Brevet FR2829206A1 — publié le 20030307

projections ( 1 lp) qui font saillie l'une vers l'autre est formée. L'inventiod concerne un dispositif de blocage de séaurité pour équipement électromécanique. Dans de nombreux domaines industriels, les orga- nes des machines sont actionnés par un moteur électrique via une chaîne cinématique. Dans certaines applications, des considérations de sécurité imposent de bloquer le ou les organes en position lorsqu'ils sont inutilisés. Pour ce faire, il est connu d'introduire un obs- tacle dans une cavité réalisée dans une partie tournante de la chaîne cinématique, afin de provoquer un blocage positif de celle-ci. Mais cela impose de pouvoir arrêter la partie tournante de sorte que la cavité soit au droit de l' obstacle, ce qui est délicat à réaliser. Par ailleurs, sous l'effet du relâchement de l'équipement, ou d'une tentative de manoeuvre de celui-ci, l'obstacle peut se retrouver coincé dans la cavité, ce qui rend difficile son retrait. On connaît également des moteurs équipés d'un frein à friction en bout d'arbre, dans lequel un disque est solidaire de l'arbre du moteur, tandis qu'un second disque disposé en regard du premier est mobile entre une position de blocage dans laquelle il est pressé contre le premier disque en vue de bloquer le moteur en rotation, et une position de libération dans lequel le second dis que est maintenu éloigné du premier disque, ce qui permet la libre rotation du moteur. En général, les disques sont maintenus dans l'une des positions par l'action d'un or- gane élastique, et dans l'autre position par l'action constante d'un organe d'actionnement, par exemple un électro-aimant, ou encore un vérin dont une chambre a été remplie d'huile puis obLurée, agissant à l'encontre de l'organe élastique. En cas de défaillance de l' organe d' actionnement (panne de courant pour l'électro-aimant, ou fuite pour le vérin), la position que l'organe d'actionnement permet tait de maintenir 'n'est plus garantie, et le dispositif de blocage glisse progressivement vers l'autre position sous l'effet du moyen élastique, ce qui peut se révéler dangereux. En effet, l'arbre tournant peut se retrouver libre de tourner alors qu'il est censé être bloqué, ou à l' inverse, l'arbre tournant peut être bloqué alors qu'il est censé être libre de tourner. On donnera ici quelques exemples tirés du domaine des freins électriques pour roues d'aéronefs. Ce type de frein comprend une pile de disque dont certains sont mo biles en rotation avec la roue (rotors), tandis que d'autres, disposés en alternance des premiers, sont immo biles en rotation (stators). Le frein comporte au moins un actionneur électromécanique pourvu d'un moteur élec trique et d'un mécanisme agencé pour presser les disques en vue de générer un effort de freinage de la roue. Pour immobiliser l'acronef à l'arrêt, il est con nu de maintenir les disques du frein pressés, de façon que la roue soit bloquée en sécurité. Pour ce faire, dans le cadre d'un frein électrique, il est avantageux de pré voir un moyen de blocage de l'actionneur, de sorte qu'il suffit de commander l'actionneur pour qu'il presse les disques, puis de bloquer l'actionneur dans cette position grâce au moyen de blocage. L'utilisation dans ce cas d'espèce d'un système à obstacle et cavité homologue en guise de moyen de blocage n'est pas satisfaisante. En effet, lorsque l' on immobi lise l'acronef, celui-ci vient en général d'atterrir et donc de freiner de façon soutenue et la structure du frein s'est donc dilatée sous l'effet de la chaleur. Si l'on procède au blocage de l'actionneur avant que le frein ne soit refroidi, la rétraction progressive de la structure du frein aura pour conséquence d' augmenter l'effort de pressage des disques. Par réac tion, si l'actionneur est réversible, cette augmentation d' effort peut conduire à un coincement de l' obstacle dans la cavité qui le reçoit, ce qui peut entraîner des diffi- cultés de déUlocage du doigt. Par ailleurs, il faut dimensionner largement l' obstacle pour éviter qu'il ne casse lors d'une tenta- tive d' activation de l'actionneur bloqué par l' obstacle. De méme, l' utilisation d' un système à disques de friction pour bloquer l'actionneur n'est pas plus satis- faisante. Un tel système est