison mécanique 22a' à chaque stator 2a. Chaque deu xième organe de liaison mécanique 22a' comprend un filet s'étendant autour de la barre de manœuvre 5a et coopérant avec un taraudage ménagé dans la circonférence interne du stator 2a. Les deux deuxièmes organes de liaison mécanique 22a' assurent une liaison hélicoïdale entre la barre de manœuvre 5a et les stators 2a. Chaque ensemble de transmission 4b comprend une barre de manœuvre 5b montée sur le tube de torsion 3 pour s'étendre parallèlement à l'axe primaire de rotation 107 et pivoter sans coulissement selon ledit axe.
La barre de manœuvre 5b est reliée par un premier organe de liaison mécanique 21b' à un pignon 6b monté dans la platine porte-actionneur 7 par des roulements pour être fixe en translation et mobile en rotation autour d'un axe secondaire de rotation 6b' colinéaire à l'axe longitudinal de la barre de manœuvre 5b. Le premier organe de liaison mécanique 21b' assure une liaison encastrement de l'extré mité de la barre de manœuvre 5b dans le pignon 6b. Le premier organe de liaison mécanique peut être une soudure, de la colle, un emboîtement, un ajustement serré, un bou lon, une goupille... Ici la barre de manœuvre 5b est en une seule pièce avec le pignon 6b. Ainsi, une rotation du pi gnon 6b provoque une rotation de la barre de manœuvre 5b dans un sens ou dans l'autre, selon le sens de rotation du pignon 6b. Les pignons 6b engrènent avec une denture in terne de la couronne précitée qui entoure les pignons 6a. La barre de manœuvre 5b est reliée par un deuxième organe de liaison mécanique 22b' à chaque stator 2b. Chaque deu xième organe de liaison mécanique 22b' comprend un filet s'étendant autour de la barre de manœuvre 5b et coopérant avec un taraudage ménagé dans la circonférence interne du stator 2b. Les deux deuxièmes organes de liaison mécanique 22b' assurent une liaison hélicoïdale entre la barre de manœuvre 5a et les stators 2b.
Les liaisons hélicoïdales formées entre les stators 2b et chaque barre de manœuvre 5b sont de sens opposé à la liaison hélicoïdale formée entre les stators 2a et chaque barre de manœuvre 5a. On comprend donc que quand la couronne tourne dans un sens, elle entraîne les pignons 6a, 6b et les barres de manœuvre 5a, 5b dans le même sens ; en revanche, les stators 2a se déplacent dans un sens opposé au sens de déplacement des stators 2b. Une rotation de la couronne dans un premier sens provoque donc un rapprochement des stators 2a avec les stators 2b respectivement (l'entrefer avec les rotors 1 diminue) tandis qu'une rotation de la couronne dans un deuxième sens provoque un éloignement des stators 2a d'avec les stators 2b respectivement (l'entrefer avec les rotors 1 augmente).
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits 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 aimants peuvent être portés par le rotor au lieu du stator, deux rotors encadrant un stator. La forme, l'agencement et les dimensions des aimants peu vent être différents de ceux décrits. Par exemple, et selon le troisième mode de réalisation représenté sur la figure 14, les aimants 11, 12, 13, 14 ont tous les mêmes dimen sions. De préférence, les premiers aimants 11, 13 repré- senteront 70% environ de la surface de l'élément qui les porte mais ce n'est pas obligatoire.
Il est avantageux mais pas obligatoire d'avoir un agence ment d'aimants selon lequel la pluralité d'aimants comprend des premiers aimants 11, 13 et des deuxièmes aimants 12,
14 disposés en alternance, les premiers aimants 11, 13 ayant un premier vecteur de magnétisation sensiblement per pendiculaire aux surfaces en regard 1.1, 1.2, 2.1 et chacun des deuxièmes aimants 12, 14 ayant un deuxième vecteur de magnétisation sensiblement perpendiculaire aux premiers vecteurs de magnétisation des deux premiers aimants entre lesquels il se trouve ; et les aimants 11, 12, 13, 14 ont des largeurs telles que les premiers aimants 11, 13 sont espacés deux à deux d'une première distance inférieure à une deuxième distance séparant deux à deux les deuxièmes aimants 12, 14.
