FR2960515A1

FR2960515A1 - Actionneur de commande de vol equipe de butees mecaniques

Info

Publication number: FR2960515A1
Application number: FR1054268A
Authority: FR
Inventors: Mathieu Rousselet; Daniel Arnaud; Jean Eric Besold
Original assignee: Sagem Defense Securite SA
Current assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2011-12-02
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: FR2960515B1

Abstract

L'invention concerne un actionneur de commande de vol notamment pour aéronef, comprenant un bâti (1) recevant à coulissement une vis d'actionnement (6) et à rotation un écrou (5) engagé sur la vis d'actionnement (6) et associé à des moyens de son entraînement en rotation. Selon l'invention, l'actionneur comporte au moins une butée mécanique pour limiter la translation de la vis d'actionnement (6) dans un sens donné, la butée comportant deux éléments disjoints, à savoir un premier élément (14a, 15a) fixé à une extrémité de la vis d'actionnement (6) et un deuxième élément (14b, 15b) fixé à une extrémité correspondante de l'écrou (5), lesdits éléments étant pourvus de moyens de leur liaison mutuelle en rotation qui sont agencés pour être actifs lorsque lesdits éléments arrivent au contact l'un de l'autre de manière à bloquer la rotation de l'écrou (5), l'un des éléments comportant en outre un moyen d'amortissement permettant un arrêt progressif de la rotation de l'écrou (5).

Description

L'invention concerne un actionneur de commande de vol, par exemple un actionneur de commande de vol pour aéronef destiné à la commande d'un aileron de l'aéronef. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Un système de commande de vol, par exemple d'un aéronef, comprend une chaîne de transmission dont les éléments sont agencés et reliés les uns aux autres de manière à transmettre des mouvements d'un organe de pilotage, comme le manche, à des surfaces mobiles de vol, comme les gouvernes. Pour chaque gouverne, un actionneur de commande de vol est le dernier élément de cette chaîne de transmission. Un exemple d'actionneur de commande de vol est un actionneur comportant un bâti recevant à coulissement une vis d'actionnement et à rotation un écrou engagé sur la vis d'actionnement et associé à des moyens de son entraînement en rotation, comme un enroulement électromagnétique. Pour éviter un endommagement d'une gouverne qu'il actionne, l'actionneur est usuellement associé à des butées électriques limitant le coulissement de la vis d'actionnement en extension et en rétraction. Toutefois, un problème électrique, comme une panne d'alimentation, peut rendre les butées électriques momentanément inopérantes de sorte que le coulissement de la vis d'actionnement ne soit alors plus limité. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de prévenir un endommagement d'une gouverne par son actionneur de commande et ce même lors d'un problème électrique.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un actionneur de commande de vol, notamment pour aéronef, comprenant un bâti recevant à coulissement une vis d'actionnement et à rotation un écrou engagé sur la vis d'actionnement et associé à des moyens de son entraînement en rotation. L'actionneur comporte au moins une butée mécanique pour limiter la translation de la vis d'actionnement dans un sens donné, la butée comportant deux éléments disjoints, à savoir un premier élément fixé à une extrémité de la vis d'actionnement et un deuxième élément fixé à une extrémité correspondante de l'écrou, lesdits éléments étant pourvus de moyens de leur liaison mutuelle en rotation qui sont agencés pour être actifs lorsque lesdits éléments arrivent au contact l'un de l'autre de manière à bloquer la rotation de l'écrou, l'un des éléments comportant en outre un moyen d'amortissement permettant un arrêt progressif de la rotation de l'écrou.

La butée mécanique assure ainsi une limitation de la translation de la vis d'actionnement sans être alimentée électriquement, en s'opposant non pas directement à la translation de la vis mais à la rotation de l'écrou entraînant la vis en translation. Ceci présente l'avantage de limiter les efforts en jeu pour assurer l'arrêt de la translation et de confiner ceux-ci dans l'actionneur. Les fixations de l'actionneur aux éléments qui l'entourent n'ont donc pas à être dimensionnées pour reprendre ces efforts.

Avantageusement, le moyen d'amortissement permet d'emmagasiner une partie de l'énergie cinétique résultant de la rotation de l'écrou. Ceci limite encore davantage les efforts en jeu pour assurer l'arrêt de la translation de la vis d'actionnement.