certes plus tolérant à une sollicitation interne ou externe qui tend à forcer le blocage (par exemple une tentative d' activation de l'actionneur alors que le système de blocage a été mis en position de blocage), mais ne permet pas de garantir une sécurité élevée. En effet, l'actionneur comprend en général un or gane d'actionnement agencé de façon à maintenir les dis ques de friction de l'actionneur en position écartée lorsque l'actionneur est actif (et donc alimenté électri quement), un ressort pressant les disques l'un contre l'autre lorsque l'organe d'actionnement n'est pas alimen- té pour bloquer l'actionneur. Une panne d'alimentation de l'organe d'actionnement (ou un défaut de fonctionnement de celui-ci) aurait pour conséquence de bloquer l'actionneur de façon non désirée dans la position qu'il occupe au moment de l' incident, rendant celui-ci inopé- rant. L' invention vise donc à proposer un dispositif de blocage de sécurité d'un équipement électromécanique, ne nécessitant pas l' action continue d'un organe d' actionnement pour maintenir le dispositif dans l' une ou l'autre des positions de blocage ou de libération, tout en étant tolérant à une sollicitation interne ou externe qui tendrait à forcer le blocage. L' invention a plus précisément pour objet un dis positif de blocage de sécurité destiné à équiper un équi pement électromécabique qui est muni d'un arUre tournant autour d'un axe dé rotation, le dispositif comportant un premier élément de friction lié en rotation audit arUre et s'étendant dans un plan normal à l'axe de rotation dudit arUre, et un second élément de friction immobile en rotation et s'étendant en regard du premier élément de friction, l'un des deux éléments de friction étant mobile en translation selon ledit axe, sous l' action de moyens d'actionnement commandables, entre une position de blo cage dans laquelle les deux éléments de friction sont pressés l'un contre l'autre par un organe élastique et une position de libération dans laquelle les deux élé- ments de friction sont maintenus écartés. Selon l' invention, les positions de blocage et de libération correspondent à des positions angulaires successives d'un sélecteur mobile en rotation et lié en translation à l'élément de friction mobile en translation, ledit sélec- teur étant maintenu dans l'une quelconque de ses posi- tions angulaires par l'organe élastique précité, tandis que les moyens d'actionnement commandables assurent uni- quement le passage du sélecteur d'une position angulaire à la suivante, et par suite le passage de l'élément de friction mobile en tranelation de l'une à l'autre de ses positions de blocage et de libération, lesUits moyens d'actionnement n'intervenant pas dans le maintien de l'une ou l'autre des positions de blocage ou de libéra- tion Ainsi, les moyens d'actionnement n'étant pas uti- lisés pour maintenir l'une des positions de blocage ou de libération, ils n'ont donc plus à être alimentés de facon prolongée pour maintenir les éléments de friction dans l'une ou l'autre de leurs positions. Par ailleurs, l'utilisation d'éléments de friction, de préférence à un obstacle positif, autorise un glissement sous l'effet par exemple d'une tentative d' activation de l'équipement électromécanique, ou encore en cas d' augmentation non dé- sirée de l' effort extérieur s'appliquant sur l'actionneur. Selon une disposition préférce, le sélecteur com porte un organe d'indexage qui est recu dans des creux d'une couronne, les creux étant disposés circonférentiel- lement sur la couronne et étant organisés en une première et deuxième séries de creux en alternance, les creux de la première série ayant une profondeur telle que les élé ments de friction sont en contact avant que l'organe d'indexage ne buLte au fond desdits creux, et les creux de la deuxième série ayant une profondeur telle que l'organe d'indexage buLte au fond desUits creux avant que les éléments de friction ne soient en contact. Les positions de blocage et de libération sont alors simplement obtenues par le placement de l'organe d'indexage dans l'une ou l'autre des séries de creux de la couronne. Avantageusement, les moyens d'actionnement com mandables comprennent un poussoir qui est mobile axiale ment et qui est agencé pour pousser le