L'utilisation d'un motif de Halbach n'est pas obligatoire. Le nombre de rotors et/ou le nombre de stators peuvent être différents de ceux mentionnés.
L'actionneur peut avoir une structure différente de celle décrite. Ainsi, chacun des stators peut être monté sur une glissière coulissant (sans rotation) sur le tube de torsion pour être mobile selon une direction axiale du tube de torsion entre une première position dans laquelle le rotor et le stator sont au contact l'un de l'autre et une deuxième position dans laquelle le rotor 3 et le stator 2 sont écartés l'un de l'autre. Au moins un actionneur électromé canique, commandable par le pilote de l'avion de manière connue en elle-même, déplace la glissière entre les deux positions précitées. On comprend que pour provoquer le freinage par friction, les actionneurs électromécaniques de commande sont pilotés pour amener les stators dans la première position et que, pour interrompre le freinage par friction, les actionneurs électromécaniques de commande sont pilotés pour amener les stators dans la deuxième po- sition.
L'actionneur selon le premier mode de réalisation peut être modifié. Ainsi, dans la variante des figures 6 à 8, les pignons 6a sont reliés aux barres de manœuvre 5a par une liaison hélicoïdale de même sens que celle reliant les pignons 6b aux barres de manœuvre 5b. Les pignons 6a en grènent avec la denture intérieure d'une couronne 8a en traînée en rotation par un pignon 9a tandis que les pignons 6b engrènent avec la denture intérieure d'une couronne 8b entraînée en rotation par un pignon 9b. La couronne 8b est superposée à la couronne 8a qui est la couronne la plus proche des jeux de freinage A, B. Les pignons 8a sont donc plus proches des stators 2al que les pignons 8b. On com prend que, dans cette variante, les pignons moteurs 9a, 9b entraînent les couronnes 8a, 8b dans des premiers sens opposés pour rapprocher respectivement chaque stator 2a du rotor 1 et chaque stator 2b du rotor 1 et dans des deuxièmes sens opposés pour écarter respectivement chaque stator 2a du rotor 1 et chaque stator 2b du rotor 1. Dans la variante de la figure 9, la couronne 8 est supprimée. Les pignons 6a, 6b adjacents engrènent les uns avec les autres deux à deux. Un pignon moteur 9 engrène avec un des pignons 6b de sorte que le mouvement que le pignon moteur 9 communique audit un des pignons 6b est communiqué de proche en proche aux autres pignons 6a, 6b. Comme un pignon 6b est disposé entre chaque paire de pignons 6a, tous les pignons 6b tour nent dans le même sens qui est opposé au sens dans lequel les pignons 6a tournent. Ainsi, selon un premier sens de rotation du pignon moteur 9, les pignons 6a, 6b déplacent les barres de manœuvre 5a, 5b pour rapprocher respective ment chaque stator 2a du rotor 1 et chaque stator 2b du rotor lb et, selon un deuxième sens de rotation du pignon moteur 9, les pignons 6a, 6b déplacent les barres de ma nœuvre 5a, 5b pour écarter chaque stators 2a du rotor 1 et chaque stator 2b du rotor 1.
L'actionneur selon le deuxième mode de réalisation peut lui aussi être modifié. Il est possible d'avoir sur une même barre de manœuvre des liaisons hélicoïdales de sens opposés, par exemple en rapportant sur la barre de manœuvre des douilles filetées extérieurement. Une même barre de manœuvre peut alors déplacer les deux stators d'un même jeu.
