Dispositif destiné à limiter le patinage d'une roue de véhicule lors du freinage. La. présente invention a pour objet un dis positif destiné à limiter le patinage d'une roue (le véhicule lors du freinage, notamment d'un avion.
L'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un volant centré sur l'axe de la roue et libre de tourner par rapport à celle-ci entre deux positions limites, et deux interrupteurs, au moins un des plots de con tact de chaque interrupteur étant solidaire en rotation de la. roue, ces interrupteurs étant actionnés par le volant et commandant respec tivement deux circuits aboutissant à une boîte de contrôle formant relais électrique et qui contrôle l'alimentation en courant d'une sou pape électromagnétique, laquelle, intercalée sur le circuit de freinage, met ce circuit en relation tantôt avec une bâche, tantôt avec une conduite sous pression, selon que cette sou pape est excitée ou non par la. boîte de con trôle.
Le dispositif est tel que, dès que la roue amorce son. mouvement de patinage, le circuit de freinage est mis à la bâche et y demeure, quelle que soit l'intervention du pilote sur ce circuit, tant. que persiste le glissement de la roue sur le sol.
Les interrupteurs du dispositif de freinage sont, de préférence tarés pour que celui-ci entre en action dès que la décélération de la roue est supérieure à une valeur choâsie qui correspond au maximum du freinage normal.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exem ples, sur le dessin annexé.
La fig. 1 est une vue schématique 'd'en semble de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est un schéma d'une boîte de contrôle.
La fig. 3 est une coupe axiale longitudinale d'une variante de mécanisme à volant.
La. fig. 4 est une coupe transversale par la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe transversale d'une autre forme d'exécution selon la ligne V-V de la fig. 6.
La fig. 6 en est une coupe longitudinale axiale.
La fig. 7 est une coupe semblable à celle de la fig. 5.
La fig. 8 est un schéma des connexions électriques de cette forme d'exécution.
Le dispositif représenté schématiquement à la fig. 1 comprend un distributeur 1 inter calé sur le circuit de freinage et destiné à mettre une conduite de freinage 2, qui agit sur le frein .de roue (non représentée), en communication tantôt avec une conduite de fluide sous pression 3, tantôt avec une con duite 6 communiquant avec la bâche. Une soupape 4 commande le passage entre les con duites 2 et 3 et une soupape 5 le passage entre les conduites 2 et 6. Ces soupapes 4 et 5 sont actionnées par un basculeur 7 sollicité constamment par un ressort 8 dans le sens, qUi correspond à l'ouverture de la soupape 4, donc au freinage.
Le basculeur 7 est norma lement bloqué dans cette position par un plon geur 9 d'un électro-aimant 10 dont le circuit d'alimentation, dans lequel est insérée en parallèle une lampe témoin 22, est commandé par une boîte de contrôle 11 qui forme relais et est connectée à un mécanisme à volant. Ce mécanisme comprend un volant 12 libre en rotation sur l'arbre 13 de la roue 14, entre deux positions angula":res limites, et présen tant des faces de butée 15 et 16, et deux micro- rupteurs tarés 17 et 18, solidaires en rotation de la roue et commandant deux circuits 19, 20, qui, par l'intermédiaire de balais tournant sur un contacteur fixe 21, aboutissent à la, boîte de contrôle 11.
Cette boîte de contrôle, représentée sur la fig. 2, comprend deux inverseurs doubles, télé commandés 23, 24, et un bilame de temporisa tion 25 chauffé par une résistance 26. Les bornes de travail et de repos des inverseurs sont respectivement 27, 28.
Le mécanisme à volant représenté aux fig. 3 et 4 constitue une variante de celui de la fig. 1 et forme un ensemble étanche, extrê mement compact, agencé de telle manière que ses dimensions soient suffisamment réduites pour permettre, le cas échéant, de le loger dans la. fusée même de la roue.
Le volant 12 est monté sur des roulements 29 à l'intérieur d'un boîtier 30, de préférence étanche. Ce boîtier 30 est entraîné en rotation par la roue 14 au moyen d'un .accouplement direct, ou bien, comme représenté sur la fig. 3, par un dispositif à friction 31 formant limiteur de couple, lequel est monté sur un élément 32 solidaire de la partie tournante de la roue. Le boîtier tourne lui-même sur des roulements 33, à l'intérieur d'un carter 34 fixé en bout de l'élément 32.
