FR3147553A1 - Eddy current magnetic braking device, vehicle braked wheel, aircraft landing gear and aircraft equipped with such a wheel - Google Patents
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Abstract
Dispositif de freinage magnétique (1) à courant de Foucault pour roue de véhicule, comprenant au moins un stator (2) et un rotor (3), et des aimants (4) solidaires de l’un de ceux-ci pour produire entre ceux-ci un flux magnétique axial susceptible d’engendrer des courants de Foucault dans l’autre de ceux-ci lorsque la roue tourne. L’un du rotor (3) et du stator (2) est un disque et l’autre du rotor (3) et du stator (2) est une couronne divisée en au moins deux secteurs de couronne (2A, 2B, 2C, 2D) mobiles radialement entre une première position dans laquelle chaque secteur de couronne (2A, 2B, 2C, 2D) a au moins une face (2.1, 2.2) en regard d’une face (3.1, 3.2) du disque pour établir le flux magnétique axial et une deuxième position dans laquelle ladite au moins une face (2.1, 2.2) du secteur de couronne (2A, 2B, 2C, 2D) est décalée radialement par rapport à la face (3.1, 3.2) du disque pour interrompre le flux magnétique axial. Roue d’aéronef, atterrisseur et aéronef comportant un tel dispositif. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 3 Eddy current magnetic braking device (1) for a vehicle wheel, comprising at least one stator (2) and one rotor (3), and magnets (4) integral with one of these to produce between them an axial magnetic flux capable of generating eddy currents in the other of these when the wheel rotates. One of the rotor (3) and the stator (2) is a disk and the other of the rotor (3) and the stator (2) is a crown divided into at least two crown sectors (2A, 2B, 2C, 2D) movable radially between a first position in which each crown sector (2A, 2B, 2C, 2D) has at least one face (2.1, 2.2) facing a face (3.1, 3.2) of the disk to establish the axial magnetic flux and a second position in which said at least one face (2.1, 2.2) of the crown sector (2A, 2B, 2C, 2D) is radially offset relative to the face (3.1, 3.2) of the disk to interrupt the axial magnetic flux. Aircraft wheel, landing gear and aircraft comprising such a device. FIGURE OF THE ABSTRACT: Fig. 3
Description
La présente invention concerne le domaine du freinage des roues de véhicule telles que les roues d’aéronef.The present invention relates to the field of braking vehicle wheels such as aircraft wheels.
ARRIERE PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION
Une roue d’aéronef comprend généralement une jante ceinturée d’un pneumatique et reliée par un voile à un moyeu monté pour tourner sur un arbre (essieu ou fusée) support de roue.An aircraft wheel typically consists of a rim surrounded by a tire and connected by a web to a hub mounted to rotate on a wheel support shaft (axle or spindle).
Il est connu des dispositifs de freinage par friction comprenant une pile de disques de freinage qui est logée dans un espace annulaire s’étendant entre la jante et le moyeu et qui comprend une alternance de disques rotoriques liés en rotation avec la roue et de disques statoriques fixes par rapport à l’arbre 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 presse sur la pile de disques de manière à engendrer un couple de freinage pour freiner la rotation de la roue.Friction braking devices are known comprising a stack of brake disks which is housed in an annular space extending between the rim and the hub and which comprises an alternation of rotor disks linked in rotation with the wheel and stator disks fixed relative to the wheel support shaft. The braking device also comprises hydraulic or electromechanical actuators mounted on an actuator holder and arranged to apply a pressing force on the stack of disks so as to generate a braking torque to brake the rotation of the wheel.
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 FR-A-3122405 décrit un tel dispositif comprenant un rotor lié en rotation à la roue, deux stators qui encadrent le rotor et qui sont liés en rotation à l’arbre support de roue et libres en translation par rapport audit arbre, des aimants pour produire un flux magnétique axial entre les stators et le rotor, et des actionneurs linéaires pour déplacer axialement les stators entre une position de freinage maximal dans laquelle les stators sont rapprochés du rotor et une position de libre rotation de la roue dans laquelle les stators sont éloignés du rotor.Eddy current magnetic braking devices are also known, used for braking vehicle wheels and more particularly aircraft wheels. Document FR-A-3122405 describes such a device comprising a rotor rotatably connected to the wheel, two stators which surround the rotor and which are rotatably connected to the wheel support shaft and free in translation relative to said shaft, magnets for producing an axial magnetic flux between the stators and the rotor, and linear actuators for axially moving the stators between a maximum braking position in which the stators are close to the rotor and a free rotation position of the wheel in which the stators are far from the rotor.
