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WO 2008/102067 PCT/FR2007/001769
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Vérin à dispositif de verrouillage intégré
La présente invention se rapporte à un vérin comprenant un
système de verrouillage mécanique intégré et est plus particulièrement dirigée
vers un vérin destiné à équiper un système d'actionnement d'un inverseur de
poussée de turboréacteur.
Le rôle d'un inverseur de poussée lors de l'atterrissage d'un avion
est d'améliorer la capacité de freinage de ce dernier en redirigeant vers
l'avant
au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur. Dans cette
phase l'inverseur obstrue la tuyère d'éjection des gaz et dirige le flux
d'éjection
du moteur vers l'avant de la nacelle, générant de ce fait une contre-poussée
qui vient s'ajouter au freinage des roues de l'avion.
Les moyens mis en ceuvre pour réaliser cette réorientation du flux
varient suivant le type d'inverseur. Cependant, dans tous les cas, la
structure
d'un inverseur comprend des capots mobiles déplaçables entre, d'une part,
une position déployée dans laquelle ils ouvrent dans la nacelle un passage
destiné au flux dévié, et d'autre part, une position d'escamotage dans
laquelle
ils ferment ce passage. Ces capots mobiles peuvent en outre emplir une
fonction de déviation ou simplement d'activation d'autres moyens de déviation.
Dans les inverseurs à grilles par exemple, les capots mobiles
coulissent le long de rails de manière à ce qu'en reculant lors de la phase
d'ouverture, ils découvrent des grilles d'aubes de déviation disposées dans
l'épaisseur de la nacelle. Un système de bielles relie ce capot mobile à des
portes de blocage qui se déploient à l'intérieur du canal d'éjection et
bloquent
la sortie en flux direct. Dans les inverseurs à porte en revanche, chaque
capot
mobile pivote de manière à venir bloquer le flux et le dévier et est donc
actif
dans cette réorientation.
De manière générale, ces capots mobiles sont actionnés par des
vérins hydrauliques, pneumatiques ou électriques.
Pour des raisons de sécurité évidentes, ces vérins doivent être
équipés de verrous destinés à assurer leur maintien en position rétractée et
éviter tout déploiement accidentel d'un capot mobile de l'inverseur de
poussée.
On distingue généralement deux types de verrous, appelés
respectivement verrous primaires, montés en double, et verrou tertiaire.
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Les deux verrous primaires maintiennent chaque capot mobile en
position escamotée nominale et reprennent les efforts qui visent à faire
translater ledit capot mobile. Ces verrous sont redondants pour couvrir une
éventuelle défaillance d'un des verrous primaires, chaque verrou étant
dimensionné pour pouvoir reprendre intégralement la somme des efforts visant
à faire translater le capot mobile.
Le verrou tertiaire ne reprend pas d'effort en fonctionnement
nominal. Sa fonction est celle d'un système de verrouillage de secours qui est
sollicité pour reprendre des efforts visant à faire translater le capot mobile
uniquement en cas de défaillance des deux verrous primaires.
Ces verrous sont généralement actionnés par l'intermédiaire d'un
signal de commande dont l'envoi fait partie de la procédure d'ouverture de
l'inverseur. Ils nécessitent donc leur propre alimentation électrique.
Ces verrous sont des pièces importantes pour la sécurité en vol et
il existe toujours un besoin d'un verrou à la fois fiable, résistant, léger et
simple.
La présente invention a pour but de proposer un vérin amélioré
intégrant un système de verrouillage pouvant servir de verrou tertiaire et
consiste pour cela en un vérin comprenant, d'une part, une tige apte à être
entraînée en translation par un système d'entraînement, et d'autre part, un
système de verrouillage du déploiement de la tige (verrou dit tertiaire)
comportant au moins un pêne monté mobile entre une position d'engagement
dans laquelle il constitue un moyen de butée de la tige dans le sens de son
déploiement, et une position de dégagement dans laquelle il est écarté de la
tige et permet son déploiement, caractérisé en ce que le pêne est associé à un
système de barillet possédant une première position stable dans laquelle il
permet le maintien du pêne dans sa position d'engagement et une deuxième
position stable dans laquelle il permet le maintien du pêne dans sa position
de
dégagement, ledit système de barillet étant disposé de manière à pouvoir
basculer alternativement de sa première position stable à sa deuxième position
stable sous l'action de la tige animé d'un léger mouvement de recul avant
déploiement et en fin de course de rétractation.
