WO2024052616A1 - Actionneur comprenant un dispositif de couplage/decouplage, et vehicule, notamment aeronef, muni dudit actionneur - Google Patents

Actionneur comprenant un dispositif de couplage/decouplage, et vehicule, notamment aeronef, muni dudit actionneur Download PDF

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WO2024052616A1
WO2024052616A1 PCT/FR2023/051335 FR2023051335W WO2024052616A1 WO 2024052616 A1 WO2024052616 A1 WO 2024052616A1 FR 2023051335 W FR2023051335 W FR 2023051335W WO 2024052616 A1 WO2024052616 A1 WO 2024052616A1
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WO
WIPO (PCT)
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output shaft
decoupling
actuator
force
drive
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051335
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English (en)
Inventor
Antoine OLIVIER
Fabien DUGAIL
Pascal Cédric TABARIN
Remi-Louis Lawniczak
Original Assignee
Safran Electronics & Defense
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Filing date
Publication date
Application filed by Safran Electronics & Defense filed Critical Safran Electronics & Defense
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/58—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/24—Transmitting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/08—Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/16—Clutches in which the members have interengaging parts with clutching members movable otherwise than only axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D9/00—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member
    • F16D9/02—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member by thermal means, e.g. melting member

Definitions

  • the invention concerns actuators or compensators arranged in parallel or in series with respect to the chains
  • Actuators or compensators arranged in parallel with a flight control chain are commonly referred to by the term “trim” in English.
  • a “trim” actuator 1 is generally arranged within a mechanical system of a vehicle, in particular of an aircraft 10 comprising a flight control 1 1, for example a movable stick relative to a floor 12, maneuverable by a pilot, connected by a mechanical flight control chain 13
  • a member 14 for controlling the aircraft such as a blade of a lift rotor, a blade of a yaw movement control rotor or a flap or equivalent.
  • a “trim” actuator 1 can be arranged within any mechanical system of any vehicle requiring a
  • a “trim” actuator generally comprises a motor equipped with a rotor and a stator, the rotor being connected to an output lever engaged on the mechanical flight control chain.
  • the entire flight control chain may be immobilized.
  • a “trim” actuator comprises a motor 2 driving in rotation along an axis of rotation X l -X l via an internal mechanical power transmission chain (not referenced) a arrangement or first output shaft 3 engaged on the mechanical flight control chain 13. Said output arrangement 3 is made integral in rotation with a second shaft or output lever 4 by a fuse pin 5. The output lever 4 is mechanically connected to the mechanical flight control chain.
  • the motor 2 and the output arrangement 3 are housed in a casing 6, and the output shaft 4 is disposed partially in said casing 6 and extends partially outside it.
  • the fuse pin 5 makes it possible to transmit a mechanical torque between the output lever 4 and the motor 2.
  • the sudden release of the torque control can generate a sudden change in the attitude of the aircraft.
  • FR 2 931 131 describes a cylinder comprising a first and a second main transmission shaft secured in rotation via a retractable coupling device.
  • Said coupling device comprises a locking means integral with the first transmission shaft and fixed in translation along the axis of rotation of the transmission shafts.
  • the device further comprises a compression means comprising a secondary transmission shaft integral in rotation with the second main transmission shaft and a drive means configured to link in rotation the compression means and the blocking means.
  • the compression means comprises compression springs arranged radially around the locking means and each connected to a ball intended to cooperate with a corresponding housing on the locking means in the coupled position.
  • the compression springs When the torque applied to the compression springs is greater than a threshold value, the compression springs are retracted radially and the balls are dislodged from the housing corresponding on the blocking means. Once the balls have been dislodged, the compression means is moved axially by the relaxation of a displacement spring integral with the second main transmission shaft and the balls cooperate with an annular groove provided on the blocking means.
  • the present invention therefore aims to overcome the aforementioned drawbacks.
  • the objective of the invention is to avoid the application of a force to separate the output lever connected to the flight control chain from the output arrangement of the motor and thus to avoid having to shear the pin fuse in case of actuator blocking.
  • the subject of the invention is an actuator arranged to be connected to a mechanical flight control chain of a vehicle, comprising a motor, a first main shaft or output arrangement and a second shaft or output lever integral in rotation with the first output shaft via a coupling/decoupling device in a coupled position.
  • the motor rotates one of the first output shaft or the first output shaft and the other of the second output shaft.
  • the coupling/decoupling device includes:
  • At least one decoupling member fixed between the blocking member and one of the first output shaft or the other of the second output shaft and configured to transmit a guiding force to the blocking member and to move the guide member in translation to unlock the drive member in a position decoupled from the first and second output shafts.
  • the decoupling member is a pyrotechnic charge mounted in the first output shaft, the blocking member being connected to the pyrotechnic charge via the guide member.
  • the guide member is a return member configured to transmit a first return force in a first direction and lock the drive member in the coupled position.
  • the decoupling member being configured to transmit a second spacing force to the blocking member in a second direction opposite the first direction in the coupled position, said second spacing force being greater than the first return force.
  • the decoupling member is also configured to transmit a third return force to the blocking member in the first direction and which opposes the second spacing force to unlock the drive member in a position decoupled from the first and second output shaft when the temperature of said decoupling member is greater than or equal to a temperature threshold value.
  • the second output shaft can be mechanically disconnected from the first output shaft of the actuator without the need to apply mechanical force.
  • the decoupling member is said to be “thermo dependent”, that is to say it is configured to change under the effect of temperature. Its modification is irreversible.
  • output arrangement is meant a device comprising a first output shaft integrated into the motor or connected to the motor via an internal mechanical chain.
  • Said second spacing force is greater than the first return force.
  • Said decoupling member is thus configured to transmit a third restoring force to the blocking member in the first direction which opposes the second spacing force to unlock the drive member in the decoupled position from the first and second output shafts.
  • the change in direction of the force exerted by the decoupling member is a characteristic specific to the decoupling member which results from the change in temperature to which it is subjected.
  • the guide member is a compression member configured to transmit a first spacing force in a second direction, in particular towards the second output shaft, and block the drive member in the position coupled.
  • the decoupling member being configured so as not to transmit any force to the blocking member in the coupled position.
  • the decoupling member is also configured to transmit a second return force to the blocking member in a first direction, opposite the second direction, in particular towards the first output shaft, and which opposes the first decoupling force. spacing to unlock the drive member in a position decoupled from the first and second output shafts when the temperature of said decoupling member is greater than or equal to a temperature threshold value.
  • the second return effort is greater than the first spacing effort.
  • the blocking member is secured to the first output shaft via at least one guide member.
  • the decoupling member is fixed, for example axially, between the blocking member and the first output shaft.
  • the blocking member is secured to the second output shaft via at least one guide member.
  • the decoupling member is fixed, for example axially, between the blocking member and the second output shaft.
  • the first output shaft extends partially inside the second output shaft.
  • the second output shaft extends partially inside the first output shaft.
  • the drive member is arranged radially between the blocking member and a housing made in one of the second output shaft or the other of the first output shaft and configured to cooperate with a notch made in one of the first output shaft or the other of the second output shaft in the coupled position.
  • the coupling/decoupling device makes it possible to rotate the first output shaft to the second output shaft while allowing irreversible decoupling from a predetermined temperature threshold value.
  • the first output shaft and the second output shaft are, for example, coaxial and hollow.
  • the first output shaft and the second output shaft are jointly movable in rotation around the axis of rotation via the coupling/decoupling device.
  • the motor is configured to set in motion the second output shaft via the first output shaft of the actuator.
  • the coupling/decoupling device makes it possible to transmit a mechanical torque between the second output shaft and the motor , via the first output shaft.
  • the first output shaft and the second output shaft are fixed in translation along the axis of rotation.
  • the blocking member is movable only axially along the axis of rotation.
  • the drive member is in the form of a ball arranged radially between the external cylindrical surface of the blocking member and the housing made on the internal cylindrical surface of the second output shaft, said ball being configured to cooperate with a notch made in the thickness of the first output shaft in the coupled position.
  • the ball in the coupled position, is housed at least partly inside the notch made in the thickness of the first output shaft or in the thickness of the second output shaft.
  • the drive member and the notch have complementary forms.
  • the housing can be in the form of an annular or non-annular groove or a discontinuous housing, for example semi-spherical in the case where the drive member is a ball.
  • the ball is made of metallic material such as steel.
  • the coupling/decoupling device comprises at least two drive members, for example in the form of balls, uniformly distributed over the circumference of the blocking member.
  • Each of the drive members is configured to cooperate with a corresponding notch of one of the first output shaft or the other of the second output shaft in the coupled position.
  • the second spacing force is greater than the first return force applied by the return member in the coupled position.
  • the decoupling member comprises at least one cable, for example in the form of a spring, for example helical, made of a material comprising a shape memory alloy configured to retract when the temperature of said decoupling member is greater than or equal to the temperature threshold value.
  • a metallic material comprising a shape memory alloy, acronym “AMF”, is an alloy having the capacity to deform elastically, to keep an initial shape in memory and to return to its initial position after elastic deformation.
  • AMF shape memory alloy
  • the decoupling member is elastically deformable under the effect of temperature.
  • the decoupling member can comprise at least two cables arranged in parallel, or even four or six.
  • the number of cables can be even or odd.
  • the cables contract in the first direction towards one of the first output shaft or the other of the second output shaft, leading to translation the blocking member in the first return direction.
  • the drive member slides on the blocking member, in particular its cylindrical surface, to a distal end of said blocking member, where the drive member disengages from the notch of one of the first output shaft or the other of the second output shaft.
  • the drive member After actuation of the decoupling, the drive member is axially arranged against the distal end of the blocking member, so that the decoupling member cannot return to its initial shape and retains its contracted shape.
  • the decoupling between the first output shaft and the second output shaft is irreversible.
  • the temperature threshold value is, for example, between 110°C and 130°C, for example equal to 120°C.
  • the blocking member comprises an end comprising a fillet or chamfer connected to the external cylindrical surface intended to cooperate with the drive member during actuation of the decoupling.
  • the chamfer is flat and oblique, for example inclined at an angle between 30° and 60°, for example equal to 45° relative to the external cylindrical surface of the blocking member.
  • the support of the drive member on said fillet makes it possible to transmit to the blocking member an additional axial force in the first direction.
  • drive members could be provided, such as for example, three drive members arranged circumferentially at 120° from each other, or a number greater than or equal to four drive members. training.
  • drive member such as for example, a key shape, square or rectangular, a dovetail shape, etc.
