WO2019211350A1 - Procédé et système de maintien a came d'un arbre en positionnement bistable - Google Patents

Procédé et système de maintien a came d'un arbre en positionnement bistable Download PDF

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WO2019211350A1
WO2019211350A1 PCT/EP2019/061180 EP2019061180W WO2019211350A1 WO 2019211350 A1 WO2019211350 A1 WO 2019211350A1 EP 2019061180 W EP2019061180 W EP 2019061180W WO 2019211350 A1 WO2019211350 A1 WO 2019211350A1
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WO
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rotary shaft
cam
shaft
flexible
axis
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PCT/EP2019/061180
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English (en)
Inventor
Emmanuel ROUZADE
Stephane QUEMENT
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Latecoere
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    • E05D11/1028—Devices for preventing movement between relatively-movable hinge parts for maintaining the hinge in two or more positions, e.g. intermediate or fully open
    • E05D11/1042—Devices for preventing movement between relatively-movable hinge parts for maintaining the hinge in two or more positions, e.g. intermediate or fully open the maintaining means being a cam and a torsion bar, e.g. motor vehicle hinge mechanisms
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    • E05B2015/0496—Springs actuated by cams or the like
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    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/502—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles for aircraft or spacecraft

Definitions

  • the invention relates to a method and a cam holding system of a rotary shaft of an equipment mechanism in bistable positioning, corresponding to two specific positions defining two states of the mechanism, in particular states of the invention. opening / closing or locking / unlocking.
  • the invention relates in particular but not exclusively to the field of aeronautics and more particularly the aircraft doors which are equipped with many mechanisms for rotation of shafts between two positions of state: latch mechanism ("latch”) in English terminology) of the door opening / closing, locking mechanism / unlock (“lock” in English terminology) of the latch, control mechanism for arming / disarming the slide of the door, mechanism for securing / releasing the arm of hinge of an "overwing” emergency door, etc.
  • latch mechanism in English terminology
  • locking mechanism / unlock lock
  • control mechanism for arming / disarming the slide of the door
  • mechanism for securing / releasing the arm of hinge of an "overwing” emergency door etc.
  • the invention can generally be applied in any field (building, automobile, railway, marine, etc.) where an equipment has a shaft having two state positions.
  • FIG. 1 schematically illustrates by a side view the stable positions P1 and P2 of a connecting rod mechanism 1b mounted on an interface part 11 secured to a door structure S1. To move a shaft 4 from one stable position to another, the mechanism 1b passes through an unstable intermediate position PO (symbolized by a dotted line).
  • the rod "B” has a maximum compression.
  • the horn G1 and the shaft 4 respectively rotate about the axis X'X of the shaft 4 along the arrow F1 or F2.
  • the horn G1 thus provides a lever arm to the force of the rod “B” which then exerts a moment on the axis of rotation X'X of the shaft 4.
  • the ball joints R1 and R2 can guarantee the alignment of the thrust means "B” with the interface part 11 on the one hand and the horn G1 on the other hand.
  • the two stable positions P1, P2 and the unstable intermediate position PO of the spring link mechanism 1b mounted on the part 11 secured to the door structure S1 are also shown in the views of the diagrams 2a to 2c of FIG. 2.
  • position P1 (diagram 2a) and P2 (diagram 2c) the axis U ⁇ of the connecting rod mechanism 1b joining the ball joints R1 and R2 does not pass on the axis X'X of rotation of the shaft 4 of so as to be able to exercise a moment of thrust on the shaft 4 via the horn G1.
  • unstable equilibrium intermediate position PO (diagram 2b)
  • the axis U ⁇ passes through the axis of rotation X'X of the shaft 4 and, the lever arm having a zero offset, the torque is also zero .
  • the invention aims to eliminate the disadvantages of the state of the art by involving an unguided thrust mechanism.
  • the invention provides a bistable thrust source in the form of a flexible cam between two stable positions allowing a shaft connected to this source to pivot, in an unguided manner, between two predefined angular positions corresponding to two states of rotation. equipment using this tree.
  • the subject of the present invention is a method of camming a rotary shaft about a longitudinal axis in positioning according to one or the other of two predetermined positions by a bistable deformable push mechanism. coupled to an interface piece and the rotary shaft.
  • the process consists of:
  • this cam having a contact path having deformable lateral portions against a longitudinal axis of the interface piece respectively a radial advance of the rotary shaft;
  • the invention uses a flexible cam deforming in flexion-compression as storage means and energy restoration: the deformation energy is restored as a push acting on the lever to reach the second stable position .
  • the stable positions of the flexible cam are symmetrical with respect to the reference plane so that the thrusts exerted in the stable positions of the flexible cam have the same intensity, the thrusts then being inclined symmetrically in these positions relative to the reference plane.
  • the invention also relates to a cam holding system for implementing the method above.
  • a cam holding system for implementing the method above.
  • Such a system comprises a rotary shaft about a longitudinal axis, a bistable thrust mechanism in two angular positions of the rotary shaft, and a fixed interface piece.
  • the bistable mechanism comprises a flexible cam forming a generally convex curvature path in an average plane perpendicular to the axis of the rotary shaft and extending between two end regions of connection to the rotary shaft, respectively to the interface piece.
  • the cam has two lateral portions of deformable contact in thrust against a longitudinal element of the interface part parallel to the longitudinal axis of the rotary shaft, respectively an advance formed on the rotary shaft.
  • the invention uses a minimum number of parts, which makes the system lighter and more reliable.
  • the invention does not use a piece which slides on each other: the risk of wear, fouling or jamming is therefore substantially reduced.