Pour éliminer toute résistance à la rotation de la roue dans un tel dispositif de freinage magnétique à flux axial, il est nécessaire que la distance entre les stators en position de libre rotation et le rotor soit importante, ce qui augmente l’encombrement axial du dispositif alors que celui-ci est souvent déjà contraint, en particulier sur un atterrisseur rétractable d’aéronef qui dispose généralement de soutes ayant un volume déterminé pour loger au plus juste l’atterrisseur. Il en résulte que si l’écartement maximal entre les stators et le rotor n’est pas suffisante, par exemple limité par les contraintes d’encombrement, il reste un couple de freinage résiduel alors même que le frein est censé être désactivé.To eliminate any resistance to the rotation of the wheel in such an axial flux magnetic braking device, it is necessary for the distance between the stators in the free rotation position and the rotor to be large, which increases the axial size of the device while the latter is often already constrained, in particular on a retractable aircraft landing gear which generally has holds with a determined volume to accommodate the landing gear as closely as possible. As a result, if the maximum spacing between the stators and the rotor is not sufficient, for example limited by the size constraints, there remains a residual braking torque even though the brake is supposed to be deactivated.
Au surplus, d’une manière générale, les performances d’un dispositif de freinage magnétique à courant de Foucault dépendent de la puissance des aimants utilisés et de leurs dimensions. Le dispositif de freinage est donc relativement lourd et encombrant lorsque la puissance maximale de freinage requise est importante. Tel est le cas par exemple d’une utilisation sur avion, alors même que la masse et l’encombrement sont des contraintes sévères pour cette utilisation.Furthermore, generally speaking, the performance of an eddy current magnetic braking device depends on the power of the magnets used and their dimensions. The braking device is therefore relatively heavy and bulky when the maximum braking power required is high. This is the case, for example, for use on an aircraft, even though mass and size are severe constraints for this use.
OBJET DE L’INVENTIONSUBJECT OF THE INVENTION
L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de freinage remédiant au moins en partie aux inconvénients précités.The invention aims in particular to propose a braking device which at least partially overcomes the aforementioned drawbacks.
A cet effet, on prévoit, selon l’invention, un dispositif de freinage magnétique à courant de Foucault pour roue de véhicule, comprenant au moins un stator et un rotor, et des aimants solidaires de l’un de ceux-ci pour produire entre ceux-ci un flux magnétique axial susceptible d’engendrer des courants de Foucault dans l’autre de ceux-ci lorsque la roue tourne. L’un du rotor et du stator est un disque et l’autre du rotor et du stator est une couronne divisée en au moins deux secteurs de couronne mobiles radialement entre une première position dans laquelle chaque secteur de couronne a au moins une face en regard d’une face du disque pour établir le flux magnétique axial et une deuxième position dans laquelle ladite au moins une face du secteur de couronne est décalée radialement par rapport à la face du disque pour interrompre le flux magnétique axial, le dispositif comprenant au moins un actionneur relié aux secteurs de couronne pour déplacer les secteurs de couronne entre leurs deux positions.For this purpose, the invention provides an eddy current magnetic braking device for a vehicle wheel, comprising at least one stator and one rotor, and magnets secured to one of them to produce between them an axial magnetic flux capable of generating eddy currents in the other of them when the wheel rotates. One of the rotor and the stator is a disk and the other of the rotor and the stator is a crown divided into at least two radially movable crown sectors between a first position in which each crown sector has at least one face facing a face of the disk to establish the axial magnetic flux and a second position in which said at least one face of the crown sector is radially offset relative to the face of the disk to interrupt the axial magnetic flux, the device comprising at least one actuator connected to the crown sectors to move the crown sectors between their two positions.
