DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT EN ROTATION D'UNE ROUE COMPRENANT UN MOTEUR HYDRAULIQUE A PISTONS RADIAUX ET DES MOYENS DE VERROUILLAGE DES PISTONS EN POSITION RENTREE

La présente invention concerne l'entraînement en rotation d'une roue de véhicule, et plus particulièrement un moteur hydraulique à pistons radiaux pourvu de moyens de blocage des pistons en position rentrée.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION

Dans le domaine de l'aviation, il est désormais prévu d'équiper les aéronefs d'un dispositif d'entraînement en rotation des roues pour permettre le déplacement au sol de l'aéronef sans utiliser son ou ses groupes motopropulseurs. Il s'agit généralement de mettre en rotation un organe d'entraînement et de transmettre le mouvement de rotation de l'organe d'entraînement à la roue via une interface de liaison.

Il est connu d'équiper une roue d'aéronef d'un moteur hydraulique à pistons radiaux pour l'entraîner en rotation. Le moteur hydraulique comprend une came ondulée liée en rotation à la roue, un bloc-cylindres comportant une pluralité de cylindres disposée radialement par rapport à l'axe de rotation de la roue, et une pluralité de pistons montés coulissant dans les cylindres et pourvus à une extrémité d'un galet d'appui sur la came. De cette manière, le bloc-cylindres peut entraîner en rotation la came qui entraîne à son tour la roue pour déplacer l'aéronef.

Pour des questions de sécurité, il est prévu, notamment au décollage et à l'atterrissage de l'aéronef, de d'éloigner les galets de la came. Pour cela, le dispositif d'entraînement comprend des moyens de rappel élastique des pistons en position rentrée dans leurs cylindres respectifs pour éloigner lesdits pistons de la came. Les moyens de rappel élastique comprennent généralement des ressorts de traction attelés à des appendices des galets. Toutefois, une défaillance du dispositif d'entraînement (perte ou casse d'un ressort, grippage d'un piston en position sortie, mise en pression intempestive d'un cylindre...) peut amener la came à venir taper sur l'un ou plusieurs des galets portés par des pistons défaillants, et donc générer des chocs et des frottements importants pouvant entraîner des casses en fonction de la vitesse de rotation de la roue. Une telle défaillance aurait des conséquences catastrophiques du point de vue de la sureté de fonctionnement, notamment au décollage.

Pour s'assurer que l'ensemble des pistons du dispositif d'entraînement sont bien en position rentrée, il a été envisagé d'équiper chacun des cylindres d'un capteur de position du piston. Néanmoins, cela implique un nombre important de capteurs, ce qui amoindrit la fiabilité de la détection des pistons en position rentrée.

OBJET DE L'INVENTION

L'invention a pour but de proposer une solution remédiant au moins en partie aux inconvénients précités.

RESUME DE L'INVENTION

A cet effet, on propose un dispositif d'entraînement en rotation d'une roue comprenant un moteur hydraulique à pistons radiaux. Le moteur comporte :

- une came ondulée ;

- un bloc-cylindres monté mobile en rotation par rapport à la came autour d'un axe et comprenant une pluralité de cylindres disposées radialement par rapport audit axe ;

- une pluralité de pistons montés coulissants dans les cylindres et destinés à venir dans une position sortie en appui sur la came sous l'effet d'un fluide sous pression ; et

- des moyens de rappel élastique des pistons en position rentrée dans leurs cylindres respectifs. Selon l'invention, le dispositif d'entraînement comprend en outre des moyens de verrouillage des pistons en position rentrée.

De manière particulière, les moyens de blocage comprennent une cloche comportant un disque et une pluralité de fourches s'étendant en saillie axiale d'un pourtour externe dudit disque. La cloche est montée mobile en translation entre une position de verrouillage dans laquelle chacun des pistons a une face supérieure coopérant avec l'une des fourches, et une position de libération dans laquelle les fourches sont éloignées des pistons.

De manière particulière, chacune des fourches comprend deux dents qui, lorsque la cloche est en position verrouillée, s'étendent de part et d'autre de l'un des galets portés par les pistons.

L'invention concerne aussi une roue d'aéronef portée par un essieu et équipée d'un tel dispositif d'entraînement. La came et le bloc-cylindres sont respectivement liées en rotation à la roue et à l'essieu sur lequel est reçu à pivotement ladite roue.

L'invention concerne également un atterrisseur portant au moins une telle roue.