Le dispositif de freinage magnétique selon l'invention peut être associé à un dispositif de freinage à friction clas- sique qui comprend des organes de friction, par exemple une pile de disques de carbone, et une pluralité d'action- neurs électromécaniques portés par un porte-actionneurs. Chaque actionneur électromécanique comprend un moteur électrique et un poussoir apte à être déplacé par le moteur électrique pour presser la pile de disques. L'actionneur électromécanique est ainsi destiné à produire un effort de freinage commandé sur la pile de disques. Un mode de pilo tage des dispositifs de freinage est par exemple connu du document FR-A-2953196.
Les butées axiales peuvent avoir une structure différente de celle décrite. Les butées axiales liées en rotation et translation axiale au rotor peuvent par exemple être écar tées des rotors et fixées directement sur la jante.

Claims

REVENDICATIONS
1. Atterrisseur (101) comprenant une jambe (102) ayant une extrémité portant un arbre (103) sur lequel est monté le moyeu d'une roue (104) pourvue d'un dispositif de frei nage magnétique à courant de Foucault, le dispositif com prenant deux éléments externes (2) encadrant un élément central (3) aligné sur un même axe avec les éléments ex ternes et en rotation autour dudit axe par rapport aux éléments externes (2), les éléments externes (2) ayant des premières faces (2.1) en regard de deuxièmes faces opposées (3.1) de l'élément central (3) et portant chacun une plu ralité d'aimants (11, 12, 13, 14) apte à émettre via les premières faces (2.1) un flux magnétique engendrant dans l'élément central (3), réalisé en matériau électriquement conducteur, des courants de Foucault lorsque les éléments (2, 3) sont en mouvement relatif, caractérisé en ce que les aimants étant disposés de telle manière à engendrer une attraction magnétique entre les éléments externes ; en ce que des premières surfaces de freinage par friction sont liées en rotation aux éléments externes et des deuxièmes surfaces de freinage par friction sont liées en rotation à l'élément central ; et en ce que les éléments externes sont déplaçables par rapport à l'axe entre une position rappro chée de l'élément central dans laquelle les premières sur faces de freinage sont maintenues appliquées contre les deuxièmes surfaces de freinage par l'attraction magnétique et une position écartée de l'élément central dans laquelle les premières surfaces de freinage sont écartées des deu xièmes surfaces de freinage et en ce que le dispositif comprend des premières butées axiales liées en rotation et en translation axiale aux éléments externes et des deu xièmes butées axiales liées en rotation et en translation axiale à l'élément central pour empêcher un contact des premières faces avec les deuxièmes faces lorsque les élé ments externes sont en position rapprochée ; les premières surfaces de freinage étant agencées sur les premières bu tées et les deuxièmes surfaces de freinage étant agencées sur les deuxièmes butées ; chaque première butée comprenant une couronne (212), centrée sur l'axe de pivotement, s'étendant depuis un pourtour externe d'un des éléments externes en saillie des aimants (11, 12, 13, 14) et ayant une face terminale annulaire plane qui s'étend perpendicu- lairement à l'axe de pivotement pour former une des pre mières surfaces de freinage (213'), chaque deuxième butée comprenant une couronne (211), centrée sur l'axe de pivo tement, s'étendant depuis un pourtour externe d'une des deuxièmes faces de l'élément central et ayant une face terminale annulaire plane qui s'étend perpendiculairement à l'axe de pivotement pour former une des deuxièmes sur faces de freinage.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les premières surfaces de freinage sont formées sur les pre- mières faces et les deuxièmes surfaces de freinage sont formées sur les deuxièmes faces.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel chaque première surface de freinage appartient à une gar niture de friction recouvrant une couche intermédiaire d'acier non magnétique intercalée entre les aimants d'un des éléments externes et ladite garniture de friction.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la couche d'acier a une épaisseur suffisante pour constituer un écran thermique entre la garniture de friction et les aimants.
5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel chaque deuxième surface de freinage appartient à une couche d'acier ou de fonte formant la deuxième face de l'élément central.
6. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les premières surfaces de freinage comprennent une garniture de friction en matériau électriquement isolant.
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