Ainsi, l'association du pêne à un système de barillet permet la
réalisation d'un système de verrouillage entièrement mécanique ne nécessitant
pas de moyens de contrôle électriques, le système de verrouillage étant
automatiquement verrouillé et déverrouillé lorsque la tige suit la séquence
appropriée, c'est-à-dire comprend un léger mouvement de recul avant
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déploiement ou une sur-course lors de sa rétractation. Cette inversion de sens
avant déploiement est un aspect important d'amélioration de la sécurité du
verrouillage et déverrouillage du vérin.
Avantageusement, le pêne est monté à l'encontre d'un moyen de
rappel élastique. Avantageusement encore, le moyen de rappel élastique tend
à ramener le pêne dans sa position de dégagement.
Préférentiellement, le système de barillet constitue un moyen de
butée mobile du pêne.
De manière avantageuse, le pêne est réalisé sous la forme d'un
crochet pivotant possédant une première extrémité apte à constituer un moyen
de butée pour la tige en déploiement et une deuxième extrémité apte à venir en
butée contre le barillet.
Préférentiellement, la deuxième extrémité du pêne est biseautée.
Préférentiellement encore, le barillet présente au moins une
surface biseauté complémentaire de la deuxième extrémité du pêne et par
laquelle ce dernier vient en butée.
Selon un mode de réalisation préféré, l'actionnement de la tige
s'effectue au moyen d'un système d'entraînement vis / écrou, la tige étant
bloquée en rotation.
Avantageusement, l'écrou est situé sur la tige.
Avantageusement encore, l'écrou est intégré à la tige et se
présente sous la forme d'un taraudage intérieur.
De manière préférentielle, le vérin est un vérin électrique.
La mise en ceuvre de l'invention sera mieux comprise à l'aide de la
description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard du dessin annexé
dans lequel :
La figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un vérin
selon l'invention comprenant un système de verrouillage en position
d'engagement avant déploiement.
La figure 2 est une représentation schématique du vérin de la figure
1 en position de déverrouillage avant déploiement.
La figure 3 est une représentation schématique du vérin de la figure
1 en cours de déploiement après déverrouillage.
La figure 4 est une représentation schématique du vérin de la figure
1 en position de verrouillage après rétractation.
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Comme représenté sur les figures 1 à 4, un vérin 1 selon l'invention
comprend une tige 2 bloquée en rotation et comportant un écrou 3 situé au
début de la tige 2 de manière à former une base présentant un épaulement 8
circonférentiel et est apte à coopérer avec une vis filetée 4 logée à
l'intérieur de
la tige 2.
Classiquement, la vis filetée 4 est entraînée en rotation par un
moteur électrique 5 associé à un réducteur 6. La tige 2 étant bloquée en
rotation, le mouvement de la vis filetée 4 est transformé en un mouvement de
translation permettant le déploiement ou la rétractation de la tige 2 en
fonction
du sens de rotation de la vis filetée 2.
Le vérin 1 comprend également un système de verrouillage
mécanique intégré.
Ce système de verrouillage comprend une paire de crochets 9
latéraux présentant une première extrémité formant un retour 10 du crochet
orienté vers la tige 2 et une deuxième extrémité 11 présentant une surface
biseautée également orientée vers la tige 2.
Chaque crochet 9 est monté pivotant autour d'un axe 12 permettant
de le faire basculer entre une position d'engagement (figures 1 et 4) dans
laquelle le retour 10 vient contre la tige 2 et constitue un butée pour
l'épaulement 8 dans le sens du déploiement de la tige, et une position de
dégagement dans laquelle le retour 10 est écarté de la tige 2 et permet son
déploiement.
Chaque crochet 9 est également monté à l'encontre d'un moyen de
rappel élastique 13 tendant à le ramener dans sa position de dégagement, ledit
moyen de rappel élastique étant fixé sensiblement au niveau du retour 10 de
chaque crochet 9.