  • the invention can accept a low misalignment or lack of parallelism between the deformation portions of the cam path, which makes it possible to dispense with ball joints and thus to obtain a substantial gain in mass.
  • the generally curved shape of the cam path prevents buckling, which allows the removal of a guided thrust: the flexible cam is not sensitive to buckling and is self-stable.
  • the holding system according to the invention does not contain any fluid or gas that may age prematurely and thus generate maintenance problems during the life of the equipment, especially a door of aircraft.
  • the system according to the invention can be defined and manufactured in a standard manner, without creating a specification plan.
  • the deformable contact portions of the flexible cam are arranged symmetrically with respect to a central plane of symmetry when the state positions of the shaft are symmetrical with respect to a reference plane passing through the longitudinal element of the workpiece; interface and the axis of the rotary shaft;
  • the flexible cam is end-linked to the rotary shaft by at least one through fastener, and one or the other of the lateral portions of the flexible cam is deformed by pushing against a roller mounted on the interface piece;
  • the cam comprises a flexible support which extends parallel to the axis of the rotary shaft, this flexible support and a rigid contact path; this rigid support, which extends parallel to the axis of the rotary shaft, is fixed at the end to this rotary shaft and secured in cross to the contact path with a roller mounted on the interface piece;
  • the flexible cam is connected at the end to the interface piece, and either of the symmetrical portions of the flexible cam is deformed by pushing against a radial advance mounted on the rotary shaft, advantageously provided with a contact roller with flexible cam.
  • FIGS. 3 and 4 are cross-sectional and perspective views of an example of a holding system according to the invention comprising a flexible cam in a stable position for holding a rotary shaft by the thrust exerted on a roll of workpiece. interface of an aircraft door;
  • FIG. 5 shows sectional views of the holding system of FIG. 4 according to two stable angular positions corresponding to the state positions of the rotary shaft (views 5a and 5c), as well as according to the intermediate position of unstable equilibrium; (view 5b) of passage from one stable position to another; and
  • FIGS. 6a, 6b and 7, diagrams in front view (FIGS. 6a and 6b) and in perspective view (FIG. 7) of other exemplary embodiments of holding systems according to the invention, respectively involving a radial finger (FIGS. 6a and 6b) mounted on the shaft and an intermediate support shaped handle attached to the shaft ( Figure 7).
  • an example of a holding system 100 comprises a flexible cam 1 1 material metal or alternatively at least partially of plastics material.
  • This flexible cam 11 forms a ribbon cam path 11c extending in a transverse middle plane PM in a generally convex curvature.
  • the rotary shaft 4 is angularly positioned at position positions of locking and unlocking a locking latch of an aircraft door in the example, in position P1 state in Figures 3 and 4.
  • the flexible cam 1 1 has a profile in the form of flattened and semi-rigid half-clamp, attached to the rotary shaft 4 in two extended end lugs 1 1 E, 1 1 E 'diametrically opposite on this shaft, with the aid of two through bolts 12.
  • the cam path 1 1 c has two parts 1 1 a, 1 1 b symmetrical in a plane Ps passing through a central edge "A" in the middle position of the path 1 1c, and the axis X'X of the rotary shaft 4.
  • Each cam part 1 1a, 1 1b symmetrically comprises a pan 1 10, 1 1 1 of edge dihedron "A", followed by a lateral portion 1 12, 13 deformable, positioned opposite one another.
  • Each lateral portion 1 12, 1 13 is connected to the end lug 1 1 E, 1 1 E 'corresponding via a connection 1 1 L, 1 1 L' profile "S".
  • the end lugs 1 1 E, 1 1 E 'and the links in "S" 1 1 L, 1 1 L' have a width greater than the rest of the cam path January 1 c to consolidate their attachment to the shaft rotating 4.
  • the shaft 4 is maintained in the state position P1 - defined by the locking piece K1 integral with the shaft 4 supported against a fixed stop B1 - by the thrust mechanism 10 comprising the flexible cam 1 1, the fixing bolts 12 to the rotary shaft 4 and a contact roller 13 mounted, in rotation in the example, on a structural interface part of the door (see part of FIG. interface 30, FIGS. 6a and 6b).
  • the portion 1 13 of the flexible cam 1 1 extends substantially tangentially to the roller 13 while exerting a stabilized thrust 1 F by a deformation adapted against the roller 13, so that the rotary shaft 4 is in position. stable position.
  • the positions P1 and P2 are stabilized by a thrust mechanism according to the invention, such as the thrust mechanism 10 described above with reference to Figures 3 and 4.
  • a thrust mechanism such as the thrust mechanism 10 described above with reference to Figures 3 and 4.
  • From the position P1 of the view 5a identical to the cross-sectional view of FIG. 3) which generates the thrust 1 F of the deformable cam portion 1 13 against the roll 13, an operator rotates the shaft 4 using a handle (not shown) which applies a torque of greater intensity to the opposite thrust 1 F exerted by the cam portion 113.
  • the roller 13 then passes a transition zone 22 to follow the dihedral section 111 to reach the edge "A" according to the unstable intermediate position PO illustrated by the view 5b.
  • the cam 11 is then in compression and, in this position PO, the cam symmetry plane Ps (see FIG. 3) coincides with a reference plane Pr defined by the axis X'X of the rotary shaft 4 and the axis U ⁇ of the roll 13.
  • the mechanism 10 does not remain in the unstable intermediate position PO and, under the kinetic drive, the roller 13 passes the edge "A" to come into contact with the dihedron section 110.
  • the mechanism 10 then passes the zone transition 21 to reach the stable position P2 of the view 5c when the roller 13 is stabilized on the deformable portion 112.
