FR3054278A1 - Dispositif de protection contre les surcharges - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur un dispositif de protection contre les surcharges comprenant : un entraînement pour produire un mouvement de rotation, un agencement de conversion pour convertir le mouvement de rotation en un mouvement linéaire d'un organe de réglage, et un boîtier pour stocker l'agencement de conversion, caractérisé en ce l'agencement de conversion est stocké de manière déplaçable dans le boîtier le long du mouvement linéaire de l'organe de réglage.
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 054 278 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 57063
COURBEVOIE © Int Cl8 : F16 H 35/10 (2017.01), F 16 H25/08
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| ©) Date de dépôt : 25.07.17. | © Demandeur(s) : LIEBHERR-AEROSPACE LINDEN- |
| BERG GMBH SN— DE. | |
| (30) Priorité : 25.07.16 DE 102016009037.5. | |
| @ Inventeur(s) : BILDSTEIN MARKUS. | |
| ©) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 26.01.18 Bulletin 18/04. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Ce dernier n'a pas été | |
| établi à la date de publication de la demande. | |
| (© Références à d’autres documents nationaux | ® Titulaire(s) : LIEBHERR-AEROSPACE LINDENBERG |
| apparentés : | GMBH SN. |
| ©) Demande(s) d’extension : | © Mandataire(s) : CABINET WEINSTEIN. |
Pty DISPOSITIF DE PROTECTION CONTRE LES SURCHARGES.
FR 3 054 278 - A1 (·) L'invention porte sur un dispositif de protection contre les surcharges comprenant: un entraînement pour produire un mouvement de rotation, un agencement de conversion pour convertir le mouvement de rotation en un mouvement linéaire d'un organe de réglage, et un boîtier pour stocker l'agencement de conversion, caractérisé en ce l'agencement de conversion est stocké de manière déplaçable dans le boîtier le long du mouvement linéaire de l'organe de réglage.
DISPOSITIF DE PROTECTION CONTRE LES SURCHARGES
La présente invention concerne un dispositif de protection contre les surcharges pour un dispositif de réglage mécanique à action linéaire.
Des dispositifs de réglage d’avions ont besoin de dispositifs de protection contre les surcharges, qui limitent la force de réglage afin d'empêcher une surcharge sur la structure de l'avion. Dans ce cadre, il est important que la dispersion de la limitation de force soit aussi faible que possible, car la structure de l'avion doit être dimensionnée pour la force maximale possible, et une faible dispersion signifie un faible poids structurel.
Typiquement, des dispositifs de réglage mécaniques à action linéaire sont constitués d'un moteur rotatif (par exemple, un moteur électrique) et d'un engrenage qui transforme un mouvement de rotation en un mouvement linéaire (par exemple une broche filetée). Dans ce cadre, l'engrenage est typiquement élargi pour des niveaux croissants de vitesse de rotation, afin de réduire ainsi le poids du moteur rotatif. D'après le document EP 1 878 658 A2, il est connu de prévoir des coupleurs pour la limitation de surcharges dans le trajet de charge de rotation dans de tels dispositifs de réglage. De tels coupleurs de protection contre les sont de préférence utilisés dans une zone de hautes vitesses de rotation afin de maintenir l'épaisseur structurelle faible.
Un inconvénient de tels agencements est que la grandeur de la force via laquelle la fonction de protection contre les surcharges va prendre effet est soumise à une dispersion supplémentaire. La raison en est que l'engrenage ainsi que le coupleur sont soumis à des frottements.
La figure 1 décrit et quantifie la relation. Elle montre le comportement du couple sur le coupleur avec une force linéaire variable du dispositif de réglage. L'axe 10 représente la force linéaire dans la direction de pression, et l'axe 20 dans la direction de traction. Les axes 30 et 40 représentent les couples positif et négatif au niveau du coupleur selon la direction de la force. Dans ce qui suit, seul le comportement dans le quadrant supérieur droit du graphique est considéré. Le même comportement s’applique également dans le quadrant inférieur gauche. Deux modes de fonctionnement sont représentés. La ligne 50 représente l’évolution du couple avec une force croissante dans le cas où le dispositif de réglage entraîne la surface de commande (« cas d'entraînement ») et la ligne 60 présente la même relation dans le cas où le dispositif de commande est entraîné par la surface de commande (« cas d’entraînement inverse »). De plus, la ligne en pointillés 70 est représentée, qui montre ia même relation dans le cas théorique où le processus se déroule sans frottement, La ligne 70 est valide pour le cas d’entraînement et le cas d’entraînement inverse. La ligne 50 (cas d’entraînement) est plus abrupte que la ligne en pointillés 70, car plus de couple est nécessaire pour surmonter le frottement afin de générer la même force. La variation illustrée en 80 de la pente correspond à un rendement l’engrenage d'environ 69 %. Ce rendement est réaliste pour un dispositif de réglage à basse température constitué d'une broche filetée à billes avec des roulements à billes axiaux et d'un engrenage droit à roulements. La ligne 50 monte jusqu'à ce qu'elle rencontre la ligne 90. La ligne 90 correspond au couple le plus bas auquel le coupleur se déclenche. De manière analogue, la ligne 100 représente ie couple maximal auquel le coupleur se déclenche. Ceci résulte a pour résultat une dispersion due aux tolérances de frottement et de fabrication du couple de déclenchement de coupleur 110.
