FR2865187A1 - Jack screw`s load transfer detecting device for aircraft, has temperature sensor measuring temperature of left and right half-ball joints, and processor to trigger detection of load transfer, in response to overheating of joints - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne les vérins à vis dits "fail-safe", c'est-à-dire lesThe invention relates to so-called "fail-safe" screw jacks, that is to say the
vérins à vis dont les attaches avion et structure sont doublées afin d'en augmenter le niveau de sécurité. screw jacks whose aircraft and structure fasteners are doubled to increase the level of safety.
Les systèmes de vérin à vis pour l'actionnement d'un organe mobile d'aéronef disposent généralement de deux attaches: une attache dite attache avion, par laquelle la vis est liée à la structure de l'aéronef et une attache dite attache structure, par laquelle la vis est liée via un écrou à l'organe mobile à actionner. Screw jack systems for actuating an aircraft movable member generally have two fasteners: a so-called aircraft clip fastener, through which the screw is connected to the aircraft structure and a fastener called a fastening structure, whereby the screw is connected via a nut to the movable member to be actuated.
En mode de fonctionnement normal, les liaisons vis-aéronef (attache io avion) et vis-organe mobile (attache structure) sont assurées respectivement par des voies dites primaires. En cas de défaillance de la voie primaire d'une attache, la liaison est alors reprise par une voie de secours, dite voie secondaire. In normal operating mode, the screw-aircraft links (aircraft attachment) and screw-movable member (attachment structure) are provided respectively by so-called primary channels. In case of failure of the primary channel of a fastener, the connection is then taken by an emergency route, called secondary track.
On connaît ainsi des systèmes de vérin comportant au niveau de l'attache structure, un niveau de sécurité supplémentaire en la présence d'un second écrou (écrou secondaire) qui, séparé de la vis par un léger jeu lors du fonctionnement normal, reprend la charge de l'écrou primaire en cas de défaillance de ce dernier. Thus known jack systems having at the structural fastener, an additional level of security in the presence of a second nut (secondary nut) which, separated from the screw by a slight clearance during normal operation, takes over the charging the primary nut in case of failure of the latter.
L'invention concerne plus particulièrement les systèmes de détection de la défaillance d'une attache, lors d'un transfert de charge de la voie primaire vers la voie secondaire. The invention more particularly relates to systems for detecting the failure of a fastener, during a charge transfer from the primary to the secondary path.
Dans le cas de l'attache structure, l'invention concerne ainsi la détection du transfert de charge de l'écrou primaire vers l'écrou secondaire. In the case of the structural fastener, the invention thus relates to the detection of the transfer of load from the primary nut to the secondary nut.
L'invention s'applique aux vérins à vis, par exemple quand ces vérins sont utilisés pour l'orientation d'un plan horizontal réglable (PHR) d'aéronef. The invention is applicable to screw jacks, for example when these jacks are used for the orientation of an aircraft adjustable horizontal plane (PHR).
Un dispositif fail-safe , certes sécuritaire, présente le danger qu'un fonctionnement reposant seulement sur la voie secondaire (par exemple l'écrou secondaire dans le cas de l'attache structure), après défaillance de la voie primaire (l'écrou primaire), ne soit pas détecté. Le dispositif ne comporte alors plus son niveau de sécurité supplémentaire, et perd par là son intérêt initial. A fail-safe device, certainly safe, presents the danger that a functioning resting only on the secondary way (for example the secondary nut in the case of the fastener structure), after failure of the primary way (the primary nut ), is not detected. The device then no longer has its extra level of security, and thereby loses its initial interest.
On cherche ici à signaler ce mode de fonctionnement afin d'éviter un mode de panne dormante. We seek here to indicate this mode of operation to avoid a dormant failure mode.
Typiquement, dans ce type de dispositif, on a adopté, pour l'attache structure, des écrous secondaires susceptibles de se gripper lorsque opérant avec la vis, de sorte qu'ils ne puissent continuer à remplir la fonction de transmission du mouvement. Typically, in this type of device, we have adopted, for the fastener structure, secondary nuts that can seize when operating with the screw, so that they can continue to perform the function of transmitting the movement.
Toutefois, le grippage risque souvent de ne pas apparaître. Les efforts durant le vol peuvent par exemple ne pas être assez importants pour que l'écrou secondaire se grippe au contact de la vis. However, seizure can often not appear. The forces during the flight may for example not be so important that the secondary nut is caught in contact with the screw.
