FR2999529A1 - Undercarriage for aircraft, has shock absorber provided with separating piston, which sealing slides in shock absorber to separate gas from hydraulic fluid, where piston is made of thermoplastic material having short carbon fibers - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un atterrisseur d'aéronef équipé d'un piston séparateur en matière thermoplastique. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La plupart des atterrisseurs d'aéronef font appel à un amortisseur de type oléopneumatique comportant un premier élément (souvent la tige coulissante qui porte les roues) qui coulisse dans un deuxième élément. L'amortisseur peut constituer une jambe de l'atterrisseur arti- culée sur l'aéronef, ou se présenter sous la forme d'un élément indépendant attelé à un balancier. Les deux éléments définissent un volume interne séparé par un diaphragme solidaire du caisson en deux chambres, dont une première chambre s'étendant d'un côté du diaphragme à l'intérieur du premier élément et remplie de fluide hy- draulique (parfois appelée chambre d'huile), et une deuxième chambre (parfois appelée chambre d'air) s'étendant de l'autre côté du diaphragme et remplie de fluide hydraulique et de gaz sous pression, par exemple de l'azote. Certains de ces amortisseurs sont équipés d'un piston séparateur permettant de séparer le fluide hydraulique du gaz dans la deuxième chambre, en évitant ainsi que le gaz se mélange avec le fluide hydraulique, ou ne puisse passer dans la première chambre alors que l'atterrisseur est en position stockée dans la soute d'atterrisseur de l'aéronef. Par ailleurs, certains amortisseurs d'atterrisseurs comportent une troisième chambre remplie de gaz sous haute pression et séparée de la première chambre par un piston séparateur. Le piston séparateur comporte en général une jupe de guidage d'une longueur suffisante pour assurer le libre coulissement du piston séparateur dans l'amortisseur.The invention relates to an aircraft undercarriage equipped with a separator piston made of thermoplastic material. BACKGROUND OF THE INVENTION Most aircraft undercarriages use an oleopneumatic-type damper having a first member (often the sliding rod which carries the wheels) which slides in a second member. The damper may constitute a leg of the undercarriage articulated on the aircraft, or be in the form of an independent element coupled to a rocker arm. The two elements define an internal volume separated by a diaphragm secured to the box in two chambers, including a first chamber extending on one side of the diaphragm inside the first element and filled with hydraulic fluid (sometimes referred to as the air chamber). oil), and a second chamber (sometimes referred to as an air chamber) extending across the diaphragm and filled with hydraulic fluid and pressurized gas, such as nitrogen. Some of these dampers are equipped with a separator piston for separating the hydraulic fluid from the gas in the second chamber, thereby preventing the gas from mixing with the hydraulic fluid, or can pass into the first chamber while the undercarriage is in the stored position in the landing gear compartment of the aircraft. In addition, certain landing gear dampers comprise a third chamber filled with gas under high pressure and separated from the first chamber by a separating piston. The separating piston generally comprises a guide skirt of sufficient length to ensure the free sliding of the separator piston in the damper.
Il comporte entre outre une ou des gorges externes pour recevoir un ou des joints d'étanchéité. Le piston séparateur ne subit que peu d'efforts, puisqu'il est censé être en équilibre mécanique sous les pressions des deux fluides égales de part et d'autre du piston. Cependant, dans certaines circonstances, le piston séparateur peut se trouver en butée à l'intérieur de l'amortisseur, et subir un effort dû à la différence entre la pression du fluide hydraulique et la pression du gaz (pouvant parfois se chiffrer à plusieurs centaines de bars).It comprises, in addition, one or more external grooves for receiving one or more seals. The separator piston undergoes little effort, since it is supposed to be in mechanical equilibrium under the pressures of the two equal fluids on either side of the piston. However, under certain circumstances, the separator piston may be in abutment within the damper, and suffer stress due to the difference between the pressure of the hydraulic fluid and the gas pressure (sometimes as much as several hundred of bars).
Les pistons séparateurs sont traditionnellement réalisés en alliage léger, pour des questions de masse. Cependant, des contraintes de fabrication et de manipulation imposent des épaisseurs minimales qui ne permettent pas de réduire la masse du piston séparateur, alors qu'il est bien souvent surdimensionné pour les efforts qu'il est censé subir. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un atterrisseur d'aéronef comportant un amortisseur muni d'un piston sé- parateur permettant un allègement de l'atterrisseur, et une diminution de coût de revient. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un atterrisseur d'aéronef comportant un amortisseur de type oléopneumatique rempli de fluide hydraulique et de gaz, et muni d'un piston séparateur qui coulisse à étanchéité dans l'amortisseur pour séparer le gaz du fluide hydraulique, dans lequel, selon l'invention, le piston séparateur est réalisé en matière thermoplastique.The separator pistons are traditionally made of light alloy, for mass reasons. However, manufacturing and handling constraints impose minimum thicknesses that do not reduce the mass of the separator piston, while it is often oversized for the efforts it is supposed to undergo. OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is an aircraft undercarriage comprising a shock absorber provided with a separating piston enabling lighter weight to be lightened, and a cost reduction. SUMMARY OF THE INVENTION With a view to achieving this object, an aircraft undercarriage comprising an oleopneumatic-type damper filled with hydraulic fluid and gas, and provided with a separating piston which slides in sealing in the shock absorber is proposed. for separating the gas from the hydraulic fluid, wherein, according to the invention, the separating piston is made of thermoplastic material.