Un ressort métallique spiral 35, dont l'ex trémité intérieure est fixée à une face inté rieure 36 du boîtier 30, est renié, par son autre extrémité, à un doigt conducteur 37 qui tra verse de part en part le volant 12. Ce ressort exerce ainsi un couple de rappel sur le volant 12, lequel n'est donc pas absolument libre en rotation par rapport à la roue. Le boîtier 30 est fermé, à son extrémité opposée à la face 36, par un flasque 38 isolant et étanche sur la face extérieure duquel sont montés des collecteurs constitués par trois bagues conductrices, concentriques 39, 40, 41.
La bague extérieure 39 est sertie dans le bord périphérique du boîtier 30 avec lequel elle se trouve ainsi en contact électrique puis, par celui-ci, avec le ressort 35 et le doigt 37. Le ressort 35, outre son action de rappel sus-indi- quée sur le volant 12, sert donc en même temps à établir le contact électrique entre ce volant et la bague extérieure 39.
La bague intermédiaire 40 est reliée élec triquement, par une tige 42 (fig. 4), à un bossage conducteur 43, et la bague intérieure 41, par une tige 44,à un bossage conducteur 45, ces bossages étant portés par la face in terne du flasque isolant 38 et constituant deux plots de contact de deux interrupteurs dont l'autre plot, commun à. ces deux derniers, est fermé par le doigt<B>37.</B>
Un chapeau 46 ferme le carter 34 et peut renfermer la prise de courant tripolaire qui relie les balais à la boîte de contrôle. Grâce à l'étanchéité du boîtier 30, d'une part, le volant 12 se trouve à l'abri de toutes atteintes extérieures susceptibles de troubler le fonctionnement correct du mécanisme à vo lant, d'autre part, il est possible d'introduire dans ce boîtier un liquide de viscosité conve nable, créant un amortissement du mouvement relatif du volant. Au surplus, cet effet d'amor tissement peut être provoqué très simplement par laminage de la lame d'air située entre la périphérie du volant et la. paroi interne du boîtier, au droit de ce volant.
Par ailleurs, la disposition des collecteurs sur la face du boîtier opposée à la face adjacente aii dispositif à friction protège ceux-ci contre les risques de détérioration et contribue en outre à réduire notablement l'en combrement du dispositif représenté.
Dans la forme d'exécution des fig. 5 à. 7, le volant 12 est monté sur un arbre 47 venu de fabrication avec un flasque 48, coaxial à. la roue et lié rigidement à celle-ci. Des roule- ments 49, 50 portent le volant. 12, libre en rotation sur ledit arbre, mais soumis à l'action d'un ressort spiral de rappel 51 qui, au repos, applique une butée 52 solidaire du volant contre une autre butée 53 fixée sur le flasque 48, le couple de rappel exercé par le ressort étant, suffisant pour que les trépidations de la roue en marche n'influencent pas le volant.
Le moyeu 54 du volant 12 porte deux cames 55 et 56 susceptibles de venir agir sur des interrupteurs électriques, respectivement 57 et 58, solidaires du flasque 48.
Le déplacement angulaire du volant par rapport au flasque, au cours des décélérations et accélérations successives, est limité par la butée 52 et une autre butée 59 également soli daire du volant.
Les interrupteurs 57 et 58 sont reliés (fig. 6 et 8) à des bagues conductrices 60, 61, 62, portées par le flasque 48 et qui sont en contact avec des balais portés par un contac teur fixe 63 desservant un relais 64 qui, par un inverseur double 65, 66, contrôle l'alimen tation de l'électro-aimant 10; celui-ci met le circuit hydraulique de freinage en relation tantôt avec la bâche, tantôt avec la source de pression.
Le fonctionnement de la forme d'exécution représentée aux fig. 1 et 2 est le suivant: Au moment de l'atterrissage, la roue étant mise en rotation, le microrupteur 18 est en foncé et commande l'alimentation de l'électro aimant 10, ce qui a. pour effet d'interdire le freinage. Par conséquent, dès que l'avion tou che le sol, le pilote peut commencer à actionner la commande de freinage sans risquer de faire patiner les roues. Cette particularité est inté ressante car on sait que, généralement, les pilotes n'osent pas agir sur les freins dès que l'avion vient de prendre contact avec, le sol, la portance étant encore importante.