Le but de l'invention est de fournir un vérin d'actionnement d'organe mobile comprenant, tant au niveau de l'attache avion que de l'attache structure, un dispositif de détection du transfert de charge sur la voie secondaire permettant de remédier à l'apparition d'une panne dormante. The object of the invention is to provide a movable member actuating cylinder comprising, both at the level of the aircraft fastener and the structure fastener, a device for detecting the transfer of charge on the secondary pathway making it possible to remedy at the onset of a dormant failure.
A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un dispositif de détection du transfert de la charge d'une vis de vérin d'actionnement d'organe mobile depuis une voie primaire vers une voie secondaire, ladite voie secondaire étant disposée pour reprendre la charge de la vis en cas de défaillance de la voie primaire, en particulier par mise en contact d'une pièce liée à la vis et d'une pièce solidaire de la voie secondaire, ledit contact générant du frottement se dissipant sous forme de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte: É des moyens de mesure de la température de ladite pièce solidaire de la voie secondaire, et É des moyens de déclenchement de ladite détection en réponse à 25 l'échauffement de ladite pièce liée à la voie secondaire. For this purpose, the invention proposes, according to a first aspect, a device for detecting the transfer of the load of a mobile actuator actuator screw from a primary track to a secondary track, said secondary track being arranged to take up the load of the screw in the event of failure of the primary track, in particular by bringing into contact a workpiece connected to the screw and a part secured to the secondary track, said contact generating friction dissipating in the form of of heat, characterized in that it comprises: E means for measuring the temperature of said integral part of the secondary channel, and É means for triggering said detection in response to the heating of said piece related to the secondary track.
Selon un autre aspect, l'invention propose un vérin d'actionnement d'organe mobile comprenant un tel dispositif de détection au niveau de son attache avion. According to another aspect, the invention provides a movable member actuating cylinder comprising such a detection device at its plane attachment.
Selon encore un autre aspect, l'invention propose un vérin 30 d'actionnement d'organe mobile comprenant un tel dispositif de détection au niveau de son attache structure. According to yet another aspect, the invention proposes a movable member actuating cylinder 30 comprising such a detection device at its structure attachment.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles: É la figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un dispositif selon 5 l'invention pour la détection de la défaillance de la voie primaire de l'attache structure d'un système de vérin à vis; É la figure 2 est une vue en coupe simplifiée d'un dispositif selon l'invention pour la détection de la défaillance de la voie primaire de l'attache avion d'un système de vérin à vis. Other objects, features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows, with reference to the appended figures in which: FIG. 1 is a simplified sectional view of a device according to FIG. invention for detecting the failure of the primary track of the fastener structure of a screw jack system; FIG. 2 is a simplified sectional view of a device according to the invention for detecting the failure of the primary path of the aircraft fastener of a screw jack system.
io Comme on l'a vu précédemment, un système de vérin à vis pour l'actionnement d'un organe mobile d'aéronef comporte deux attaches: une attache avion par laquelle la vis est liée à la structure de l'aéronef (fuselage) et une attache structure par laquelle la vis est liée via un écrou à l'organe mobile à actionner. As seen previously, a screw jack system for actuating an aircraft moving member comprises two fasteners: an aircraft fastener through which the screw is linked to the structure of the aircraft (fuselage) and a fastener structure by which the screw is connected via a nut to the movable member to be actuated.
Chacune de ces attaches dispose d'une voie secondaire de secours, apte à reprendre la charge de la vis en cas de défaillance de la voie primaire. Each of these fasteners has a secondary backup channel, able to resume the load of the screw in case of failure of the primary path.
Le dispositif de détection selon l'invention peut être utilisé afin de détecter la défaillance de la voie primaire de l'une ou l'autre des attaches 20 avion et structure. The detection device according to the invention can be used to detect the failure of the primary track of one or other of the aircraft and structure fasteners.
En référence à la figure 1, la description qui suit du dispositif selon l'invention concerne plus particulièrement l'attache structure. With reference to FIG. 1, the following description of the device according to the invention relates more particularly to the fastening structure.
En fonctionnement normal, l'écrou primaire, ici à billes, est chargé et assure la transmission de la charge. L'écrou primaire transmet par exemple son mouvement à un plan horizontal réglable (PHR) d'un avion. In normal operation, the primary nut, here ball, is loaded and ensures the transmission of the load. The primary nut for example transmits its movement to an adjustable horizontal plane (PHR) of an aircraft.
L'écrou secondaire présente, en regard du pas de la vis, un jeu suffisant pour ne pas être chargé dans le cas du fonctionnement normal où l'écrou primaire reprend la charge. The secondary nut has, next to the pitch of the screw, a clearance sufficient to not be loaded in the case of normal operation where the primary nut takes charge.