On suppose sur la figure 1, avec 15 %, un ordre de grandeur réaliste à optimiste pour les coupleurs rotatifs de protection contre les surcharges. On détermine le point de rencontre des lignes 50 et 90, repéré 120. Il définit la force de réglage minimale 130, que le dispositif de réglage est capable de produire dans la position. Le dispositif de réglage est conçu de telle sorte que cette force de réglage minimale 130 corresponde également à la force de réglage que l'aéronef doit avoir sur la surface de commande à chaque instant du vol. Cette force est caractérisée, avec 100 %, comme référence pour le dépassement de force, qui va maintenant être considéré dans ce qui suit.
En plus du cas d’entraînement considéré jusqu’à présent, le cas d’entraînement inverse doit également être considéré. L’entraînement inverse signifie ici que des charges d'air agissent sur la surface de commande, qui cherchent à entraîner le dispositif de réglage en sens inverse. Un entraînement en sens inverse doit être exclu jusqu'à la charge 130, car la tenue de charges jusqu'à cette valeur est nécessaire du point de vue aérodynamique. Cependant, si cette charge est dépassée - habituellement brièvement - dans des cas exceptionnels, le dispositif de réglage doit alors écarter la charge aussi vite que possible pour empêcher une dégradation de ia structure d'avion. La grandeur de cet « écartement de charge » peut être lue sur la figure 1 en examinant la ligne 60. Par rapport à la ligne 50, la pente de la ligne 60 est maintenant inférieure à la pente de la ligne en pointillés 70 qui représente le fonctionnement sans frottement. La raison en est que par une augmentation de force consécutive à un frottement, moins de couple parvient au coupleur. Le
Changement représenté en 140 de la pente correspond à son tour au rendement de l’engrenage d'environ 69 % mentionné précédemment. La ligne 60 monte jusqu'à ce qu'elle rencontre ia ligne 100. Comme déjà décrit, la ligne 100 est égale au couple le plus haut au niveau duquel le coupleur se déclenche. À ce niveau, le point de rencontre des lignes 60 et 100 est maintenant déterminant, indiqué par la référence 150. Il définit la force maximale 160 à laquelle le dispositif de réglage peut résister. Compte tenu des conditions de frottement considérées ici, il en résulte une charge maximale de 219 %, ce qui signifie que la structure de l'avion doit être renforcée d'un facteur de 2,19, ce qui est nécessaire d’un point de vue aérodynamique. Il est évident que cette large dispersion de la force pour déclencher la fonction de protection contre les surcharges est un inconvénient important en termes de poids et de coût de la structure de l'avion.
C'est un but de la présente invention de surmonter les inconvénients mentionnés cidessus et de fournir un dispositif de protection contre les surcharges pour des dispositifs de réglage mécaniques à action linéaire qui présente une dispersion plus faible de la force pour déclencher la fonction de protection contre les surcharges. Cela conduit également à une réduction de la charge maximale sur la structure de l'avion, et permet de cette manière une réduction du poids du dispositif de réglage et de la structure de l'avion.
Le dispositif de protection contre les surcharges selon l'invention comprend un entraînement pour produire un mouvement de rotation, un agencement de conversion pour convertir le mouvement de rotation en un mouvement linéaire d'un organe de réglage, et un boîtier pour le stockage de l'agencement de conversion. Le dispositif de protection contre les surcharges est en outre caractérisé en ce que l'agencement de conversion est stocké de manière déplaçable dans le boîtier le long du mouvement linéaire de l’organe de réglage.