L'utilisation de matière thermoplastique permet l'obtention de pistons séparateurs plus légers, pour une forme identique. Qui plus est, une optimisation des formes peut être obtenue en moulant ou en injectant le piston séparateur, permettant encore de réduire la masse du piston séparateur.The use of thermoplastic material makes it possible to obtain lighter separating pistons for an identical shape. Moreover, shape optimization can be achieved by molding or injecting the separator piston, further reducing the mass of the separator piston.
Selon un aspect particulier de l'invention, la matière thermoplastique est du Polyétheréthercétone, (en anglais PEEK pour PolyEtherEtherKetone) et contient des fibres de renfort courtes, de préférence en carbone.According to a particular aspect of the invention, the thermoplastic material is polyetheretherketone (PEEK for PolyEtherEtherKetone) and contains short reinforcing fibers, preferably carbon.
Selon un autre aspect particulier de l'invention, le piston séparateur comporte une gorge débouchant extérieurement pour recevoir un joint d'étanchéité, la gorge étant délimitée latéralement par deux flancs qui s'étendent en saillie du piston séparateur en étant rigi- difiés par des nervures. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, en relation avec les figures des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un atterrisseur d'aéronef connu en soi dont l'amortisseur comporte un piston séparateur ; - la figure 2 est une en coupe du piston sépara- teur similaire à celui qui équipe l'atterrisseur de la figure 1, illustré à l'intérieur de l'amortisseur ; - la figure 3 est une vue en coupe d'un piston séparateur selon un mode particulier de réalisation de l'invention, illustré à l'intérieur de l'amortisseur ; - les figures 4 et 5 sont des vues en perspective du piston séparateur de la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 représente une jambe d'atterrisseur d'aéronef incorporant un amortisseur. De façon connue en soi, la jambe comporte un caisson 1 dans lequel une tige 2 es montée pour coulisser. La tige 2 porte à son extrémité inférieure un essieu pour recevoir des roues, ou un bogie portant plusieurs roues. Un diaphragme 3 porté par un tube porte-diaphragme sépare l'intérieur de la jambe en une première chambre 5 remplie de fluide hydraulique et une deuxième chambre 6 remplie de fluide hydraulique et de gaz sous pression. La première chambre est par ailleurs délimitée par un fond 7 rapporté dans la tige 2. Sous le fond 7 s'étend une troisième chambre 8 remplie de fluide hydraulique qui est séparée d'une quatrième cham- bre 9 remplie de gaz sous haute pression par un piston séparateur 10, ici réalisé en alliage léger. De façon connue en soi, le diaphragme 3 et le fond 7 sont équipés d'orifices calibrés permettant le passage de fluide de la première chambre 5 à la deuxième chambre 6, et de la pre- mière chambre 5 à la troisième chambre 8, respectivement. Sur la figure 2, un piston séparateur 20 similaire à celui déjà présenté a été illustré. Il comporte une jupe 21 qui est ajustée avec un faible jeu à la par- tie de l'amortisseur dans laquelle le piston séparateur coulisse. La jupe permet d'assurer le guidage en coulissement du piston séparateur dans l'amortisseur. La jupe 21 est raccordée à un bol 22 ayant une portion dis-tale qui délimite une gorge extérieure pour recevoir un 20 joint d'étanchéité 23, et une portion proximale qui défi- nit un fond 24 du piston séparateur 20. Ici, le fond 24 porte un tube de gonflage 25. Sur les figures 3,4 et 5, un piston séparateur 30 selon l'invention a été représenté. Celui-ci comporte une partie terminale 31 cylindrique qui définit une portée de guidage du piston séparateur dans l'amortisseur. La partie terminale 31 comporte un léger évidement 32 sur sa partie externe, pour diminuer la surface de frottement avec l'amortisseur, et éventuellement recevoir une bande de glissement. La partie terminale 31 est reliée à une partie courante 33 ici sensiblement conique, dont la section diminue progressivement (ici la partie courante est sensiblement conique). La partie courante 33 est terminée par un fond 34.According to another particular aspect of the invention, the separating piston comprises a groove opening outwardly to receive a seal, the groove being delimited laterally by two flanks which project from the separating piston being rigidified by means of ribs. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood in the light of the following description of a particular embodiment of the invention, with reference to the figures of the appended drawings in which: FIG. 1 is a sectional view schematic of an aircraft landing gear known per se whose damper comprises a separating piston; FIG. 2 is a sectional view of the separator piston similar to that fitted to the landing gear of FIG. 1, illustrated inside the damper; - Figure 3 is a sectional view of a separator piston according to a particular embodiment of the invention, shown inside the damper; FIGS. 4 and 5 are perspective views of the separator piston of FIG. 3. