Brevet FR2865187A1 — publié le 20050722

L'invention concerne les vérins à vis dits "fail-safe", c'est-à-dire les vérins à vis dont les attaches avion et structure sont doublées afin d'en augmenter le niveau de sécurité. Les systèmes de vérin à vis pour l'actionnement d'un organe mobile d'aéronef disposent généralement de deux attaches: une attache dite attache avion, par laquelle la vis est liée à la structure de l'aéronef et une attache dite attache structure, par laquelle la vis est liée via un écrou à l'organe mobile à actionner. En mode de fonctionnement normal, les liaisons vis-aéronef (attache io avion) et vis-organe mobile (attache structure) sont assurées respectivement par des voies dites primaires. En cas de défaillance de la voie primaire d'une attache, la liaison est alors reprise par une voie de secours, dite voie secondaire. On connaît ainsi des systèmes de vérin comportant au niveau de l'attache structure, un niveau de sécurité supplémentaire en la présence d'un second écrou (écrou secondaire) qui, séparé de la vis par un léger jeu lors du fonctionnement normal, reprend la charge de l'écrou primaire en cas de défaillance de ce dernier. L'invention concerne plus particulièrement les systèmes de détection de la défaillance d'une attache, lors d'un transfert de charge de la voie primaire vers la voie secondaire. Dans le cas de l'attache structure, l'invention concerne ainsi la détection du transfert de charge de l'écrou primaire vers l'écrou secondaire. L'invention s'applique aux vérins à vis, par exemple quand ces vérins sont utilisés pour l'orientation d'un plan horizontal réglable (PHR) d'aéronef. Un dispositif fail-safe , certes sécuritaire, présente le danger qu'un fonctionnement reposant seulement sur la voie secondaire (par exemple l'écrou secondaire dans le cas de l'attache structure), après défaillance de la voie primaire (l'écrou primaire), ne soit pas détecté. Le dispositif ne comporte alors plus son niveau de sécurité supplémentaire, et perd par là son intérêt initial. On cherche ici à signaler ce mode de fonctionnement afin d'éviter un mode de panne dormante. Typiquement, dans ce type de dispositif, on a adopté, pour l'attache structure, des écrous secondaires susceptibles de se gripper lorsque opérant avec la vis, de sorte qu'ils ne puissent continuer à remplir la fonction de transmission du mouvement. Toutefois, le grippage risque souvent de ne pas apparaître. Les efforts durant le vol peuvent par exemple ne pas être assez importants pour que l'écrou secondaire se grippe au contact de la vis. Le but de l'invention est de fournir un vérin d'actionnement d'organe mobile comprenant, tant au niveau de l'attache avion que de l'attache structure, un dispositif de détection du transfert de charge sur la voie secondaire permettant de remédier à l'apparition d'une panne dormante. A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un dispositif de détection du transfert de la charge d'une vis de vérin d'actionnement d'organe mobile depuis une voie primaire vers une voie secondaire, ladite voie secondaire étant disposée pour reprendre la charge de la vis en cas de défaillance de la voie primaire, en particulier par mise en contact d'une pièce liée à la vis et d'une pièce solidaire de la voie secondaire, ledit contact générant du frottement se dissipant sous forme de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte: É des moyens de mesure de la température de ladite pièce solidaire de la voie secondaire, et É des moyens de déclenchement de ladite détection en réponse à 25 l'échauffement de ladite pièce liée à la voie secondaire. Selon un autre aspect, l'invention propose un vérin d'actionnement d'organe mobile comprenant un tel dispositif de détection au niveau de son attache avion. Selon encore un autre aspect, l'invention propose un vérin 30 d'actionnement d'organe mobile comprenant un tel dispositif de détection au niveau de son attache structure. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles: É la figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un dispositif selon 5 l'invention pour la détection de la défaillance de la voie primaire de l'attache structure d'un système de vérin à vis; É la figure 2 est une vue en coupe simplifiée d'un dispositif selon l'invention pour la détection de la défaillance de la voie primaire de l'attache avion d'un système de vérin à vis. io Comme on l'a vu précédemment, un système de vérin à vis pour l'actionnement d'un organe mobile d'aéronef comporte deux attaches: une attache avion par laquelle la vis est liée à la structure de l'aéronef (fuselage) et une attache structure par laquelle la vis est