  • the flexible cam 11 In stable position P2, the flexible cam 11 then generates a thrust 1 F 'symmetrical - relative to the reference plane Pr - and of the same intensity as the thrust 1 F exerted in the first stable position P1 (view 5a) on the roll 13.
  • the mechanism 10 thus makes it possible to move from the stable position P1 to the stable position P2 or, conversely, from the stable position P2 to the stable position P1, by rotating the opposite sign impulsed by the operator.
  • Figures 6a and 6b illustrate front views of other examples of implementation of a holding system according to the invention, in which the flexible cam is fixed to the interface piece 30 and comes into deformable contact with a radial advance mounted on the rotary shaft, a radial finger 40 in the illustrated examples.
  • the flexible cams 51 and 61 of Figures 6a and 6b have two end zones 15a, 15b fixed by screwing on the flanks of a prismatic locking beam 17 erected parallel to the shaft 4 from of the interface piece 30.
  • the end zones 15a, 15b can be fixed on any type of appropriate locking structure (walls, grooves, slots, etc.) by any type of suitable means (welding, gluing, clipping, etc.).
  • the thrust mechanism 10b comprises in these examples illustrated by FIGS. 6a and 6b: the cam 51, 61, the radial contact finger 40 with the cam 51, 61 and the locking structure 17 on the interface part 30, the rotary shaft 4 being respectively external and internal to the flexible cam 51, 61.
  • the flexible cam 51 has a two-sided dihedron forming convex contact portions 114 and 115 separated by an edge "A" and two side portions 116, 117, the sides of dihedron and the lateral portions being of the type presented by the flexible cam 11 (see FIGS.
  • the radial finger 40 of the rotary shaft 4 deformably pushes against one or the other of the panels 114, 115 to define stable positions of the rotary shaft 4.
  • the flexible cam 61 surrounds the rotary shaft 4 and has a concave portion 18 in said internal contact (as opposed to the contact of the radial finger 40 formed externally to the flexible cam 51 of Figure 6a) with the radial finger 40 of the shaft 4.
  • the concave portion 18 has two slopes 18a, 18b and the radial finger 40 deformably pushes against one or the other of these slopes 18a, 18b to define the two stabilized positions of the rotating shaft 4.
  • the radial finger 40 is advantageously provided with a roller - the type of the roller 13 (see Figures 4 or 5) - of contact with the flexible cam 51 or 61, in order to limit friction.
  • the flexible cam 70 is connected to the rotary shaft 4 via a flexible support in the form of a handle 72 extending parallel to the axis X'X of the rotary shaft 4 and comprising deformable portions 72a, 72b .
  • This support 72 is fixed at its ends 70a, 70b along two plates of the rotary shaft 4 which follow the shape of these ends 70a, 70b.
  • the fixing is carried out by bolts 73, 74, and is secured in a cross in the middle of a rigid contact path 71 with the roller 13.
  • This contact path 71 comprises two symmetrical contact flanges 71a, 71b with the roller 13.
  • These stabilized positions correspond, as in the first embodiment illustrated in FIG. 5, at the state positions defined by the locking piece K1 against one or other of the abutments B1, B2.
  • the flexible support 72 then stores energy by deformation of one or other of the deformable portions 72a, 72b, during a first portion of angular travel from a stabilized position (see P1 or P2 on Figure 5) to the intermediate position (see PO in Figure 5), and restores it in the other part of the race.
  • the thrust mechanism 10c comprises the flexible support 72 and the contact path 71 which is fixed to this support, as well as the fasteners 73, 74 to the rotary shaft and the contact roller 13 of the interface piece 30 '.
  • the deformable contact portions of the flexible cam are arranged symmetrically or not depending on whether the state positions of the shaft are symmetrical or not relative to the reference plane.
  • fastenings or solidarizations at the ends of the flexible cam may be performed by means selected between welding, bonding, fusion, riveting and locking means such as the structure 17.
  • contact rollers may advantageously be mounted on eccentric supports to allow adjustment of the contact pressure and thus adjust the thrusts 1 F and 1 F '(see Figures 5a and 5c).
  • the radial advance may have various shapes other than the finger 40, for example a needle, a pin, an elbow, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé et un système de maintien à came comportant un arbre rotatif (4) autour d'un axe longitudinal (X' X), un mécanisme de poussée bistable (10) selon deux positions angulaires de l'arbre rotatif (4), et une pièce d'interface fixe (30). Dans un mode de réalisation, le système le mécanisme bistable (10) comporte une came flexible (11) formant un chemin de came (11c) de courbure globalement convexe dans un plan moyen (PM) perpendiculaire à l'axe (X' X) de l'arbre rotatif (4) et s'étendant entre deux zones d'extrémité (11E, 11E') de liaison à l'arbre rotatif (4). De plus, le chemin de came (11c) présente deux portions latérales de came déformables (112, 113) par poussée contre un élément longitudinal (13) de la pièce d'interface (30, 30') parallèle à l'axe longitudinal (X' X) de l' arbre rotatif (4).

Description

PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE MAINTIEN A CAME D’UN ARBRE
EN POSITIONNEMENT BISTABLE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] L’invention se rapporte à un procédé et un système de maintien à came d’un arbre rotatif d’un mécanisme d’équipement en positionnement bistable, correspondant à deux positions déterminées définissant deux états du mécanisme, en particulier des états d’ouverture / fermeture ou de verrouillage / déverrouillage.