De préférence, l'actionneur comporte au moins deux butées pour limiter la translation de la vis d'actionnement en extension et en rétraction. Il est ainsi prévu une symétrie des butées pour prévenir un endommagement de la gouverne dans les deux sens de translation de la vis d'actionnement.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un actionneur de commande de vol conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de butées mécanique en position dans l'actionneur illustré à la figure 1 ; - les figures 3a et 3b sont des vues en perspective du premier élément des butées mécanique selon l'invention ; - la figure 4 est une vue en perspective du deuxième élément de la butée mécanique pour la limitation en extension d'une vis d'actionnement de l'actionneur illustré à la figure 1 ; - la figure 5 est une vue agrandie de la zone I de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue en perspective d'un écrou de l'actionneur illustré à la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, un actionneur de commande de vol comporte un bâti 1. Une des deux cloisons latérales du bâti 1 forme une première extrémité gauche 2 de l'actionneur pourvue d'un oeil 3 permettant la fixation de l'actionneur à la structure de l'appareil. Le bâti porte ici un moteur électrique comportant une bobine 4 qui s'étend autour d'un écrou 5 selon un axe X. Lorsque la bobine 4 est alimentée, elle créé un champ magnétique qui induit un mouvement de rotation à l'écrou 5 autour de l'axe X. L'écrou 5 forme alors le rotor du moteur dont la bobine 4 forme le stator. Une vis d'actionnement 6 est également reçue à coulissement dans le bâti 1 par l'intermédiaire d'un palier de guidage 7 ménagé dans la deuxième cloison latérale du bâti 1. La vis d'actionnement 6 coopère avec l'écrou 5 par l'intermédiaire de rouleaux satellites 8 disposés autour d'un chemin de roulement de la vis d'actionnement 6. Une telle coopération étant par ailleurs bien connu de l'art antérieur, elle ne sera pas décrite plus en détail ici. La vis d'actionnement 6 comporte ici un logement 10 cannelé qui reçoit à coulissement une extension cannelée 11 du bâti 1 formant un dispositif d'anti-rotation de la vis d'actionnement 6. Ainsi, une rotation de l'écrou 5 sous l'action du moteur provoque un déplacement linéaire sans rotation de la vis d'actionnement 6 selon l'axe X. L'extrémité de la vis d'actionnement 6 reçue à coulissement dans le palier de guidage 7 forme une seconde extrémité droite 12 de l'actionneur. L'extrémité droite 12 est également pourvue d'un oeil 13 pour l'attelage de l'actionneur à une gouverne, ici un aileron. La vis d'actionnement 6 étant directement reliée à l'aileron, il convient de limiter son déplacement linéaire selon l'axe X pour prévenir un endommagement de l'aileron. A cet effet, l'actionneur comporte, en plus de butées électriques connues en elles-mêmes (non représentées ici), au moins une butée mécanique de sorte que la butée mécanique puisse limiter le déplacement de la vis d'actionnement 6 lorsque que les butées électriques sont inopérantes. Selon un mode de réalisation privilégié, l'actionneur comporte une première butée 14 dite ici butée gauche par référence à la représentation de la figure 1, disposée du côté de l'extrémité gauche du bâti 1, pour limiter le déplacement de la vis d'actionnement 6 en rétraction et une seconde butée 15 dite ici butée droite par référence à la représentation de la figure 1, disposée du côté de l'extrémité droite du bâti 1, pour limiter le déplacement linéaire de la vis d'actionnement 6 en extension. Selon l'invention, chaque butée comporte deux éléments disjoints dont un premier élément 14a, 15a est fixé à une extrémité de la vis d'actionnement 6 et un deuxième élément 14b, 15b est fixé à une extrémité correspondante de l'écrou 5.