Typiquement, on prévoit que chacun des écrous primaire et secondaire présente une liaison qui lui est propre avec l'organe actionné. Suite à une défaillance de la voie primaire, la voie secondaire reprend la charge par l'intermédiaire de l'écrou secondaire. Typically, it is expected that each of the primary and secondary nuts has a connection of its own with the actuated member. Following a failure of the primary track, the secondary track resumes the load via the secondary nut.
Le transfert de charge sur l'écrou secondaire se fait alors par chargement de la liaison propre de l'écrou secondaire et déchargement de la liaison propre de l'écrou primaire. The transfer of load on the secondary nut is then done by loading the own connection of the secondary nut and unloading the own connection of the primary nut.
L'écrou secondaire est ainsi mécaniquement placé sur le trajet des charges entre la structure de l'avion et l'organe mobile, et entre en contact avec la vis. The secondary nut is thus mechanically placed on the path of the charges between the structure of the aircraft and the movable member, and comes into contact with the screw.
Plus précisément, les filets de l'écrou secondaire viennent en contact avec les filets de la vis, le jeu entre l'écrou secondaire et la vis disparaissant. More specifically, the threads of the secondary nut come into contact with the threads of the screw, the clearance between the secondary nut and the screw disappearing.
lo Du fait des chargements de traction ou de compression de l'écrou secondaire sur la vis et de la rotation de la vis qui incline l'organe mobile, ce contact génère du frottement (friction). Due to the load of traction or compression of the secondary nut on the screw and the rotation of the screw which inclines the movable member, this contact generates friction (friction).
Ce frottement dissipe de l'énergie sous forme de chaleur dans la vis et dans l'écrou secondaire. This friction dissipates energy in the form of heat in the screw and in the secondary nut.
A titre purement illustratif, on signale ici qu'un échauffement de l'ordre de 60 C peut être constaté sur la durée d'un vol. L'invention propose de mesurer la température sur l'écrou secondaire et de détecter l'élévation de cette température consécutive à une défaillance de la voie primaire. As a purely illustrative example, it is noted here that a heating of the order of 60 C can be observed over the duration of a flight. The invention proposes to measure the temperature on the secondary nut and to detect the rise of this temperature following a failure of the primary channel.
La défaillance de la voie primaire est de manière préférentielle constatée sur une durée inférieure à celle d'un vol. La figure 1 représente une vue en coupe d'un écrou secondaire 1 monté sur un système de vérin à vis 2. The failure of the primary route is preferably noted over a period less than that of a flight. FIG. 1 represents a sectional view of a secondary nut 1 mounted on a screw jack system 2.
Au moins une sonde 3 de température est montée sur l'écrou 25 secondaire 1 de manière à fournir une mesure de la température dudit écrou secondaire 1. At least one temperature probe 3 is mounted on the secondary nut 1 so as to provide a measurement of the temperature of said secondary nut 1.
Ladite sonde 1 est reliée à une unité de traitement (non représentée) adaptée pour déclencher la détection de la défaillance de la voie primaire dès lors qu'un échauffement suffisant de l'écrou secondaire est constaté. Said probe 1 is connected to a processing unit (not shown) adapted to trigger the detection of the failure of the primary path as soon as sufficient heating of the secondary nut is observed.
De manière préférentielle, le dispositif selon l'invention compare ladite mesure de température sur l'écrou secondaire avec une température de référence. Preferably, the device according to the invention compares said temperature measurement on the secondary nut with a reference temperature.
Ladite température de référence permet de refléter la température du système de vérin à vis en dehors du cas de transfert des charges sur la voie secondaire. Said reference temperature makes it possible to reflect the temperature of the screw jack system apart from the case of transferring the charges onto the secondary channel.
Ladite température de référence est par exemple celle relevée sur une 5 pièce 4 de référence par une sonde 5 de référence. Said reference temperature is, for example, that recorded on a reference part 4 by a reference probe.
Ladite pièce de référence 4 présente des caractéristiques thermiques identiques à celles de l'écrou secondaire. Said reference piece 4 has thermal characteristics identical to those of the secondary nut.
Ladite pièce de référence 4 est avantageusement disposée à proximité de l'écrou secondaire 1. Elle peut pour cela être montée sur une même io pièce d'attache que ledit écrou secondaire de manière à en être solidaire. Said reference piece 4 is advantageously arranged close to the secondary nut 1. It can be mounted on the same attachment piece as said secondary nut so as to be secured thereto.
De telle sorte, on s'assure que les fluctuations de température qui ont lieu en dehors du cas de transfert des efforts sur la voie secondaire n'engendrent pas le déclenchement de la détection. In this way, it is ensured that the temperature fluctuations which take place outside the case of transfer of forces on the secondary path do not cause the triggering of the detection.