[0002] L’invention concerne notamment mais pas exclusivement le domaine de l’aéronautique et plus particulièrement les portes d’aéronefs qui sont équipées de nombreux mécanismes de rotation d’arbres entre deux positions d’état: mécanisme de loquet (« latch » en terminologie anglaise) d’ouverture / fermeture de porte, mécanisme de verrouillage / déverrouillage (« lock » en terminologie anglaise) du loquet, mécanisme de commande d’armement / désarmement du toboggan de la porte, mécanisme de sécurisation / libération du bras de charnière d’une porte de secours « sur l’aile » (« overwing » en terminologie anglaise), etc. Ces mécanismes permettent l’utilisation des portes d’avion dans les conditions normales et en cas d’urgence, tout en garantissant les requis de sécurité imposés par les normes de certification.
[0003] Mais l’invention peut s’appliquer de manière générale dans tout domaine (bâtiment, automobile, ferroviaire, maritime, etc.) où un équipement présente un arbre ayant deux positionnements d’état.
[0004] Ces mécanismes comportent un moyen de poussée guidé - une bielle à ressort ou à vérin - muni en ses extrémités de rotules d’articulation fixe et mobile, respectivement avec une pièce dite d’interface, liée à la structure ou constituant une partie fixe de la porte, et avec un levier - appelé « guignol » - solidarisé en rotation à l’arbre. [0005] La figure 1 illustre schématiquement par une vue latérale les positions stables P1 et P2 d’un mécanisme à bielle 1 b monté sur une pièce d’interface 11 solidarisée à une structure de porte S1. Pour faire passer un arbre 4 d’une position stable à l’autre, le mécanisme 1 b passe par une position intermédiaire instable PO (symbolisée par une ligne en traits pointillés). Dans cette position PO, l’axe longitudinal UΎ du mécanisme 1 b, qui joint le centre des rotules R1 en position relative fixe et R2 en articulation mobile (respectivement de liaison de la bielle « B » à la pièce d’interface 11 et au guignol G1 ), passe par l’axe X’X de rotation de l’arbre 4.
[0006] En cette position PO, la bielle « B » présente une compression maximale. Pour atteindre l’une ou l’autre des positions stables P1 ou P2, le guignol G1 et l’arbre 4 tournent respectivement autour de l’axe X’X de l’arbre 4 selon la flèche F1 ou F2. Le guignol G1 fournit ainsi un bras de levier à l’effort de la bielle « B » qui exerce alors un moment sur l’axe de rotation X’X de l’arbre 4. Et les rotules R1 et R2 permettent de garantir l’alignement du moyen de poussée « B » avec la pièce d’interface 11 d’une part et le guignol G1 d’autre part.
[0007] Les deux positions stables P1 , P2 et la position intermédiaire instable PO du mécanisme à bielle à ressort 1 b monté sur la pièce 11 solidarisée à la structure de porte S1 sont également représentées sur les vues des schémas 2a à 2c de la figure 2. En position P1 (schéma 2a) et P2 (schéma 2c), l’axe UΎ du mécanisme à bielle 1 b joignant les rotules R1 et R2 ne passe pas sur l’axe X’X de rotation de l’arbre 4 de sorte à pouvoir exercer un moment de poussée sur l’arbre 4 via le guignol G1. En position intermédiaire d’équilibre instable PO (schéma 2b), l’axe UΎ passe par l’axe de rotation X’X de l’arbre 4 et, le bras de levier ayant un déport nul, le moment de rotation est également nul.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
[0008] L’utilisation de tels mécanismes de poussée à vérin ou à ressort, permettant de stabiliser l’arbre selon deux positions angulaires définies correspondant à deux états d’un équipement, est reprise dans de nombreux documents de brevet, par exemple US 4 639 021 , US 5 577 781 ou US 2018001997. [0009] Cependant, l’utilisation de tels moyens de poussée présente de nombreux inconvénients: un guidage interne est nécessaire dans le mécanisme de poussée afin d’éviter tout flambage latéral dû aux compressions axiales; le mécanisme de poussée risque de s’encrasser ce qui augmente les efforts de passage d’un état à l’autre de l’équipement; la nécessité d’au moins une rotule pour garantir l’alignement et le guidage du mécanisme de poussée; la masse élevée et la complexité du mécanisme, ou encore l’usure des vérins (fuites, vieillissement, etc.) avec une perte fiabilité du mécanisme.
EXPOSÉ DE L’INVENTION
[0010] L’invention vise à supprimer les inconvénients de l’état de la technique en faisant intervenir un mécanisme de poussée non guidé. Pour ce faire, l’invention prévoit une source de poussée bistable sous forme d’une came flexible entre deux positions stables permettant à un arbre lié à cette source de pivoter, de manière non guidée, entre deux positions angulaires prédéfinies correspondant à deux états de l’équipement utilisant cet arbre.
[0011] Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de maintien à came d’un arbre rotatif autour d’un axe longitudinal en positionnement selon l’une ou l’autre de deux positions prédéterminées par un mécanisme de poussée déformable bistable couplé à une pièce d’interface et à l’arbre rotatif. Le procédé consiste à:
- installer une came flexible précontrainte par fixation en extrémité sur l’arbre rotatif ou la pièce d’interface pour former le mécanisme de poussée, cette came présentant un chemin de contact ayant des portions latérales déformables contre un axe longitudinal de la pièce d’interface, respectivement une avancée radiale de l’arbre rotatif;
- positionner l’arbre selon une première position stable, dans laquelle une première portion de la came est positionnée contre l’élément longitudinal de la pièce d’interface, respectivement l’avancée radiale de l’arbre rotatif, et génère en flexion une poussée dirigée hors de l’axe de l’arbre rotatif;
mettre en rotation l’arbre contre la poussée exercée par la came flexible pour atteindre une position intermédiaire en compression, dans laquelle le plan de symétrie de la came se trouve dans un plan de référence défini par l’axe de l’arbre ou l’élément longitudinal de la pièce d’interface; et
laisser la rotation de l’arbre se poursuivre par entraînement cinétique jusqu’à atteindre une seconde position stable dans laquelle la seconde portion de la came est positionnée contre l’élément longitudinal de la pièce d’interface ou l’avancée radiale de l’arbre rotatif et génère en flexion une poussée dirigée hors de l’axe de l’arbre rotatif, avantageusement symétrique de celle exercée en première position stable par rapport au plan de référence.