Enfin, chaque crochet 9 est associé à un système de barillet 14
disposé dans l'alignement de la tige 2 légèrement derrière l'écrou 3 servant
de
base à ladite tige 2, ledit système de barillet 14 présentant un évidement
central lisse permettant le passage de la vis filetée 4 et son raccord au
réducteur 6.
Le barillet 14 comprend une tête d'appui 15 monté sur une bascule
à ressort 16 permettant le passage de la tête d'appui 15 entre une position de
retrait et une position d'avancement selon la direction de la tige 2.
La tête d'appui 15 présente une surface de contact 17 disposée en
regard de la base de la tige 2 ainsi qu'une surface périphérique biseautée 18
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orientée de manière à être une surface complémentaire de la surface
biseautée présentée par l'extrémité 11 de chaque crochet 9.
Les étapes de fonctionnement du système de verrouillage intégré
vont maintenant être décrites.
5 Initialement, tel que représenté sur la figure 1, la tige 2 du vérin 1
est rétractée. Chaque crochet 9 est en position d'engagement contre
l'épaulement 8 de la base de la tige 2 et la tête d'appui 15 du système de
barillet 14 est en position d'avancée telle que sa surface périphérique
biseautée 18 soit en contact avec la surface biseautée de l'extrémité 11 de
chaque crochet 9.
Dans cette configuration, chaque moyen de rappel élastique 13 de
chaque crochet 9 tend à faire pivoter celui-ci vers sa position de
désengagement. Le pivotement de chaque crochet 9 est empêché par la
surface périphérique biseauté 18 du système à barillet 14 qui sert de butée à
l'extrémité 11 de chaque crochet 9 et en empêche donc le pivotement.
Un déploiement de la tige 2 commence par un léger mouvement de
recul de celle-ci. Ce faisant, la base de la tige 2 vient appuyer sur la tête
d'appui 15 du système à barillet 14 et bascule ce dernier dans sa deuxième
position stable dans laquelle la tête d'appui 15 est située en retrait par
rapport
à sa position initiale.
Dans cette configuration, la surface périphérique biseauté 18 est
écartée de l'extrémité 11 de chaque crochet 9 et ne peut plus lui servir de
butée.
Sou l'action de son moyen de rappel élastique 13 correspondant,
chaque crochet 9 pivote donc autour de son axe 12 vers sa position de
désengagement, le retour 10 de chaque crochet 9 s'écartant de la tige 2 et
libérant alors l'épaulement 8.
Ainsi, un déploiement de la tige n'est plus entravé et le mouvement
du moteur électrique 5 est inversé pour procéder au déploiement de ladite tige
2 (figure 2).
Le verrouillage du vérin 1 sera effectué de la même manière.
A partir de la position précédente, telle que représentée sur la
figure 3. Le moteur électrique 5 tourne dans un sens correspondant à la
rétractation de la tige 2.
En fin de course, le mouvement de recul continue légèrement de
manière à ce que la base de la tige 2 vienne appuyer sur la tête d'appui 15 du
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système à barillet 14 provoquant son basculement retour vers sa première
position stable dans laquelle la tête d'appui 15 légèrement en avant par
rapport
à sa position précédente. La tige retourne ensuite à sa position de fin de
course normale.
Ce faisant, la surface périphérique biseautée 18 vient en butée
contre l'extrémité 11 de chaque crochet 9 et force son pivotement autour de
l'axe 12 correspondant.
Le retour 10 de chaque crochet 9 retourne alors vers sa position
d'engagement dans laquelle il constitue un moyen de butée contre
l'épaulement 8 apte à empêche le déploiement de la tige 2.
De cette manière le vérin est à nouveau verrouillé.
Il convient de noter qu'un tel système de verrouillage est
entièrement mécanique, et ne nécessite pas de signal d'ouverture ou de
fermeture propre. Le verrouillage et le déverrouillage s'effectue simplement
par
l'ajout d'une phase de recul préalable dans les étapes de déploiement et de
rétractation de la tige 2.
Selon l'invention, chaque crochet est automatiquement basculé
entre sa position d'engagement et sa position de dégagement sous l'action de
la tige 2 animée d'un léger mouvement de recul.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples
particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement
limitée et
qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que
leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