L’agencement de conversion étant stocké dans le boîtier de manière déplaçable le long du mouvement linéaire de l’organe de réglage, l’agencement de conversion, mais également le groupe de composants, qui convertit un mouvement de rotation en un mouvement linéaire, peut déplacer une surcharge qui agit sur l’organe de réglage le long du mouvement linéaire de l’organe de réglage. Cela se produit par exemple lorsqu'une force de traction ou de compression excessive agit sur l’organe de réglage. En raison du stockage de l’agencement de conversion de manière déplaçable, il est alors possible de faire passer un coupleur qui transmet un flux de force entre l'entraînement et l'agencement de conversion dans un état découplé. Cela se produit alors simplement par le mouvement axial de l'agencement de conversion dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage.
Étant donné que la dispersion de la force de déclenchement de ce dispositif de protection contre les surcharges n'est déterminée que par des frottements dans des mouvements linéaires, elle est indépendante des conditions de frottement dans une broche filetée à billes, un engrenage et un coupleur rotatif, et ainsi est indépendante du « cas d’entraînement » et du « cas d’entraînement inverse », comme déjà exposé en liaison avec la figure 1. La dispersion de la force de déclenchement de ce dispositif de protection contre les surcharges est donc significativement plus faible que dans le cas d'un dispositif de protection contre les surcharges de la technique antérieure.
Selon une modification facultative de l’invention, le dispositif de protection contre les surcharges comprend en outre un dispositif de couplage pour séparer un flux de force entre l'entraînement et l'agencement de conversion, dans lequel le dispositif de couplage est conçu pour se déclencher par un dépassement d'une force agissant sur l’agencement de conversion qui est orientée dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage, également pour entrer dans un état dans lequel le flux de force est interrompu de l’entraînement à l’agencement de conversion. De préférence, le dispositif de couplage s’ouvre tant par une force de traction que par une force de compression,
Λ cet effet, l’agencement de conversion est agencé dans le boîtier du dispositif de protection contre les surcharges de manière à pouvoir être déplacé à la fois via une force de traction de l’organe de réglage ainsi que via une force de pression de l’organe de réglage. Si la force de traction ou de compression dépasse un niveau prédéterminé, il en résulte que l’agencement de conversion se déplace à l’intérieur du boîtier dans une direction qui est parallèle au mouvement linéaire de l’organe de réglage, et fait passer ainsi le coupleur dans un état découplé.
Selon un autre développement de l'invention, l’agencement de conversion est une broche filetée à billes, de préférence une broche filetée à billes inverse, qui comprend un écrou de broche, des billes et une broche en tant qu’organe de réglage. Une broche filetée à billes inverse est caractérisée en ce qu'elle comporte un écrou de broche approximativement de forme cylindrique sur la surface d’enveloppe intérieure duquel est disposée une rainure s’étendant en forme d’hélice qui est adaptée pour recevoir des billes. Les billes agencées à l'intérieur peuvent coopérer avec des rainures correspondantes dans la circonférence extérieure d'une broche, de sorte que par une rotation de l'écrou de broche et un freinage d'une rotation de la broche, un mouvement de rotation de l’écrou de broche est transféré en un mouvement linéaire de la broche.
En outre, il peut être prévu que le dispositif de couplage comprenne une roue dentée entraînée, un manchon de transfert de couple et un manchon d'introduction de couple, qui sont chacun agencés de telle sorte que leurs axes de rotation sont orientés parallèlement au mouvement linéaire de l'organe de réglage. Typiquement, la roue dentée d'entraînement entoure l'écrou de broche dans une direction circonférentielle. La roue dentée d'entraînement présente sur le dessus une denture frontale qui s'étend dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage. En conséquence, la roue dentée présente une première denture s’étendant dans une direction radiale ainsi qu’une seconde denture s’étendant perpendiculairement à la direction radiale, la denture frontale. Cette denture frontale peut être mise en prise avec une denture frontale d'un manchon de transfert de couple. Celle-ci entoure également l'écrou de broche dans une direction circonférentielle et est agencée de manière coulissante dans une direction circonférentielle de l'écrou de broche. C’est-à-dire que l'écrou de broche peut être tourné indépendamment d'un mouvement du manchon de transfert de couple. Une roue dentée entraînée tournant autour de l'axe de rotation de l'écrou de broche peut en conséquence transmettre la rotation au manchon de transfert de couple. En outre, un manchon d'introduction de couple rotatif est prévu qui est relié de manière solidaire en rotation à l'écrou de broche.
Le manchon d’introduction de couple peut ainsi entourer l'écrou de broche dans une direction circonférentielle, de sorte que la roue dentée entraînée entoure également le manchon d'introduction de couple dans une direction circonférentielle. Le manchon d'introduction de couple possède aussi par ailleurs une denture orientée dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage, pour venir en prise avec la denture frontale du manchon de transfert de couple.
