Brevet FR2895482A1 — publié le 20070629

L'invention concerne un actionneur à tige principale et tige auxiliaire, et un procédé faisant application. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION On connaît des actionneurs télescopiques de type vérin comportant un corps dans lequel une tige principale est montée pour coulisser selon un axe de coulissement entre une position rentrée et une position sortie. De tels actionneurs sont par exemple utilisés pour le déploiement d'atterrisseurs sur un aéronef. Il existe un risque (très faible) que la tige principale se bloque dans le corps, de sorte que non seulement l'actionneur ne peut plus remplir sa fonction, mais en outre, il bloque le mouvement de la chaîne mécanique dans lequel l'actionneur est inséré. En particulier, dans l'application mentionnée, l'atterrisseur serait bloqué et ne pour-rait plus être déployé, ce qui peut poser un problème de sécurité. Dans d'autres domaines, on connaît des action- neurs télescopiques comportant une tige auxiliaire montée pour coulisser dans la tige principale selon le dit axe de coulissement entre une position rentrée et une position sortie. Ces actionneurs permettent une course augmentée. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un actionneur qui, même en cas de blocage de la tige principale, ne s'oppose pas à la poursuite du mouvement. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un actionneur télescopique comportant un corps dans lequel une tige principale est montée pour coulisser selon un axe de coulissement entre une position rentrée et une po-sinon sor ! li , i ' actionneur télescopiqùe eumpol ta_- L u: e 35 tige auxiliaire montée pour coulisser dans la tige prin- 30 cipale selon le dit axe de coulissement entre une position rentrée et une position sortie. Conformément à l'invention, l'actionneur comporte des moyens commandés de retenue de la tige auxiliaire en position rentrée dans la tige principale. Ainsi, tant que la tige principale coulisse correctement dans le corps, la tige auxiliaire reste bloquée dans la tige principale et l'actionneur fonctionne comme un actionneur classique. Si la tige principale vient à être bloquée, il suffit alors de commander les moyens de retenue pour qu'ils libèrent la tige auxiliaire, de sorte que l'actionneur est à nouveau libre de s'allonger et qu'il ne bloque plus le mouvement de la chaîne mécanique dans laquelle il est inséré. Ainsi, contrairement aux vérins télescopiques à tige principale et tige auxiliaire connus, la tige auxiliaire de l'actionneur de l'invention n'est pas utilisée pour augmenter la course de l'actionneur, mais pour fournir une possibilité d'obvier à un éventuel blocage de la tige principale. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un actionneur selon un mode particulier de réalisation de l'invention, illustré alors que la tige principale et la tige auxiliaire sont en position rentrée ; - la sur laquelle alors que la - la sur laquellefigure 2 est une vue analogue à la figure 1 la tige principale est en position sortie tige auxiliaire est en position rentrée ; figure 3 est une vue analogue à la figure 1 la tige principale est en position rentrée alors .lo la t auxiliaire est eIn position oo r Le. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, et conformément à un mode particulier de réalisation de l'invention, l'actionneur comporte un corps 1 définissant une cavité cylindri- que fermée par un fond 12 qui porte une chape 13. Une tige principale 2 est montée dans la cavité pour coulisser selon un axe de coulissement X et saillir plus ou moins du corps 1 par une extrémité ouverte de la cavité formant palier. L'actionneur comporte des moyens commandés de coulissement de la tige principale 2 par rapport au corps 1. Ces moyens de coulissement comportent : - une clavette 3 solidaire de la tige principale 2 qui coopère avec une rainure 4 ménagée dans la paroi de la cavité du corps 1 pour