L'invention concerne en outre un aéronef comprenant au moins un tel atterrisseur.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : [Fig.l] la figure 1 est une représentation simplifiée d'un aéronef comprenant un train d'atterrissage comportant des roues pourvues d'un dispositif d'entraînement en rotation selon l'invention ;

[Fig.2A] la figure 2A est une vue schématique d'un dispositif d'entraînement en rotation d'une roue selon un mode de réalisation particulier de l'invention, en coupe dans un plan perpendiculaire à un axe de rotation dudit dispositif d'entraînement, dans laquelle les galets portés par chacun des pistons sont en appui contre la came ; Fig.2B] la figure 2B est une vue identique à la figure 2A, dans laquelle les pistons sont en position rentrée ;

[Fig.3A] la figure 3A est une représentation simplifiée du dispositif d'entraînement illustré à la figure 2B, dans un plan passant par l'axe de rotation dudit dispositif d'entraînement, dans laquelle les moyens de blocage des pistons sont en position verrouillée ; et

[Fig.3B] la figure 3B est une vue identique à la figure 3A, dans laquelle les moyens de blocage des pistons sont en position déverrouillée.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Un aéronef A comprend, comme illustré à la figure 1, deux atterrisseurs principaux P portant chacun des roues R reçues à pivotement sur un essieu. Les roues R sont dites « motorisées », c'est-à-dire équipées d'un dispositif d'entraînement D destiné à déplacer l'aéronef A sans utiliser ses groupes motopropulseurs lorsque celui-ci est au sol. La présente description porte sur une unique roue R motorisée, mais l'invention s'applique bien sûr de la même manière à tout ou partie des roues R motorisées de l'aéronef A.

En référence à la figure 2, le dispositif d'entraînement D en rotation de la roue R autour de son axe X _R comprend un moteur M hydraulique à pistons radiaux. Le moteur M comporte, de manière connue en elle-même :

- un carter 1 délimitant une enceinte et dont une face périphérique interne constitue une came 2 comprenant plusieurs ondulations équitablement réparties autour d'un axe X _M de rotation du moteur M, ce dernier étant identique à l'axe X _R de rotation de la roue R ; - un bloc-cylindres 3 agencé à l'intérieur du carter 1 et comprenant dix cylindres 4 disposées radialement par rapport à l'axe XM de rotation du moteur M et équitablement répartis autour dudit axe XM, le bloc- cylindres 3 étant monté mobile en rotation par rapport au carter 1 autour dudit axe X _M de rotation du moteur ;

- dix pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 montés coulissants dans les cylindres 4 et portant des galets 5 cylindriques aptes à être en appui de roulement sur la came 2, les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 délimitant avec les cylindres 4 des chambres 6 qui communiquent chacune avec une face transversale plane du bloc-cylindres 3 par un conduit de chambre 7 ;

- une glace de distribution de fluide aux divers cylindres

4, qui est solidaire en rotation du carter 1 et dont une face perpendiculaire à l'axe XM de rotation du moteur est en appui sur la face transversale du bloc-cylindres 3, des conduits de distribution 8 étant ménagés dans la glace de distribution pour relier alternativement les conduits de chambre 7 à un conduit externe d'alimentation 100 en fluide sous pression et à un conduit externe de retour 101 en fonction de la position relative du bloc-cylindres 3 par rapport à la came 2 ; et

- des moyens de rappel élastique des pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 en position rentrée dans leurs cylindres 4 respectifs, comprenant des ressorts 9 de traction attelés à des appendices des galets 5 de manière à relier deux à deux les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5.

Le carter 1 et le bloc-cylindres 3 sont respectivement liés en rotation à la roue R et à l'essieu sur lequel est reçue à pivotement ladite roue R.

En supposant que la came 2, et donc le carter 1, tournent par rapport au bloc-cylindres 3 dans le sens indiqué par la flèche F, le fonctionnement du moteur M est le suivant.

A un instant t illustré à la figure 2A, et alors qu'un fluide sous pression circule dans le conduit externe d'alimentation 100, on peut distinguer cinq groupes de pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 plus ou moins incités à sortir de leurs cylindres 4 en fonction de la section de passage entre leurs conduits de chambre 7 et leurs conduits de distribution 8 :

• deux pistons Q1 commencent tout juste à être reliés au conduit externe d'alimentation 100 et ne sont donc presque pas incités à sortir de leurs cylindres 4,

• deux pistons Q2 sont très largement reliés au conduit externe d'alimentation 100 et sont donc fortement incités à sortir de leurs cylindres 4,

• deux pistons Q3 sont encore reliés au conduit externe d'alimentation 100, mais ne sont plus tellement incités à sortir au vu de la réduction de la section de passage,

• deux pistons Q4 sont reliés au conduit externe de retour 101 et ne sont donc pas incités à sortir de leurs cylindres 4,

• deux pistons Q5 sont encore pour quelques instants reliés au conduit externe de retour 101.

Ainsi, sous l'action du fluide sous pression circulant dans le conduit externe d'alimentation 100, les deux pistons Q2 tendent à sortir de leur cylindre 4 et engendrent, via leurs galets 6 respectifs, une poussé sur la came 2 qui tend alors à tourner dans le sens de la flèche F en entraînant en rotation la roue R autour de son axe X _R .

A chaque seizième de tour de la came 2, et donc de la roue R, chacun des conduits de chambre 7 passe de la pression régnant dans le conduit externe d'alimentation 100 à celle régnant dans le conduit externe de retour 101 ou inversement. Seuls les pistons fortement incités à sortir sortent de leurs cylindres 4. Il s'ensuit que les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 sortent par paires, puisqu'à un instant donné, seul deux des cylindres 4 sont pleinement en contact avec le conduit externe d'alimentation 100.