  • the return member has, for example, the shape of a spring reminder. Alternatively, other forms of the return member could be provided.
  • the locking member has a generally cylindrical shape extending along the axis of rotation inside one of the first output shaft or the other of the second output shaft.
  • the external diameter of the blocking member is, for example, less than the diameter of one of the first output shaft or the other of the second output shaft.
  • the guide member is fixed axially between the blocking member and the first output shaft.
  • the guide member is a return member
  • the latter is then configured to transmit a first axial return force to the blocking member in a first return direction towards the first output shaft, on the side opposite the second output shaft.
  • the return member is configured to move in translation along the axis of rotation the blocking member inside the first output shaft in the decoupled position.
  • the guide member When the guide member is a compression member, it is then configured to transmit a first axial spacing force to the blocking member in a second spacing direction towards the second output shaft, on the opposite side to the first output shaft.
  • the compression member is configured to move in translation along the axis of rotation the blocking member inside the first output shaft in the decoupled position.
  • the blocking member extends along the axis of rotation inside the first output shaft.
  • the locking member comprises a solid main part and a hollow secondary part delimited radially by an external cylindrical surface and an internal cylindrical surface.
  • the main part is located axially at one end of the blocking member surrounded radially by the other of the second output shaft or one of the first output shaft.
  • the blocking member is in the form of a solid cylinder or a hollow cylinder.
  • the blocking member has a non-circular section, for example ellipsoidal, and is movable only in rotation by the action of the drive member.
  • the drive member is cylindrical.
  • the large diameter of the locking member holds the drive members in position, here in the form of cylinders in the corresponding notches and housings made respectively on one or the other of the first output shaft and the second output shaft.
  • the decoupling member rotates the blocking member until the drive members disengage radially from the corresponding notches and housings, in the uncoupled position.
  • the decoupling members comprise two cylinders regularly distributed around the blocking member.
  • the coupling/decoupling device comprises a switch, mounted for example on the control stick of the vehicle, configured to close an electrical circuit and transmit an electric current, for example between 5 to 20 amps, for example equal to 10 amps and a voltage V between 8V and 10V, for example equal to 9.64V at the terminals of the decoupling member for a determined decoupling duration, for example between 0.5 and 2 seconds, for example equal to 1 second, via a unit electronic control, acronym UCE.
  • a switch mounted for example on the control stick of the vehicle, configured to close an electrical circuit and transmit an electric current, for example between 5 to 20 amps, for example equal to 10 amps and a voltage V between 8V and 10V, for example equal to 9.64V at the terminals of the decoupling member for a determined decoupling duration, for example between 0.5 and 2 seconds, for example equal to 1 second, via a unit electronic control, acronym UCE.
  • the ECU is, for example, connected to a battery external to the actuator, for example the aircraft battery.
  • the electrical circuit is open.
  • the temperature threshold value necessary to modify the shape of the decoupling member is reached either by dissipation of energy by the Joules effect during blocking of the actuator, or by combination of energy dissipation by Joules effect during blocking of the actuator and the application of current and voltage across the terminals of the decoupling member.
  • the pilot activates the switch, which will cause the decoupling member to retract. Once the decoupling member is in the retracted position, the second output shaft is decoupled from the first output shaft.
  • the actuator comprises a casing in which at least the motor, the first main shaft and the coupling/decoupling device are mounted, the second output shaft being disposed at least partially in said casing and extending partially to the ' exterior of it.
  • the invention relates to a vehicle, in particular an aircraft, for example a helicopter, comprising an actuator as described above.
  • the vehicle comprises a flight control, for example a handle movable relative to a floor, maneuverable by a pilot, a vehicle control member, for example a blade of a lifting rotor, a blade of a rotor controlling the yaw movement or a flap or equivalent, and a mechanical flight control chain connecting the control member to the flight control, the actuator, and in particular the second output shaft, being mechanically connected to the chain flight control mechanics.
  • a flight control for example a handle movable relative to a floor, maneuverable by a pilot
  • a vehicle control member for example a blade of a lifting rotor, a blade of a rotor controlling the yaw movement or a flap or equivalent
  • a mechanical flight control chain connecting the control member to the flight control, the actuator, and in particular the second output shaft, being mechanically connected to the chain flight control mechanics.
  • FIG 1 is a schematic view of a mechanical control system of a vehicle comprising an actuator according to the prior art
  • FIG 2 is a partial sectional detail view of the actuator of Figure 1;
  • FIG 3], [Fig 4], [Fig.5] are schematic views of an actuator according to one embodiment of the invention, respectively in a coupled position, a decoupling actuation position and an uncoupled position;
  • FIG 6 [Fig 7] are schematic views of an actuator according to another mode of the invention, respectively in a coupled position and in an uncoupled position;
  • FIG 8], [Fig 9] and [Fig 10] are schematic views of an actuator according to another embodiment of the invention, respectively in a coupled position, a decoupling actuation position and an uncoupled position ;
  • FIG 1 1] and [Fig 12] are schematic views of the actuator of Figures 3 and 4 according to another embodiment.
  • axial and radial are defined in relation to an axis of rotation X-X of the output lever 24 of the actuator 20.
  • the actuator 20 is a “trim” actuator configured to be arranged in series with a flight control chain of an aircraft, in particular a helicopter.
  • the actuator 20 comprises a motor 22 provided with a stator 22a and a rotor 22b, an output arrangement 23 or first main transmission shaft and an output lever 24 or second main transmission shaft.
  • the output lever 24 is mechanically connected to the mechanical flight control chain 13 visible in Figure 1.
  • the motor 22 rotates along an axis of rotation X-X the output arrangement 23 via an internal mechanical power transmission chain (not referenced).
  • the motor 22 rotates the output lever 24 along an axis of rotation X-X.
  • Said output arrangement 23 is integral in rotation with the output lever 24 by means of a coupling/decoupling device 30, 30'.
  • the output arrangement 23 and the output lever 24 are jointly movable in rotation around the axis of rotation XX via the coupling/decoupling device 30, 30'.
  • the motor 22 is configured to set in motion the output lever 24 via the output arrangement 23 of the actuator.
  • the coupling/decoupling device 30, 30' makes it possible to transmit a mechanical torque between the output lever 24 and the motor 22 , via output arrangement 23.
  • output arrangement is meant a device comprising a main output shaft integrated into the motor or connected to the motor via a mechanical chain internal to the motor.
  • the output arrangement 23 and the output lever 24 are fixed in translation along the axis of rotation XX.
  • the motor 22 and the output arrangement 23 are housed in a casing (not shown), and the output lever 24 is disposed partially within said casing and extends partially outside thereof.
  • the output arrangement 23 and the output lever 24 are here coaxial and hollow.
  • the output arrangement 23 extends here partially inside the output lever 24.
  • the coupling/decoupling device 30, 30' comprises a blocking member 32, 32' secured here to the outlet arrangement 23.
  • the blocking member 32 has a generally cylindrical shape extending along the axis of rotation X-X inside the outlet arrangement 23.
  • the external diameter of the blocking member 32 is less than the internal diameter of the outlet arrangement 23.
  • the locking member 32 comprises a solid main part 32a and a hollow secondary part 32b delimited radially by an external cylindrical surface 32c and an internal cylindrical surface 32d.
  • the main part 32a is located axially at one end of the blocking member 32 surrounded radially by the output lever 24.
  • the blocking member 32 is in the form of a solid cylinder or a hollow cylinder.
  • the coupling/decoupling device 30 further comprises a drive member 34 configured to couple the arrangement of output 23 to the output lever 24 in the coupled position visible in Figure 3.
  • the drive member 34 is in the form of a ball arranged radially between the external cylindrical surface 32c of the blocking member 32 and a housing 25 made on the internal cylindrical surface 24a of the output lever 24.
  • the drive member 34 is housed in a notch 23a made in the thickness of the outlet arrangement 23.
  • the housing 25 can be in the form of an annular or non-annular groove or a discontinuous housing, for example semi-spherical in the case where the drive member 34 is a ball.
  • ball 34 is made of metallic material such as steel.
  • the coupling/decoupling device 30 comprises two drive members 34 in the form of balls uniformly distributed around the periphery of the main part 32a of the blocking member 32.
  • drive members could be provided, such as for example, three drive members arranged circumferentially at 120° from each other, or a number greater than or equal to four drive members. training.
  • drive members such as for example cylindrical pins or pins, as can be seen in Figures 6 and 7.
  • Other shapes are also possible for the drive member, such as for example, a key shape, square or rectangular, a dovetail shape, etc.
  • the coupling/decoupling device 30 further comprises a return member 36 fixed axially between the blocking member 32 and the output arrangement 23.
  • the return member 36 here has the shape of a return spring, for example helical example. Alternatively, other forms of the return member could be provided.
  • the return member 36 is configured to transmit a first return force Fl to the blocking member in a first return direction towards the output arrangement 23, on the side opposite the release lever. output 24.
  • the first restoring force F l is here an axial force.
  • the return member 36 is configured to move in translation along the axis of rotation X-X the blocking member 32 inside the output arrangement 23 in the decoupling actuation position and the decoupled position visible respectively in Figures 4 and 5.
  • the outlet arrangement 23 comprises a guide member 26 extending axially radially inside said outlet arrangement 23 towards the outlet lever 24.
  • Said guide member 26 is coaxial with the blocking member 32 and has the shape of a cylindrical guide rail configured to guide the blocking member 32 in translation in the first direction.
  • the exterior diameter of the guide member 26 is less than the interior diameter of the secondary part 32b of the blocking member 32.
  • the interior diameter of the guide member 26 is greater than the external diameter of the secondary part 32b of the blocking member 32 so as to partially surround said blocking member 32 radially.
  • Such a variant is particularly advantageous when the blocking member 32 has the shape of a solid cylinder .
  • the coupling/decoupling device 30 further comprises a decoupling member 38 fixed axially between the blocking member 32 and the outlet arrangement 23.
  • the decoupling member 38 is configured to transmit a second spacing force E2 to the blocking member 32 in a second direction, opposite the first direction, towards the output lever 24, on the side opposite the arrangement of output 23 in the coupled position.
  • the second spacing force E2 is here axial.
  • the second spacing force E2 is greater than the first return force El applied by the return member 36 in the coupled position.
  • the decoupling member 38 is configured to transmit a third return force E3 or guiding force to the blocking member 32 in the first direction towards the output arrangement 23, on the side opposite the output lever 24, in the decoupling actuation position and the decoupled position visible in Figures 4 and 5 when the temperature T of said decoupling member 38 is greater than or equal to at a temperature threshold value S.