[0012]Ainsi, l’invention utilise une came flexible se déformant en flexion- compression comme moyen de stockage et de restitution d’énergie: l’énergie de déformation est restituée sous forme de poussée agissant sur le levier pour atteindre la seconde position stable.
[0013] De préférence, les positions stables de la came flexible sont symétriques par rapport au plan de référence pour que les poussées exercées dans les positions stables de la came flexible aient même intensité, les poussées étant alors inclinées symétriquement dans ces positions par rapport au plan de référence.
[0014] L’invention concerne également un système de maintien à came pour la mise en œuvre du procédé ci-dessus. Un tel système comporte un arbre rotatif autour d’un axe longitudinal, un mécanisme de poussée bistable selon deux positions angulaires de l’arbre rotatif, et une pièce d’interface fixe. Dans ce système, le mécanisme bistable comporte une came flexible formant un chemin de courbure globalement convexe dans un plan moyen perpendiculaire à l’axe de l’arbre rotatif et s’étendant entre deux zones d’extrémité de liaison à l’arbre rotatif, respectivement à la pièce d’interface. La came présente deux portions latérales de contact déformables en poussée contre un élément longitudinal de la pièce d’interface parallèle à l’axe longitudinal de l’arbre rotatif, respectivement une avancée formée sur l’arbre rotatif.
[0015] Avantageusement, l’invention utilise un nombre minimal de pièces, ce qui rend le système moins lourd et plus fiable. L’invention n’utilise pas de pièce qui coulisse les unes sur les autres: le risque d’usure, d’encrassement ou de coincement est donc sensiblement diminué. De plus l’invention peut accepter un faible désaxage ou défaut de parallélisme entre les portions de déformation du chemin de came, ce qui permet de s’affranchir de rotules et donc d’obtenir un gain sensible en masse.
[0016] En outre, la forme globalement courbe du chemin de came permet de prévenir tout flambage, ce qui permet la suppression d’une poussée guidée : la came flexible n’est pas sensible au flambage et est auto-stable.
[0017]Ainsi, le système de maintien selon l’invention ne contient aucun fluide ou gaz qui risque de vieillir prématurément et donc de générer des problèmes de maintenance pendant la durée de vie de l’équipement, en particulier d’une porte d’aéronef. Avantageusement, le système selon l’invention peut être défini et fabriqué de manière standard, sans créer de plan de spécification.
[0018] Selon des modes de réalisation avantageux :
- les portions de contact déformables de la came flexible sont agencées symétriquement par rapport à un plan de symétrie central lorsque les positions d’état de l’arbre sont symétriques par rapport à un plan de référence passant par l’élément longitudinale de la pièce d’interface et l’axe de l’arbre rotatif;
- la came flexible est liée en extrémité à l’arbre rotatif par au moins une fixation traversante, et l’une ou l’autre des portions latérales de la came flexible est déformée par poussée contre un rouleau monté sur la pièce d’interface;
- la came comporte un support flexible qui s’étend parallèlement à l’axe de l’arbre rotatif, ce support flexible et un chemin de contact rigide; ce support rigide, qui s’étend parallèlement à l’axe de l’arbre rotatif, est fixé en extrémité à cet arbre rotatif et solidarisée en croix au chemin de contact avec un rouleau monté sur la pièce d’interface;
- la came flexible est liée en extrémité à la pièce d’interface, et l’une ou l’autre de portions symétriques de la came flexible est déformée par poussée contre une avancée radiale montée sur l’arbre rotatif, avantageusement munie d’un rouleau de contact avec la came flexible. PRÉSENTATION DES FIGURES
[0019] D’autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement :
- les figures 1 et 2, des vues de différentes positions d’un mécanisme guidé à bielle selon l’état de la technique, articulé sur une interface de porte d’avion et un arbre rotatif via des rotules (déjà commentées);
- les figures 3 et 4, des vues en coupe et en perspective d’un exemple de système de maintien selon l’invention comportant une came flexible en position stable de maintien d’un arbre rotatif par la poussée exercée contre un rouleau de pièce d’interface d’une porte d’avion;
- la figure 5, des vues en coupe du système de maintien de la figure 4 selon deux positions angulaires stables correspondant aux positions d’état de l’arbre rotatif (vues 5a et 5c), ainsi que selon la position intermédiaire d’équilibre instable (vue 5b) de passage d’une position stable à l’autre; et
- les figures 6a, 6b et 7, des schémas en vue frontale (figures 6a et 6b) et en perspective (figure 7) d’autres exemples de réalisation de systèmes de maintien selon l’invention, faisant intervenir respectivement un doigt radial (figures 6a et 6b) montée sur l’arbre et un support intermédiaire en forme de poignée fixée sur l’arbre (figure 7).
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
[0020] Dans le présent texte, le qualificatif « longitudinal » se rapporte à la direction principale de l’arbre rotatif et « transversal » signifie « s’étendant perpendiculairement à l’axe de l’arbre rotatif ».