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 represents an aircraft landing gear leg incorporating a shock absorber. In known manner, the leg comprises a housing 1 in which a rod 2 is mounted to slide. The rod 2 carries at its lower end an axle for receiving wheels, or a bogie carrying several wheels. A diaphragm 3 carried by a diaphragm holder tube separates the inside of the leg into a first chamber 5 filled with hydraulic fluid and a second chamber 6 filled with hydraulic fluid and pressurized gas. The first chamber is also delimited by a bottom 7 attached to the rod 2. Under the bottom 7 extends a third chamber 8 filled with hydraulic fluid which is separated from a fourth chamber 9 filled with gas under high pressure. a separating piston 10, here made of light alloy. In a manner known per se, the diaphragm 3 and the bottom 7 are equipped with calibrated orifices allowing the passage of fluid from the first chamber 5 to the second chamber 6, and from the first chamber 5 to the third chamber 8, respectively . In Figure 2, a separator piston 20 similar to that already shown has been illustrated. It comprises a skirt 21 which is adjusted with a small clearance to the part of the damper in which the separating piston slides. The skirt is used to ensure the sliding guide of the separator piston in the damper. The skirt 21 is connected to a bowl 22 having a distal portion which delimits an outer groove to receive a seal 23, and a proximal portion which defines a bottom 24 of the separator piston 20. Here, the bottom 24 carries an inflation tube 25. In Figures 3,4 and 5, a separating piston 30 according to the invention has been shown. It comprises a cylindrical end portion 31 which defines a guide surface of the separator piston in the damper. The end portion 31 has a slight recess 32 on its outer portion, to reduce the friction surface with the damper, and optionally receive a sliding strip. The end portion 31 is connected to a current portion 33 here substantially conical, the section gradually decreases (here the current portion is substantially conical). The current portion 33 is terminated by a bottom 34.
A la base de la section courante, à proximité du fond 34, deux parois annulaires planes minces 35 s'étendent en saillie vers l'extérieur en étant rigidifiées par des nervures 36 (seules certaines d'entre elles sont référencées) s'étendant entre lesdites parois annulaires 35 et la partie courante 33. Les parois annu- laires 35 définissent entre elles une gorge adaptée à recevoir un joint d'étanchéité 37. Le fond 34 définit ici un palier central 38 pour recevoir un tube de gonflage 38.At the base of the current section, near the bottom 34, two thin planar annular walls 35 protrude outwardly by being stiffened by ribs 36 (only some of them are referenced) extending between said annular walls 35 and the running portion 33. The annular walls 35 define between them a groove adapted to receive a seal 37. The bottom 34 here defines a central bearing 38 for receiving an inflation tube 38.
Le piston séparateur 30 ici est réalisé en ma- tière thermoplastique, de préférence du Polyétheréthercétone contenant des fibres de carbone courte. La densité d'une telle matière est de l'ordre de 1,4, à comparer avec la densité d'un alliage léger, de l'ordre de 2,7. Le piston séparateur 30 est de préférence obtenu par injec- tion, ce qui permet d'obtenir un produit à parois fines et ne nécessitant aucune reprise. Tout ceci concourt à abaisser la masse du piston séparateur ainsi que son coût de revient.The separator piston 30 here is made of thermoplastic material, preferably polyetheretherketone containing short carbon fibers. The density of such a material is of the order of 1.4, compared with the density of a light alloy, of the order of 2.7. The separator piston 30 is preferably obtained by injection, which makes it possible to obtain a thin-walled product that does not require any recovery. All this contributes to lowering the mass of the separating piston as well as its cost price.
L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante entrant dans le cadre délimité par les revendications. En particulier, le piston séparateur peut ne pas être équipé d'un tube de gonflage, de sorte que le fond sera entière- ment fermé.The invention is not limited to what has just been described, but on the contrary covers any variant within the scope delimited by the claims. In particular, the separating piston may not be equipped with an inflation tube, so that the bottom will be completely closed.
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