sélecteur à l'encontre de l'organe élastique de façon à dégager l'organe d'indexage du creux de la couronne dans lequel il est engagé, le sélecteur et/ou le poussoir ayant un profil de came qui provoque une rotation dudit sélecteur de facon à provoquer le déplacement de l'organe d'indexage vers un creux adjacent lors du retour dudit poussoir dans sa position initiale. Ainsi, par un mouvement simple de translation du poussoir qui peut être commandé facilement, on provoque la rotation concomittante du sélecteur. Selon une disposition avantageuse, le profil de came est porté par le poussoir et agit sur l'extrémité libre de l'organe d'indexage. Selon un mode particulier de réalisation, l'ogane d'indexaie comporte une pluralit de dents s'6tendant vers la couronne, les dents Atant en nombre de moitiA infrieur au nombre de creux de la couronne. Avantageusement, un organe additionnel de rappel coopre avec le poussoir pour ramener celui-ci dans sa position initiale aprAs son actionnement. Les moyens d'actionnement commandables comportent de prfrence un Alectroaimant servant actionner le poussoir, ladit Alectro-aimant n'Atant aliment que pour passer d'une position de blocage une position de lib6 ration ou vice versa de l'4lAment de friction mobile en translation. L' invention a Agalement pour objet un frein pour roue d'aronef, comportant une pile de disques comprenant des rotors liAs en rotation la roue, et des stators fixes en rotation et agencAs en alternance dans la pile avec les rotors, ledit frein comportant au moins un ac tionneur AlectromAcanique agencA pour presser la pile de disques en vue d'exercer un effort AlectromAcanique de freinage sur la roue. Selon l' invention, l'actionneur AlectromAcanique est quip d'un dispositif de blocage de sAcurit comportant 1'une au moins des caractAristiques prAcites, associA un arbre tournant de la chalne cinA matique dudit actionneur. D'autres caractristiques et avantages de l' invention apparaltront plus clairement la lumiAre de la description qui suit d'un mode de ralisation particu lier non limitatif de l' invention. I1 sera fait rAfArence aux dessins annexAs et aux figures parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe d'un frein Alectrique de roue d'aronef dont un actionneur Alectro mcanique est muni d'un dispositif de blocage de sAcurit selon l' invention; - la figure 2 est une vue en coupe partielle d'une partie de l'actionneur illustrA la figure 1, muni d'un dispositif deblocage de sécurité selon l' invention; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée partielle de la figure 2 montrant certaines pièces des moyens d'actionnement du dispositif de blocage de sécuri té; - les figures 4 à 7 sont des vues développées partielles du dispositif de blocage illustré à la figure 3, dans différentes positions des organes du dispositif de sécurité. En référence à la figure 1, et de facon connue en soi, une roue d'aéronef 1 est montée en rotation sur un axe 2 par l'intermédiaire de roulements 3. La roue 1 est équipée d'un frein F comprenant une pile de disques com posée de rotors 4 qui sont mobiles en rotation avec la roue 1 grâce à un clavetage périphérique 5, et de stators 6 qui sont disposés en alternance avec les rotors 4 et qui sont liés en rotation à un tube de torsion 7 grâce à : un clavetage intérieur 8. Le tube de torsion 7 est lui- même lié à une couronne 9 par des vis 10. La couronne 9 est enfilée sur l'axe 1, et arrêtée en rotation vis à vis de l'axe par un moyen non représenté ici, de sorte que les stators 6 sont également immobiles en rotation. La couronne 9 porte des actionneurs électroméca- niques 11 agencés circonférentiellement, dont un seul est représenté ici. Ces actionneurs comportent un poussoir 12 actionné par un moteur électrique non visible ici pour presser la pile de disques par l'intermédiaire d'une pla- que de pression 13. Dans ce type de freins, ainsi que cela a été men tionné dans la partie introductive de la description, il est avantageux de prévoir un moyen de blocage de sécurité de l'actionneur, afin de réaliser la fonction de frein de parc. A cet effet, et comme cela est visible à la fi gure 2, on munit l'un des arbres 20 de la chaîne cinéma tique de l' actionnteur 11 d' un dispositif de blocage de