empêcher la tige principale 2 de tourner relativement au corps 1 ; - un moteur de manoeuvre 5 électrique comportant un stator 6 monté fixe sur le corps 1 et un rotor 7 monté tournant sur le corps 1 selon l'axe X ; - une vis mère 9 qui s'étend selon l'axe X et qui est montée tournante sur le corps 1 selon l'axe X en étant entraînée en rotation par le rotor 7 par l'intermédiaire d'un coupleur 8. La vis mère 9 est retenue axiale-ment sur le corps 1 au moyen d'une butée axiale à double effet 11 ; - un écrou 10 homologue réalisé dans un fond de la tige principale traversé par la vis mère 9 pour constituer entre la vis mère 9 et la tige principale 2 une liaison hélicoïdale réversible. Ainsi, une rotation du rotor 7 entraîne une rotation de la vis mère 9 qui entraîne un déplacement axial de la tige principale 2. La tige principale 2 est creuse et définit une i L é da__._ la lr une tige aux, _ai_e est morte pour coulisser dans la tige principale 2 selon l'axe X et saillir d'une extrémité ouverte de celle-ci formant palier. L'actionneur comporte des moyens de freinage d'un coulissement de la tige auxiliaire 2 dans la tige princi- pale 20 dans le sens d'une extension de la tige auxiliaire 20. Ces moyens de freinage, qui forment également un palier 21 de guidage de la tige auxiliaire 20 dans la tige principale 2, comprennent : - un entraîneur 22 qui est fileté extérieurement et qui coopère avec un taraudage intérieur de la tige principale 2 pour constituer entre l'entraîneur 22 et la tige principale 2 une liaison hélicoïdale réversible ; - une virole 23 qui est montée en rotation sur la tige auxiliaire 20 au moyen de rouleaux, l'entraîneur 22 étant lui-même monté en rotation sur la virole 23 au moyen de rouleaux, l'entraîneur 22 étant axialement prisonnier entre d'une part des rouleaux s'appuyant sur une butée 24 de la tige auxiliaire 20 et d'autre part la virole 23 ; - une roue libre à cliquets 25 entre l'entraîneur 22 et la virole 23 qui, lorsque la tige auxiliaire 20 sort de la tige principale 2 et que l'entraîneur 22 tourne du fait de sa liaison hélicoïdale avec la tige principale 2, provoque la rotation de la virole 23. Par contre, lorsque la tige auxiliaire 20 rentre dans la tige principale 2, l'entraîneur 22 tourne mais n'entraîne pas la virole 23 en rotation ; - une rondelle de frottement 26 portée par la tige auxiliaire 20 en regard d'une face libre de la vi- role 23 et adaptée à générer un frottement sur la virole 23 lorsque celle-ci tourne en étant appuyée contre la rondelle de frottement 26 sous l'effet de l'effort extérieur qui tire sur la tige auxiliaire 20. un not,:~z aue la tige auxiliaire 2C est guide axialement d'une part par l'extrémité ouverte de la tige principale 2 et d'autre part par le palier 21. La tige principale 2 est guidée axialement d'une part par l'extrémité ouverte du corps 1 et d'autre part par la coopération de l'écrou 10 avec la vis mère 9. Enfin, la vis mère 9 est guidée axialement à une extrémité par une liaison rotulée 14 insérée dans la butée à double effet 11, et à l'autre extrémité par un palier glissant rotulé 15 qui est monté pour coulisser à l'intérieur de la tige auxiliaire 20. Grâce à ces dispositions, il est inutile d'équiper la tige principale 2 d'un palier glissant à l'intérieur du corps 1. On remarquera que la tige auxiliaire n'est pas arrêtée en rotation par rapport à la tige principale 2. Ceci est inutile si la chape d'extrémité 27 de la tige auxiliaire 20 et la chape 13 du corps 1 sont tous deux attelées à des éléments externes qui ne sont pas rotatifs entre eux, ou à faible rotation. Ce sont alors les éléments externes qui assurent l'anti-rotation de la tige auxiliaire 20 par rapport à la tige principale 2 et au corps 1. En variante, il est loisible de prévoir une anti-rotation interne entre la tige auxiliaire 20 et la tige principale 2. L'actionneur comporte enfin, selon un aspect es- sentiel de l'invention, de la tige auxiliaire 