  • the third restoring force F3 is here axial.
  • the decoupling member 38 here comprises a plurality of cables in the form of springs made of a material comprising a shape memory alloy configured to retract when the temperature T of said decoupling member 38 is greater than or equal to the threshold value of temperature S.
  • the drive member 34 then slides on the cylindrical surface 32c of the locking member 32 to a distal end 32e of said blocking member 32, where the drive member 34 disengages from the notch 23a of the output arrangement 23.
  • the temperature threshold value S is for example between 110°C and 130°C, for example equal to 120°C.
  • a metallic material comprising a shape memory alloy, acronym “AMF”, is an alloy having the capacity to deform elastically, to keep an initial shape in memory and to return to its initial position after elastic deformation.
  • AMF shape memory alloy
  • the decoupling member 38 is elastically deformable under the effect of temperature.
  • the decoupling member 38 comprises at least one cable in the form of a spring, for example of helical shape, made of a shape memory material.
  • the decoupling member 38 can comprise at least two cables arranged in parallel, or even four, six. The number of cables can be even or odd.
  • the return member 36 is a return spring.
  • the return member 36 is a compression spring configured to transmit a first spacing force Fl' to the blocking member 32 in the second direction of return towards the output lever 24 on the side opposite the output arrangement 23 in the coupled position.
  • the first spacing force F l ' is here an axial force.
  • the decoupling member 38 does not transmit any force in the coupled position.
  • the decoupling member 38 is configured to transmit a second return force F2' or guiding force to the blocking member 32 in the first direction towards the output arrangement 23, on the side opposite the output lever 24, in the decoupling actuation position and the decoupled position visible in Figures 11 and 12 when the temperature T of said decoupling member 38 is greater than or equal to a temperature threshold value S.
  • the second return force F2' is here axial.
  • the second return force F2' is greater than the first spacing force Fl' applied by the return member 36 in the coupled position.
  • the distal end 32e of the blocking member 32 comprises a fillet 33 or flat and oblique chamfer connected to the external cylindrical surface 32c .
  • the drive member 34 rests on the fillet making it possible to transmit an additional axial force in the first direction of the first return force F l.
  • a structural inversion could be provided so that the blocking member 32 is integral with the output lever 24.
  • the return member 36 and the decoupling member 38 would be integral with the lever or second shaft of outlet 24 and the blocking member 32 would be mounted in translation inside said outlet lever 24.
  • the device coupling/decoupling 30 here comprises a switch (not shown), mounted for example on the control stick of the vehicle, configured to close an electrical circuit (not shown) and transmit an electric current, for example between 5 to 20 amps, for example equal to 10 Amps and a voltage V between 8V and 10V, for example equal to 9.64V at the terminals of the decoupling member 38 for a determined decoupling duration, for example between 0.5 and 2 seconds, for example equal at 1 second, via an electronic control unit, acronym UCE, 40.
  • a switch mounted for example on the control stick of the vehicle, configured to close an electrical circuit (not shown) and transmit an electric current, for example between 5 to 20 amps, for example equal to 10 Amps and a voltage V between 8V and 10V, for example equal to 9.64V at the terminals of the decoupling member 38 for a determined decoupling duration, for example between 0.5 and 2 seconds, for example equal at 1 second, via an electronic control unit, acronym UCE, 40.
  • the ECU 40 is, for example, connected to a battery (not shown) external to the actuator 20, for example the aircraft battery.
  • the temperature threshold value S is reached either by energy dissipation by the Joules effect during blocking of the actuator 20, or by the combination of energy dissipation by the Joules effect during blocking of the actuator 20.
  • the pilot activates the switch, which will generate the retraction of the decoupling member 38.
  • the output lever 24 is uncoupled from the output arrangement 23, as visible in Figure 5.
  • the coupling/decoupling device 30 makes it possible to rotate the output arrangement 23 to the output lever 24 while authorizing irreversible decoupling from a predetermined temperature threshold.
  • the blocking member 52 has a non-circular section, here ellipsoidal and is mobile only in rotation.
  • the decoupling member 38 (not visible in Figures 6 and 7) is configured to transmit the second spacing force F2 to the blocking member 52 in a second opposite direction in the first direction, the large diameter 52a of the blocking member 52 holding the drive members 54 in position, here in the form of cylinders in the notches 23a and corresponding housings 25 made respectively on the outlet arrangement 23 and the output lever 24.
  • the decoupling member 38 transmits the third return force F3 to the blocking member 52 in the first direction, which causes the member to rotate blocking 52 until the drive members 54 disengage radially from the notches 23a and corresponding housings 25, in the decoupled position visible in Figure 7.
  • the drive members 54 comprise two cylinders regularly distributed around the blocking member 52. Alternatively, a different number of drive members 54 could be provided.
  • the blocking member 52 could have a triangular section and the drive members 54 could be three in number.
  • the blocking member 52 could have a section in the shape of a quadrilateral, for example square, rectangular, and the drive members 54 could be four in number.
  • the number of vertices of the locking member 52 is equal to the number of drive members 54, said vertices cooperating with the drive members 54 in the coupled position to maintain them in the corresponding housings and notches.
  • the decoupling member 38 rotates the blocking member 52 until the drive members 54 disengage radially from the notches 23a and 25 corresponding accommodations.
  • FIGS 8 to 10 illustrate another embodiment, in which the same elements bear the same references.
  • the blocking member 32' has a generally cylindrical shape extending along the axis of rotation X-X partly inside the outlet arrangement 23.
  • the external diameter of the blocking member 32' is less than the internal diameter of the outlet arrangement 23.
  • the locking member 32' comprises a solid main part 32a' located axially at one end of the locking member 32' surrounded radially by the output lever 24.
  • the locking member 32' is in the form of a solid cylinder or a hollow cylinder.
  • the coupling/decoupling device 30' further comprises a drive member 34 configured to couple the output arrangement 23 to the output lever 24 in the coupled position visible in Figure 8.
  • the drive member 34 is identical to the drive member 34 described with reference to Figures 3 to 7.
  • the drive member 34 is in the form of a ball arranged radially between the external cylindrical surface 32c' of the blocking member 32 and a housing 25 made on the internal cylindrical surface 24a of the output lever 24.
  • the member drive 34 is housed in a notch 23a made in the thickness of the outlet arrangement 23.
  • the housing 25 can be in the form of an annular or non-annular groove or a discontinuous housing, for example semi-spherical in the case where the drive member 34 is a ball.
  • the ball 34 is made of metallic material such as steel.
  • the coupling/decoupling device 30 comprises two drive members 34 in the form of balls uniformly distributed around the periphery of the main part 32a' of the locking member 32'.
  • drive members could be provided, such as for example, three drive members arranged circumferentially at 120° from each other, or a number greater than or equal to four drive members. training.
  • drive members such as for example cylindrical pins or pins.
  • Other shapes are also possible for the drive member, such as for example, a key shape, square or rectangular, a dovetail shape, etc.
  • the coupling/decoupling device 30' further comprises a guide member 36' fixed axially to the blocking member 32' and extending axially in the outlet arrangement 23 in the coupled position, visible in Figure 8.
  • the guide member 36' is configured to move the blocking member 32' axially in translation in a guiding direction towards the output lever 24.
  • the coupling/decoupling device 30' further comprises a decoupling member 38' fixed axially between the blocking member 32' and the guide member 36'.
  • the decoupling member 38' is here a pyrotechnic charge housed in a notch 23a made in the outlet arrangement 23.
  • the decoupling member 38' is connected to a control wire connected to the electronic control unit 40.
  • the decoupling member 38' is triggered so as to move the guide member 36' in translation, which in turn moves the blocking member 32' in translation towards the lever. exit 24.
  • the decoupling member 38' is configured to transmit a guiding or spacing force E4 to the blocking member 32', visible in Figure 9.
  • the drive member 34 then slides on the cylindrical surface 32c' from the locking member 32' to a proximal end 32f' of said locking member 32', where the drive member 34 disengages from the notch 23a of the outlet arrangement 23, such that visible in Figure 10.
  • the drive member 34 After actuation of the decoupling, visible in Figure 9, the drive member 34 is axially arranged against the proximal end 32f' of the blocking member 32', so that the decoupling member 38' does not cannot return to its original form.
  • the proximal end 32f' of the locking member 32' comprising, for example, a fillet (not referenced) intended to cooperate with the drive member 34 during actuation of the decoupling.
  • the decoupling of the output arrangement 23 from the output lever 24 is irreversible.

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Abstract

Actionneur (20) agencé pour être relié à une chaine mécanique (13) de commande de vol d'un véhicule, comprenant un moteur (22), un premier arbre de sortie (23) entrainé en rotation par le moteur (22) selon un axe de rotation (X-X) et un deuxième arbre de sortie (24) solidaire en rotation du premier arbre de sortie (23) par un dispositif de couplage/découplage (30') dans une position couplée. Le dispositif de couplage/découplage (30') comprend un organe d'entrainement (34) configuré pour coupler le premier arbre de sortie (23) au deuxième arbre de sortie (24) dans la position couplée, un organe de blocage (32') solidaire du premier arbre de sortie (23) par l'intermédiaire d'au moins un organe de guidage (36') configuré pour bloquer l'organe d'entrainement (34) dans la position couplée et un organe de découplage (38') configuré pour transmettre un effort (F4) d'écartement à l'organe de blocage (32') vers le deuxième arbre de sortie (24).

Description

ACTIONNEUR COMPRENANT UN DISPOSITIF DE COUPLAGE/DECOUPLAGE,
ET VEHICULE, NOTAMMENT AERONEF, MUNI DUDIT ACTIONNEUR
DESCRIPTION
5
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne le domaine des systèmes
10 aérodynamiques ou mécaniques configurés pour maintenir une gouverne dans une position permettant l’ équilibre d’un véhicule, notamment d’un aéronef, plus particulièrement d’un hélicoptère.
Plus particulièrement, l’ invention concerne les actionneurs ou compensateurs agencés en parallèle ou en série par rapport aux chaines
15 de commandes de vol.
Etat de la technique antérieure
Les actionneurs ou compensateurs agencés en parallèle d’une chaine de commandes de vol sont couramment désignés par le terme « trim » en anglais.