séaurité selon l' invention, comprenant un disque 21 lié en rotation à l'arbre 20 et portant une garniture de friction 22. En regard du disque 21 se trouve un porte garniture 23, qui est muni d'une garniture 24 et qui est immobile en rotation et mobile en translation selon l'axe X de l'arbre 20 à l'encontre de ressorts 32 qui tendent à rappeler le porte-garniture 23 vers le disque 21. La pré sence de garnitures ne constitue aucunement une obliga tion, et on pourra prévoir un contact direct entre les deux éléments frottants, comme cela est bien connu de l'homme de métier. Le porte-garniture 23 est associé à des moyens d'actionnement comportant un sélecteur 25 qui est mobile à la fois en rotation et en tranelation selon l'axe X. Le sélecteur 25 est soumis à l' action d'un poussoir 26 qui est guidé en translation par une couronne 27 liée au car ter 28 du dispositif, et qui est man_uvré par un électro aimant 29 à l'encontre de ressorts de rappel 30. Lorsque le poussoir 26 est manuvré, il force le sélecteur 25 contre le porte-garniture 23 par l'intermédiaire d'une butée à aiguilles (ou à rouleaux) 31. Comme cela est mieux visible à la figure 3, la couronne 27 comporte une première série de creux périphé riques 50 s'étendant jusqu'au fond 57 de la couronne 27, et en alternance, une deuxième série de creux 51, ayant une profondeur plus faible délimitée par un rebord 54 qui prolonge le bord supérieur 59 de la proLubérance adja cente délimitant un creux profond 50. Le sélecteur 25 comprend quant à lui des dents 52 réparties cTraonférentiellement pour s'étendre vers les creux de la couronne 27, les dents 52 pouvant s'engager soit dans la série de creux 50, soit dans la série de creux 51 de la couronne 27. Lorsque les dents 52 sont en gagées dans la séri'e de creux 51, leur extrémité libre 53 vient en butée contre le rebord 54 des creux 51. Ces ca ractéristiques définissent deux positions angulaires dis tinctes du sélecteur 25 par rapport à la couronne 25, chacune de ces positions étant associce à l'une des posi tions de libération ou de blocage du dispositif, comme cela sera plus amplement expliqué plus loin. Le poussoir 26 comporte des reJans 55 qui s'intègrent dans les creux 50 de la couronne 27, ainsi que dans des parties partiellement évidées 56 de la cou ronne 27 prolongeant les creux 51 vers le fond 57 de la couronne 27. Le poussoir 26 présente par ailleurs un pro fil de came 58 destiné à coopérer avec l'extrémité libre 53 des dents 52 du sélecteur 25. Le fonctionnement des moyens d'actionnement va maintenant être expliqué en relation avec les figures 4 à 7. - La figure 4 représente le sélecteur 25 dans une position angulaire correspondant à l' engagement des dents 52 du sélecteur 25 dans les creux profonds 50. Le pous soir 26, dont seul le profil de came 58 a été représenté, est maintenu en butée contre le fond 57 de la couronne 27. Lorsque le sélecteur 25 et le poussoir 26 sont dans cette position, les garnitures 22 et 24 portées respecti vement par le disque 21 et le porte-garniture 23 sont en contact et sont maintenues pressées l'une contre l'autre par les ressorts 32. Le sélecteur 25 dispose alors d'un jeu de fonctionnement axial entre le poussoir 26 et la butée à aiguilles 31, qui est elle-méme en appui contre le porte- garniture 23. Il y a une correspondance directe entre la position angulaire du sélecteur 25 détinie par l' engagement des dents 52 dans les creux 50 de la cou ronne 26, et le blocage de l'arbre 20 en rotation. On re marquera également que l'extrémité libre (bord 53) des dents 52 ne touche pas le fond des creux 50, qui se trouve Atre le fond 57 de la couronne 27. la figure 5, le poussoir 26 a At actionnA l'encontre des ressorts 30 par l'Alectro-aimant 29, qui l' attire vers lui. [e poussoir 26 pousse alors le sAlec teur 25, jusqu'A ce que les dents 52 sortent des creux profonds 50, comme cela a At illustrA. Dans le mme temps, le sAlecteur 25 pousse le porte-garniture 23 par l'intermdiaire de la bute aiguilles 31, ce qui a pour effet de sApaer les garnitures 22 et 24, et donc d'autoriser nouveau la libre rotation de l'arDre 20. Ceci correspond alors la position dite de libAration. Etant donnA la forme du profil de came 58 du poussoir 26 sur laquelle les extrAmits libres 53 