20 principale 2. Ces moyens - une griffe 30 tige principale 2 ; - un redan 31 liaire 20 et adapté à - un manchon de verrouillage 32 déplaçable axialement par un moteur de déverrouillage 33 à l'encontre d'un ressort de rappel 34 depuis une position de verrcuillage L.lLc ici; cons laquelle 12 coiffe la 35 griffe 30 pour l'empêcher de s'expanser radialement et 30 monté en extrémité de la tige coopérer avec la griffe 30 ; auxi- des moyens commandés de retenue en position rentrée dans la tige de retenue comportent : s'étendant intérieurement à la une position de libération dans laquelle il laisse la griffe 30 libre de s'expanser radialement au passage du redan 31. A cet effet, le moteur de déverrouillage 33 corn- porte un stator 35 fixé sur la tige principale 2 et un rotor 36 qui coopère avec un filetage homologue de la tige principale 2 pour constituer une liaison hélicoïdale réversible. La rotation du rotor 36 provoque donc son dé-placement axial. Le manchon de verrouillage 32 est porté en extrémité du rotor 36 en étant monté à rotation sur ce dernier au moyen de rouleaux. Le fonctionnement de l'actionneur est maintenant décrit dans l'application particulière du déploiement d'un atterrisseur d'aéronef. On supposera ici que la chape 13 du corps 1 est accrochée à la structure de l'aéronef, tandis que la chape 27 de la tige auxiliaire 20 est attelée au caisson d'un atterrisseur articulé sur l'aéronef et mobile entre une position rétractée et une position déployée. La situation illustrée à la figure 1 sur laquelle la tige principale 2 est en position rentrée dans le corps 1 et la tige auxiliaire 20 est en position rentrée dans la tige principale 2 en étant retenue dans cette position correspond à la situation dans laquelle l'action- peur de l'invention se trouve lorsque l'atterrisseur est en position rétractée dans sa soute. Pour faire sortir l'atterrisseur, et selon un mode de fonctionnement normal de l'actionneur, on commande tout d'abord le moteur de manoeuvre 5 pour faire reculer la tige principale 2 dans le corps 1. A cet effet, un jeu jl est prévu en position rentrée entre l'extrémité de la tige principale 2 et le coupleur 8 de sorte que la tige principale peut être légèrement reculée au delà de la pop- L re_i_- e. Ce recul permet de soulager le boîtier d'accro- chage qui retient l'atterrisseur en position rétractée, ce qui facilite la manoeuvre du crochet du boîtier d'accrochage. Une fois le crochet manœuvré et l'atterrisseur libéré, on coupe l'alimentation électrique du moteur de manoeuvre 5 de sorte que l'atterrisseur descend sous l'effet de son propre poids, forçant la tige principale 2 à sortir. Ce mouvement est possible du fait de la réversibilité de la liaison hélicoïdale entre l'écrou 10 et la vis mère 9. En variante, on ne coupe pas l'alimentation du moteur de manoeuvre 5, mais on l'abaisse suffisamment pour que le poids de l'atterrisseur puisse entraîner la tige principale 2 à l'encontre d'une résistance opposée par le moteur de manoeuvre 5. Cette résistance permet de contrôler activement la vitesse de déploiement de l'at- terrisseur. L'atterrisseur arrive alors vers sa position dé-ployée, pour laquelle la tige principale 2 est dans la position sortie telle qu'illustrée à la figure 2. On notera qu'un tel atterrisseur est souvent stabilisé en position déployée par une contrefiche à deux bras articulés. Il est courant de faire en sorte que l'alignement des bras de la contrefiche ne coïncide pas avec la position déployée de l'atterrisseur, mais avec une position extrémale légèrement au delà de la position déployée, de sorte que la position de la contrefiche dans laquelle elle est verrouillée pour stabiliser l'atterrisseur soit une position au delà de la position d'alignement. Cette disposition revient à imposer à l'atterrisseur un déplacement depuis la position rétractée jusqu'à la position extrémale dans laquelle les bras de la contrefiche sont alignés, puis un