Ainsi, les secteurs de couronne se déplacent entre leurs deux positions selon une direction radiale sans augmenter l’encombrement axial du dispositif. Les deux positions des secteurs de couronne peuvent donc être suffisamment écartées pour que, dans leur deuxième position, le flux magnétique soit interrompu entre stator et rotor.Thus, the crown sectors move between their two positions in a radial direction without increasing the axial size of the device. The two positions of the crown sectors can therefore be sufficiently spaced apart so that, in their second position, the magnetic flux is interrupted between stator and rotor.
Le dispositif peut comprendre tout ou partie des caractéristiques additionnelles suivantes, séparément ou en combinaison :
- chaque secteur de couronne a une section en U pour pouvoir chevaucher une portion du disque en ayant des branches s’étendant chacune d’un côté du disque de sorte que chaque secteur de couronne comporte au moins une première face en regard d’une première face du disque et une deuxième face en regard d’une deuxième face du disque opposée à la première face du disque ;
- les secteurs de couronne sont au nombre de quatre s’étendant chacun sur 90° ;
- chaque secteur de couronne est relié à un actionneur, les actionneurs étant disposés en opposition par paire ;
- les aimants sont solidaires de la couronne, chaque secteur de couronne portant plusieurs des aimants disposés en alternance sur un arc de cercle coaxial à la couronne ;
- la couronne est le stator et le disque est le rotor.
- each crown sector has a U-shaped section to be able to overlap a portion of the disk by having branches each extending on one side of the disk such that each crown sector comprises at least a first face facing a first face of the disk and a second face facing a second face of the disk opposite the first face of the disk;
- the crown sectors are four in number, each extending over 90°;
- each crown sector is connected to an actuator, the actuators being arranged in opposition in pairs;
- the magnets are integral with the crown, each crown sector carrying several of the magnets arranged alternately on an arc of a circle coaxial with the crown;
- the crown is the stator and the disc is the rotor.
L’invention concerne également une roue freinée équipée d’un tel dispositif, un atterrisseur et un aéronef équipés d’une telle roue.The invention also relates to a braked wheel equipped with such a device, a landing gear and an aircraft equipped with such a wheel.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers et non limitatifs de l’invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from reading the following description of particular and non-limiting embodiments of the invention.
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :Reference will be made to the attached drawings, including:
En référence aux figures 1 à 4, le système de freinage selon l’invention est porté par un aéronef 100 comportant des atterrisseurs 101. Chaque atterrisseur 101 comporte une jambe ayant une extrémité pourvue de deux arbres 102 coaxiaux sur chacun desquels est montée pour pivoter une roue 103, chaque arbre 102 ayant un axe central définissant un axe X de rotation de la roue 103 qu’il porte. 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. La jante 105 et le moyeu 104 définissent entre eux un espace annulaire 107 ayant une extrémité fermée par le voile 106 et une extrémité ouverte vers l’extérieur de la roue 103 formant une entrée de l’espace annulaire 107. La jante 105 est ceinturée par un pneumatique non représenté reçu entre deux lèvres 108 de la jante 105.With reference to figures 1 to 4, the braking system according to the invention is carried by an aircraft 100 comprising landing gears 101. Each landing gear 101 comprises a leg having one end provided with two coaxial shafts 102 on each of which a wheel 103 is mounted to pivot, each shaft 102 having a central axis defining an axis X of rotation of the wheel 103 which it carries. 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. The rim 105 and the hub 104 define between them an annular space 107 having one end closed by the web 106 and one end open towards the outside of the wheel 103 forming an entrance to the annular space 107. The rim 105 is surrounded by a tire, not shown, received between two lips 108 of the rim 105.
Selon l’invention, les roues 103 sont équipées d'un dispositif de freinage magnétique généralement désigné en 1, qui s’étend devant l’entrée de l’espace annulaire 107, à l’extérieur de celui-ci.According to the invention, the wheels 103 are equipped with a magnetic braking device generally designated 1, which extends in front of the entrance to the annular space 107, outside the latter.
Le dispositif de freinage magnétique 1 comprend un élément fixe, ou stator 2, et un élément mobile, ou rotor 3.The magnetic braking device 1 comprises a fixed element, or stator 2, and a mobile element, or rotor 3.
Plus précisément ici, le stator 2 a une forme de couronne coaxiale à la roue 103 et à l’arbre 102.More precisely here, the stator 2 has a crown shape coaxial with the wheel 103 and the shaft 102.