Si la roue dentée entraînée tourne autour de son axe de rotation, cela n'entraîne qu'une rotation de l’écrou de broche lorsque la roue dentée entraînée mais aussi le manchon d'introduction de couple, avec leur denture frontale respective, sont en prise avec la denture du manchon de transfert de couple.
Selon une modification facultative de l'invention, la roue dentée entraînée présente une denture dirigée vers l'extérieur dans une direction radiale pour engrener avec une roue dentée d'entraînement par l'intermédiaire d'une roue dentée intermédiaire. Dans un autre mode de réalisation, non représenté, la liaison entre la roue dentée d'entraînement et la roue dentée entraînée peut également être effectuée directement par le biais de la configuration d’engrenage angulaire. L'axe du moteur rotatif peut par exemple être perpendiculaire à la direction du mouvement linéaire, ce qui peut éviter la nécessité d'une roue dentée intermédiaire. En outre, il présente une denture frontale pour pouvoir être mis en prise avec une denture frontale du manchon de transfert de couple. De plus, le manchon d'introduction de couple peut présenter une denture dirigée vers l'intérieur dans la direction axiale pour venir en prise avec l'agencement de conversion, en particulier un écrou de broche. Le manchon d'introduction de couple comporte également une denture frontale pour pouvoir être mis en prise avec la denture frontale du manchon de transfert de couple.
De préférence, la roue dentée entraînée est agencée de manière fixe sur le boîtier par rapport à la direction du mouvement linéaire de l'organe de réglage, et le manchon de transfert de couple est agencé de manière fixe sur l’agencement de conversion par rapport à la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage. Lorsque l'agencement de conversion ou un écrou de broche de l’agencement de conversion est déplacé dans la direction du mouvement linéaire de la broche, la roue dentée entraînée se déplace également de manière correspondante vers le manchon d'introduction de couple. Ceci permet de libérer un flux de force renfermé par le manchon de transfert de couple. Cela peut être fait soit en libérant la denture entre le manchon de transfert de couple et le manchon d'introduction de couple, soit entre la roue dentée entraînée et le manchon de transfert de couple. Par exemple, il est concevable que le manchon d'introduction de couple soit utilisé pour solliciter le manchon de transfert de couple hors d'une denture en prisé avec la roue dentée entraînée. En variante, le manchon d'introduction de couple peut également être sorti de la denture avec le manchon de transfert de couple en raison de la mobilité de l'agencement de conversion dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage.
Pour libérer le flux de force seulement à un niveau prédéterminé, il existe un dispositif de fixation qui maintient le dispositif de conversion dans une position prédéterminée avec une force connue. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le manchon d'introduction de couple est stocké ne pouvant pas être déplacé, dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage sur l’agencement de conversion, en particulier un écrou de broche d'un agencement de conversion.
De préférence, le manchon d'introduction de couple entoure l’agencement de conversion, en particulier un écrou de broche de l'agencement de conversion, dans sa direction circonférentielle et y est agencé de manière fixe. La roue dentée entraînée entoure ainsi le manchon d'introduction de couple dans sa direction circonférentielle, de sorte que tant la denture frontale de la roue dentée entraînée que la denture frontale du manchon d’introduction de couple peuvent simultanément être mises en prise avec la denture du manchon de transfert de couple.
Si la denture frontale du manchon de transfert de couple est en prise aussi bien avec la denture frontale du manchon d’introduction de couple qu'avec la denture frontale de la roue dentée entraînée, alors le flux de force entre la roue dentée entraînée et le manchon d'introduction de couple ou l’agencement de conversion est fermé. Une rotation de la roue dentée entraînée autour de son axe de rotation entraîne alors une rotation de l’agencement de conversion, qui effectue en résultat un mouvement linéaire.
Selon un développement de l'invention, le dispositif de protection contre les surcharges comprend en outre un dispositif de fixation pour fixer de manière élastique l’agencement de conversion sur le boîtier par rapport à une direction parallèle au mouvement linéaire de l’organe de réglage.
Il peut ainsi être envisagé que le dispositif de fixation comporte un élément de ressort par l'intermédiaire duquel, dans un état de tension réduite, sont en prise la liaison dentée de la roue dentée entraînée, avec le manchon de transfert de couple, et la liaison dentée du manchon de transfert de couple, avec ie manchon d'introduction de couple.
De préférence, par un mouvement de l’agencement de conversion contre le boîtier dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage, le dispositif de couplage passe dans son état ouvert, et l’élément de ressort comprimé ou moins comprimé exerce une force de rappel sur l'agencement de conversion, pour ramener le dispositif de couplage dans son état fermé.