De plus, la lampe témoin 22 prévient le pilote que la roue prend contact avec le sol, de sorte que le dispositif constitue, à cet égard, un indicateur d'atterrissage.
Dès que la. roue, roulant sur le sol, cesse d'avoir une accélération positive, le microrup- t.eur 18 est relâché et le freinage s'exerce. Si la décélération .de la roue devient supé rieure au maximum de freinage normal, le quel peut être choisi, par exemple, de l'ordre de 5 mètres/sec2, le volant 12, par inertie, en fonce le microrupteur 17, ce qui provoque, par le jeu e la boîte de contrôle 11, le défrei- nage. Après cet enfoncement, le frein reste défreiné, même lorsque le microrupteur 17 est relâché.
Dès que la roue, par suite du défreinage, cesse de patiner, elle prend. une forte accélé ration positive, de sorte que le microrupteur 18 s'enfonce sur le volant 12, mais, aussi long temps que dure cet enfoncement, le défreina:ge est maintenu par le jeu de la boîte de contrôle 11. Cet effet est indispensable car le fait que la roue est en état d'accélération, c'est-à-dire qu'elle est entrain de reprendre de la vitesse, signifie que son glissement sur le sol n'a pas complètement cessé.
C'est pourquoi le défrei- nage ne cesse et le freinage n'est remis que lorsque le microrupteur 18 est relâché, ce qui signifie que la roue .a repris un régime de rotation uniforme, exempt de patinage.
Cette alternance d'action des deux micro- rupteurs 17 et 18 se reproduira dès que la roue recommencera, éventuellement, à patiner sur le sol.
La fig. 2 représente la boîte de contrôle au repos, c'est-à-dire lorsque aucun courant ne traverse ni les bobines des inverseurs 23, 24, ni l'enroulement de l'électro-aimant 10.
Lorsqu'à l'atterrissage, le microrupteur 18 est enfoncé, la bobine de l'inverseur 24 est traversée par un courant et appelle l'équipage mobile du contacteur qui vient. dans la position figurée en pointillé.
Dans ces conditions, l'électro-aimant 10 est excité. On constate que, tant que le micro- rupteur 18 ést enfoncé, aucun courant ne tra verse la bobine de l'inverseur 23. Lorsque le microrupteur 18 est relâché (ce qui correspond à la fin de la mise en rotation de la roue), l'équipage de l'inverseur 24 revient à sa posi tion de repos et l'électro-aimant 10 n'est plus excité.
Lorsqu'un mouvement de patinage s'amorce, le microrupteur 17 est enfoncé et un courant traverse la bobine de l'inverseur 23 (à travers une des bornes de repos de l'inverseur 24). La bobine de 23 appelle alors l'équipage mobile qui vient dans la. position figurée en pointillé et l'électro-aimant 10 se trouve alimenté par l'une des bornes de travail de l'inverseur double 23, tandis que l'autre borne de travail permet une autoalimentation de la bobine de l'inverseur 23.
Dans ces conditions, lorsque le microrupteur 17 cesse d'être enfoncé, la bo bine de l'inverseur 23 continue à être parcou rue par un courant et l'électro-aimant 10 reste donc excité. Si, ensuite, le microrupteur 18 est enfoncé (ce qui correspond à la remise en rotation de la roue), on constate, d'une part, que, l'inverseur 24 étant excité, l'électro aimant 10 est alimenté par celui-ci, et, d'autre part, que le courant de la bobine de l'inver seur 23 se trouve coupé puisque le retour de cette bobine se fait par l'inverseur 24, ainsi qu'il a été dit plus haut.
La boîte de contrôle 11 permet de réaliser les fonctions suivantes a) mettre l'électro-aimant 10 dans la posi tion qui introduit le freinage lorsque l'un ou l'autre des microrupteurs 17 ou 18 est en foncé, c'est-à-dire quand la roue prend une accélération négative ou une accélération posi tive de valeurs prédéterminées; b) rendre impossible le freinage lorsque le microrupteur 17, après avoir été enfoncé, se trouve ensuite relâché sans que le microrup- teur 18 soit enfoncé; c) par contre, autoriser le freinage lorsque le microrupteur 18, après avoir été enfoncé, se trouve relâché.