20 Tel qu’ illustré sur la figure 1 , un actionneur « trim » 1 est généralement agencé au sein d’un système mécanique d’un véhicule, notamment d’un aéronef 10 comprenant une commande de vol 1 1 , par exemple un manche mobile par rapport à un plancher 12, manœuvrable par un pilote, reliée par une chaîne mécanique 13 de commande de vol
25 à un organe 14 de pilotage de l’ aéronef, tel qu’une pale d’un rotor de sustentation, une pale d’un rotor de contrôle du mouvement en lacet ou un volet ou équivalent.
De manière générale, un actionneur « trim » 1 peut être agencé au sein de tout système mécanique de tout véhicule nécessitant un
30 actionneur à section fusible.
Un actionneur « trim » comprend généralement un moteur muni d’un rotor et d’un stator, le rotor étant relié à un levier de sortie en prise sur la chaine mécanique de commande de vol.
Lorsque le moteur est sollicité, le levier de sortie effectue une
35 rotation et déplace au moins un organe de la chaine mécanique de commande de vol.
Dans des conditions de fonctionnement normales, lorsque le pilote manœuvre la commande de vol, la chaine mécanique de commande de vol entraine en rotation le levier de sortie, l’ actionneur « trim » ne bloquant pas la chaine mécanique de commande de vol.
Toutefois, en cas de blocage de l’ actionneur « trim », toute la chaine de commande de vol peut être immobilisée.
Pour éviter cela, il est connu d’ équiper un actionneur « trim » d’un système de désaccouplement afin d’ être désolidarisé de la chaine mécanique de commande de vol en cas de blocage dudit actionneur « trim ».
Parmi les systèmes de désaccouplement, on connait les systèmes fusibles dimensionnés pour rompre lorsque l’ actionneur « trim » est bloqué lorsque le pilote applique un effort important sur la commande de vol.
A cet effet, dans l’ exemple illustré sur la figure 2, un actionneur « trim » comprend un moteur 2 entrainant en rotation selon un axe de rotation X l -X l via une chaine mécanique de transmission de puissance interne (non référencée) un arrangement ou premier arbre de sortie 3 en prise sur la chaine mécanique 13 de commande de vol. Ledit arrangement de sortie 3 est rendu solidaire en rotation d’un deuxième arbre ou levier de sortie 4 par une goupille fusible 5. Le levier de sortie 4 est relié mécaniquement à la chaine mécanique de commande de vol.
Le moteur 2 et l’ arrangement de sortie 3 sont logés dans un carter 6, et l’ arbre de sortie 4 est disposé partiellement dans ledit carter 6 et s’ étend partiellement à l’ extérieur de celui-ci.
En fonctionnement normal, c’ est-à-dire sans blocage ou grippage de l’ actionneur « trim » 1 , la goupille fusible 5 permet de transmettre un couple mécanique entre le levier de sortie 4 et le moteur 2.
En cas de blocage de l’ actionneur « trim » 1 , par exemple à la suite d’une défaillance interne dudit actionneur, le pilote ressent physiquement que la chaine mécanique 13 de commande de vol est bloquée. Le pilote doit générer un effort sur la commande de vol 1 1 afin de rompre la goupille fusible 5 et ainsi libérer en rotation le levier de sortie 4 par rapport à l’ arrangement de sortie 3.
Bien que satisfaisante, une telle solution nécessite un dimensionnement précis de la goupille 5 afin que son seuil de rupture soit suffisant pour garantir la résistance mécanique de la goupille durant le vol de l’ aéronef, tout en étant adapté pour que tous les pilotes puissent produire les efforts nécessaires pour rompre ladite goupille.
Cela induit des niveaux de couple pour déclencher la goupille fusible de l’ ordre de 30 N.m.
L’ effort à exercer par le pilote pour rompre la goupille fusible implique un mouvement du manche, le pilote se retrouvant embarqué dans son mouvement. Cela peut s’ avérer problématique en vol car le pilote doit donner des à-coups sur les commandes de vol.
De plus, la libération brutale de la commande de couple peut générer une modification brutale de l’ assiette de l’ aéronef.
On connait le document FR 3 1 10 945 qui propose un actionneur muni d’un système fusible à amortissement fluidique. Toutefois, une telle solution augmente considérablement l’ encombrement de l’ actionneur.
D’ autre part, en cas de rupture de la goupille, la partie cisaillée de la goupille est susceptible de frotter contre le levier de sortie lors de la rotation de celui-ci, générant une friction parasite.
FR 2 931 131 décrit un vérin comprenant un premier et un deuxième arbre de transmission principaux solidaires en rotation par l’ intermédiaire d’un dispositif d’ accouplement escamotable. Ledit dispositif d’ accouplement comprend un moyen de blocage solidaire du premier arbre de transmission et fixe en translation de long de l’ axe de rotation des arbres de transmission. Le dispositif comprend en outre un moyen de compression comportant un arbre de transmission secondaire solidaire en rotation du deuxième arbre de transmission principal et un moyen d’ entrainement configuré pour lier en rotation le moyen de compression et le moyen de blocage. Le moyen de compression comprend des ressorts de compression disposés radialement autour du moyen de blocage et reliés chacun à une bille destinée à coopérer avec un logement correspondant sur le moyen de blocage dans la position accouplée. Lorsque le couple appliqué sur les ressorts de compression est supérieur à une valeur seuil, les ressorts de compression sont rétractés radialement et les billes sont délogées du logement correspondant sur le moyen de blocage. Une fois les billes délogées, le moyen de compression est déplacé axialement par la détente d’un ressort de déplacement solidaire du deuxième arbre de transmission principal et les billes coopèrent avec une rainure annulaire prévue sur le moyen de blocage.
Une telle solution est particulièrement complexe à mettre en œuvre et augmente considérablement l’ encombrement axial et radial de l’ actionneur.
Il existe un besoin d’ améliorer la connexion fusible entre l’ arbre de sortie d’un actionneur « trim » et la chaine de commande de vol, sans exercer d’ effort mécanique par le pilote, tout en maintenant un encombrement radial et axial réduit.
Exposé de l’invention
La présente invention a donc pour but de palier les inconvénients précités.
L’ objectif de l’ invention est d’éviter l’ application d’un effort pour désolidariser le levier de sortie relié à la chaine de commande de vol de l’ arrangement de sortie du moteur et ainsi d’ éviter de devoir cisailler la goupille fusible en cas de blocage de l’ actionneur.
L’invention a pour objet un actionneur agencé pour être relié à une chaine mécanique de commande de vol d’un véhicule, comprenant un moteur, un premier arbre principal ou arrangement de sortie et un deuxième arbre ou levier de sortie solidaire en rotation du premier arbre de sortie par l’ intermédiaire d’un dispositif de couplage/découplage dans une position couplée. Le moteur entraine en rotation l’un du premier arbre de sortie ou le premier arbre de sortie et l’ autre du deuxième arbre de sortie.
Le dispositif de couplage/découplage comprend :
- au moins un organe d’ entrainement configuré pour coupler le premier arbre de sortie au deuxième arbre de sortie dans la position couplée,
- un organe de blocage solidaire de l’un du premier arbre de sortie ou de l’ autre du deuxième arbre de sortie par l’ intermédiaire d’ au moins un organe de guidage configuré pour bloquer l’ organe d’ entrainement dans la position couplée et
- au moins un organe de découplage fixé entre l’ organe de blocage et l’un du premier arbre de sortie ou l’ autre du deuxième arbre de sortie et configuré pour transmettre un effort de guidage à l’ organe de blocage et pour déplacer en translation l’ organe de guidage pour débloquer l’ organe d’ entrainement dans une position découplée du premier et deuxième arbres de sortie.
Selon un mode de réalisation, l’ organe de découplage est une charge pyrotechnique montée dans le premier arbre de sortie, l’ organe de blocage étant relié à la charge pyrotechnique par l’intermédiaire de l’ organe de guidage.
Selon un mode de réalisation, l’ organe de guidage est un organe de rappel configuré pour transmettre un premier effort de rappel selon une première direction et bloquer l’ organe d’ entrainement dans la position couplée. L’ organe de découplage étant configuré pour transmettre un deuxième effort d’ écartement à l’ organe de blocage selon une deuxième direction opposée à la première direction dans la position couplée, ledit deuxième effort d’ écartement étant supérieur au premier effort de rappel. L’ organe de découplage est également configuré pour transmettre un troisième effort de rappel à l’ organe de blocage selon la première direction et qui s’ oppose au deuxième effort d’ écartement pour débloquer l’ organe d’ entrainement dans une position découplée du premier et deuxième arbres de sortie lorsque la température dudit organe de découplage est supérieure ou égale à une valeur de seuil de température.
Ainsi, on peut déconnecter mécaniquement le deuxième arbre de sortie du premier arbre de sortie de l’ actionneur sans la nécessité d’ appliquer un effort mécanique.
L’ organe de découplage est dit « thermo dépendant », c’est-à- dire qu’ il est configuré pour se modifier sous l’ effet de la température. Sa modification est irréversible.
Par « arrangement de sortie », on entend un dispositif comprenant un premier arbre de sortie intégré au moteur ou relié au moteur via une chaine mécanique interne.
Ledit deuxième effort d’ écartement est supérieur au premier effort de rappel.
Ledit organe de découplage est ainsi configuré pour transmettre un troisième effort de rappel à l’ organe de blocage selon la première direction qui s’ oppose au deuxième effort d’ écartement pour débloquer l’ organe d’ entrainement dans la position découplée du premier et deuxième arbres de sortie.
Le changement de direction de l’ effort exercé par l’ organe de découplage est une caractéristique propre à l’ organe de découplage qui découle du changement de température auquel il est soumis.
En d’ autres termes, c’ est le changement de direction de l’ effort transmis par l’ organe de découplage sur l’ organe de blocage qui induit le découplage des premier et deuxième arbres de sortie.
Selon un autre mode de réalisation, l’ organe de guidage est un organe de compression configuré pour transmettre un premier effort d’ écartement selon une deuxième direction, notamment vers le deuxième arbre de sortie, et bloquer l’ organe d’ entrainement dans la position couplée. L’ organe de découplage étant configuré pour ne transmettre aucun effort à l’ organe de blocage dans la position couplée. L’ organe de découplage est également configuré pour transmettre un deuxième effort de rappel à l’ organe de blocage selon une première direction, opposée à la deuxième direction, notamment vers le premier arbre de sortie, et qui s’ oppose au premier effort d’ écartement pour débloquer l’ organe d’ entrainement dans une position découplée du premier et deuxième arbres de sortie lorsque la température dudit organe de découplage est supérieure ou égale à une valeur de seuil de température. Le deuxième effort de rappel est supérieur au premier effort d’écartement.