très léger retour de la position extréna] e à la position déployée, la contrefiche atteignant alors sa position de verrouillage au delà de la position alignée. La position sortie de l'actionneur illustrée à la figure 2 correspond à la position déployée de l'atterrisseur et ne correspond donc pas la position de sortie maximale de la tige (qui elle correspond à la position extrémale de l'atterrisseur). On voit sur cette figure qu'il existe un jeu j3 la partie de la tige auxiliaire 20 portant le redan 31 et le palier rotulé 15 de la vis mère 9 permettant d'accommoder la position de sortie maximale. Si, pour une raison quelconque, la tige principale 2 se bloque lors de la manoeuvre de l'atterrisseur dans une position de sortie maximale correspondant à la position extrémale de l'atterrisseur, l'actionneur s'oppose alors au retour de l'atterrisseur de la position ex- trémale vers la position déployée, ce qui empêche la contrefiche d'être verrouillée et pose donc un problème de sécurité. Afin de permettre le verrouillage de la contrefiche, même si la tige principale 2 est bloquée dans la po- sition de sortie maximale, des ressorts 38 sont disposés sur la tige principale 2 pour rappeler le redan 31 de la tige auxiliaire 20 en butée contre les dents d'extrémité des bras de la griffe 30, définissant ainsi la position rentrée de la tige auxiliaire 20 dans la tige principale 2. Cependant, les ressorts 38 laissent la possibilité d'un léger recul (symbolisé par le jeu j2) de la tige auxiliaire 20 dans la tige principale 2 à l'encontre des ressorts 38. Cette possibilité de recul permet le petit mouvement de retour de l'atterrisseur de la position ex- trémale à la position déployée, ce qui permet le ver- rouillage de la contrefiche. Pour faire revenir la tige principale 2 en position rentrée, il suffit de faire tourner le moteur de manoeuvre 5 dans utre sens pour taire renerer la tige principale 2 vers la position rentrée illustrée à la fi- gure 1. Si pour une raison quelconque, la tige principale 2 reste bloquée en position rentrée ou dans une position intermédiaire, empêchant ainsi le déploiement de l'atter- risseur, il suffit d'alimenter le moteur de déverrouillage 33 pour placer le manchon de verrouillage 32 en position de libération. Sous l'effet du poids de l'atterrisseur alors que celui-ci est libéré par le crochet du boîtier d'accrochage, la tige auxiliaire 20 est tirée et le redan 31 force la griffe 30 à s'expanser radialement pour laisser passer le redan 31 de sorte que la tige auxiliaire n'est plus retenue et peut coulisser. On obvie ainsi au blocage de la tige principale en permettant à nouveau à l'actionneur de s'allonger, ce qui évite tout blocage de l'atterrisseur dans une position qui n'est pas la position déployée et verrouillée. La sortie de la tige auxiliaire 20 force l'en-traîneur 22 à tourner et celui-ci entraîne en rotation la virole 23, qui, plaquée contre la bague de frottement 26 par le poids de l'atterrisseur, est freinée dans sa rotation. Ce freinage induit un freinage de la rotation du guide 22, et donc un freinage de la sortie de la tige auxiliaire 20. Ce freinage permet de contrôler passive-ment la vitesse de déploiement de l'atterrisseur. La tige auxiliaire 20 s'étend jusqu'à la position sortie illustrée à la figure 3. De la même façon que précédemment, cette position sortie correspond à la position déployée de l'atterrisseur, mais n'est pas une position de sortie maximale de la tige auxiliaire. A cet effet, on voit sur cette figure qu'il existe un jeu j3 entre la clavette 3 et le fond du corps 1 permettant d'accommoder la position de sortie maximale. Ainsi, ce mode de déploiement secours permet de pallier c~_ ? d'une panne c ~eu de maneewel e ou d'un blocage de la tige principale 2. 