111, III II III II H A I II

(21) BR 10 2012 011962-5 A2

(22) Data de Depósito: 18/05/2012

(43) Data da Publicação: 30/07/2013 República Federafiva Lie Brasil

(RPI 2221) L • • 1, lostrtut..• Nac.

111,3111111111 III II III II HA I II

(54) Título: DISPOSITIVO PARA ACOPLAMENTO, (57) Resumo: DISPOSITIVO PARA ACOPLAMENTO, COM

COM ROTACIONAL DE UM ANEL COM UMA RODA E ROTAÇÃO, DE UM ANEL COM UMA RODA E TREM DE POUSO DE

TREM DE POUSO DE AERONAVE EQUIPADO COM AVIÃO EQUIPADO COM TAL DISPOSITIVO. A invenção refere-se a

um dispositivo (32) para acoplamento, com rotação, de uma roda (10)

TAL DISPOSITIVO _{com um anel (31) para cionar a roda (10) montada de modo a girar}

coaxialmente com a roda (10). De acordo com a invenção, o

(30) Prioridade Unionista: 20/05/2011 FR 11 54445 dispositivo (32) compreende uma pluralidade de membros de conexão (60), cada um estendido em uma direção contida em um palno perpendicular ao eixo geométrico de rotação e formando um ângulo com um direção radial, os membros de conexão (60) sendo articuladamente montados, por um lado, na roda (10) e, por outro lado,

(72) Inventor(es): Daniel Bucheton, Gilles Eluard, Sébastien _{no anel (31).} Remond

"DISPOSITIVO PARA ACOPLAMENTO ROTACIONAL DE UM ANEL COM UMA RODA E TREM DE POUSO DE AERONAVE EQUIPADO COM TAL DISPOSITIVO"

A invenção refere-se a um dispositivo para acoplamento, com rotação, de um anel com uma roda e ao trem de pouso da aeronave equipado com tal dispositivo.

5 Precedentes da invenção

De modo a reduzir o consumo de combustível, bem como os níveis de ruído e polu-ição produzidos pela operação dos motores a jato no solo, foi proposto motorizar as rodas da aeronave de modo a permitir que ele se mova em uma zona do aeroporto sem a ajuda dos seus motores a jato.

10 Assim, o trem de pouso de uma aeronave compreendendo uma perna articulada

em uma primeira extremidade com a aeronave e tendo, montada em uma segunda extremi-dade, uma roda ou jogo de rodas repousando no solo é também fornecido com um membro para acionar a roda ou taxiar o motor de modo a mover a aeronave quando ele está no solo, por exemplo, entre a sua localização de estacionamento e a pista de decolagem.

15 Durante a aterrissagem e a decolagem, o trem de pouso é submetido a estresse severo, o que causa a deformação do aro da roda e o deslocamento do seu eixo geométrico de rotação com relação ao trem de pulso.

Dispositivos de acoplamento são assim dispostos entre o membro acionador e a roda de modo a absorver a deformação e os movimentos do aro da roda em relação ao 20 membro acionador. Por exemplo, no setor de estrada de ferro, transmissões de mola heli-coidal feitas por Westinghouse ou Sécheron são conhecidas. Entretanto, esses dispositivos de acoplamento são pesados e inadequados para aviões.

Também é conhecida do documento FR339382 uma luva de transmissão envol-vendo três articulações compressíveis articuladas em ambas as extremidades e transmitindo 25 o movimento de uma primeira placa rotativa presa em um primeiro eixo mecânico a uma segunda placa presa em um segundo eixo mecânico. Essas articulações criam um elo elás-tico entre os dois eixos mecânicos, capaz de absorver o desalinhamento entre o primeiro e o segundo eixos mecânicos.

Objetivo da invenção

30 O objetivo da invenção é propor modos de acoplamento que são capazes de absor-

ver a deformação principal do aro e/ou o deslocamento do eixo geométrico de rotação da roda.