Selon un mode de réalisation préféré, l’ organe de blocage est solidaire du premier arbre de sortie par l’ intermédiaire d’ au moins un organe de guidage. Dans cette configuration, l’ organe de découplage est fixé, par exemple axialement, entre l’ organe de blocage et le premier arbre de sortie.
Selon un autre mode de réalisation, on pourrait prévoir que l’ organe de blocage soit solidaire du deuxième arbre de sortie par l’ intermédiaire d’ au moins un organe de guidage. Dans cette configuration, l’ organe de découplage est fixé, par exemple axialement, entre l’ organe de blocage et le deuxième arbre de sortie.
Selon un mode de réalisation, le premier arbre de sortie s’ étend partiellement à l’ intérieur du deuxième arbre de sortie.
Selon un autre mode de réalisation, le deuxième arbre de sortie s’ étend partiellement à l’ intérieur du premier arbre de sortie. Avantageusement, l’ organe d’ entrainement est disposé radialement entre l’ organe de blocage et un logement pratiqué dans l’un du deuxième arbre sortie ou l’ autre du premier arbre de sortie et configuré pour coopérer avec une encoche pratiquée dans l’un du premier arbre de sortie ou l’ autre du deuxième arbre de sortie dans la position couplée.
Le dispositif de couplage/découplage permet de lier en rotation le premier arbre de sortie au deuxième arbre de sortie tout en autorisant un découplage irréversible à partir d’une valeur de seuil de température prédéterminée.
Le premier arbre de sortie et le deuxième arbre de sortie sont, par exemple, coaxiaux et creux.
Le premier arbre de sortie et le deuxième arbre de sortie sont conj ointement mobiles en rotation autour de l’ axe de rotation via le dispositif de couplage/découplage.
Ainsi, le moteur est configuré pour mettre en mouvement le deuxième arbre de sortie via le premier arbre de sortie de l’ actionneur.
En d’ autres termes, en fonctionnement normal, c’ est-à-dire sans blocage ou grippage de l’ actionneur « trim », le dispositif de couplage/découplage permet de transmettre un couple mécanique entre le deuxième arbre de sortie et le moteur, via le premier arbre de sortie.
Le premier arbre de sortie et le deuxième arbre de sortie sont fixes en translation selon l’ axe de rotation.
Avantageusement, l’ organe de blocage est mobile uniquement axialement selon l’ axe de rotation.
Selon un mode de réalisation, l’ organe d’ entrainement est sous la forme d’une bille disposée radialement entre la surface cylindrique externe de l’ organe de blocage et le logement pratiqué sur la surface cylindrique interne du deuxième arbre de sortie, ladite bille étant configurée pour coopérer avec une encoche pratiquée dans l’ épaisseur du premier arbre de sortie dans la position couplée.
Par exemple, dans la position couplée, la bille est logée au moins en partie à l’ intérieur de l’ encoche pratiquée dans l’ épaisseur du premier arbre de sortie ou dans l’épaisseur du deuxième arbre de sortie.
De préférence, l’ organe d’ entrainement et l’ encoche ont des formes complémentaires.
Le logement peut être sous la forme d’une rainure annulaire ou non annulaire ou d’un logement discontinu par exemple semi-sphérique dans le cas où l’ organe d’ entrainement est une bille.
Par exemple, la bille est fabriquée en matériau métallique tel que de l’ acier.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de couplage/découplage comprend au moins deux organes d’ entrainement, par exemple sous la forme de billes, répartis uniformément sur la circonférence de l’ organe de blocage. Chacun des organes d’ entrainement est configuré pour coopérer avec une encoche correspondante de l’un du premier arbre de sortie ou de l’ autre du deuxième arbre de sortie dans la position couplée.
Avantageusement, le deuxième effort d’écartement est supérieur au premier effort de rappel appliqué par l’ organe de rappel dans la position couplée.
Selon un mode de réalisation, l’ organe de découplage comprend au moins un câble, par exemple sous la forme d’un ressort, par exemple hélicoïdal, réalisé en un matériau comprenant un alliage à mémoire de forme configuré pour se rétracter lorsque la température dudit organe de découplage est supérieure ou égale à la valeur de seuil de température.
Par exemple, un matériau métallique comprenant un alliage à mémoire de forme, d’ acronyme « AMF » est un alliage possédant la capacité de se déformer élastiquement, de garder en mémoire une forme initiale et de reprendre sa position initiale après déformation élastique.
Par exemple, on peut citer les alliages de nickel, de titane, de laiton, de cuivre-aluminium.
De manière générale, l’ organe de découplage est élastiquement déformable sous l’ effet de la température.
Par exemple, l’ organe de découplage peut comprendre au moins deux câbles agencés en parallèle, voire quatre, six. Le nombre de câbles peut être pair ou impair.
Ainsi, lorsque la température de l’ organe de découplage est supérieure ou égale à la valeur de seuil de température, les câbles se contractent dans la première direction vers l’un du premier arbre de sortie ou l’ autre du deuxième arbre de sortie, entrainant en translation l’ organe de blocage dans la première direction de rappel.
Selon un mode de réalisation, lors de la rétractation de l’ organe de découplage, l’ organe d’ entrainement glisse sur l’ organe de blocage, notamment sa surface cylindrique, jusqu’ à une extrémité distale dudit organe de blocage, où l’ organe d’ entrainement se désengage de l’ encoche de l’un du premier arbre de sortie ou l’ autre du deuxième arbre de sortie.
Après l’ actionnement du découplage, l’ organe d’ entrainement est axialement disposé contre l’ extrémité distale de l’ organe de blocage, de sorte que l’ organe de découplage ne peut pas reprendre sa forme initiale et conserve sa forme contractée. Le découplage entre le premier arbre de sortie et le deuxième arbre de sortie est irréversible.
La valeur de seuil de température est, par exemple, comprise entre 1 10°C et 130°C, par exemple égale à 120°C.
Avantageusement, l’ organe de blocage comprend une extrémité comprenant un congé ou chanfrein relié à la surface cylindrique externe destiné à coopérer avec l’ organe d’ entrainement lors de l’ actionnement du découplage.
Par exemple, le chanfrein est plat et oblique, par exemple incliné d’un angle compris entre 30° et 60°, par exemple égal à 45° par rapport à la surface cylindrique externe de l’ organe de blocage.
L’ appui de l’ organe d’entrainement sur ledit congé permet de transmettre à l’ organe de blocage un effort axial supplémentaire dans la première direction.
En variante, on pourrait prévoir un nombre différent d’ organes d’ entrainement, tel que par exemple, trois organes d’ entrainement disposés circonférentiellement à 120° l’un de l’ autre, ou un nombre supérieur ou égal à quatre organes d’ entrainement.
On pourrait également prévoir d’ autres formes d’ organes d’ entrainement, tel que par exemple des pions cylindriques ou goupilles.
D’ autres formes sont également possibles pour l’ organe d’ entrainement, tel que par exemple, une forme de clavette, carrée ou rectangulaire, une forme en queue d’ aronde, etc...
L’ organe de rappel présente, par exemple, la forme d’un ressort de rappel. En variante, on pourrait prévoir d’ autres formes de l’ organe de rappel.
Selon un mode de réalisation, l’ organe de blocage présente une forme générale cylindrique s’ étendant selon l’ axe de rotation à l’ intérieur de l’un du premier arbre de sortie ou l’ autre du deuxième arbre de sortie.
Le diamètre extérieur de l’ organe de blocage est, par exemple, inférieur au diamètre de l’un du premier arbre de sortie ou l’ autre du deuxième arbre de sortie.
Par exemple, lorsque l’ organe de blocage est solidaire du premier arbre de sortie, l’ organe de guidage est fixé axialement entre l’ organe de blocage et le premier arbre de sortie.
Lorsque l’ organe de guidage est un organe de rappel, celui-ci est alors configuré pour transmettre un premier effort de rappel axial à l’ organe de blocage selon une première direction de rappel vers le premier arbre de sortie, du côté opposé au deuxième arbre de sortie.
En d’ autres termes, l’ organe de rappel est configuré pour déplacer en translation selon l’ axe de rotation l’ organe de blocage à l’ intérieur du premier arbre de sortie dans la position découplée.
Lorsque l’ organe de guidage est un organe de compression, celui-ci est alors configuré pour transmettre un premier effort d’ écartement axial à l’ organe de blocage selon une deuxième direction d’ écartement vers le deuxième arbre de sortie, du côté opposé au premier arbre de sortie.
En d’ autres termes, l’ organe de compression est configuré pour déplacer en translation selon l’ axe de rotation l’ organe de blocage à l’ intérieur du premier arbre de sortie dans la position découplée.
Dans cet exemple, l’ organe de blocage s’ étend selon l’ axe de rotation à l’ intérieur du premier arbre de sortie.
De manière nullement limitative, l’ organe de blocage comprend une partie principale pleine et une partie secondaire creuse délimitée radialement par une surface cylindrique externe et une surface cylindrique interne. La partie principale est située axialement à une extrémité de l’ organe de blocage entourée radialement par l’ autre du deuxième arbre de sortie ou l’un du premier arbre de sortie.
En variante, on pourrait prévoir que l’ organe de blocage soit sous la forme d’un cylindre plein ou d’un cylindre creux. Selon un autre mode de réalisation, l’ organe de blocage présente une section non circulaire, par exemple ellipsoïdale, et est mobile uniquement en rotation par l’ action de l’ organe d’ entrainement.
Par exemple, l’ organe d’ entrainement est cylindrique.
Dans la position couplée, le grand diamètre de l’ organe de blocage maintient en position les organes d’ entrainement, ici sous la forme de cylindres dans les encoches et logements correspondants pratiqués respectivement sur l’un ou l’ autre du premier arbre de sortie et du deuxième arbre de sortie.
Ainsi, lorsque la température des organes de découplage est supérieure à la valeur de température seuil, l’ organe de découplage entraine en rotation l’ organe de blocage jusqu’ à ce que les organes d’ entrainement se désengagent radialement des encoches et logements correspondants, dans la position découplée.
Par exemple, les organes de découplage comprennent deux cylindres régulièrement répartis autour de l’ organe de blocage.
En variante, on pourrait prévoir un nombre différent d’ organes de découplage.