[0021] En référence aux vues en coupe (selon le plan moyen PM représenté également à la figure 4) et en perspective des figures 3 et 4, un exemple de système de maintien 100 selon l’invention comporte une came flexible 1 1 en matériau métallique ou, alternativement au moins partiellement en matière plastique. Cette came flexible 1 1 forme un chemin de came en ruban 1 1 c s’étendant dans un plan moyen transversal PM selon une courbure globalement convexe. L’arbre rotatif 4 est angulairement positionné en des positions d’état de verrouillage et de déverrouillage d’un loquet de verrouillage d’une porte d’avion dans l’exemple, en position d’état P1 sur les figures 3 et 4.
[0022] La came flexible 1 1 présente un profil en forme de demi-collier de serrage aplati et semi-rigide, fixé à l’arbre rotatif 4 en deux pattes d’extrémité élargies 1 1 E, 1 1 E’ diamétralement opposées sur cet arbre, à l’aide de deux boulons traversants 12. Le chemin de came 1 1 c présente deux parties 1 1 a, 1 1 b symétriques selon un plan Ps passant par une arête centrale « A », en position milieu du chemin 1 1 c, et l’axe X’X de l’arbre rotatif 4. Chaque partie de came 1 1 a, 1 1 b comporte symétriquement un pan 1 10, 1 1 1 de dièdre d’arête « A », suivi d’une portion latérale 1 12, 1 13 déformable, positionnées en regard l’une de l’autre. Chaque portion latérale 1 12, 1 13 est reliée à la patte d’extrémité 1 1 E, 1 1 E’ correspondante via une liaison 1 1 L, 1 1 L’ de profil en « S ». Les pattes d’extrémité 1 1 E, 1 1 E’ et les liaisons en « S » 1 1 L, 1 1 L’ présentent une largeur supérieure au reste du chemin de came 1 1 c afin de consolider leur fixation à l’arbre rotatif 4.
[0023] Sur les figures 3 et 4, l’arbre 4 est maintenu en la position d’état P1 - définie par la pièce de blocage K1 solidaire de l’arbre 4 appuyée contre une butée fixe B1 - par le mécanisme de poussée 10 comportant la came flexible 1 1 , les boulons de fixation 12 à l’arbre rotatif 4 et un rouleau de contact 13 monté, en rotation dans l’exemple, sur une pièce d’interface de structure de la porte (cf. pièce d’interface 30, figures 6a et 6b). Dans la position P1 , la portion 1 13 de la came flexible 1 1 s’étend sensiblement tangentiellement au rouleau 13 tout en exerçant une poussée stabilisée 1 F par une déformation adaptée contre ce rouleau 13, de sorte que l’arbre rotatif 4 est en position stable.
[0024] En pivotant (flèche 2F) la pièce de contact K1 de la butée fixe B1 à une autre butée fixe B2, l’arbre rotatif 4 passe de la position d’état P1 à la position d’état P2, telles qu’illustrées par les vues en coupe 5a et 5c de la figure 5 en passant par la position intermédiaire instable PO de la vue en coupe 5b (figure 5).
[0025] Les positions P1 et P2 sont stabilisées par un mécanisme de poussée selon l’invention, tel que le mécanisme de poussée 10 décrit ci-dessus en référence aux figures 3 et 4. A partir de la position P1 de la vue 5a (identique à la vue en coupe de la figure 3) qui génère la poussée 1 F de la portion de came déformable 1 13 contre le rouleau 13, un opérateur met en rotation l’arbre 4 à l’aide d’une poignée (non représentée) qui applique un couple d’intensité supérieure à la poussée contraire 1 F exercée par la portion de came 113.
[0026] Le rouleau 13 passe alors une zone de transition 22 pour suivre le pan de dièdre 111 jusqu’à atteindre l’arête « A » selon la position intermédiaire instable PO illustrée par la vue 5b. La came 11 est alors en compression et, dans cette position PO, le plan de symétrie de came Ps (cf. figure 3) vient en coïncidence avec un plan de référence Pr défini par l’axe X’X de l’arbre rotatif 4 et l’axe UΎ du rouleau 13.
[0027] Le mécanisme 10 ne reste pas dans la position intermédiaire instable PO et, sous la pulsion cinétique, le rouleau 13 passe l’arête « A » pour venir en contact avec le pan de dièdre 110. Le mécanisme 10 passe alors la zone de transition 21 pour atteindre la position stable P2 de la vue 5c lorsque le rouleau 13 vient se stabiliser sur la portion déformable 112. En position stable P2, la came flexible 11 génère alors une poussée 1 F’ symétrique - par rapport au plan de référence Pr - et de même intensité que la poussée 1 F exercée dans la première position stable P1 (vue 5a) sur le rouleau 13.
[0028] Le mécanisme 10 permet ainsi de passer de la position stable P1 à la position stable P2 ou, inversement, de la position stable P2 à la position stable P1 , par des mises en rotation de signe opposé impulsées par l’opérateur.
[0029] Les figures 6a et 6b illustrent des vues frontales d’autres exemples de mise en œuvre d’un système de maintien selon l’invention, dans lesquels la came flexible est fixée à la pièce d’interface 30 et vient en contact déformable avec une avancée radiale montée sur l’arbre rotatif, un doigt radial 40 dans les exemples illustrés.
[0030] Plus précisément, les cames flexibles 51 et 61 des figures 6a et 6b, présentent deux zones d’extrémité 15a, 15b fixées par vissage sur les flancs d’une poutre prismatique de blocage 17 dressée parallèlement à l’arbre 4 à partir de la pièce d’interface 30. Alternativement, les zones d’extrémité 15a, 15b peuvent être fixées sur tout type de structure de blocage appropriée (parois, gorges, fentes, etc.) par tout type de moyen adapté (soudure, collage, clipsage, etc.).