Il peut arriver que, l'avion roulant à faible vitesse, le pilote freine trop énergiquement, de sorte que le patinage s'amorce et le micro- rupteur 17 est enfoncé par le volant 12 et, quel ques centièmes de seconde après, le frein est défreiné. Mais il est possible, en raison de la faible vitesse, que l'avion se soit arrêté pen dant ce laps de temps.
Dans ce cas, le micro- rupteur 17 sera relâché, mais le microrupteur 18 ne pourra, pas être enfoncé par la remise en rotation pour la simple raison qu'il n'y aura pas de remise en rotation. Il serait dans ce cas impossible au pilote de maintenir l'avion freiné à l'état immobile.
Pour éviter cet inconvénient, la boîte de contrôle 11 est pourvue du bilame de tempo risation 25 grâce auquel la, mise hors d'action du frein n'est permise que pendant. un laps de temps déterminé, par exemple durant un peu plus d'une seconde.
Les deux retours de bobines des inver seurs 23 et 24 passent par le bilame 25 qui est chauffé par la résistance 26, laquelle est montée en parallèle avec l'électro-aimant 10.
La résistance 26 est choisie de telle façon qu'au bout d'un temps de l'ordre de 1 à 2 secondes, le bilame se soulève, coupant ainsi le retour des deux bobines, de sorte que l'élec- tro-aimant 10 ne peut être alimenté durant un temps supérieur à 1 ou 2 secondes.
Une autre difficulté peut se présenter au moment du décollage. En effet, avant d'esca moter le train d'atterrissage, le pilote doit donner un coup de frein pour arrêter les roues. La présence du dispositif décrit empê cherait ce coup de frein d'être exécuté pleine ment puisque, les roues n'étant plus en con tact avec le sol, le freinage en l'air s'accom pagnera d'une décélération intense qui aura pour effet de faire fonctionner ce dispositif. Pour éviter cet inconvénient, la boîte de con trôle est alimentée à travers l'interrupteur (non représenté) qui commande l'interdiction de relevage au sol.
Le dispositif a été étudié de telle façon qu'en cas de panne électrique provenant soit d'une panne d'alimentation générale, soit. de la rupture d'une ou de plusieurs lignes élec triques, le plein effet des freins se trouve restauré. -Autrement dit, une panne ne peut se traduire que par la. suppression du con trôle des freins, mais ceux-ci peuvent conti nuer à freiner avec pleine efficacité.
Le fonctionnement de la variante repré sentée aux fi-. 3 et 4 est semblable à celui du dispositif représenté aux fig. 1 et 2.
Si la roue prend une décélération supé rieure à une valeur donnée, le doigt 37 vient toucher le bossage 45, en fermant- ainsi le cir- cuit entre la bague extérieure 39 et la bague intérieure 41.
Si la. roue prend une accélération supé rieure à une valeur donnée, le doigt 37 vient toucher le bossage 43, fermant ainsi le circuit entre la bague extérieure et la bague inter médiaire 40. La bague 39 joue ainsi le rôle de plot clé contact commun pour les deux cir cuits alternativement fermés et ouverts. Les bagues sont en contact permanent avec respec tivement trois balais fixes reliés à la boite (le contrôle 11, laquelle exerce alors sur l'élec- tro-aimant du distributeur les actions de dé- freinage et de freinage déjà décrites.
Il a été constaté que le bon fonctionnement (lu mécanisme à volant qui constitue l'organe détecteur du patinage des roues au cours du freinage pouvait être affecté par la trans mission inévitable de petits chocs en cours de roulement au volant., libre en rotation par rapport à la roue, ce volant pouvant prendre, de ce fait, un. mouvement dont l'amplitude est susceptible de nuire à son action correcte sur les organes contacteurs.
Le dispositif représenté aux fig. 5 à 8 évite cet inconvénient tout en permettant une simplification notable du schéma des liaisons électriques.