Plus précisément encore, le stator 2 est divisé en quatre secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D, identiques les uns aux autres, s’étendant selon un angle de 90°. Chaque secteur de couronne 2A, 2B, 2C, 2D a une section transversale (selon un plan contenant l’axe X) en U avec deux branches se faisant face. Chaque branche comprend de préférence un support amagnétique pourvu d’une pluralité d’aimants 4, permanents, ayant des faces libres (à l’opposé de la branche qui les porte) et engendrant des champs magnétiques pour produire un flux magnétique en direction de la branche se trouvant en face, c’est-à-dire un flux magnétique axial parallèle à l’axe X. Les deux branches de chaque secteur de couronne 2A, 2B, 2C, 2D, ainsi pourvues d’aimants 4, délimitent entre elles une rainure dont les flancs sont formés par des faces 2.1, 2.2 formées par les faces libres des aimants 4.More precisely, the stator 2 is divided into four crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D, identical to each other, extending at an angle of 90°. Each crown sector 2A, 2B, 2C, 2D has a U-shaped cross-section (along a plane containing the X axis) with two branches facing each other. Each branch preferably comprises a non-magnetic support provided with a plurality of permanent magnets 4, having free faces (opposite the branch which carries them) and generating magnetic fields to produce a magnetic flux in the direction of the branch located opposite, that is to say an axial magnetic flux parallel to the axis X. The two branches of each crown sector 2A, 2B, 2C, 2D, thus provided with magnets 4, delimit between them a groove whose sides are formed by faces 2.1, 2.2 formed by the free faces of the magnets 4.
Les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D formant le stator 2 sont liés en rotation à l’arbre 102 ou à la jambe de l’atterrisseur 101, ici par l’intermédiaire d’une platine 5. La platine 5 comprend un tube 5.1 engagé sur une collerette externe 102’ de l’arbre 102, une collerette interne 5.2 qui est fixée par des vis à la collerette 102’, et une collerette externe 5.3 portant des actionneurs 6 ici hydrauliques. Les actionneurs 6 sont au nombre de huit disposés en paires à 90° les uns des autres et chaque secteur de couronne 2A, 2B, 2C, 2D est relié aux deux actionneurs 6 d’une des paires. Les actionneurs 6 de chaque paire sont disposés en opposition aux actionneurs 6 de la paire d’actionneurs qui se trouve à 180° par rapport à eux. Les actionneurs 6 peuvent avoir un corps fixé sur la collerette externe 5.3 de la platine 5 mais ont ici un corps 6.1 en une seule pièce avec la collerette externe 5.3 de la platine 5. Le corps 6.1 de chaque actionneur 6 reçoit à coulissement un piston 6.2 qui est mobile en translation selon une direction radiale et qui possède un tronçon d’extrémité libre sur laquelle est fixée une des branches d’un des secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D de sorte que chaque secteur de couronne 2A, 2B, 2C, 2D est porté et guidé par les deux actionneurs 6 d’une même paire d’actionneurs.The crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D forming the stator 2 are linked in rotation to the shaft 102 or to the leg of the landing gear 101, here by means of a plate 5. The plate 5 comprises a tube 5.1 engaged on an external collar 102' of the shaft 102, an internal collar 5.2 which is fixed by screws to the collar 102', and an external collar 5.3 carrying actuators 6 here hydraulic. The actuators 6 are eight in number arranged in pairs at 90° to each other and each crown sector 2A, 2B, 2C, 2D is connected to the two actuators 6 of one of the pairs. The actuators 6 of each pair are arranged in opposition to the actuators 6 of the pair of actuators which is at 180° relative to them. The actuators 6 may have a body fixed to the external collar 5.3 of the plate 5 but here have a body 6.1 in a single piece with the external collar 5.3 of the plate 5. The body 6.1 of each actuator 6 slidably receives a piston 6.2 which is movable in translation in a radial direction and which has a free end section on which is fixed one of the branches of one of the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D so that each crown sector 2A, 2B, 2C, 2D is carried and guided by the two actuators 6 of the same pair of actuators.