Breve descrição da invenção

A fim de atingir esse objetivo, de acordo com a invenção, foi proposto fornecer um 35 dispositivo para acoplamento, com rotação, de uma roda com um anel acionador da roda

montado de modo a girar coaxialmente com a roda, o dispositivo compreendendo uma plu-ralidade de membros de conexão articuladamente montados no aro, por um lado, e no anel,

por outro lado, e cada um estendido em uma direção definida pelo centro dos pivôs e conti-do em um plano perpendicular ao eixo geométrico de rotação de moconti-do a formar um ângulo com uma direção radial.

Assim, o eixo geométrico de rotação da roda pode permitir um deslocamento angu-

5 lar em relação ao eixo geométrico de rotação do anel acionador, enquanto transmitindo o

movimento rotacional.

Vantajosamente, cada membro de conexão tem um comprimento que varia quando submetido a uma força agindo no membro de conexão em oposição a uma força de dissipa-ção interna.

10 O comprimento variável do membro de conexão resulta na possibilidade de maiores

graus de liberdade entre o anel e a roda.

O dispositivo de acordo com a invenção é particularmente adequado para trem de pouso compreendendo pelo menos um eixo para receber pelo menos uma roda associada com um membro acionador da roda compreendendo um anel montado de modo a girar coa-

15 xialmente com a roda e conectado em dispositivo controlado para o seu acionamento rota-

cional.

Breve descrição dos desenhos

A invenção será entendida mais claramente à luz da descrição ilustrada pelas figu-ras acompanhantes nas quais:

20 - A figura 1 é uma vista lateral parcialmente em corte do trem de pouso compreen-

dendo dois conjuntos de roda e freio, somente um dos quais é mostrado, a figura sendo for-necida por meio de um exemplo não limitador do contexto da invenção,

- A figura 2 é uma vista, em uma escala maior, do membro acionador rotacional e-quipando o conjunto de roda e freio de acordo com a figura 1 e compreendendo um disposi-25 tivo de acoplamento de acordo com a invenção,

- A figura 3 é uma vista da seção transversal ao longo da linha 111-111 da figura 2 do dispositivo de acoplamento de acordo com a invenção mostrado na figura 2,

- As figuras 4, 5 e 6 são vistas longitudinalmente em corte de uma ligação telescó-pica usada dentro do escopo da invenção, na condição de repouso, condição totalmente

30 comprimida e condição totalmente estendida, respectivamente.

Descrição detalhada da invenção

A figura 1 mostra o trem de pouso 1 do tipo conhecido fornecido por meio de exem-plo a fim de ilustrar o contexto da invenção. O trem de pouso compreende uma parte inferior com um eixo 2 planejado para receber dois conjuntos de roda e freio 3 em cada lado do 35 trem de pulso. Somente um desses conjuntos é mostrado aqui.

Cada conjunto compreende:

pneu 12, montado de modo a girar no eixo 2 por meio de mancais de esferas ao redor de um eixo geométrico de rotação X,

- um freio 20 compreendendo um tubo de torção 21 aparafusado no trem de pouso de modo a ser fixado com rotação, discos 22 estendidos entre o tubo de torção 21 e o aro 5 11, de modo a serem travados com rotação alternadamente com o aro 11 e o tubo de torção

21, um suporte atuador 23 integral com o tubo de torção 21 e alojando os atuadores de fre-nagem 24, nesse caso atuadores hidráulicos, cada um compreendendo um pistão montado de modo a deslizar dentro dos recessos do suporte atuador 23. O acima, naturalmente, não é limitador e os atuadores podem ser do tipo elétrico incorporado, como no caso aqui, na

10 estrutura do suporte atuador ou capazes de serem desmontados individualmente.

O suporte atuador 23 tem um membro acionador rotacional, nesse caso um motor de engrenagem elétrico 30 que aciona com rotação um anel acionador 31 montado ao redor do suporte atuador 23, de modo a girar no último ao redor do eixo geométrico de rotação X da roda 10.