des dents 52 sont en appui, les dents 52 vont avoir tendance glisser obliquement, ce qui va provoquer une rotation du sAlecteur 25 jusqu'A la position illuste en figure 6, dans laquelle les dents 52 sont alors retenues dans un creux du profil de came 58 du poussoir 26. Dans cette position, on relAche alors l' action de l'(lectro-aimant, ce qui provoque le retour du poussoir 26 vers le fond de la couronne 27 sous l'effet des res sorts de rappel 30. L'extrAmit libre 53 des dents 52 glisse alors sur le reLord d'extrAmit 59 des sAparations dfinissant les creux 50 et 51, et vient se loger dans le creux 51 en bute contre le fond 54 desUits creux co _ e cela est il lustA la figure 7, sous l'effet des ressorts 32 qui pressent le porte-garniture 23 contre le sAlecteur 25 via la bute aiguilles 31. Cette position angulaire du sAlecteur 25 par rap port la couronne 27 correspond une position axiale du slecteur 25 qui Aloigne le portegarniture 23 du disque 21, de sorte que les garnitures 22,24 ne sont plus en contact. LA encore, il y a une correspondance directe en tre la position a'ngulaire du sélecteur 25 définie par l' engagement des dents 52 dans les creux 51, et la libé ration en rotation de l'arbre 20. Pour repasser dans l'autre position, qui est la position de blocage, il suffit à nouveau d'alimenter l'électro-aimant pour attirer le poussoir 26, lequel va faire sortir les dents 52 des creux 51. Le sélecteur 25 va alors tourner sous l'effet du profil de came du pous soir 26, puis quand l'électro-aimant ne sera plus alimen té, le sélecteur va finir de tourner de façon que ses dents 52 se logent dans les creux profonds 50 sous l'effet des ressorts 32. On constate donc que l'électro-aimant 29 ne sert uniquement qu'à déplacer le sélecteur d'une position an gulaire à la suivante, et non à maintenir le sélecteur, et donc le porte-garniture, dans l'une ou l'autre des po sitions de blocage ou de libération. Les positions angu laires correspondent alternativement à la position de blocage et à la position de libération prises par le dis que 21 et le porte-garniture 23. Ces deux éléments sont maintenus dans l'une ou l'autre des positions de blocage ou de libération par les ressorts 32, qui assurent égale ment la pression des garnitures 22,24 l'une contre l'autre en position de blocage. L' invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit, mais bien au con traire entend couvrir toute variante qui entrerait dans le cadre de l' invention tel que défini par les revendica tions. En particulier, bien que l'on ait décrit un sé lecteur dont l'organe d'indexage est constitué par des dents, l'organe d'indexage pourra être constitué par un ou plusieurs doigts pouvant s'étendre radialement. Dans une variante, la couronne pourra être montée en rotation, tandis que le sélecteur pourra simplement être déplacé en translation, la rotation de la couronne étant alors obte- nue par une coopération avec un profil de came du sélec- teur ou du poussoir. Bien que l'on ait indiqué que les moyens d'actionnement commandables comportent un électro-aimant, tout autre moyen connu d'actionnement sera envisageable, comme un moteur électrique ou un vérin. Bien que l'on ait indiqué que l'élément de fric- tion mobile n'est pas lié à l'arbre, on pourra réaliser un dispositif de blocage de sécurité dans lequel l'élément de friction mobile axialement sera lié en rota- tion à l'arbre. Bien que l'on ait enfin indiqué que les éléments de friction se présentent sous la forme de garnitures se contactant selon un plan normal à l'axe X de l'arbre 20, on pourra également envisager des garnitures homologues de forme conique. On pourra également envisager un dispo- sitif à garnitures radiales, du type tambour et machoi- res, les mâchoires étant actionnées par le sélecteur via un renvoi ou tout autre cinématique adéquate. REVENDICATIONS 1. Dispositif de blocage de sécurité, destiné à équiper un équipement électromécanique qui est muni d'un arbre (20) tournant autour d'un axe de rotation (X), le dispositif comportant un premier élément de friction (21, 22) lié en rotation audit arbre (20) et s'étendant dans un plan normal à l'axe de rotation (X) dudit arbre, et un second élément de friction (23, 24) immobile en ro tation et s'étendant en regard