En référence à la figure 2, la vis d'actionnement 6 comporte de chaque côté du chemin de roulement une portion externe cannelée divisée respectivement en des parties A, B par une gorge 16 et en des parties C et D par une gorge 17. Les parties B et C coopèrent avec les extrémités latérales des rouleaux satellites 8 tandis que les parties A et D permettent d'indexer angulairement les premiers éléments 14a, 15a par rapport à la vis et immobilisent ceux-ci en rotation par rapport à la vis. Ainsi, si les cannelures d'une des parties A, D se trouvent endommagées, la gorge de séparation 16, 17 prévient une propagation de l'endommagement à la partie B, C correspondantes, et inversement. Les quatre parties A, B, C, D ont toutes un même rayon r. La vis d'actionnement 6 comporte une cinquième partie externe E de rayon inférieur formant un épaulement 18 avec la partie D. Le premier élément 14a, 15a de chaque butée gauche et droite 14, 15 est formé d'une douille dans laquelle ont été directement formés un ressort de torsion 100 et deux bagues d'extrémité 101, 105. Les bagues d'extrémité 101 sont cannelées intérieurement et engagées sur les parties cannelées A, D respectivement, et présentent un épaulement interne 19 venant en appui respectivement contre l'épaulement 18 (en ce qui concerne l'élément 15a) et la face terminale d'extrémité de la vis 6 (en ce qui concerne l'élément 14a). Une plaquette 102 est vissée sur la face terminale de la bague d'extrémité 101 de sorte à s'étendre partiellement dans la gorge de séparation 16, 17 de la vis d'actionnement 6 : l'élément 14a, 15a est ainsi arrêté axialement sur la vis d'actionnement 6. Le ressort 100 et la bague d'extrémité 105 s'étendent respectivement autour de l'extension 11 du bâti 1 (en ce qui concerne l'élément 14a) et autour la partie E de la vis 8 (en ce qui concerne l'élément 15a). Ainsi, un déplacement linéaire sans rotation de la vis d'actionnement 6 selon l'axe X entraîne également le déplacement linéaire des éléments 14a, 15a des butées 14, 15, le ressort de torsion 100 pouvant en outre se déformer axialement et en torsion par rapport à la bague d'extrémité 101. En référence aux figures 1 et 6, l'écrou 5 intègre directement le deuxième élément 14b de la butée gauche 14. En référence à la figure 5, le deuxième élément 15b de la butée droite 15 est vissé à l'écrou 5, un jonc d'arrêt 19 arrêtant axialement ce deuxième élément 15b. Ainsi, une rotation de l'écrou 5 provoque une rotation sans déplacement linéaire des deuxièmes éléments 14b, 15b des butées gauche et droite 14, 15. Pour chaque butée 14, 15, le premier élément 14a, 15a et le deuxième élément 14b, 15b sont chacun pourvus de moyens pour assurer une liaison mutuelle en rotation.

Selon un mode de réalisation privilégié, en référence à la figure 3b, pour chaque premier élément 14a, 15a, deux dents de loups 103 sont creusées dans la bague d'extrémité 105 du premier élément 14a, 15a. Les dents de loup creusées 103 sont préférentiellement diamétralement opposées. En référence aux figures 4 et 6, chaque deuxième élément 14b, 15b comportent deux dents de loup saillantes 104 de sorte que lorsque les deux éléments de chaque butée 14, 15 sont en position dans l'actionneur, les dents de loup saillantes 104 de l'élément 14b, 15b soient disposées du côté des dents de loup creusées 103 de l'élément 14a, 15a. Ainsi, dans une phase de déplacement linéaire en extension de la vis d'actionnement 6, le premier élément 15a de la butée droite 15 se déplace avec la vis d'actionnement 6 et le deuxième élément 15b de la butée droite 15 tourne avec l'écrou 5. Lorsque le premier élément 15a arrive au contact du second élément 15b, les dents de loup 104 du second élément 15b, entrainées en rotation, s'emboîtent dans les dents de loup creusées 103, entraînées en translation, du premier élément 15a. La bague d'extrémité 101 du premier élément 15a et la vis d'actionnement 6 étant bloqués en rotation, la liaison active des deux éléments 15a, 15b bloque alors la rotation de l'écrou 5 ce qui stoppe alors le déplacement axial de la vis d'actionnement 6. Bloquer la rotation de l'écrou 5 et non directement la translation de la vis d'actionnement 6 présente l'avantage de limiter les efforts en jeu pour assurer l'arrêt de la translation et de confiner ceux-ci dans l'actionneur. En outre, la disposition diamétralement opposée des deux dents de loup sur le premier élément et le deuxième élément de la butée droite 15 autorise une reprise équilibrée des efforts par ces éléments. Le ressort de torsion 100 est un moyen d'amortissement qui permet de réaliser un blocage progressif de la rotation de l'écrou 5 et la raideur du ressort de torsion 100 est sélectionnée pour déterminer une loi d'effort autorisant la progressivité recherchée. En effet, le ressort de torsion 100, étant à une extrémité relié à la bague d'extrémité 101 et à son autre extrémité relié à l'écrou 5 (par la bague d'extrémité 105, les dents de loup 103, 104 et le deuxième élément 15), se déforme en torsion lors de la liaison active entre les deux éléments 15a, 15b. En se déformant, il emmagasine une partie de l'énergie cinétique résultant de la rotation de l'écrou 5 ce qui limite davantage les efforts en jeu pour assurer l'arrêt de la translation. Il restitue ensuite cette énergie sous forme d'énergie potentielle, en se détendant. De la même façon, dans une phase de déplacement linéaire en rétraction de la vis d'actionnement 6, le premier élément 14a de la butée gauche 14 se déplace avec la vis d'actionnement 6 et le deuxième élément 14b de la butée gauche 14 tourne avec l'écrou 5. Lorsque le premier élément 14a arrive au contact du second élément 14b, les dents de loup 104 du second élément 14b, entrainées en rotation, s'emboîtent dans les dents de loup creusées 103, entraînées en translation, du premier élément 14a. Le fonctionnement est identique à celui décrit en relation avec le déplacement en extension. La limitation du déplacement axial de la vis d'actionnement 6 de l'actionneur 1 est ainsi assurée par des butées mécaniques 14, 15 peu encombrantes qui permettent de confiner les efforts en ]eu dans l'actionneur. On notera que le montage des bagues d'extrémité 101 sur la vis 6 doit être effectué avec soin en orientant ladite bague d'extrémité 101 par rapport à la vis de telle manière que lorsque le premier élément vient en contact du deuxième élément les dents de loup soient en prise les unes avec les autres. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit et englobe toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien qu'ici le premier élément 14a, 15a de chaque butée gauche et droite 14, 15 et le ressort de torsion 100 forment une unique pièce, il sera bien entendu possible de simplement associer un ressort de torsion au premier élément 14a, 15a de chaque butée, le ressort et le premier élément formant alors un ensemble unitaire constitué de deux pièces distinctes. En outre, bien qu'ici le ressort de torsion 100 ait été associé au premier élément 14a, 15a de chaque butée 14, 15, on pourra envisager de l'associer au second élément 14b, 15b de chaque butée. On pourra de la même façon envisager de former le ressort de torsion 100 directement dans le second élément 14b, 15b de sorte que le second élément 14b, 15b de chaque butée gauche et droite 14, 15 et le ressort de torsion 100 forment une unique pièce. D'autres moyens de liaison en rotation des éléments de butée sont utilisables, comme des crabots.