15 Com referência à figura 2, o motor de engrenagem 30 compreende, em primeiro lu-

gar, um motor de anel elétrico com um estator 41 e um rotor 42 montados de modo a girar ao redor de um eixo geométrico de rotação, esses estendidos aqui em paralelo ao eixo ge-ométrico de rotação X da roda associada. O rotor 42 é acoplado com rotação em um eixo mecânico de entrada 43 que forma o pinhão central 44 de uma engrenagem de redução 20 epicíclica, as rodas planetárias 45 da qual podem ser observadas. As últimas cooperam com um anel fixo 46 e são montadas em um transportador de roda planetária 47 tendo um eixo mecânico de saída que recebe na sua extremidade um pinhão de saída 48.

O pinhão de saída 48 coopera com o anel acionador 31, de modo a girar o último e assim acionar a roda com rotação por meio de um dispositivo de acoplamento rotacional 32 25 de acordo com a invenção.

Será observado aqui que o anel acionador 31 é de fato composto de dois semianéis 31a e 31b, ambos os quais são montados com rotação ao redor do mesmo eixo geométrico de rotação. O semianel 31a é acionado com rotação diretamente pelo pinhão de saída 48. Os dois semianéis são montados com rotação no suporte atuador 23 independentemente 30 um do outro, mas podem ser seletivamente acoplados por meio de um membro de

acopla-mento de dente radial 49. O membro de acoplaacopla-mento 49 é na forma aqui de uma garra mon-tada de modo móvel no semianel 31b em uma direção axial de modo a engatar com os den-tes radiais correspondenden-tes do semianel 31a por meio da ação de um eletroimã anular 50 estendido dentro do suporte atuador 23.

35 De acordo com a invenção, o semianel 31b é acoplado na roda 10 pelo dispositivo

de acoplamento 32 compreendendo uma pluralidade de membros de conexão, nesse caso, articulações 60 montadas articuladamente em uma primeira extremidade 61 no semianel

31 b e em uma segunda extremidade 62 no aro 11.

Mais precisamente, o semianel 31b compreende, para cada articulação 60, uma primeira peça de cobertura 63 que recebe a primeira extremidade 61 de uma articulação 60, de modo a formar uma conexão articulada.

5 O aro 11 também compreende uma segunda peça de cobertura 64 que recebe a

segunda extremidade 62 da articulação 60, de modo a formar uma conexão articulada. Cada membro de conexão se estende em uma direção Y (definida pelo centro dos pivôs) que fica contida em um plano perpendicular ao eixo geométrico de rotação X da roda.

Como pode ser observado mais claramente na figura 3, o semianel 31 b compreen- 10 de dois flancos anulares 63, cada um tendo seis orelhas 63a a 63f para receber entre elas

uma primeira extremidade 61 de uma articulação 60. Somente um dos flancos 63 pode ser visto na figura 3. A fim de simplificar a ilustração nessa figura, somente uma das articula-çôes 60 é mostrada, as outras sendo indicadas simplesmente em forma de símbolo pelas linhas tracejadas do eixo geométrico Y.

15 O aro 11 compreende dois flancos anulares 64, cada um com seis orelhas 64a a

64f para receber a segunda extremidade 62 das articulações 60. Basicamente, os pivôs de extremidade são conectados nas orelhas formando parte de uma peça de cobertura por meio dos pinos estendidos através das orelhas e do pivô correspondente.

As articulações 60 se estendem ao longo das direções Y que formam um ângulo cc 20 com uma direção radial sendo disposta, por exemplo, entre uma orelha 63a do semianel 31b

e uma orelha 64f que é deslocada de modo angular em relação à direção radial da orelha 63a.

Assim, quando o semianel 31b gira em uma primeira direção, ele exerce uma força de tração nas articulações que, portanto, acionam o aro 11 com rotação.

25 Quando o semianel 31b gira na direção oposta, as articulações 60 são comprimidas

e acionam o aro 11 com rotação.