du premier élément de friction (21,22), l'un des deux éléments de friction (21,22;23,24) étant mobile en translation selon ledit axe (X), sous l' action de moyens d'actionnement commanda- bles (26,29), entre une position de blocage dans laquelle les deux éléments de friction (21,22 i23,24) sont pressés l'un contre l'autre par un organe élastique (32) et une position de libération dans laquelle les deux éléments de : friction (21,22;23,24) sont maintenus écartés, caracté risé en ce que les positions de blocage et de libération correspondent à des positions angulaires successives d'un sélecteur (25) mobile en rotation et lié en translation à l'élément de friction mobile en translation(23,24), ledit sélecteur (25) étant maintenu dans l'une quelconque de ses positions angulaires par l'organe élastique précité (32) , tandis que les moyens d'actionnement commandables (26,29) assurent uniquement le passage du sélecteur (25) d'une position angulaire à la suivante, et par suite le passage de l'élément de friction mobile en translation (23,24) de l'une à l'autre de ses positions de blocage et de libération, lesdits moyens d'actionnement (26,29) n'intervenant pas dans le maintien de l'une ou l'autre des positions de blocage ou de libération. 2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sélecteur (25) comporte un organe d'indexage (52) qui est reau dans des creux (50,51) d'une couronne (27), les creux étant disposés circonférentiellement sur la couronne (27) et étant orga- nisés en une première et deuxième séries de creux en al- ternance, les creux (50) de la première série ayant une profondeur telle que les éléments de friction (21,22;23,24) sont en contact avant que l'organe d'indexage (52) ne buLte au fond desdits creux (50), et les creux (51) de la deuxième série ayant une profondeur telle que l'organe d'indexage (52) butte au fond desdits creux (51) avant que les éléments de friction (21,22;23,24) ne soient en contact. 3. Dispositif de séaurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement com- mandables comprennent un poussoir (26) qui est mobile axialement et qui est agencé pour pousser le sélecteur (25) à l'encontre de l'organe élastique (32) de façon à dégager l'organe d'indexage (52) du creux (50 ou 51) de la couronne (27) dans lequel il est engagé, le sélecteur (25) et/ou le poussoir (26) ayant un profil de came qui provoque une rotation dudit sélecteur (25) de facon à provoquer le déplacement de l'organe d'indexage (52) vers un creux adjacent lors du retour dudit poussoir (26) dans sa position initiale. 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que le profil de came est porté par le poussoir (26) et agit sur l'extrémité libre (53) de l'organe d'indexage (52). 5. Dispositif de sécurité selon l'une des reven- dications 2 à 4, caractérisé en ce que l'organe d'indexage (52) comporte une pluralité de dents (52) s'étendant vers la couronne (27), les dents (52) étant en nombre de moitié inférieur au nombre de creux (50,51) de la couronne (27). 6. Dispositif de sécurité selon l'une des reven dications 3 à 5, caractérisé en ce qu'un organe addition nel de rappel (30) coopère avec le poussoir (26) pour ra- mener celui-ci dans sa position initiale après son ac- tionnement. 7. Dispositif de séaurité selon l'une des reven dications 3 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'ac- tionnement commandables comportent un électro-aimant (29) servant à actionner le poussoir (26), ledit électro- aimant (29) n'étant alimenté que pour passer d'une posi- tion de blocage à une position de libération ou vice ver sa de l'élément de friction mobile en translation (23,24). 8. Frein (F) pour roue (1) d'aéronef, comportant une pile de disques comprenant des rotors (4) liés en ro- tation à la roue (1), et des stators (6) fixes en rota tion et disposés en alternance dans la pile avec les ro- tors (4), ledit frein comportant au moins un actionneur électromécanique (11) agencé pour presser la pile de dis- ques en vue d'exercer un effort de freinage sur la roue (1), caractérisé en ce que l'actionneur électromécanique (11) est équipé d'un dispositif de blocage de séaurité selon l'une au moins des revendications précédentes, as- socié à un arbre tournant de la chaîne cénématique dudit