Avantageusement, le dispositif de couplage/découplage comprend un interrupteur, monté par exemple sur le manche de commande du véhicule, configuré pour fermer un circuit électrique et transmettre un courant électrique, par exemple compris entre 5 à 20 Ampères, par exemple égal à 10 Ampères et une tension V comprise entre 8V et 10V, par exemple égale à 9,64V aux bornes de l’ organe de découplage pendant une durée déterminée de découplage, par exemple entre 0.5 et 2 secondes, par exemple égale à 1 seconde, via une unité électronique de commande, d’ acronyme UCE.
L’ UCE est, par exemple, reliée à une batterie externe à l’ actionneur, par exemple la batterie de l’ aéronef.
Une fois la durée d’ application du courant et de la tension aux bornes de l’ organe de découplage supérieure à la durée de découplage, le circuit électrique est ouvert.
La valeur de seuil de température nécessaire pour modifier la forme de l’ organe de découplage est atteinte soit par dissipation d’ énergie par effet Joules lors d’un blocage de l’ actionneur, soit par la combinaison de la dissipation d’énergie par effet Joules lors d’un blocage de l’ actionneur et de l’ application du courant et de la tension aux bornes de l’ organe de découplage.
En cas de blocage de l’ actionneur, par exemple de grippage ou de toute défaillance interne, le pilote actionne l’interrupteur, ce qui va générer la rétractation de l’ organe de découplage. Une fois l’ organe de découplage en position rétractée, le deuxième arbre de sortie est découplé du premier arbre de sortie.
Par exemple, l’ actionneur comprend un carter dans lequel sont montés au moins le moteur, le premier arbre principal et le dispositif de couplage/découplage, le deuxième arbre de sortie étant disposé au moins partiellement dans ledit carter et s’ étendant partiellement à l’ extérieur de celui-ci.
Selon un autre aspect, l’ invention concerne un véhicule, notamment un aéronef, par exemple un hélicoptère, comprenant un actionneur tel que décrit précédemment.
Avantageusement, le véhicule comprend une commande de vol, par exemple un manche mobile par rapport à un plancher, manœuvrable par un pilote, un organe de pilotage du véhicule, par exemple une pale d’un rotor de sustentation, une pale d’un rotor de contrôle du mouvement en lacet ou un volet ou équivalent, et une chaine mécanique de commande de vol reliant l’ organe de pilotage à la commande de vol, l’ actionneur, et notamment le deuxième arbre de sortie, étant relié mécaniquement à la chaine mécanique de commande de vol.
Brève description des dessins
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l’ invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins indexés sur lesquels :
[Fig 1 ] , est une vue schématique d’un système mécanique de commande d’un véhicule comprenant un actionneur selon l’ art antérieur ;
[Fig 2] est une vue de détails en coupe partielle de l’ actionneur de la figure 1 ;
[Fig 3] , [Fig 4] , [Fig.5] sont des vues schématiques d’un actionneur selon un mode de réalisation de l’ invention, respectivement dans une position couplée, une position d’ actionnement du découplage et une position découplée ;
[Fig 6] , [Fig 7] sont des vues schématiques d’un actionneur selon un autre mode de l’ invention, respectivement dans une position couplée et dans une position découplée ;
[Fig 8] , [Fig 9] et [Fig 10] sont des vues schématiques d’un actionneur selon un autre mode de réalisation de l’ invention, respectivement dans une position couplée, une position d’ actionnement du découplage et une position découplée ; et
[Fig 1 1 ] et [Fig 12] sont des vues schématiques de l’ actionneur des figures 3 et 4 selon un autre mode de réalisation.
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation
Dans la suite de la description, les termes « axial » et « radial » sont définis par rapport à un axe de rotation X-X du levier de sortie 24 de l’ actionneur 20.
L’ actionneur 20 est un actionneur « trim » configuré pour être agencé en série par rapport une chaine de commande de vol d’un aéronef, notamment d’un hélicoptère.
L’ actionneur 20 comprend un moteur 22 muni d’un stator 22a et d’un rotor 22b, un arrangement de sortie 23 ou premier arbre de transmission principal et un levier de sortie 24 ou deuxième arbre de transmission principal.
Le levier de sortie 24 est relié mécaniquement à la chaine mécanique 13 de commande de vol visible sur la figure 1.
Le moteur 22 entraine en rotation selon un axe de rotation X-X l’ arrangement de sortie 23 via une chaine mécanique de transmission de puissance interne (non référencée) .
En variante, on pourrait prévoir que le moteur 22 entraine en rotation selon un axe de rotation X-X le levier de sortie 24.
Ledit arrangement de sortie 23 est solidaire en rotation du levier de sortie 24 au moyen d’un dispositif de couplage/découplage 30, 30’ .
En d’ autres termes, l’ arrangement de sortie 23 et le levier de sortie 24 sont conjointement mobiles en rotation autour de l’ axe de rotation X-X via le dispositif de couplage/découplage 30, 30’ .
Ainsi, le moteur 22 est configuré pour mettre en mouvement le levier de sortie 24 via l’ arrangement de sortie 23 de l’ actionneur.
En fonctionnement normal, c’ est-à-dire sans blocage ou grippage de l’ actionneur « trim » 20, le dispositif de couplage/découplage 30, 30’ permet de transmettre un couple mécanique entre le levier de sortie 24 et le moteur 22, via l’ arrangement de sortie 23.
Par « arrangement de sortie », on entend un dispositif comprenant un arbre principal de sortie intégré au moteur ou relié au moteur via une chaine mécanique interne au moteur.
L’ arrangement de sortie 23 et le levier de sortie 24 sont fixes en translation selon l’ axe de rotation X-X.
Le moteur 22 et l’ arrangement de sortie 23 sont logés dans un carter (non représenté), et le levier de sortie 24 est disposé partiellement dans ledit carter et s’ étend partiellement à l’ extérieur de celui-ci.
L’ arrangement de sortie 23 et le levier de sortie 24 sont ici coaxiaux et creux.
L’ arrangement de sortie 23 s’étend ici partiellement à l’ intérieur du levier de sortie 24.
Le dispositif 30, 30 ’ de couplage/découplage comprend un organe de blocage 32, 32’ solidaire ici de l’ arrangement de sortie 23.
Tel qu’ illustré sur les figures 3 à 7 , l’ organe de blocage 32 présente une forme générale cylindrique s’ étendant selon l’ axe de rotation X-X à l’ intérieur de l’ arrangement de sortie 23. Le diamètre extérieur de l’ organe de blocage 32 est inférieur au diamètre intérieur de l’ arrangement de sortie 23.
Tel qu’ illustré sur les figures 3 à 7 , l’ organe de blocage 32 comprend une partie principale 32a pleine et une partie secondaire 32b creuse délimitée radialement par une surface cylindrique externe 32c et une surface cylindrique interne 32d. La partie principale 32a est située axialement à une extrémité de l’ organe de blocage 32 entourée radialement par le levier de sortie 24.
En variante, on pourrait prévoir que l’ organe de blocage 32 soit sous la forme d’un cylindre plein ou d’un cylindre creux.
Le dispositif 30 de couplage/découplage comprend en outre un organe d’ entrainement 34 configuré pour coupler l’ arrangement de sortie 23 au levier de sortie 24 dans la position couplée visible sur la figure 3.
Dans cette position, l’ organe d’ entrainement 34 est sous forme d’une bille disposée radialement entre la surface cylindrique externe 32c de l’ organe de blocage 32 et un logement 25 pratiqué sur la surface cylindrique interne 24a du levier de sortie 24. L’ organe d’ entrainement 34 est logé dans une encoche 23a pratiquée dans l’ épaisseur de l’ arrangement de sortie 23.
Le logement 25 peut être sous la forme d’une rainure annulaire ou non annulaire ou d’un logement discontinu par exemple semi- sphérique dans le cas où l’ organe d’ entrainement 34 est une bille.
Par exemple, la bille 34 est fabriquée en matériau métallique tel que de l’ acier.
Dans l’ exemple illustré et de manière nullement limitative, le dispositif 30 de couplage/découplage comprend deux organes d’ entrainement 34 sous la forme de billes réparties uniformément sur la périphérie de la partie principale 32a de l’ organe de blocage 32.
En variante, on pourrait prévoir un nombre différent d’ organes d’ entrainement, tel que par exemple, trois organes d’ entrainement disposés circonférentiellement à 120° l’un de l’ autre, ou un nombre supérieur ou égal à quatre organes d’ entrainement.
On pourrait également prévoir d’ autres formes d’ organes d’ entrainement, tel que par exemple des pions cylindriques ou goupilles, tel que l’ on peut le voir sur les figures 6 et 7. D’ autres formes sont également possibles pour l’ organe d’ entrainement, tel que par exemple, une forme de clavette, carrée ou rectangulaire, une forme en queue d’ aronde, etc...
Le dispositif 30 de couplage/découplage comprend en outre un organe de rappel 36 fixé axialement entre l’ organe de blocage 32 et l’ arrangement de sortie 23. L’ organe de rappel 36 présente ici la forme d’un ressort de rappel, par exemple hélicoïdal. En variante, on pourrait prévoir d’ autres formes de l’ organe de rappel.
L’ organe de rappel 36 est configuré pour transmettre un premier effort de rappel Fl à l’ organe de blocage selon une première direction de rappel vers l’ arrangement de sortie 23, du côté opposé au levier de sortie 24. Le premier effort de rappel F l est ici un effort axial.
En d’ autres termes, l’ organe de rappel 36 est configuré pour déplacer en translation selon l’ axe de rotation X-X l’ organe de blocage 32 à l’ intérieur de l’ arrangement de sortie 23 dans la position d’ actionnement du découplage et la position découplée visible respectivement sur les figures 4 et 5.
A cet effet, l’ arrangement de sortie 23 comprend un organe de guidage 26 s’ étendant axialement radialement à l’ intérieur dudit arrangement de sortie 23 vers le levier de sortie 24. Ledit organe de guidage 26 est coaxial à l’ organe de blocage 32 et présente une forme de rail de guidage cylindrique configuré pour guider en translation l’ organe de blocage 32 selon la première direction.
Tel qu’illustré, le diamètre extérieur de l’ organe de guidage 26 est inférieur au diamètre intérieur de la partie secondaire 32b de l’ organe de blocage 32. En variante, on pourrait prévoir que le diamètre intérieur de l’ organe de guidage 26 soit supérieur au diamètre extérieur de la partie secondaire 32b de l’ organe de blocage 32 de manière à entourer radialement partiellement ledit organe de blocage 32. Une telle variante est particulièrement avantageuse lorsque l’ organe de blocage 32 a la forme d’un cylindre plein.