[0031] Le mécanisme de poussée 10b comporte dans ces exemples illustrés par les figures 6a et 6b: la came 51 , 61 , le doigt radial 40 de contact avec la came 51 , 61 et la structure de blocage 17 sur la pièce d’interface 30, l’arbre rotatif 4 étant respectivement extérieur et intérieur à la came flexible 51 , 61.
[0032] En référence à la figure 6a, la came flexible 51 présente un dièdre à deux pans formant des portions de contact convexes 114 et 115 séparés par une arête « A » ainsi que deux portions latérales 116, 117, les pans de dièdre et les portions latérales étant du type présentés par la came flexible 11 (cf. figures 3 à 5). Le doigt radial 40 de l’arbre rotatif 4 vient en poussée déformable contre l’un ou l’autre des pans 114, 115 pour définir des positions stables de l’arbre rotatif 4.
[0033] Sur la figure 6b, la came flexible 61 entoure l’arbre rotatif 4 et présente une portion concave 18 en contact dit interne (par opposition au contact du doigt radial 40 formé extérieurement à la came flexible 51 de la figure 6a) avec le doigt radial 40 de l’arbre 4. La portion concave18 présente deux versants 18a, 18b et le doigt radial 40 vient en poussée déformable contre l’un ou l’autre de ces versants 18a, 18b pour définir les deux positions stabilisées de l’arbre rotatif 4.
[0034] En variante, le doigt radial 40 est avantageusement muni d’un rouleau - du type du rouleau 13 (cf. figures 4 ou 5) - de contact avec la came flexible 51 ou 61 , dans le but de limiter les frottements.
[0035] En référence à la vue en perspective de la figure 7, un autre exemple de système de maintien de l’arbre rotatif 4 selon l’invention est illustré. Dans cet exemple, la came flexible 70 est liée à l’arbre rotatif 4 via un support flexible en forme de poignée 72 s’étendant parallèlement à l’axe X’X de l’arbre rotatif 4 et comportant des portions déformables 72a, 72b.
[0036] Ce support 72 est fixée en ses extrémités 70a, 70b le long de deux plats de l’arbre rotatif 4 qui épousent la forme de ces extrémités 70a, 70b. La fixation est réalisée par des boulons 73, 74, et est solidarisé en croix au milieu d’un chemin de contact rigide 71 avec le rouleau 13. Ce chemin de contact 71 comporte deux ailes de contact symétriques 71 a, 71 b avec le rouleau 13.
[0037] Le rouleau 13, monté sur la pièce d’interface 30’, vient alors en en poussée contre l’une ou l’autre des ailes 71a, 71 b du chemin de contact 71 , pour définir des positions stabilisées de l’arbre rotatif 4. Ces positions stabilisées correspondent, comme dans le premier exemple de réalisation illustré sur la figure 5, aux positions d’état définies par la pièce de blocage K1 contre l’une ou l’autre des butées B1 , B2.
[0038] Le support flexible 72 emmagasine alors de l’énergie par déformation de l’une ou l’autre des portions déformables 72a, 72b, pendant une première partie de course angulaire allant d’une position stabilisée (cf. P1 ou P2 sur la figure 5) à la position intermédiaire (cf. PO sur la figure 5), et la restitue dans l’autre partie de la course.
[0039] Dans cet exemple de réalisation selon la figure 7, le mécanisme de poussée 10c comporte le support flexible 72 et le chemin de contact 71 qui est fixé à ce support, ainsi que les fixations 73, 74 à l’arbre rotatif et le rouleau de contact 13 de la pièce d’interface 30’.
[0040] L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Par exemple, les portions de contact déformables de la came flexible sont agencées symétriquement ou non selon que les positions d’état de l’arbre sont symétriques ou non par rapport au plan de référence.
[0041] De plus, les fixations ou solidarisations en extrémités de la came flexible peuvent être effectuées par des moyens choisis entre soudage, collage, fusion, rivetage et des moyens de blocage tels que la structure 17.
[0042] En outre, les rouleaux de contact peuvent être avantageusement montés sur des supports excentriques pour permettre un réglage de la pression de contact et donc ajuster les poussées 1 F et 1 F’ (cf. figures 5a et 5c).