De préférence, un mouvement de l’agencement de conversion dans une direction parallèle au mouvement linéaire de l’organe de réglage s'oppose à l'état de tension réduite de l'élément de ressort, et conduit la denture frontale de la roue dentée entraînée ou du manchon d'introduction de couple à sortir d’une mise en prise avec le manchon de transfert de couple.
En outre, il est concevable que l'élément de ressort soit conçu pour exercer une force sur l’agencement de conversion de manière à le déplacer, de sorte que le dispositif de couplage soit ramené dans son état verrouillé de force.
Selon une modification facultative de l'invention, l'élément de ressort est agencé entre le manchon de transfert de couple et une rondelle entourant un écrou de broche de l’agencement de conversion, qui peut être déplacée dans la direction longitudinale de l'écrou de broche.
Le manchon d'introduction de couple est de préférence réalisé d’un seul tenant avec l'agencement de conversion, en particulier un écrou de broche d’un agencement de conversion.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront par l’intermédiaire de la description suivante des figures. Pour ce faire :
- la figure 1 est un graphique pour expliquer les inconvénients de la protection contre les surcharges de la technique antérieure,
- la figure 2 est une vue en coupe transversale schématique du dispositif de protection contre les surcharges selon l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe transversale en perspective du dispositif de couplage,
- la figure 4 est une vue en coupe transversale en perspective du dispositif de couplage dans lequel le manchon de transfert de couple est à distance,
- la figure 5 est une vue en coupe transversale schématique du dispositif de protection contre les surcharges qui conduit à une ouverture du dispositif de couplage dans le cas d'une force de compression sur l’organe de réglage,
- la figure 6 est une vue en coupe transversale schématique du dispositif de protection contre les surcharges avec un flux de force représenté dans le cas d’une force de compression agissant sur l’organe de réglage,
- la figure 7 est une vue en perspective du dispositif de couplage dans un état du dispositif de couplage découplé par une force de compression,
- la figure 8 est une représentation en coupe transversale schématique du dispositif de protection contre les surcharges dans le cas d'une force de traction agissant sur l'organe de réglage qui conduit à une ouverture du dispositif de couplage,
- la figure 9 est une représentation en coupe transversale schématique du dispositif de protection contre les surcharges avec un flux de force représenté dans le cas d'une force de traction agissant sur l’organe de réglage,
- la figure 10 représente le dispositif de couplage dans une vue en coupe transversale partielle en perspective dans un état découplé en raison d’une force de traction,
- la figure 11 est une vue en coupe transversale schématique du dispositif de protection contre les surcharges lors d’une butée de l’organe de réglage sur une butée d'extrémité, qui conduit à l'ouverture du dispositif de couplage, et
- la figure 12 est une représentation en coupe transversale schématique du dispositif de protection contre les surcharges dans le cas d'une butée sur une autre butée d'extrémité, qui conduit à l'ouverture du dispositif de couplage.
L'idée de base de l'invention est de disposer le dispositif de protection contre les surcharges, afin de minimiser l'influence du frottement et donc la dispersion de la force de déclenchement. À cet effet, le dispositif de protection contre les surcharges est disposé dans la zone d’action linéaire du dispositif de réglage. Les figures 2 à 7 représentent un exemple de mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de réglage en exemple est constitué d'un moteur électrique 160 qui entraîne une broche filetée à bille inverse 180 par l'intermédiaire d'un engrenage droit 170. L’engrenage est constitué d'une roue dentée d'entraînement 190, d'une roue dentée intermédiaire 200 et d'une roue dentée intermédiaire 210.
La roue dentée intermédiaire 200 est nécessaire pour produire un décalage d’arbre par rapport à la broche filetée à billes 180 qui est suffisamment grand pour l'encombrement du moteur électrique. La broche filetée à billes inverse 180 est constituée d’une broche 220, d’un écrou de broche 230 et de billes 240. L’interaction fonctionnelle de la broche 220, d’un écrou de broche 230 et de billes 240 est identique à une vis à billes connue. La broche 220 est empêchée de tourner à l’aide d’un agencement non représenté. Avec l'agencement décrit ci-dessous, l'écrou de broche 230 est empêché de se déplacer axialement pendant un fonctionnement nominal. Dans ce contexte, un fonctionnement nominal signifie chaque opération en dehors de l’entrée en vigueur de la protection contre les surcharges. En raison de cette limitation du degré de liberté, la broche 220 effectue le mouvement linéaire souhaité à la suite d’une rotation de l'écrou de broche 230.