Le dispositif 30 de couplage/découplage comprend en outre un organe de découplage 38 fixé axialement entre l’ organe de blocage 32 et l’ arrangement de sortie 23.
L’ organe de découplage 38 est configuré pour transmettre un deuxième effort d’ écartement E2 à l’ organe de blocage 32 selon une deuxième direction, opposée à la première direction, vers le levier de sortie 24, du côté opposé à l’ arrangement de sortie 23 dans la position couplée. Le deuxième effort d’écartement E2 est ici axial.
Le deuxième effort d’ écartement E2 est supérieur au premier effort de rappel El appliqué par l’ organe de rappel 36 dans la position couplée.
L’ organe de découplage 38 est configuré pour transmettre un troisième effort de rappel E3 ou effort de guidage à l’ organe de blocage 32 selon la première direction vers l’ arrangement de sortie 23, du côté opposé au levier de sortie 24, dans la position d’ actionnement du découplage et la position découplée visible sur les figures 4 et 5 lorsque la température T dudit organe de découplage 38 est supérieure ou égale à une valeur de seuil de température S . Le troisième effort de rappel F3 est ici axial.
L’ organe de découplage 38 comprend ici une pluralité de câbles sous la forme de ressorts réalisés en un matériau comprenant un alliage à mémoire de forme configuré pour se rétracter lorsque la température T dudit organe de découplage 38 est supérieure ou égale à la valeur de seuil de température S .
Ainsi, lorsque la température T dudit organe de découplage 38 est supérieure ou égale à la valeur de seuil de température S, les câbles se contractent vers l’ arrangement de sortie 23, entrainant en translation l’ organe de blocage 32 dans la première direction de rappel.
L’ organe d’ entrainement 34 glisse alors sur la surface cylindrique 32c de l’ organe de blocage 32 jusqu’ à une extrémité distale 32e dudit organe de blocage 32, où l’ organe d’ entrainement 34 se désengage de l’ encoche 23a de l’ arrangement de sortie 23.
La valeur de seuil de température S est par exemple comprise entre 1 10°C et 130°C, par exemple égale à 120°C.
Par exemple, un matériau métallique comprenant un alliage à mémoire de forme, d’ acronyme « AMF » est un alliage possédant la capacité de se déformer élastiquement, de garder en mémoire une forme initiale et de reprendre sa position initiale après déformation élastique.
Par exemple, on peut citer les alliages de nickel, de titane, de laiton, de cuivre-aluminium.
De manière générale, l’ organe de découplage 38 est élastiquement déformable sous l’ effet de la température.
L’ organe de découplage 38 comprend au moins un câble sous la forme d’un ressort, par exemple de forme hélicoïdale, réalisé en un matériau à mémoire de forme. L’ organe de découplage 38 peut comprendre au moins deux câbles agencés en parallèle, voire quatre, six. Le nombre de câbles peut être pair ou impair.
Après l’ actionnement du découplage, visible sur la figure 5, l’ organe d’ entrainement est axialement disposé contre l’ extrémité distale de l’ organe de blocage 32, de sorte que l’ organe de découplage 38 ne peut pas reprendre sa forme initiale et conserve sa forme contractée. Le découplage de l’ arrangement de sortie 23 du levier de sortie 24 est irréversible.
Tel que décrit précédemment, l’ organe de rappel 36 est un ressort de rappel.
En variante, en référence aux figures 1 1 et 12, on pourrait prévoir que l’ organe de rappel 36 soit un ressort de compression configuré pour transmettre un premier effort d’écartement Fl ’ à l’ organe de blocage 32 selon la deuxième direction de rappel vers le levier de sortie 24 du côté opposé à l’ arrangement de sortie 23 dans la position couplée. Le premier effort d’ écartement F l ’ est ici un effort axial.
Dans ce mode de réalisation, l’ organe de découplage 38 ne transmet aucun effort dans la position couplée.
L’ organe de découplage 38 est configuré pour transmettre un deuxième effort de rappel F2’ ou effort de guidage à l’ organe de blocage 32 selon la première direction vers l’ arrangement de sortie 23, du côté opposé au levier de sortie 24, dans la position d’ actionnement du découplage et la position découplée visible sur les figures 1 1 et 12 lorsque la température T dudit organe de découplage 38 est supérieure ou égale à une valeur de seuil de température S. Le deuxième effort de rappel F2’ est ici axial.
Le deuxième effort de rappel F2’ est supérieur au premier effort d’ écartement Fl ’ appliqué par l’ organe de rappel 36 dans la position couplée.
Tel qu’ illustré sur les figures 3 à 5, 1 1 et 12, et de manière nullement limitative, l’ extrémité distale 32e de l’ organe de blocage 32 comprend un congé 33 ou chanfrein plat et oblique relié à la surface cylindrique externe 32c. Lors de l’ actionnement du découplage, l’ organe d’ entrainement 34 prend appui sur le congé permettant de transmettre un effort axial supplémentaire dans la première direction du premier effort de rappel F l .
En variante, on pourrait prévoir une inversion structurelle afin que l’ organe de blocage 32 soit solidaire du levier de sortie 24. Dans ce cas, l’ organe de rappel 36 et l’ organe de découplage 38 seraient solidaires du levier ou deuxième arbre de sortie 24 et l’ organe de blocage 32 serait monté en translation à l’ intérieur dudit levier de sortie 24.
Tel qu’illustré, et de manière nullement limitative, le dispositif de couplage/découplage 30 comprend ici un interrupteur (non représenté), monté par exemple sur le manche de commande du véhicule, configuré pour fermer un circuit électrique (non représenté) et transmettre un courant électrique, par exemple compris entre 5 à 20 Ampères, par exemple égal à 10 Ampères et une tension V comprise entre 8V et 10V, par exemple égale à 9,64V aux bornes de l’ organe de découplage 38 pendant une durée déterminée de découplage, par exemple entre 0.5 et 2 secondes, par exemple égale à 1 seconde, via une unité électronique de commande, d’ acronyme UCE, 40.
L’ UCE 40 est, par exemple, reliée à une batterie (non représentée) externe à l’ actionneur 20, par exemple la batterie de l’ aéronef.
Une fois la durée d’ application du courant I et de la tension V aux bornes de l’ organe de découplage 38 supérieure à la durée de découplage, le circuit électrique est ouvert.
La valeur de seuil de température S est atteinte soit par dissipation d’ énergie par effet Joules lors d’un blocage de l’ actionneur 20, soit par la combinaison de la dissipation d’ énergie par effet Joules lors d’un blocage de l’ actionneur 20 et de l’ application du courant I et de la tension V aux bornes de l’ organe de découplage 38.
En cas de blocage de l’ actionneur, par exemple de grippage ou de toute défaillance interne, le pilote actionne l’interrupteur, ce qui va générer la rétractation de l’ organe de découplage 38. Une fois l’ organe de découplage 38 en position rétractée, le levier de sortie 24 est désaccouplé de l’ arrangement de sortie 23, comme visible sur la figure 5.
Le dispositif 30 de couplage/découplage permet de lier en rotation l’ arrangement de sortie 23 au levier de sortie 24 tout en autorisant un découplage irréversible à partir d’un seuil de température prédéterminé.
Le mode de réalisation illustré sur les figures 6 et 7, dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références, diffère du mode de réalisation illustré sur les figures 3 à 5 uniquement par la forme de la section de l’ organe de blocage et de l’ organe d’ entrainement.
Tel qu’illustré sur les figures 6 et 7, l’ organe de blocage 52 présente une section non circulaire, ici ellipsoïdale et est mobile uniquement en rotation.
Dans la position couplée, visible sur la figure 6, l’ organe de découplage 38 (non visible sur les figures 6 et 7) est configuré pour transmettre le deuxième effort F2 d’ écartement à l’ organe de blocage 52 selon une deuxième direction opposée à la première direction, le grand diamètre 52a de l’ organe de blocage 52 maintenant en position les organes d’ entrainement 54, ici sous la forme de cylindres dans les encoches 23a et logements 25 correspondants pratiqués respectivement sur l’ arrangement de sortie 23 et le levier de sortie 24.
Lorsque la température des organes de découplage 38 est supérieure à la valeur de température seuil, l’ organe de découplage 38 transmet le troisième effort F3 de rappel à l’ organe de blocage 52 selon la première direction, ce qui entraine en rotation l’ organe de blocage 52 jusqu’ à ce que les organes d’ entrainement 54 se désengagent radialement des encoches 23a et logements 25 correspondants, dans la position découplée visible sur la figure 7.
Tel qu’ illustré, les organes d’ entrainement 54 comprennent deux cylindres régulièrement répartis autour de l’ organe de blocage 52. En variante, on pourrait prévoir un nombre différent d’ organes d’ entrainement 54.
En variante, l’ organe de blocage 52 pourrait avoir une section triangulaire et les organes d’ entrainement 54 pourraient être au nombre de trois.
Selon une autre variante, l’ organe de blocage 52 pourrait avoir une section en forme de quadrilatère, par exemple carrée, rectangulaire, et les organes d’ entrainement 54 pourraient être au nombre de quatre.
De manière générale, le nombre de sommets de l’ organe de blocage 52 est égal au nombre d’ organes d’ entrainements 54, lesdits sommets coopérant avec les organes d’entrainements 54 en position couplée pour les maintenir dans les logements et encoches correspondants. Lorsque la température des organes de découplage 38 est supérieure à la valeur de température seuil, l’ organe de découplage 38 entraine en rotation l’ organe de blocage 52 jusqu’ à ce que les organes d’ entrainement 54 se désengagent radialement des encoches 23a et logements 25 correspondants.
Grace à l’invention, en cas de blocage de l’ actionneur « trim » 20, par exemple à la suite d’une défaillance interne dudit actionneur, par exemple un grippage, il est possible de rompre la liaison mécanique entre le deuxième arbre ou levier de sortie et le premier arbre ou arrangement de sortie lié au rotor du moteur électrique de l’ actionneur, sans appliquer d’ effort.
Les figures 8 à 10 illustrent un autre mode de réalisation, dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références.
Tel qu’illustré sur les figures 8 à 10, l’ organe de blocage 32’ présente une forme générale cylindrique s’ étendant selon l’ axe de rotation X-X en partie à l’ intérieur de l’ arrangement de sortie 23. Le diamètre extérieur de l’ organe de blocage 32’ est inférieur au diamètre intérieur de l’ arrangement de sortie 23.