9 A titre de test, il peut être intéressant de pro-céder de temps en temps à un déploiement de l'atterrisseur selon le mode de déploiement secours, même lorsque la tige principale 2 n'est pas bloquée. A cet effet, on alimente le moteur de déverrouillage 33 pour libérer la tige auxiliaire 20. L'atterrisseur descend sous son propre poids en entraînant la tige auxiliaire jusqu'à sa position sortie comme lors du mode de déploiement secours. Il convient de bloquer axialement la tige principale 2 en alimentant le moteur de manoeuvre 5 de sorte que la tige principale ne sorte pas en étant entraînée par frottement par la tige auxiliaire 20. Puis on alimente le moteur de manoeuvre 5 pour faire sortir la tige principale 2 jus-qu'à ce qu'elle soit dans la position illustrée à la fi- gure 2, ou légèrement plus avancée comme permis par les ressorts 38. Dans cette position, le redan 31 est de nouveau engagé sous la griffe 30. Il suffit alors de couper l'alimentation du moteur de déverrouillage 33 de sorte que le manchon 32 revienne sous l'effet du ressort 34 en position de verrouillage dans laquelle il coiffe la griffe. La tige auxiliaire 20 est de nouveau attelée à la tige principale 2 de sorte que l'ensemble peut être rétracté par le moyen du moteur de manoeuvre 5. Selon un aspect particulier de l'invention, l'ac- tionneur est équipé d'un capteur de position axiale 40 de la tige auxiliaire 20 par rapport au corps 1. Le capteur de position axiale 40 comporte un noyau 41 s'étendant selon l'axe X et fixé à la tige auxiliaire 20, le noyau pénétrant dans un cylindre 42. Le capteur est de préférence de type à induction ou LVDT. Que l'actionneur soit utilisé en mode normal ou en mode secours, le capteur 40 permet de connaître à tout instant la position de la tige auxiliaire 20 par rapport au corps i.. Pour connaître la position de la Lige princi- pale 2 par rapport au corps 1, il suffit de compter le nombre de tours effectués par le moteur de manoeuvre 5. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais bien au contraire englobe toute va-riante entrant dans le cadre défini par les revendica- tions. En particulier, bien que l'on ait indiqué que la liaison hélicoïdale entre la vis mère 9 et l'écrou 10 de la tige principale 2 est réversible, cette liaison pourra être irréversible, ce qui impose d'alimenter le moniteur de manoeuvre 5 pour faire sortir la tige principale 2. De même, bien que l'on ait indiqué que la liaison hélicoïdale entre le rotor 36 et la tige principale 2 est réversible, cette liaison pourra être irréversible, ce qui impose d'alimenter le moteur de déverrouillage 33 pour faire revenir le manchon en position de verrouillage. Bien que le moteur de manoeuvre 5 entraîne directement la vis mère 9 par l'intermédiaire du coupleur 8, un réducteur pourra être interposé entre le moteur de manoeuvre et la vis mère. Bien que l'on ait indiqué que les moyens de coulissement de la tige principale dans le corps et les moyens de retenue de la tige auxiliaire dans la tige principale sont électriques, ces moyens pourront être d'un autre type, par exemple hydraulique. Bien que les moyens commandés de retenue illustrés mettent en oeuvre un système à griffe et redan, les moyens commandés de retenue pourront être d'un autre type, par exemple à segment ou doigt de verrouillage. En outre, on pourra prévoir des moyens commandés de coulissement de la tige auxiliaire dans la tige principale. REVENDICATIONS 1. Actionneur télescopique comportant un corps (1) dans lequel une tige principale (2) est montée pour coulisser télescopiquement selon un axe de coulissement (X) entre une position rentrée et une position sortie, l'actionneur télescopique comportant une tige auxiliaire (20) montée pour coulisser télescopiquement dans la tige principale selon le dit axe de coulissement entre une po- sition rentrée et une position sortie, caractérisé en ce que l'actionneur comporte des moyens commandés de retenue (30,31,32,33) de la tige auxiliaire en position rentrée dans la tige principale. 