Ladite unité de traitement est ici adaptée pour mesurer l'écart de température entre la pièce de friction (écrou secondaire chargé) et l'environnement (pièce de référence) et pour déclencher la détection dès lors que cet écart est supérieur à une valeur donnée. Said processing unit is here adapted to measure the temperature difference between the friction piece (loaded secondary nut) and the environment (reference part) and to trigger the detection as soon as this difference is greater than a given value.
De manière préférentielle, le dispositif selon l'invention peut comporter plusieurs sondes de température (tant au niveau de l'écrou secondaire qu'au niveau de la pièce de référence) de manière à être redondant. Preferably, the device according to the invention may comprise several temperature probes (both at the secondary nut and at the reference part) so as to be redundant.
En référence à la figure 2, on présente un dispositif selon l'invention pour la détection d'un transfert de charge au niveau de l'attache avion d'un système de vérin. Referring to Figure 2, there is provided a device according to the invention for the detection of a load transfer at the aircraft attachment of a cylinder system.
Une telle attache avion est généralement assurée par l'intermédiaire 25 d'une barre d'ancrage avec la structure de l'aéronef. Such an aircraft fastener is generally provided by means of an anchor bar with the structure of the aircraft.
Au niveau de cette attache avion, la vis (non représentée) du système de vérin est ainsi liée en rotation avec une sphère 6 d'une barre d'attache primaire à la structure de l'aéronef. At this aircraft attachment, the screw (not shown) of the cylinder system is thus rotatably connected with a sphere 6 of a primary attachment bar to the structure of the aircraft.
Lors du fonctionnement normal, lorsque la voie primaire est chargée, 30 la sphère 6 tourne librement dans une rotule constituée par deux demirotules (respectivement une demi-rotule gauche 7 et une demi-rotule droite 8) solidaires de la voie secondaire. During normal operation, when the primary path is loaded, the sphere 6 rotates freely in a ball joint constituted by two half-rings (respectively a half-left knee 7 and a half-right knee 8) integral with the secondary path.
L'apparition de charges sur la voie secondaire, suite à la défaillance de la voie primaire, provoquent la mise en contact de la sphère 6 sur une des demi-rotules 7, 8 (chargement en traction ou compression) de l'attache secondaire. The appearance of charges on the secondary track, following the failure of the primary track, causes the contact 6 of the sphere 6 on one of the half-ball joints 7, 8 (loading tension or compression) of the secondary fastener.
s Les charges appliquées et le mouvement de l'organe mobile vont dissiper de l'énergie sous forme de chaleur, notamment du fait de frottement au contact sphère rotule. The applied charges and the movement of the movable member will dissipate energy in the form of heat, in particular because of friction with the ball-and-socket contact.
Au moins une sonde de température 9 est disposée sur l'une des demirotules (ici la demi-rotule droite 8) afin de fournir une mesure de la température et une indication quant à l'échauffement des pièces en friction. At least one temperature probe 9 is disposed on one of the half-pipes (here the right half-ball joint 8) in order to provide a measurement of the temperature and an indication as to the heating of the friction parts.
Une pièce de référence 10 sur laquelle est disposée au moins une sonde 11 de référence peut également être utilisée pour qu'un écart de température relatif soit détecté. A reference piece 10 on which is disposed at least one reference probe 11 may also be used for a relative temperature difference to be detected.
Bien entendu, une telle pièce de référence présente des caractéristiques identiques à celles dont il a été fait état précédemment pour l'attache structure. Of course, such a reference piece has characteristics identical to those previously mentioned for the fastening structure.
Ladite pièce de référence peut ainsi être solidaire de l'attache secondaire, et plus précisément, comme c'est le cas sur la figure 2, solidaire de la demi-rotule droite 8. Said reference piece may thus be integral with the secondary fastener, and more specifically, as is the case in FIG. 2, secured to the right half-ball joint 8.
Enfin, afin d'assurer la redondance du dispositif selon l'invention, une pluralité de sondes peut être utilisée, tant au niveau de la pièce de référence que des pièces en friction. Finally, to ensure the redundancy of the device according to the invention, a plurality of probes can be used, both at the reference part and the friction parts.
On rappelle ici que l'invention concerne également les vérins d'actionnement d'organe mobile comprenant un dispositif de détection tel que celui faisant l'objet de la description précédente, au niveau de son attache structure et/ou au niveau de son attache avion. It will be recalled here that the invention also relates to actuating cylinders for a movable member comprising a detection device such as that described in the previous description, at its structural attachment and / or at its plane attachment. .
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