Le rotor 3 est en cuivre ou en tout autre matériau électriquement conducteur et a une forme de disque annulaire coaxial à la roue 103 et à l’arbre 102. Le rotor 3 a un pourtour interne relié à la jante 105 par un manchon 7 pour être coaxial à l’arbre 102 et est entouré par les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D. Le rotor 3 a deux faces 3.1, 3.2, principales et opposées l’une à l’autre, entre lesquelles s’étend parallèlement un plan médian confondu avec un plan médian de la rainure s’étendant parallèlement et à mi-chemin entre les faces 2.1, 2.2. Les faces 3.1, 3.2 sont parallèles aux faces 2.1, 2.2. Le rotor 3 est donc lié en rotation à la roue 103, ici à la jante 105 de la roue 103 par l’intermédiaire du manchon 7, et tourne sur lui-même autour de son axe central par rapport aux secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D qui l’entourent : pendant ce déplacement du rotor 3 selon une direction circonférentielle par rapport aux secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D, les faces principales 3.1, 3.2 restent parallèles aux faces principales 2.1, 2.2.The rotor 3 is made of copper or any other electrically conductive material and has the shape of an annular disk coaxial with the wheel 103 and the shaft 102. The rotor 3 has an internal periphery connected to the rim 105 by a sleeve 7 to be coaxial with the shaft 102 and is surrounded by the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D. The rotor 3 has two faces 3.1, 3.2, main and opposite to each other, between which extends parallel a median plane merged with a median plane of the groove extending parallel and halfway between the faces 2.1, 2.2. The faces 3.1, 3.2 are parallel to the faces 2.1, 2.2. The rotor 3 is therefore linked in rotation to the wheel 103, here to the rim 105 of the wheel 103 by means of the sleeve 7, and rotates on itself around its central axis relative to the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D which surround it: during this movement of the rotor 3 in a circumferential direction relative to the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D, the main faces 3.1, 3.2 remain parallel to the main faces 2.1, 2.2.
Les actionneurs 6 déplacent les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D selon une direction radiale de la roue 103 entre :
- une première position, ou position de freinage maximal de la roue 103, dans laquelle les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D du stator 2 sont rapprochés du rotor 3, les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D chevauchant un pourtour externe du rotor 3, de sorte que les faces 2.1, 2.2 du stator 2 s’étendent en regard des faces 3.1, 3.2 du rotor 3 en étant séparées de celles-ci par un premier entrefer prédéterminé et ;
- une deuxième position, ou position de rotation libre de la roue 103, dans laquelle les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D du stator 2 sont écartés du rotor 3, les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D étant dégagés du pourtour externe du rotor 3, de sorte que les faces 2.1, 2.2 du stator 2 sont décalées radialement vers l’extérieur par rapport aux faces 3.1, 3.2 du rotor 3 et sont séparées des faces 3.1, 3.2 par un deuxième entrefer prédéterminé supérieur au premier entrefer prédéterminé.
- a first position, or maximum braking position of the wheel 103, in which the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D of the stator 2 are brought closer to the rotor 3, the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D overlapping an external periphery of the rotor 3, so that the faces 2.1, 2.2 of the stator 2 extend opposite the faces 3.1, 3.2 of the rotor 3 while being separated from the latter by a first predetermined air gap and;
- a second position, or free rotation position of the wheel 103, in which the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D of the stator 2 are spaced from the rotor 3, the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D being clear of the external periphery of the rotor 3, so that the faces 2.1, 2.2 of the stator 2 are offset radially outwards relative to the faces 3.1, 3.2 of the rotor 3 and are separated from the faces 3.1, 3.2 by a second predetermined air gap greater than the first predetermined air gap.
Lorsque les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D sont dans la position de freinage maximal, le rotor 3 a des portions disposées entre les branches des secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D et a ses faces 3.1, 3.2 opposées faisant face aux faces 2.1, 2.2 du stator 2 respectivement.When the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D are in the maximum braking position, the rotor 3 has portions arranged between the branches of the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D and has its opposite faces 3.1, 3.2 facing the faces 2.1, 2.2 of the stator 2 respectively.