2. Actionneur selon la revendication 1, dans le- quel les moyens commandés de retenue comportent : - une griffe (30) portée par la tige principale (2) ; - un redan (31) porté par la tige auxiliaire (20) pour coopérer avec la griffe ; - un piston verrouilleur (32) porté par la tige principale (2) et déplaçable axialement entre une position de libération dans laquelle le manchon laisse la griffe libre de se déformer radialement sous l'effet d'un passage d'un redan de la tige auxiliaire, et une position de verrouillage dans laquelle le manchon empêche la dé-formation radiale de la griffe, la griffe coopérant alors avec le redan pour définir la position rentrée de la tige auxiliaire. 3. Actionneur selon la revendication 1 dans le- quel les moyens commandés de retenue comportent un organe élastique (38) adapté à maintenir la tige auxiliaire (20) en appui contre une butée axiale (30) escamotable desdits moyens commandés de retenue définissant la position rentrée de ia Lige auxiliaire, tout en permettant un certain recul de la tige auxiliaire dans la tige principale (2)en deçà de la position rentrée. 4. Actionneur selon la revendication 1, comportant des moyens de freinage (22, 23, 25) d'un coulisse-ment de la tige auxiliaire dans la tige principale dans le sens d'une extension. 5. Actionneur selon la revendication 4, dans le-quel les moyens de freinage comportent : - un entraîneur (22) qui coopère avec la vis principale (2) selon une liaison hélicoïdale réversible ayant pour axe l'axe de coulissement (X) de sorte que l'entraîneur tourne lorsque la tige auxiliaire (20) cou-lisse dans la tige principale ; - une virole (23) qui est montée à rotation sur la tige auxiliaire autour de l'axe de coulissement ; - des moyens sélectifs de liaison en rotation (25) entre l'entraîneur et la virole adaptés à provoquer un entraînement en rotation de la virole par l'entraîneur lorsque la tige auxiliaire sort de la tige principale et ne pas entraîner la virole en rotation lorsque la tige auxiliaire rentre dans la tige principale; - un organe de frottement (26) monté sur la tige auxiliaire et sur lequel la virole frotte lorsqu'elle est entraînée en rotation par l'entraîneur. 9. Actionneur selon la revendication 5, dans le- quel l'entraîneur (22) est monté à rotation sur la virole (23) de sorte que l'entraîneur et la virole forment un palier de la tige auxiliaire (20) dans la tige principale (2). 10. Actionneur selon la revendication 1, compor- tant des moyens commandés de coulissement (5, 8, 9, 10) de la tige principale dans le corps. 11. Actionneur selon la revendication 7, dans le-quel les moyens commandés de coulissement comportent : - une vis mère (9) s'étendant selon l'axe de cou-lissement et monté à rotation sur le corps (1) pour être entraîné en rotation par l'organe moteur ; - un écrou (10) solidaire de la tige principale (2) coopérant avec la vis mère ; - un moyen d'antirotation (3, 4) de la tige prin- cipale par rapport au corps. 9. Actionneur selon la revendication 8, dans le-quel la vis mère (9) a une extrémité guidée par un premier palier rotulé (14) monté sur le corps, et une autre extrémité guidée par un deuxième palier rotulé (15) monté glissant dans la tige auxiliaire (20). 10. Actionneur selon la revendication 8, dans le-quel la vis mère (9) est arrêtée axialement sur le corps (1) par une butée axiale double effet (11). 11. Actionneur selon la revendication 1, comportant un capteur (40) de déplacement de la tige auxiliaire (20) par rapport au corps (1). 12. Procédé d'utilisation d'un actionneur selon l'une des revendications précédentes, comportant l'étape de faire fonctionner l'actionneur : - soie selon un mode normal dans lequel les moyens de retenue sont commandés pour retenir la tige auxiliaire en position rentrée dans la tige principale ; -soit, au moins dans une circonstance dans laquelle la tige principale est bloquée dans le corps, selon un mode secours dans lequel les moyens de retenue sont commandés pour ne pas retenir la tige auxiliaire en position rentrée.30