liée via un écrou à l'organe mobile à actionner. Chacune de ces attaches dispose d'une voie secondaire de secours, apte à reprendre la charge de la vis en cas de défaillance de la voie primaire. Le dispositif de détection selon l'invention peut être utilisé afin de détecter la défaillance de la voie primaire de l'une ou l'autre des attaches 20 avion et structure. En référence à la figure 1, la description qui suit du dispositif selon l'invention concerne plus particulièrement l'attache structure. En fonctionnement normal, l'écrou primaire, ici à billes, est chargé et assure la transmission de la charge. L'écrou primaire transmet par exemple son mouvement à un plan horizontal réglable (PHR) d'un avion. L'écrou secondaire présente, en regard du pas de la vis, un jeu suffisant pour ne pas être chargé dans le cas du fonctionnement normal où l'écrou primaire reprend la charge. Typiquement, on prévoit que chacun des écrous primaire et secondaire présente une liaison qui lui est propre avec l'organe actionné. Suite à une défaillance de la voie primaire, la voie secondaire reprend la charge par l'intermédiaire de l'écrou secondaire. Le transfert de charge sur l'écrou secondaire se fait alors par chargement de la liaison propre de l'écrou secondaire et déchargement de la liaison propre de l'écrou primaire. L'écrou secondaire est ainsi mécaniquement placé sur le trajet des charges entre la structure de l'avion et l'organe mobile, et entre en contact avec la vis. Plus précisément, les filets de l'écrou secondaire viennent en contact avec les filets de la vis, le jeu entre l'écrou secondaire et la vis disparaissant. lo Du fait des chargements de traction ou de compression de l'écrou secondaire sur la vis et de la rotation de la vis qui incline l'organe mobile, ce contact génère du frottement (friction). Ce frottement dissipe de l'énergie sous forme de chaleur dans la vis et dans l'écrou secondaire. A titre purement illustratif, on signale ici qu'un échauffement de l'ordre de 60 C peut être constaté sur la durée d'un vol. L'invention propose de mesurer la température sur l'écrou secondaire et de détecter l'élévation de cette température consécutive à une défaillance de la voie primaire. La défaillance de la voie primaire est de manière préférentielle constatée sur une durée inférieure à celle d'un vol. La figure 1 représente une vue en coupe d'un écrou secondaire 1 monté sur un système de vérin à vis 2. Au moins une sonde 3 de température est montée sur l'écrou 25 secondaire 1 de manière à fournir une mesure de la température dudit écrou secondaire 1. Ladite sonde 1 est reliée à une unité de traitement (non représentée) adaptée pour déclencher la détection de la défaillance de la voie primaire dès lors qu'un échauffement suffisant de l'écrou secondaire est constaté. De manière préférentielle, le dispositif selon l'invention compare ladite mesure de température sur l'écrou secondaire avec une température de référence. Ladite température de référence permet de refléter la température du système de vérin à vis en dehors du cas de transfert des charges sur la voie secondaire. Ladite température de référence est par exemple celle relevée sur une 5 pièce 4 de référence par une sonde 5 de référence. Ladite pièce de référence 4 présente des caractéristiques thermiques identiques à celles de l'écrou secondaire. Ladite pièce de référence 4 est avantageusement disposée à proximité de l'écrou secondaire 1. Elle peut pour cela être montée sur une même io pièce d'attache que ledit écrou secondaire de manière à en être solidaire. De telle sorte, on s'assure que les fluctuations de température qui ont lieu en dehors du cas de transfert des efforts sur la voie secondaire n'engendrent pas le déclenchement de la détection. Ladite unité de traitement est ici adaptée pour mesurer l'écart de température entre la pièce de friction (écrou secondaire chargé) et l'environnement (pièce de référence) et pour déclencher la détection dès lors que cet écart est supérieur à une valeur donnée. De manière préférentielle, le dispositif selon l'invention peut comporter plusieurs sondes de température (tant au niveau de l'écrou secondaire qu'au niveau de la pièce de référence) de manière à être redondant. En référence à la figure 2, on présente un dispositif selon l'invention pour la détection d'un transfert de charge au niveau de l'attache avion d'un système de vérin. Une telle attache avion est généralement assurée par l'intermédiaire 25 d'une barre d'ancrage avec la structure de l'aéronef. Au niveau de cette attache avion, la vis (non représentée) du système de vérin est ainsi liée en rotation avec une sphère 6 d'une