Selon l’invention, la protection contre les surcharges est alors obtenue par le fait que la liaison de transmission de couple entre l'écrou de broche 230 et la roue dentée entraînée 210 est ouverte lorsqu’une valeur limite de la force axiale sur la broche 220 est dépassée. En conséquence, l'écrou de broche 230 peut tourner indépendamment du moteur électrique, et la broche 220 peut reculer du fait de la force extérieure. La liaison de transmission de couple amovible est constituée des composants que sont la roue dentée entraînée 210, le manchon de transfert de couple 250 et 1e manchon d'introduction de couple 260. Les trois composants ont des dentures frontales, comme représenté sur la figure 4.
La figure 3 est une vue en coupe dans l’espace des trois composants dans l'état représenté sur la figure 2.
La figure 4 est le même agencement que sur la figure 3, mais axialement et avec les composants séparés les uns des autres, de telle sorte que les dentures sont plus visibles. Le flux de couple provenant du moteur électrique va à l'engrenage 170, de là jusqu’à la roue dentée entraînée 210, par l'intermédiaire de la denture frontale de la roue dentée entraînée 210 jusqu’au manchon de transfert de couple 250, à partir de là vers le manchon d’introduction de couple 260, qui l’introduit alors par l’intermédiaire de griffes radiales 270 dans l'écrou de broche 230. Afin d'assurer la transmission du couple en fonctionnement nominal, les engrenages doivent s'engrener. L’engrènement des dentures frontales entre le manchon de transfert de couple 250 et le manchon d’introduction de couple 260 est assuré par un jeu de ressorts Belleville 280, qui est sollicité par la force de déclenchement du dispositif de protection contre les surcharges. Le flux de force de cette force de sollicitation est le suivant : à partir de l'extrémité droite du jeu de ressorts Belleville 280, la force de sollicitation parvient au manchon de transfert de couple 250 qui repose axialement sur le manchon d'introduction de couple 260. À partir de là, la force de sollicitation est transmise à la bague intérieure du palier radial 290 pour, de là, revenir au jeu de ressorts Belleville 280 via la bague de support 300, l’écrou de broche 230, le palier axial 310 et la rondelle 320. L’engrènement des dentures frontales entre la roue dentée entraînée 210 et le manchon de transfert de couple 250 est ainsi garanti, de sorte que ^agencement est seulement avec un jeu axial minimal entre les paliers axiaux stationnaires 320 et 330, ce qui empêche une ouverture de la denture frontale.
La figure 5 représente maintenant l'état lorsque la force de compression 340 sur le dispositif de réglage dépasse la force de déclenchement du dispositif de protection contre les surcharges. La force de compression 340 dépasse la force de sollicitation du jeu de ressorts Belleville 280, en entraînant la séparation des dentures frontales de la roue dentée entraînée 210 et du manchon de transfert de couple 250 l'une de l'autre.
La figure 6 représente le flux de force à travers le dispositif d'actionnement. L'écrou de broche n'a plus de liaisons de transmission de couple au moteur électrique 160, commence à tourner sous la charge de compression 340, et la broche 220 recule. La position relative des dentures avant dans cet état est également représenté sur la figure 7. Un agencement 350 fixe la roue dentée entraînée 210 axialement et empêche qu’à la suite du mouvement axial pour comprimer le jeu de ressorts Belleville 280, la roue dentée entraînée 210 se déplace axialement vers la gauche, et ainsi que les dentures avant de la roue dentée entraînée 210 et du manchon de transfert de couple 250 soient séparées l'une de l’autre.
La figure 8 représente l'état lorsque la force de traction 360 sur le dispositif de réglage dépasse la force de déclenchement du dispositif de protection contre les surcharges. La force de traction 360 dépasse la force de sollicitation du jeu de ressorts Belleville 280, de sorte que les dentures avant du manchon de transfert de couple 250 et du manchon d'introduction de couple 260 se séparent l'un de l’autre.
La figure 9 montre le flux de force à travers le dispositif de réglage. L'écrou de broche n'a plus de liaison de transmission de couple au moteur électrique 160, commence à tourner sous ia charge de traction 360, et la broche 220 se déplace dans la direction de la force de traction. La position relative des dentures avant dans cet état est également représentée sur la figure 10. Un agencement 370 fixe ie manchon d'introduction de couple 260 axialement à l'écrou de broche 230 et empêche le manchon d'introduction de couple 260 de se déplacer axialement en conséquence du mouvement axial pour la compression du jeu de ressorts Belleville 280, et ainsi les dentures avant du manchon de transfert de couple 250 et du manchon d'introduction de couple 260 ne sont pas séparées l'une de l'autre.