Lorsque les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D sont dans la position de freinage maximal, le champ magnétique des aimants 4 produit un flux magnétique suffisant pour engendrer des courants de Foucault dans le rotor 3 lorsque le rotor 3 pivote en face des aimants 4.When the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D are in the maximum braking position, the magnetic field of the magnets 4 produces a magnetic flux sufficient to generate eddy currents in the rotor 3 when the rotor 3 pivots opposite the magnets 4.
Le rotor 3 a une épaisseur telle qu’un effet de peau (autrement appelé effet pelliculaire ou effet Kelvin) soit engendré depuis chaque face 3.1, 3.2 du rotor 3 sur plus de la moitié de l’épaisseur du rotor 3 au moins sur une plage de vitesses relatives possibles du rotor 3 par rapport aux secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D. Les courants de Foucault engendrés depuis les deux faces 3.1, 3.2 vont alors circuler dans la partie centrale du rotor 3, ce qui va augmenter le couple de freinage. On obtient ainsi dans la partie centrale une « superposition des effets de peau » produit depuis chaque face 3.1, 3.2, l’épaisseur du rotor 3 étant suffisamment faible pour obtenir cette superposition tout en satisfaisant les contraintes thermiques et mécaniques. Dans un exemple, cette superposition donne environ 60% de performance en plus.The rotor 3 has a thickness such that a skin effect (otherwise called a skin effect or Kelvin effect) is generated from each face 3.1, 3.2 of the rotor 3 over more than half of the thickness of the rotor 3 at least over a range of possible relative speeds of the rotor 3 with respect to the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D. The eddy currents generated from the two faces 3.1, 3.2 will then circulate in the central part of the rotor 3, which will increase the braking torque. This gives in the central part a “superposition of the skin effects” produced from each face 3.1, 3.2, the thickness of the rotor 3 being sufficiently small to obtain this superposition while satisfying the thermal and mechanical constraints. In one example, this superposition gives approximately 60% more performance.
On notera que la branche de chaque secteur angulaire disposée du côté de la face 3.2 assure une fonction d’écran thermique empêchant que la chaleur engendrée dans le rotor 3 par les courants de Foucault ne soit transmise à la jante 105 et au pneumatique qu’elle porte.It will be noted that the branch of each angular sector arranged on the side of face 3.2 provides a heat shield function preventing the heat generated in the rotor 3 by the eddy currents from being transmitted to the rim 105 and the tire it carries.
Les actionneurs 6 sont commandés de manière connue en elle-même pour déplacer de manière synchronisée les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D entre leurs deux positions.The actuators 6 are controlled in a manner known per se to synchronously move the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D between their two positions.
On comprend que pour provoquer le freinage, les actionneurs 6 sont pilotés pour amener les stators 2 dans la première position et que, pour interrompre le freinage, les actionneurs 6 sont pilotés pour amener les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D du stator 2 dans la deuxième position, position dans laquelle les aimants 4 ne permettent pas d’engendrer dans le rotor 3 des courants de Foucault suffisants pour provoquer le freinage du rotor 3.It is understood that to cause braking, the actuators 6 are controlled to bring the stators 2 into the first position and that, to interrupt braking, the actuators 6 are controlled to bring the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D of the stator 2 into the second position, a position in which the magnets 4 do not allow sufficient eddy currents to be generated in the rotor 3 to cause braking of the rotor 3.
On notera qu’en dessous d’une certaine vitesse de rotation du rotor 3, le couple de freinage est négligeable quelle que soit la position des secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D du stator 2. Il faudra alors éventuellement envisager un frein additionnel.It should be noted that below a certain rotation speed of the rotor 3, the braking torque is negligible regardless of the position of the crown sectors 2A, 2B, 2C, 2D of the stator 2. It may then be necessary to consider an additional brake.