Les premiers éléments peuvent être liés à la vis par goupillage ou clavetage.

Claims

REVENDICATIONS1. Actionneur de commande de vol, notamment pour aéronef, comprenant un bâti (1) recevant à coulissement une vis d'actionnement (6) et à rotation un écrou (5) engagé sur la vis d'actionnement (6) et associé à des moyens de son entraînement en rotation, l'actionneur étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une butée mécanique (14, 15) pour limiter la translation de la vis d'actionnement (6) dans un sens donné, la butée comportant deux éléments disjoints, à savoir un premier élément (14a, 15a) fixé à une extrémité de la vis d'actionnement (6) et un deuxième élément (14b, 15b) fixé à une extrémité correspondante de l'écrou (5), lesdits éléments étant pourvus de moyens de leur liaison mutuelle en rotation qui sont agencés pour être actifs lorsque lesdits éléments arrivent au contact l'un de l'autre de manière à bloquer la rotation de l'écrou (5), l'un des éléments comportant en outre un moyen d'amortissement permettant un arrêt progressif de la rotation de l'écrou (5).
2. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel l'actionneur comporte au moins deux butées (14,15) pour limiter la translation de la vis d'actionnement (6) en extension et en rétraction.
3. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'amortissement et l'élément de la butée pourvu du moyen d'amortissement forment une unique pièce.
4. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel l'élément de la butée pourvu du moyen d'amortissement est le premier élément (14a, 15a).
5. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'amortissement est un ressort de torsion (100).
6. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel le premier élément (14a, 15a) et le deuxième élément (14b, 15b) de la butée sont pourvus chacun d'au moins une dent deloup (103, 104) comme moyens de leur liaison mutuelle en rotation.
7. Actionneur selon la revendication 6, dans lequel la dent de loup du premier élément (103) est creusée dans le premier élément (14a, 15a).
8. Actionneur selon la revendication 6, dans lequel le premier élément (14a, 15a) et le deuxième élément (14b, 15b) de la butée sont pourvus chacun de deux dents de loup (103,104) diamétralement opposées.
9. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel l'écrou (5) est engagé sur la vis d'actionnement (6) par l'intermédiaire de rouleaux satellites (8).
10. Actionneur selon la revendication 9, dans lequel la vis d'actionnement (6) comporte une partie cannelée (B,C) engagée avec les rouleaux satellites et une partie cannelée (A,D) avec laquelle est engagée la première partie de la butée (14a, 15a), les deux parties cannelées étant séparées par une gorge (16, 17).
11. Actionneur selon la revendication 10, dans lequel le premier élément de la butée est fixé à la vis d'actionnement par l'intermédiaire d'une plaquette s'insérant dans la gorge de séparation.
12. Actionneur selon la revendication 2, dans lequel le deuxième élément de la butée (15b) pour limiter la translation de la vis d'actionnement (6) en extension est vissé dans l'écrou (5) et est arrêté axialement par un jonc d'arrêt (19).
13. Actionneur selon la revendication 2, dans lequel l'écrou (5) intègre le deuxième élément de la butée (14b) pour limiter la translation de la vis d'actionnement (6) en rétraction.