A disposição das articulações 60 montadas articuladamente no anel acionador 31 e no aro 11 permite que o aro 11 disponha de dois graus de liberdade rotacional em relação ao anel 31. Assim, é possível um deslocamento angular relativo do eixo geométrico de rota- 30 ção do anel 31 e do eixo geométrico de rotação do aro 11, enquanto permitindo a

transmis-são do movimento rotacional.

De acordo com um aspecto particular da invenção, as articulações 60 são telescó-picas. Como mostrado em forma esquemática na figura 3, as articulações compreendem um corpo 66 que é conectado no aro 11 e uma haste 67 que forma um pistão e é conectada no 35 semianel 31 b e que desliza dentro do corpo 66. De acordo com uma modalidade particular,

os membros de conexão 60 também compreendem arruelas de pressão 68, nesse caso ar-ruelas Belleville, que são dispostas entre o corpo 66 e o pistão 67, de modo a se oporem

aos movimentos relativos do corpo 66 e do pistão 67, a saber, ambos durante a tração e durante a compressão.

As arruelas Belleville 68 são empilhadas de modo a formar uma mola permitindo que a articulação 60 modifique seu comprimento enquanto transmitindo uma força.

5 As articulações telescópicas 60 permitem que o aro 11 aumente mais os graus de liberdade que são possíveis em relação ao anel 31 enquanto permitindo a transmissão do movimento rotacional. Assim, qualquer que seja a deformação do aro 11 ou o deslocamento axial ou angular do seu eixo geométrico de rotação, o dispositivo de acoplamento 32 de a-cordo com a invenção é capaz de transmitir o movimento rotacional do anel acionador 31

10 para o aro 11.

As arruelas Belleville 68 também permitem a formação de uma mola, a rigidez e a deformação da qual podem ser facilmente modificadas sem modificar, com isso, o volume do membro de conexão 60. Para esse fim, as arruelas 68 são montadas alternadamente, de modo que as forças de deformação são adicionadas juntas, na mesma direção a fim de au- 15 mentar a rigidez ou elas são montadas em uma maneira misturada dispondo seletivamente as arruelas 68 alternadamente e na mesma direção a fim de obter a rigidez e a deformação desejadas.

Além do mais, as arruelas Belleville 68 podem ser usadas para dissipar a energia, em particular quando elas são empilhadas na mesma direção. De fato, quando duas arrue- 20 las 68 são empilhadas na mesma direção, o atrito produzido por seus movimentos

respecti-vos dissipa uma parte da energia usada para o seu movimento.

A força dissipativa produzida pelas arruelas Belleville 68 é particularmente vantajo-sa porque ela permite que o solavanco do dispositivo de acoplamento 32 durante a partida seja reduzido. De fato, durante a partida do membro acionador, a roda não é acionada com 25 rotação imediatamente graças à sua inércia e mais geralmente graças à inércia da

aerona-ve. O anel acionador 31 assim começa a oscilar ao redor do eixo geométrico de rotação e causa o solavanco durante a rotação da roda. De modo a reduzir esses efeitos oscilantes, portanto é particularmente útil ter um dispositivo de amortecimento, a saber, um componente capaz de dissipar a energia dos movimentos oscilantes.

30 Assim, o uso de arruelas Belleville nos membros de conexão permite a geração de

uma força resiliente e uma força dissipativa durante o deslocamento relativo do pistão 67 e do corpo 66.

Um exemplo de modalidade de tal ligação telescópica é mostrado nas figuras 4 a 6. A articulação 70 compreende um corpo 76 dentro do qual uma haste 77 formando 35 um pistão 77a é recebida com deslizamento. A haste 77 se projeta do corpo e termina em

uma junta articulada 71. As arruelas Belleville 78 são montadas ao redor da haste de modo a se estenderem entre, por um lado, uma peça de extremidade deslizante 79 do corpo 76

encostado contra um batente 82 e, por outro lado, uma arruela de aperto 80 encostada con-tra um degrau 81 do corpo quando a articulação está na posição de repouso como moscon-trado na figura 4.