Le circuit de commande des actionneurs 6 comprend de manière classique une unité électronique de commande de freinage qui reçoit en entrée un signal de commande provenant d’un instrument manipulé par le pilote de l’aéronef 100 et émet des signaux de commande à une unité de commande d'actionneurs qui produit, à partir du signal de commande, un signal de puissance transmis aux actionneurs 6 pour modifier la valeur de l’entrefer entre les secteurs de couronne 2A, 2B, 2C, 2D du stator 2 et le rotor 3 en fonction de l’effort de freinage requis par le pilote. La modification de l’entrefer par les actionneurs 6 va augmenter ou diminuer le couple de freinage et donc la vitesse de l'aéronef 100. La modification de l’entrefer par les actionneurs 6 joue sur le flux magnétique transmis au rotor 3 par les aimants 4. Cet agencement est classique et ne sera pas plus décrit ici.The actuator control circuit 6 conventionally comprises an electronic brake control unit which receives as input a control signal from an instrument operated by the pilot of the aircraft 100 and transmits control signals to an actuator control unit which produces, from the control signal, a power signal transmitted to the actuators 6 to modify the value of the air gap between the ring sectors 2A, 2B, 2C, 2D of the stator 2 and the rotor 3 according to the braking force required by the pilot. The modification of the air gap by the actuators 6 will increase or decrease the braking torque and therefore the speed of the aircraft 100. The modification of the air gap by the actuators 6 affects the magnetic flux transmitted to the rotor 3 by the magnets 4. This arrangement is conventional and will not be described further here.
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.Of course, the invention is not limited to the embodiments described but encompasses any variant falling within the scope of the invention as defined by the claims.
En particulier, le dispositif peut avoir une structure différente de celle décrite.In particular, the device may have a structure different from that described.
Les aimants peuvent être portés par le rotor au lieu du stator, deux rotors encadrant un stator.The magnets can be carried by the rotor instead of the stator, with two rotors surrounding a stator.
La forme, l’agencement et les dimensions des aimants peuvent être différents de ceux décrits ou représentés. Par exemple, les aimants peuvent avoir des dimensions différentes et/ou être agencés selon un motif de HALBACH.The shape, arrangement and dimensions of the magnets may differ from those described or shown. For example, the magnets may have different dimensions and/or be arranged in a HALBACH pattern.
Les aimants peuvent comprendre des électroaimants.Magnets may include electromagnets.
Le nombre de rotors et/ou le nombre de stators peuvent être différents de ceux mentionnés. Par exemple, chaque secteur de couronne du stator peut comprendre trois branches (ou plus) ménageant entre elles deux rainures (ou plus) accueillant chacune une portion d’un rotor. A l’inverse, chaque secteur de couronne du stator peut ne comprendre qu’une branche. On prévoira alors entre le rotor et la jante un écran thermique empêchant que la chaleur engendrée dans le rotor par les courants de Foucault ne soit transmise à la jante.The number of rotors and/or the number of stators may be different from those mentioned. For example, each crown sector of the stator may comprise three branches (or more) forming between them two grooves (or more) each accommodating a portion of a rotor. Conversely, each crown sector of the stator may comprise only one branch. A heat shield will then be provided between the rotor and the rim to prevent the heat generated in the rotor by the eddy currents from being transmitted to the rim.
Le dispositif peut comprendre des moyens de guidage en translation radiale des secteurs de couronne. Par exemple, la platine est pourvue de guides radiaux le long desquels les secteurs de couronne sont montés pour coulisser.The device may comprise means for guiding the crown sectors in radial translation. For example, the plate is provided with radial guides along which the crown sectors are mounted to slide.
Chaque secteur de couronne peut s’étendre sur moins de 90° ou plus de 90°. Le nombre de secteurs de couronne peut être inférieur à quatre, par exemple deux ou trois, ou supérieur à quatre, par exemple six.Each crown sector may extend less than 90° or more than 90°. The number of crown sectors may be less than four, for example two or three, or more than four, for example six.
Les secteurs de couronne peuvent être engagés sur un pourtour externe ou un pourtour interne du disque.The crown sectors can be engaged on an external periphery or an internal periphery of the disc.
L’invention s’applique également à un dispositif dans lequel la couronne forme le rotor.The invention also applies to a device in which the crown forms the rotor.
Le dispositif de freinage magnétique selon l’invention peut être associé à un dispositif de freinage par friction classique par exemple pour assurer les freinages à basse vitesse ou en stationnement. Un tel dispositif de freinage par friction comprend des organes de friction, par exemple une pile de disques de carbone logée dans l’espace annulaire 107, et une pluralité d’actionneurs 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 pilotage des dispositifs de freinage est par exemple connu du document FR-A-2953196.The magnetic braking device according to the invention can be associated with a conventional friction braking device, for example to provide braking at low speed or when parking. Such a friction braking device comprises friction members, for example a stack of carbon disks housed in the annular space 107, and a plurality of electromechanical actuators carried by an actuator holder. Each electromechanical actuator comprises an electric motor and a pusher capable of being moved by the electric motor to press the stack of disks. The electromechanical actuator is thus intended to produce a controlled braking force on the stack of disks. A method of controlling the braking devices is for example known from document FR-A-2953196.