barre d'attache primaire à la structure de l'aéronef. Lors du fonctionnement normal, lorsque la voie primaire est chargée, 30 la sphère 6 tourne librement dans une rotule constituée par deux demirotules (respectivement une demi-rotule gauche 7 et une demi-rotule droite 8) solidaires de la voie secondaire. L'apparition de charges sur la voie secondaire, suite à la défaillance de la voie primaire, provoquent la mise en contact de la sphère 6 sur une des demi-rotules 7, 8 (chargement en traction ou compression) de l'attache secondaire. s Les charges appliquées et le mouvement de l'organe mobile vont dissiper de l'énergie sous forme de chaleur, notamment du fait de frottement au contact sphère rotule. Au moins une sonde de température 9 est disposée sur l'une des demirotules (ici la demi-rotule droite 8) afin de fournir une mesure de la température et une indication quant à l'échauffement des pièces en friction. Une pièce de référence 10 sur laquelle est disposée au moins une sonde 11 de référence peut également être utilisée pour qu'un écart de température relatif soit détecté. Bien entendu, une telle pièce de référence présente des caractéristiques identiques à celles dont il a été fait état précédemment pour l'attache structure. Ladite pièce de référence peut ainsi être solidaire de l'attache secondaire, et plus précisément, comme c'est le cas sur la figure 2, solidaire de la demi-rotule droite 8. Enfin, afin d'assurer la redondance du dispositif selon l'invention, une pluralité de sondes peut être utilisée, tant au niveau de la pièce de référence que des pièces en friction. On rappelle ici que l'invention concerne également les vérins d'actionnement d'organe mobile comprenant un dispositif de détection tel que celui faisant l'objet de la description précédente, au niveau de son attache structure et/ou au niveau de son attache avion. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection du transfert de la charge d'une vis de vérin d'actionnement d'organe mobile depuis une voie primaire vers une voie secondaire, ladite voie secondaire étant disposée pour reprendre la charge de la vis en cas de défaillance de la voie primaire, en particulier par mise en contact d'une pièce (6) liée à la vis et d'une pièce (7, 8) solidaire de la voie secondaire, ledit contact générant du frottement se dissipant sous forme de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte: É des moyens (9) de mesure de la température de ladite pièce (7, 8) solidaire de la voie secondaire, et É des moyens de déclenchement de ladite détection en réponse à l'échauffement de ladite pièce (7, 8) liée à la voie secondaire. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce (10) de référence et des moyens de mesure (11) de la température de ladite pièce de référence, ladite détection étant déclenchée dès lors que l'écart de température entre ladite pièce (7, 8) liée à la voie secondaire et ladite pièce (10) de référence est supérieur à un seuil donné. 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite pièce de référence (10) dispose de caractéristiques thermiques identiques à celle de ladite pièce (7, 8) liée à la voie secondaire et est positionnée à proximité de cette dernière de manière à ce que les fluctuations de température de l'environnement extérieur influent de la même manière sur ladite pièce liée à la voie secondaire et sur ladite pièce de référence. 4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite pièce de référence (10) est solidaire de ladite pièce (7, 8) liée à la voie secondaire. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure de la température de ladite pièce solidaire de la voie secondaire comprennent au moins une sonde de température disposée sur ladite pièce solidaire de la voie secondaire et en ce que lesdits moyens de mesure de la température de ladite pièce de référence comprennent au moins une sonde (11) de température disposée sur ladite pièce de référence. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure de la température de ladite pièce solidaire de la voie secondaire comprennent au moins deux sondes (9) et en ce que lesdits moyens de mesure de la température de ladite pièce de référence comprennent au moins deux sondes (11) de manière à assurer la redondance dudit dispositif. 