Tel qu’illustré sur les figures 8 à 10, l’ organe de blocage 32’ comprend une partie principale 32a’ pleine située axialement à une extrémité de l’ organe de blocage 32’ entourée radialement par le levier de sortie 24.
En variante, on pourrait prévoir que l’ organe de blocage 32’ soit sous la forme d’un cylindre plein ou d’un cylindre creux.
Le dispositif 30’ de couplage/découplage comprend en outre un organe d’ entrainement 34 configuré pour coupler l’ arrangement de sortie 23 au levier de sortie 24 dans la position couplée visible sur la figure 8.
Dans cette position, l’ organe d’ entrainement 34 est identique à l’ organe d’ entrainement 34 décrit en référence aux figures 3 à 7.
L’ organe d’entrainement 34 est sous forme d’une bille disposée radialement entre la surface cylindrique externe 32c’ de l’ organe de blocage 32 et un logement 25 pratiqué sur la surface cylindrique interne 24a du levier de sortie 24. L’ organe d’ entrainement 34 est logé dans une encoche 23a pratiquée dans l’ épaisseur de l’ arrangement de sortie 23.
Le logement 25 peut être sous la forme d’une rainure annulaire ou non annulaire ou d’un logement discontinu par exemple semi- sphérique dans le cas où l’ organe d’ entrainement 34 est une bille.
Par exemple, la bille 34 est fabriquée en matériau métallique tel que de l’ acier. Dans l’exemple illustré et de manière nullement limitative, le dispositif 30 de couplage/découplage comprend deux organes d’entrainement 34 sous la forme de billes réparties uniformément sur la périphérie de la partie principale 32a’ de l’organe de blocage 32’.
En variante, on pourrait prévoir un nombre différent d’organes d’entrainement, tel que par exemple, trois organes d’entrainement disposés circonférentiellement à 120° l’un de l’autre, ou un nombre supérieur ou égal à quatre organes d’entrainement.
On pourrait également prévoir d’autres formes d’organes d’entrainement, tel que par exemple des pions cylindriques ou goupilles. D’autres formes sont également possibles pour l’organe d’entrainement, tel que par exemple, une forme de clavette, carrée ou rectangulaire, une forme en queue d’aronde, etc...
Le dispositif 30’ de couplage/découplage comprend en outre un organe de guidage 36’ fixé axialement à l’organe de blocage 32’ et s’étendant axialement dans l’arrangement de sortie 23 dans la position couplée, visible sur la figure 8.
L’organe de guidage 36’est configuré pour déplacer axialement en translation l’organe de blocage 32’ selon une direction de guidage vers le levier de sortie 24.
Le dispositif 30’ de couplage/découplage comprend en outre un organe de découplage 38’ fixé axialement entre l’organe de blocage 32’ et l’organe de guidage 36’.
L’organe de découplage 38’ est ici une charge pyrotechnique logée dans une encoche 23a pratiquée dans l’arrangement de sortie 23.
L’organe de découplage 38’ est relié à un fil de commande connecté à l’unité électronique de commande 40.
En cas de blocage de l’actionneur, l’organe de découplage 38’ est déclenché de sorte à déplacer en translation l’organe de guidage 36’, qui à son tour déplace en translation l’organe de blocage 32’ vers le levier de sortie 24.
L’organe de découplage 38’ est configuré pour transmettre un effort de guidage ou d’écartement E4 à l’organe de blocage 32’, visible sur la figure 9. L’organe d’entrainement 34 glisse alors sur la surface cylindrique 32c’de l’organe de blocage 32’ jusqu’à une extrémité proximale 32f’ dudit organe de blocage 32’, où l’organe d’entrainement 34 se désengage de l’encoche 23a de l’arrangement de sortie 23, tel que visible sur la figure 10.
Après l’ actionnement du découplage, visible sur la figure 9, l’organe d’entrainement 34 est axialement disposé contre l’extrémité proximale 32f’ de l’organe de blocage 32’, de sorte que l’organe de découplage 38’ ne peut pas reprendre sa forme initiale. L’extrémité proximale 32f’ de l’organe de blocage 32’ comprenant, par exemple, un congé (non référencé) destiné à coopérer avec l’organe d’entrainement 34 lors de l’ actionnement du découplage. Le découplage de l’arrangement de sortie 23 du levier de sortie 24 est irréversible.

Claims

REVENDICATIONS
1. Actionneur (20) agencé pour être relié à une chaîne mécanique ( 13) de commande de vol d’un véhicule ( 10), comprenant un moteur (22), un premier arbre de sortie (23) et un deuxième arbre de sortie (24) solidaire en rotation du premier arbre de sortie (23) par un dispositif de couplage/découplage (30, 30’ ) dans une position couplée, le moteur (22) entraînant en rotation le premier arbre de sortie (23) ou le premier arbre de sortie (23) et le deuxième arbre de sortie (24) selon un axe de rotation (X-X), caractérisé en ce que le dispositif de couplage/découplage (30, 30’ ) comprend :
- au moins un organe d’ entrainement (34, 54) configuré pour coupler le premier arbre de sortie (23) au deuxième arbre de sortie (24) dans la position couplée,
- un organe de blocage (32, 52, 32’ ) solidaire de l’un du premier arbre de sortie (23) ou de l’ autre du deuxième arbre de sortie (24) par l’ intermédiaire d’ au moins un organe de guidage (36, 36’ ) configuré pour bloquer l’ organe d’ entrainement (34, 54) dans la position couplée, , et
- au moins un organe de découplage (38, 38 ’ ) configuré pour transmettre un effort de guidage (F3, F4, F2’ ) à l’ organe de blocage (32, 52, 32’ ) et déplacer en translation l’ organe de guidage (36, 36’ ) pour débloquer l’ organe d’ entrainement (34, 54) dans une position découplée du premier et deuxième arbres de sortie (23, 24) .
2. Actionneur (20) selon la revendication 1 , dans lequel l’ organe de découplage (38 ’ ) est une charge pyrotechnique montée dans le premier arbre de sortie (23), l’ organe de blocage (32’ ) étant relié à la charge pyrotechnique (38 ’ ) par l’intermédiaire de l’ organe de guidage (36’ ) .
3. Actionneur (20) selon la revendication 1 , dans lequel l’ organe de guidage (36) est un organe de rappel configuré pour transmettre un premier effort de rappel (F l ) selon une première direction et bloquer l’ organe d’ entrainement (34, 54) dans la position couplée et dans lequel l’ organe de découplage (38) est configuré pour transmettre un deuxième effort (F2) d’ écartement à l’ organe de blocage (32, 52) selon une deuxième direction opposée à la première direction dans la position couplée, ledit deuxième effort (F2) étant supérieur au premier effort de rappel (F l ), ledit organe de découplage (38) étant configuré pour transmettre un troisième effort (F3) de rappel à l’ organe de blocage (32, 52) selon la première direction et qui s’ oppose au deuxième effort (F2) pour débloquer l’ organe d’ entrainement (34, 54) dans une position découplée du premier et deuxième arbres de sortie (23, 24) lorsque la température (T) dudit organe de découplage (38) est supérieure ou égale à une valeur de seuil de température (S) .
4. Actionneur selon la revendication 3, dans lequel le deuxième effort (F2) d’ écartement est supérieur au premier effort (F l ) de rappel appliqué par l’ organe de rappel (36) dans la position couplée.
5. Actionneur (20) selon la revendication 1 , dans lequel l’ organe de guidage (36) est un organe de compression configuré pour transmettre un premier effort d’ écartement (F l ’ ) selon une deuxième direction et bloquer l’ organe d’entrainement (34, 54) dans la position couplée et dans lequel l’ organe de découplage (38) étant configuré pour ne transmettre aucun effort à l’ organe de blocage (32, 52) dans la position couplée et pour transmettre un deuxième effort de rappel (F2’ ) à l’ organe de blocage (32, 52) selon une première direction, opposée à la deuxième direction et qui s’ oppose au premier effort d’ écartement (F l ’ ) pour débloquer l’ organe d’ entrainement (34, 54) dans une position découplée du premier et deuxième arbres de sortie (23, 24) lorsque la température (T) dudit organe de découplage (38) est supérieure ou égale à une valeur de seuil de température (S), le deuxième effort de rappel (F2’ ) étant supérieur au premier effort d’ écartement (F l ’ ) .
6. Actionneur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit organe d’ entrainement (34, 54) est disposé radialement entre l’ organe de blocage (32, 52, 32’ ) et un logement (25) pratiqué dans l’un du deuxième arbre sortie (24) ou l’ autre du premier arbre de sortie (23) et configuré pour coopérer avec une encoche (23a) pratiquée dans l’un du premier arbre de sortie (23) ou l’ autre du deuxième arbre de sortie (24) dans la position couplée.
7. Actionneur selon la revendication 6, dans lequel l’ organe d’ entrainement (34) est sous la forme d’une bille disposée radialement entre une surface cylindrique externe (32c, 32c’ ) de l’ organe de blocage (32, 32’ ) et le logement (25), ladite bille (34) étant configurée pour coopérer avec l’ encoche (23a) dans la position couplée.
8. Actionneur selon la revendication 3 ou 5, combinée avec l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ organe de découplage (38) comprend au moins un câble réalisé en un matériau comprenant un alliage à mémoire de forme configuré pour se rétracter lorsque la température (T) dudit organe de découplage (38) est supérieure ou égale à la valeur de seuil de température (S) .
9. Actionneur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ organe de blocage (32, 32’ ) comprend une extrémité (32e, 32f) comprenant un congé (33) destiné à coopérer avec l’ organe d’ entrainement (34) lors de l’ actionnement du découplage.
10. Actionneur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ organe de blocage (32, 32’ ) présente une forme générale cylindrique s’ étendant selon l’ axe de rotation (X-X) à l’ intérieur de l’un du premier arbre de sortie (23) ou de l’ autre du deuxième arbre de sortie (24) et est mobile axialement selon l’ axe de rotation (X-X) .
1 1. Actionneur (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’ organe de blocage (52) présente une section non circulaire et est mobile uniquement en rotation par l’ action de l’ organe de découplage (38) .
12. Véhicule ( 10), notamment un aéronef, comprenant un actionneur (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
13. Véhicule selon la revendication 12, comprenant une commande de vol ( 1 1 ), un organe de pilotage ( 14) du véhicule et une chaine mécanique de commande de vol ( 13) reliant l’ organe de pilotage ( 14) à la commande de vol ( 1 1 ), l’ actionneur (20) étant relié mécaniquement à la chaine mécanique ( 13) de commande de vol.
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