Les actionneurs peuvent comprendre :
- des actionneurs hydrauliques ou électromécaniques,
- des actionneurs linéaires,
- des actionneurs rotatifs ayant par exemple un pignon de sortie engrenant avec une crémaillère liée au secteur de couronne,
- des actionneurs à simple effet (un élément élastique assurant le rappel en position de rotation libre) ou à double effet,
- ou autres.
- hydraulic or electromechanical actuators,
- linear actuators,
- rotary actuators having for example an output pinion meshing with a rack linked to the crown sector,
- single-acting actuators (an elastic element ensuring return to the free rotation position) or double-acting actuators,
- or others.
Le corps des actionneurs peut être en une seule pièce avec la platine porte-actionneur. La platine porte-actionneur peut avoir toute forme adaptée.The actuator body can be in one piece with the actuator carrier plate. The actuator carrier plate can have any suitable shape.
Il est possible d’utiliser, pour l’actionnement mécanique du dispositif de freinage magnétique, un actionneur agissant sur plusieurs secteurs de couronne, plutôt qu’un actionneur pour chaque secteur de couronne. Un unique actionneur peut ainsi agir sur deux secteurs de couronne diamétralement opposés l’un à l’autre pour les déplacer dans des sens opposés. Les actionneurs peuvent être à simple effet et intégrer un ressort pour les ramener automatiquement en position désengagée en l’absence d’alimentation.It is possible to use, for the mechanical actuation of the magnetic braking device, an actuator acting on several crown sectors, rather than an actuator for each crown sector. A single actuator can thus act on two crown sectors diametrically opposed to each other to move them in opposite directions. The actuators can be single-acting and incorporate a spring to automatically return them to the disengaged position in the absence of power.
L’invention est utilisable sur tout type de véhicule en contact avec le sol par au moins une roue et nécessitant un freinage et par exemple des véhicules aériens, terrestres ou amphibies, de transport ou d’équipement industriel.The invention can be used on any type of vehicle in contact with the ground by at least one wheel and requiring braking, for example aerial, land or amphibious vehicles, transport or industrial equipment.
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2303514A FR3147553A1 (en) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | Eddy current magnetic braking device, vehicle braked wheel, aircraft landing gear and aircraft equipped with such a wheel |
| PCT/EP2024/059336 WO2024209054A1 (en) | 2023-04-07 | 2024-04-05 | Wheel landing gear provided with an eddy-current magnetic braking device using radially movable magnets, and aircraft provided with such a landing gear |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2303514A FR3147553A1 (en) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | Eddy current magnetic braking device, vehicle braked wheel, aircraft landing gear and aircraft equipped with such a wheel |
| FR2303514 | 2023-04-07 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR3147553A1 true FR3147553A1 (en) | 2024-10-11 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2303514A Pending FR3147553A1 (en) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | Eddy current magnetic braking device, vehicle braked wheel, aircraft landing gear and aircraft equipped with such a wheel |
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Citations (4)
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| FR2953196A1 (en) | 2009-11-30 | 2011-06-03 | Messier Bugatti | METHOD FOR MANAGING THE BRAKING OF AN AIRCRAFT AND CORRESPONDING BRAKING SYSTEM |
| US20200300310A1 (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | Aeroflux Braking Systems Inc. | Axially or radially actuated eddy current brake with integrated friction brake |
| FR3122405A1 (en) | 2021-05-03 | 2022-11-04 | Safran Landing Systems | Eddy current magnetic braking device, braked vehicle wheel and aircraft landing gear fitted with such a wheel |
Family Cites Families (1)
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2023
- 2023-04-07 FR FR2303514A patent/FR3147553A1/en active Pending
-
2024
- 2024-04-05 WO PCT/EP2024/059336 patent/WO2024209054A1/en active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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