Uma cobertura 83 cobre a extremidade do corpo 71 no lado onde a peça de extre- 5 midade deslizante 79 está localizada, de modo a proteger a parte da haste 77 que desliza

dentro da peça de extremidade 79 e que se projeta da última durante a extensão.

Além do mais, a haste 77 compreende uma porca de aperto 84 encostada contra o batente 82. As arruelas Belleville 78 são assim mantidas permanentemente no estado com-primido e definem um comprimento da condição de repouso da articulação quando a última

10 não está mais predisposta.

Durante a compressão (figura 5), a porca de aperto 84 encosta contra a peça de ex-tremidade deslizante 79 de modo a fazer com que ela retraia dentro do corpo 70. Durante a extensão (figura 6), o pistão 77a encosta contra a arruela de aperto 80, de modo a separá-la do degrau 81.

15 Naturalmente, a invenção não é limitada à modalidade descrita acima, mas abrange

todas essas variações definidas dentro do escopo das reivindicações.

As articulações podem também conter tipos de molas e dispositivos de amorteci-mento diferentes das arruelas Belleville, por exemplo, dispositivos de amorteciamorteci-mento a gás ou óleo, acoplados com molas de torção

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo (32) para acoplamento rotacional de uma roda (10) com um anel (31) para acionar a roda (10) montado de modo a girar coaxialmente com a roda (10), caracterizado pelo fato de que o dispositivo (32) tem uma pluralidade de membros de 5 conexão (60), cada um estendido em uma direção contida em um plano perpendicular ao

eixo geométrico de rotação e formando um ângulo com uma direção radial, os membros de conexão (60) sendo montados articuladamente, por um lado, na roda (10) e, por outro lado, no anel (31), cada membro de conexão (60) sendo elasticamente deformável em compressão e em tração ao longo de um eixo geométrico que passa através das suas duas

10 extremidades montadas no pivô.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada membro de conexão (60) tem um comprimento que varia quando submetido a uma força agindo sobre o membro de conexão (60) em oposição a uma força dissipativa interna.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo fato de que cada 15 membro de conexão (60, 70) é uma ligação telescópica que compreende duas partes

desli-zantes (66, 67; 76, 77) conectadas respectivamente na roda (10) e no anel (31), arruelas Belleville (68, 78) sendo dispostas entre as partes de modo a gerar uma força resiliente e dissipativa durante o deslocamento relativo das partes.

4. Trem de pouso compreendendo pelo menos um eixo (2) para receber pelo me- 20 nos uma roda (10) associada com um membro (30) para acionar a roda (10)

compreenden-do um anel (31) montacompreenden-do de mocompreenden-do a girar coaxialmente com a roda (10) e conectacompreenden-do em dispositivo controlado para o seu acionamento rotacional, caracterizado pelo fato de que a roda (10) e o anel (31) são acoplados por um dispositivo de acoplamento (32) do tipo defini-do em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.

Fig.4

76 80

83

82

71

Curso Máximo + Folga

Folga

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Fig.6

RESUMO

"DISPOSITIVO PARA ACOPLAMENTO ROTACIONAL DE UM ANEL COM UMA RODA E TREM DE POUSO DE AERONAVE EQUIPADO COM TAL DISPOSITIVO"

A invenção refere-se a um dispositivo (32) para acoplamento, com rotação, de uma

5 roda (10) com um anel (31) para acionar a roda (10) montada de modo a girar coaxialmente

com a roda (10).

De acordo com a invenção, o dispositivo (32) compreende uma pluralidade de membros de conexão (60), cada um estendido em uma direção contida em um plano per-pendicular ao eixo geométrico de rotação e formando um ângulo com uma direção radial, os

10 membros de conexão (60) sendo articuladamente montados, por um lado, na roda (10) e,