[0043] Par ailleurs, l’avancée radiale peut avoir des formes variées autres que le doigt 40, par exemple un pointeau, une goupille, un coude, etc.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de maintien à came d’un arbre rotatif (4) autour d’un axe longitudinal (X’X) en positionnement selon l’une ou l’autre de deux positions prédéterminées par un mécanisme de poussée déformable bistable couplé à une pièce d’interface (30, 30’) et à l’arbre rotatif (4), le procédé étant caractérisé en ce qu’il consiste à:
- installer une came flexible (1 1 ; 51 ; 61 ; ¾= 70) par fixation en ^extrémités (1 1 E, 1 1 E’; 15a, 15b; 70a, 70b) sur l’arbre rotatif (4) ou la pièce d’interface (30, 30’) pour former le mécanisme de poussée (10a; 10b; 10c), cette came (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) présentant un chemin de contact (1 1 c; 1 12, 1 13; 1 14, 1 15; 18a, 18b; 71 ) ayant des portions latérales déformables (1 12, 1 13; 18a, 18b; 72a, 72b) contre un axe longitudinal (13) de la pièce d’interface (30, 30’), respectivement une avancée radiale (40) de l’arbre rotatif (4);
- positionner l’arbre (4) selon une première position stable (P1 ), dans laquelle une première portion (1 12; 1 14; 18a; 72a) de la came (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) est positionnée contre l’élément longitudinal (13) de la pièce d’interface (30, 30’) respectivement l’avancée radiale (40) de l’arbre rotatif (4), et génère en flexion une poussée (1 F) dirigée hors de l’axe (X’X) de l’arbre rotatif (4);
mettre en rotation l’arbre (4) contre la poussée (1 F) exercée par la came flexible (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) pour atteindre une position intermédiaire (PO) en compression, dans laquelle un plan de symétrie (Ps) de la came (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) se trouve dans un plan de référence (Pr) défini par l’axe (X’X) de l’arbre (4) ou l’élément longitudinal (13) de la pièce d’interface (30, 30’); et
laisser la rotation de l’arbre (4) se poursuivre par entraînement cinétique jusqu’à atteindre une seconde position stable (P2) dans laquelle la seconde portion (1 13; 1 15; 18b; 72b) de la came (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) est positionnée contre l’élément longitudinal (13) de la pièce d’interface (30, 30’) ou l’avancée radiale (40) de l’arbre rotatif (4) et génère en flexion une poussée (1 F’) dirigée hors de l’axe (X’X) de l’arbre rotatif (4).
2. Procédé de maintien selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, dans lequel les positions stables (P1 , P2) de la came flexible (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) sont symétriques par rapport au plan de référence (Pr) pour que les poussées (1 F, 1 F’) exercées dans les positions stables (P1 , P2) de la came flexible (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) aient même intensité, les poussées (1 F, 1 F’) étant alors inclinées symétriquement dans ces positions (P1 , P2) par rapport au plan de référence (Pr).
3. Système de maintien à came pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un arbre rotatif (4) autour d’un axe longitudinal (X’X), un mécanisme de poussée bistable (10) selon deux positions angulaires de l’arbre rotatif (4), et une pièce d’interface fixe (30, 30’), caractérisé en ce que le mécanisme bistable (10) comporte une came flexible (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) formant un chemin (1 1 c; 1 14, 1 15; 18a, 18b; 71 ) de courbure globalement convexe dans un plan moyen (PM) perpendiculaire à l’axe (X’X) de l’arbre rotatif (4) et s’étendant entre deux zones d’extrémité (1 1 E, 1 1 E’; 15a, 15b; 70a, 70b) de liaison à l’arbre rotatif (4), respectivement à la pièce d’interface (30, 30’), et en ce que la came (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) présente deux portions latérales de contact déformables (1 12, 1 13; 1 14, 1 15; 18a, 18b; 71 a, 71 b) en poussée contre un élément longitudinal (13) de la pièce d’interface (30, 30’) parallèle à l’axe longitudinal (X’X) de l’arbre rotatif (4), respectivement une avancée (40) formée sur l’arbre rotatif (4).
4. Système de maintien selon la revendication 3, dans lequel les portions de contact (1 12, 1 13; 1 14, 1 15; 18a, 18b; 72a, 72b) de la came flexible (1 1 ; 51 ; 61 ; 70) sont agencées symétriquement par rapport à un plan de symétrie central (Ps) lorsque les positions d’état (P1 , P2) de l’arbre (4) sont symétriques par rapport à un plan de référence (Pr) passant par l’élément longitudinale (13) de la pièce d’interface (30, 30’) et l’axe (X’X) de l’arbre rotatif (4).
5. Système de maintien selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel la came flexible (1 1 ) est liée en extrémité à l’arbre rotatif (4) par au moins une fixation traversante (12), et l’une ou l’autre des portions latérales (1 12, 1 13) de la came flexible (1 1 ) est déformée par poussée (1 F, 1 F’) contre un rouleau (13) monté sur la pièce d’interface (30).
6. Système de maintien selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel la came (70) comporte un support flexible (72) et un chemin de contact rigide (71 ), ce support flexible (72), qui s’étend parallèlement à l’axe (X’X) de l’arbre rotatif (40), étant fixé en extrémité (70a, 70b) à cet arbre rotatif (4) et solidarisée en croix au chemin de contact (71 ) avec un rouleau (13) monté sur la pièce d’interface (30’).
7. Système de maintien selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel la came flexible (51 ; 61 ) est liée en extrémité (15a, 15b) à la pièce d’interface (30), et l’une ou l’autre de portions de contact (114, 115; 18a, 18b) de la came flexible (51 ; 61 ) est déformée par poussée contre une avancée radiale (40) montée sur l’arbre rotatif (4).
8. Système de maintien selon la revendication précédente, dans lequel l’avancée radiale (40) est munie d’un rouleau de contact avec la came flexible (51 , 61 ).
9. Système de maintien selon l’une quelconque des revendications 5, 6 et 8, dans lequel le rouleau de contact (13) est monté sur un support excentrique de réglage de pression.
10. Système de maintien selon l’une quelconque des revendications
7 à 9, dans lequel l’arbre rotatif (4) est extérieur à la came flexible (51 ) et les portions de contact déformables (114, 115) sont convexes.
11. Système de maintien selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel l’arbre rotatif (4) est intérieur à la came flexible (61 ) et les portions de contact déformables (18a, 18b) sont concaves.
12. Système de maintien selon l’une quelconque des revendications 3 à 11 , dans lequel les fixations ou solidarisations en extrémités de la came flexible (11 ; 51 ; 61 ; 70) sont effectuées par des moyens choisis entre soudage, collage, fusion, rivetage et des moyens de blocage (17).
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