Le fonctionnement de ce dispositif s'effec tue comme suit, les flèches indiquant le sens de rotation de la roue: Au repos, la butée 52 étant contre la. butée 53 sous l'action du ressort 51, la position des cames 55 et 56 est telle (fig. 5) que les inter rupteurs 57 et 58 sont ouverts. Le relais 64 n'est pas excité et, par suite, l'électro-aimant 10 n'est pas alimenté, ce qui permet l'action de freinage.
Quand la. roue freinée amorce un patinage, c'est-à-dire prend une décélération supérieure à une valeur prédéterminée, cette décélération engrendre, par effet d'inertie, une rotation du volant 12 par rapport au flasque 48.
Sous l'action de la came 55, l'interrupteur 57 se ferme le premier, ce qui n'assure pas encore l'excitation du relais 64: le freinage continue à s'exercer. Puis la butée 59 étant venue contre la butée 53 (fig. 7), l'interrupteur 58, sous l'action de la came 56, se ferme à son tour, cependant que l'interrupteur 57 demeure fermé. Le re lais 64 est alors excité, ce qui, par la. ferme ture de l'inverseur 65 sur sa. borne de travail 67, provoque l'alimentation de l'électro-aimant 10, avec pour conséquence le défreinage.
Si, ensuite, la roue, remise en rotation; prend une accélération, la butée 53 s'éloigne en rotation de la butée 59 pour se rapprocher de la butée 52, ce qui signifie le retour du volant 12 vers sa, position d'équilibre statique. L'interrupteur 58 s'ouvre alors mais, l'inter rupteur 57 restant fermé, le relais 64 est. alimenté, car l'inverseur 66, appelé précédem ment sur sa borne de travail 68, y est demeuré, de sorte que l'électro-aimant 10 est encore ali menté et le défreinage est maintenu. Il cesse à l'ouverture de l'interrupteur 57 lorsque la butée 53 est revenue au contact de la butée 52, le dispositif reprenant ensuite sa position de repos qui permet le freinage.
Les dispositifs décrits présentent deux caractéristiques importantes qu'il convient de souligner: 1 L'organe détecteur de patinage, en l'espèce le volant d'inertie, fonctionne sans entraîner une dégradation d'énergie. En effet, la fonction de ce volant se borne à établir des contacts électriques. Aucune énergie n'est dis sipée ou consommée, par exemple par une friction ou par l'intervention d'un limiteur de couple ou d'autres dispositifs qui finalement dégradent l'énergie.
Cette caractéristique est importante car, grâce à elle, le volant d'inertie n'est pas appelé à emmagasiner une grande énergie. Par consé- quent, il peut être de dimensions très réduites, ce qui est naturellement .avantageux, surtout dans le domaine de l'aviation.
2 Si l'on règle les contacts électriques commandés par la, rotation .du volant d'inertie de telle Tacon que l'angle de rotation qui cor respond au signal de décélération soit notable ment supérieur à celui qui correspond à l'accé lération, il en résultera que, grâce à l'amortisse ment naturel du volant (amortissement qui peut être produit par tout moyen approprié, tel que: laminage d'air ou d'huile ou par un champ magnétique), le frein ne risquera pas de rester défreiné.
En effet, si, au cours des oscillations du volant, le mouvement de celui-ci cesse d'être entretenu par les décélérations et accélérations de la roue, les élongations du volant autour de sa position d'équilibre iront en décroissant. Cette amplitude passera par une valeur pour laquelle d'un côté le contact décélération ne sera, pas établi, tandis que, de l'autre côté, le contact accélération sera établi.
Par suite, en tout état de cause, le frein sera nécessairement remis.
Cette caractéristique joue un rôle utile dans le cas où le véhicule s'arrête durant une période où le frein est débloqué.
Les dispositifs décrits remplissent donc, d'une part, un rôle de sécurité puisqu'ils ren dent possible le plein emploi des freins par le pilote et que, de ce fait, ils permettent de réduire la course d'arrêt de l'avion dans une proportion qui est de l'ordre de 30 à 50 %; d'autre part, ils représentent un facteur consi dérable d'économie en évitant le râpage des pneumatiques sous l'effet du patinage. Ils sont particulièrement avantageux dans leur appli cation aux roues en tandem, puisque, dans ce cas, le couple de freinage charge la roue avant du tandem et soulage la roue arrière, dont le patinage devient presque inéluctable, en l'ab sence d'un contrôleur de freinage.