Pour chaque piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, la fin du mouvement de sortie a lieu lorsque le cylindre 4 du piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 n'est plus relié au conduit externe d'alimentation 100. A partir de ce moment-là, la came 2 tend à repousser le galet 5 porté par le piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 de sorte que ledit piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 commence spontanément un mouvement de rentrée à l'intérieur de son cylindre 4.

Lorsque le conduit d'alimentation externe 100 n'est pas alimenté en fluide sous pression, les ressorts 9 rappellent et maintiennent les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 en position rentrée à l'intérieur des cylindres 4 (figure 2B). Dans cette configuration connue comme étant celle du « débrayage des pistons », les ressorts 9 ont une longueur constante et ne travaillent pas. Naturellement, les galets 5 s'inscrivent dans un cercle et n'interfèrent pas avec la came 2, de sorte que la roue R se retrouve montée libre en rotation autour de son axe X _R .

En référence aux figures 3A et 3B, le dispositif d'entraînement D comprend en outre des moyens de verrouillage des pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 en position rentrée. Les moyens de verrouillage comportent, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, une cloche 20 s'étendant selon un axe X _c sensiblement confondu avec l'axe X _M de rotation du moteur M. La cloche 20 comporte un disque 21 et dix fourches 22 s'étendant en saillie axiale d'un pourtour externe dudit disque 21. Les fourches 22 sont équitablement réparties autour de l'axe Xc et sont chacune pourvue de deux dents 23 écartées d'une distance sensiblement supérieure aux diamètres des galets 5 portés par les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 (figure 2B). Le disque 21 et les fourches 22 délimitent un espace interne apte à recevoir en partie le bloc-cylindres 3.

La cloche 20 est montée mobile en translation selon l'axe X _M du moteur M entre une position verrouillée dans laquelle chaque fourche coopère avec une face supérieure d'un piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, les dents 23 de la fourche

22 s'étendant de part et d'autre du galet 5 porté par ledit piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 (figures 3A, 2B), et une position de libération dans laquelle les fourches 22 sont distantes des pistons (figure 3B).

Il s'en suit que :

- lorsque la cloche 20 est en position verrouillée, les fourches 22 empêchent les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 de sortir de leur cylindre 4, les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 se retrouvant alors bloqués en position rentrée, quelle que soit la pression du fluide circulant dans le conduit externe d'alimentation 100 ; et

- lorsque la cloche 20 est en position de libération, les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 sont libres de sortir de leur cylindre 4, notamment lorsque du fluide sous pression circule dans le conduit externe d'alimentation 100.

On notera qu'en position verrouillée, comme en position de libération, la cloche 20 n'empêche en rien la rotation de la came 2 autour de son X _M .

Le déplacement de la cloche 20 entre la position verrouillée et la position de libération est réalisé via un actionneur non représenté, comme un vérin hydraulique ou un actionneur électromécanique linéaire. Bien entendu, le passage de la position de libération à la position de verrouillage n'est possible qu'à condition que les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 soient en position rentrée, autrement dit, lorsque aucun fluide sous pression ne circule dans le conduit externe d'alimentation 100.

La position de verrouillage de la cloche 20 est avantageusement adoptée lors du décollage et de l'atterrissage de l'aéronef A. Dans une telle position, le risque que la came 2 vienne taper sur l'un des galets 5 suite à une défaillance du moteur M (perte d'un ressort 9, mise en pression intempestive d'un cylindre 4...) est fortement réduit, voire nul.

Afin de s'assurer que la cloche 20 est en position verrouillée, le dispositif d'entraînement D comprend en outre un capteur de proximité 24, ici de type inductif, qui est relié à une unité de commande U et agencé pour détecter la présence de la cloche 20 en position verrouillée. Le capteur de proximité 24 pointe ici sur un arbre 25 relié à une face externe du disque 21 de cloche 20.

Le capteur de proximité 24 permet ainsi à lui seul de s'assurer que l'ensemble des pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 sont et restent en position rentrée.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.

Le nombre de pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 peut être différent de celui décrit, c'est-à-dire inférieur ou supérieur à dix.

Le capteur de proximité peut être de nature différente (mécanique, optique...).

L'agencement du capteur de proximité 24 peut être différent de celui décrit. Le capteur de proximité 24 peut notamment pointer sur la face externe du disque 21.

Bien que la détection de la cloche 20 en position verrouillée soit ici assurée par un capteur de proximité, d'autres moyens de détection peuvent être envisagés (capteur de contact...).

Bien que la roue R soit ici portée par un atterrisseur principal P, elle peut aussi être portée par un atterrisseur avant. Bien que le dispositif d'entraînement D soit ici décrit en application à une roue motorisée d'aéronef, il s'applique de la même manière à tout véhicule équipée de roue motorisée.