La dispersion de la force de déclenchement de ce dispositif de protection contre les surcharges est déterminée uniquement par les frottements dans les mouvements linéaires, et est donc indépendante des comportements de frottement dans la broche filetée à billes, l’engrenage et le coupleur rotatif, et donc indépendante des types de fonctionnement de « cas d’entraînement » et de « cas d’entraînement inverse », comme indiqué sur la figure 1. La dispersion de la force de déclenchement de ce dispositif de protection contre les surcharges est donc inégalement inférieure à celle des dispositifs de protection contre les surcharges de la technique antérieure. La plus grande proportion de frottement dans le mouvement linéaire est commandée par le jeu de ressorts Belleville. Comme il est cependant comprimé à la fois par une charge de compression 340 et une charge de traction 360, et connaît toujours la même direction de mouvement, ce composant de frottement agit toujours dans la même direction et peut ainsi être composé par le réglage de la force de dispersion du jeu de ressorts Belleville 280. Dans la dispersion de la force de déclenchement, ce dispositif de protection contre les surcharges ne fait donc pas entrer la totalité de l'hystérésis de frottement du jeu de ressorts Belleville 280, mais seulement la dispersion de la branche ascendante de l'hystérésis de frottement.
Une autre exigence habituelle de tels dispositifs de réglage est que des déplacements avec une pleine vitesse de course contre des limites de trajet de réglage intégrées ne doivent pas endommager le dispositif de réglage. En fonctionnement nominal, de tels déplacements à butée de fin de course ne se produisent pas, car de tels dispositifs de réglage fonctionnent dans des boucles de régulation limitant le trajet de réglage. Cependant, cela ne peut pas être exclu pendant des travaux d'installation ou de vérification. Tout dommage qui pourrait être causé de cette manière pourrait ne pas être détecté, et nuire à la sûreté du vol. On peut voir sur les figures 11 et 12 que cette exigence peut également être satisfaite par l’invention.
La figure 11 représente le déclenchement de fa fonction de protection contre les surcharges dans le cas d'un déplacement jusqu'à la butée de fin de course dans la direction de sortie, et la figure 12 dans la direction d’introduction. Au moment où la broche 220 vient en contact avec la butée de fin de course interne 380 (figure 11) ou 390 (figure
12), un couple est généré sur l'écrou de broche 230, d'une part car le moteur électrique
160 est toujours réglé sur le couple d’entraînement, et d'autre part car le changement de vitesse de rotation soudain à la suite du blocage provoque un moment d’inertie, qui s'ajoute au couple d’entraînement. Cet ajout de couple va être converti par la broche filetée à billes 180 en une force linéaire qui, d'une manière analogue au mode opératoire décrit ci-dessus, conduit à la séparation des dentures frontales concernées (sur la figure 11, la séparation de la roue dentée entraînée 210 210 et manchon de transfert de couple 250, et sur la figure 12, la séparation du manchon de transfert de couple 250 et du manchon d’introduction de couple 260). Après la séparation, le moteur électrique 160 peut continuer à tourner jusqu'à ce qu'un système de surveillance général, qui est généralement disponible, détecte la rotation défectueuse du moteur et déconnecte le moteur électrique 160 de l'alimentation électrique. Le dispositif de réglage se met au repos sans rencontrer de point de surcharge dommageable.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de protection contre les surcharges comprenant :un entraînement (160) pour produire un mouvement de rotation, un agencement de conversion (180) pour convertir le mouvement de rotation en un mouvement linéaire d'un organe de réglage (220), et un boîtier pour le stockage de l'agencement de conversion (180), caractérisé en ce que l'agencement de conversion (180) est stocké de manière déplaçable dans le boîtier le long du mouvement linéaire de l’organe de réglage (220).
- 2. Dispositif de protection contre les surcharges selon la revendication 1, comprenant en outre un dispositif de couplage (210, 250, 260) pour séparer un flux de force entre l'entraînement (160) et l'agencement de conversion (180), dans lequel le dispositif de couplage (210, 250, 260) est conçu pour se déclencher par un dépassement d’une force agissant sur l’agencement de conversion (180), qui est orientée dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage (220), le dispositif de couplage (210, 250, 260) s’ouvrant de préférence tant par une force de traction que par une force de compression.
- 3. Dispositif de protection contre les surcharges selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agencement de conversion (180) est une broche filetée à billes, de préférence une broche filetée à billes inverse, qui comprend un écrou de broche (230), des billes (240) et une broche en tant qu’organe de réglage (220).