7. Vérin d'actionnement d'organe mobile comportant une vis et une attache structure par laquelle la vis est liée à l'organe mobile, ladite attache structure étant doublée en ce qu'elle comprend une voie primaire et une voie secondaire d'actionnement dudit organe, ladite voie secondaire étant prévue pour suppléer à une défaillance de la voie primaire, deux écrous dont un primaire et un secondaire (1) étant pour cela engagés autour de la vis (2) et liés chacun à l'organe mobile via une liaison propre, un mouvement relatif entre la vis et les écrous produisant ledit actionnement, l'écrou secondaire (1) étant disposé pour reprendre la charge de la vis en cas de défaillance de l'écrou primaire, ledit écrou secondaire venant alors en contact avec la vis, ledit contact générant du frottement se dissipant sous forme de chaleur, ledit vérin étant caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens (3) de mesure de la température de l'écrou secondaire (1), et É des moyens de détection du transfert de la charge de la vis depuis la voie primaire vers la voie secondaire en réponse à l'échauffement dudit écrou secondaire (1). 8. Vérin selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce (4) de référence et des moyens de mesure (5) de la température de ladite pièce de référence, ladite détection étant io déclenchée dès lors que l'écart de température entre l'écrou secondaire (1) et ladite pièce (4) de référence est supérieur à un seuil donné. 9. Vérin selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite pièce de référence (4) dispose de caractéristiques thermiques similaires à celle dudit écrou secondaire (1) et est positionnée à proximité de cette dernière de manière à ce que les fluctuations de température de l'environnement extérieur influent de la même manière sur ledit écrou secondaire et sur ladite pièce de référence. 10. Vérin selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite pièce de référence (4) est solidaire dudit écrou secondaire (1). 11. Vérin d'actionnement d'organe mobile d'aéronef comportant une vis et une attache avion par laquelle la vis est liée à l'aéronef, ladite attache avion étant doublée en ce qu'elle comprend une voie primaire et une voie secondaire d'attache à la structure de l'aéronef, ladite voie secondaire étant prévue pour suppléer à une défaillance de la voie primaire, la vis étant pour cela liée en rotation avec une sphère (6) d'une barre d'attache primaire à l'aéronef, ladite sphère (6) tournant librement dans une rotule (7, 8) solidaire d'une attache secondaire (12) à l'aéronef, ladite rotule étant disposée pour reprendre la charge de la vis en cas de défaillance de la voie primaire, ladite sphère venant alors en contact avec ladite rotule et ledit contact générant i0 du frottement se dissipant sous forme de chaleur, ledit vérin étant caractérisé en ce comporte: É des moyens de mesure (9) de la température de la rotule (7, 8) solidaire de l'attache secondaire, et É des moyens de détection du transfert de la charge de la vis depuis la voie primaire vers la voie secondaire en réponse à l'échauffement de ladite rotule. 12. Vérin selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il io comporte en outre une pièce (10) de référence et des moyens de mesure (11) de la température de ladite pièce de référence, ladite détection étant déclenchée dès lors que l'écart de température entre la rotule (7, 8) et ladite pièce (10) de référence est supérieur à un seuil donné. 13. Vérin selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite pièce de référence (10) dispose de caractéristiques thermiques similaires à celle de ladite rotule (7, 8) et est positionnée à proximité de cette dernière de manière à ce que les fluctuations de température de l'environnement extérieur influent de la même manière sur ladite rotule et sur ladite pièce de référence. 14. Vérin selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite pièce de référence (10) est solidaire de ladite rotule (8). 15. Vérin d'actionnement d'organe mobile d'aéronef comportant une vis, une attache structure par laquelle la vis est liée à l'organe mobile, une attache avion par laquelle la vis est liée à l'aéronef, lesdites attaches avion et structure étant doublées en ce qu'elles comprennent chacune une voie primaire et une voie secondaire, chacune des voies secondaires étant prévue pour suppléer à une défaillance de la voie primaire correspondante, en particulier par mise en contact d'une pièce liée à la vis et d'une pièce solidaire de la voie secondaire, ledit contact générant du frottement se 2865187 Il dissipant sous forme de chaleur, ledit vérin étant caractérisé en ce que, pour chacune desdites attaches avion et structure, il comporte: É des moyens de mesure de la température de ladite pièce solidaire de la voie secondaire, et É des moyens de détection du transfert de la charge de la vis depuis la voie primaire vers la voie secondaire pour l'attache concernée, en réponse à l'échauffement de ladite pièce liée à la voie secondaire.