- 4. Dispositif de protection contre les surcharges selon la revendication précédente 2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif de couplage (210, 250, 260) comprend une roue dentée entraînée (210), un manchon de transfert de couple (250) et un manchon d'introduction de couple (260), qui sont agencés de telle sorte que leurs axes de rotation sont orientés parallèlement au mouvement linéaire de l'organe de réglage (220).
- 5. Dispositif de protection contre les surcharges selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue dentée entraînée (210) présente une denture orientée dirigée vers l’extérieur dans une direction radiale pour engrener avec une roue dentée d'entraînement par l'intermédiaire d’une roue dentée intermédiaire, ou la denture présente un engrenage angulaire, et présente une denture frontale, afin de pouvoir être mise en prise avec une denture frontale du manchon de transfert de couple (250), et le manchon d'introduction de couple (260) comporte une denture dirigée vers l'intérieur dans une direction radiale pour être en prise avec l'agencement de conversion (180), en particulier un écrou de broche (230), et présente une denture frontale, pour pouvoir être mis en prise avec le manchon de transfert de couple (250).
- 6. Dispositif de protection contre les surcharges selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la roue dentée entraînée (210) est agencée de manière fixe sur le boîtier par rapport à la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage (220), et le manchon de transfert de couple (250) est agencé de manière fixe sur l’agencement de conversion (180) par rapport à la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage (220).
- 7. Dispositif de protection contre les surcharges selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le manchon d'introduction de couple (260) est stocké ne pouvant pas être déplacé de long de la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage (220) sur l’agencement de conversion (180), en particulier un écrou de broche (230).
- 8. Dispositif de protection contre les surcharges selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le manchon d’introduction de couple (260) entoure l’agencement de conversion (180), en particulier un écrou de broche (230) de l’agencement de conversion (180), dans sa direction circonférentielle, et y est agencé de manière fixe, et la roue dentée entraînée (210) entoure le manchon d’introduction de couple (260) dans sa direction circonférentielle, de sorte quêtant la denture frontale de la roue dentée entraînée (210) que la denture frontale du manchon d’introduction de couple (260) peuvent simultanément être mises en prise avec la denture du manchon de transfert de couple (250).
- 9. Dispositif de protection contre les surcharges selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un dispositif de fixation pour fixer de manière élastique l’agencement de conversion (180) sur le boîtier par rapport à une direction parallèle au mouvement linéaire de l’organe de réglage (220).
- 10. Dispositif de protection contre les surcharges selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de fixation comprend un élément de ressort (280), par l'intermédiaire duquel, dans un état de tension réduite, sont en prise la liaison dentée de la roue dentée entraînée (210), avec te manchon de transfert de couple (250), et la liaison dentée du manchon de transfert de couple (250), avec le manchon d’introduction de couple (260).
- 11. Dispositif de protection contre les surcharges selon la revendication 10, caractérisé en ce que par un mouvement de l’agencement de conversion (180) contre le boîtier dans la direction du mouvement linéaire de l’organe de réglage (220), le dispositif de couplage (210, 250, 260) passe dans son état ouvert, et l’élément de ressort (280) comprimé ou moins comprimé exerce une force de rappel sur l'agencement de conversion (180), pour ramener le dispositif de couplage (210, 250, 260) dans son état fermé.
- 12. Dispositif de protection contre les surcharges selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'un mouvement de l’agencement de conversion (180) dans une direction parallèle au mouvement linéaire de l’organe de réglage (220) s'oppose à l'état de tension réduite de l'élément de ressort (280), et conduit la denture frontale de la roue dentée entraînée (210) ou du manchon d'introduction de couple (260) à sortir d’une mise en prise avec le manchon de transfert de couple (250).
- 13. Dispositif de protection contre les surcharges selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de ressort (280) est conçu pour exercer une force sur l'agencement de conversion (180) de manière à ie déplacer, de sorte que le dispositif de couplage (210, 250, 260) puisse être ramené dans son état verrouillé de force.
- 14. Dispositif de protection contre les surcharges selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que l'élément de ressort (280) est agencé entre le manchon de transfert de couple (250) et une rondelle entourant un écrou de broche (230) de l'agencement de conversion (180), qui peut être déplacée dans la direction longitudinale de l'écrou de broche (230).
- 15. Dispositif de protection contre les surcharges selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon d'introduction de couple (260) est réalisé d'un seul tenant avec l’agencement de conversion (180), en particulier un écrou de broche (230) d'un agencement de conversion (180).1/9
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