Brevet FR2927608A1 — publié le 20090821

Siège d'avion comportant au moins un actionneur muni d'un embrayage à billes [0001]. L'invention concerne un siège comportant des actionneurs permettant de déplacer les éléments du siège les uns par rapport aux autres, ces actionneurs étant chacun munis d'un embrayage à billes. [0002]. L'invention a notamment pour but de permettre le déplacement du siège même en cas de problème de commande sur les actionneurs. [0003]. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des sièges d'avion. io [0004]. Plus précisément, les sièges de première classe, ou de classe affaire, des avions longs courriers, offrent la possibilité de se transformer en lits. Pratiquement, ces sièges peuvent adopter toutes les positions intermédiaires du fauteuil au lit. A cet effet, les sièges sont motorisés au moyen d'actionneurs électromécaniques pouvant être commandés par le 15 passager, par exemple, depuis un clavier incorporé à l'accoudoir. [0005]. Or, pour des raisons de sécurité, ces actionneurs doivent répondre à deux contraintes contradictoires. D'une part, le siège ne doit pas pouvoir se déplacer lorsqu'il est soumis à des efforts considérables tels que ceux rencontrés lorsque l'avion est victime d'un accident. D'autre part, en cas 20 d'absence d'alimentation électrique, ou de panne mécanique de l'actionneur, le siège doit pouvoir être ramené manuellement de la position d'un lit à celle d'un fauteuil. C'est ce qu'on appelle � la position atterrissage �. [0006]. Autrement dit, les actionneurs, conçus pour être naturellement irréversibles, doivent pouvoir être rendus réversibles au moyen d'une 25 commande manuelle actionnée par le personnel de bord. A cet effet, le procédé le plus simple consiste à interposer un embrayage, à commande manuelle, sur l'arbre de sortie de l'actionneur. [0007]. En règle générale, parce qu'ils doivent transmettre des couples élevés sous de faibles volumes, ces embrayages sont de simples dispositifs 30 à crabots. C'est-à-dire des systèmes mécaniques où les couples sont transmis par des clavettes qui engrènent dans des rainures. 2 [0008]. Les figures 1 montrent ainsi un embrayage 1 connu monté entre un arbre d'entrée 2 et un arbre de sortie 3. Cet embrayage 1 est formé par une clavette 4 radiale solidaire de l'arbre d'entrée 2 et par une rainure 5 radiale ménagée dans l'arbre de sortie 3. La rainure 5 présente une forme complémentaire de celle de la clavette 4. [0009]. Dans la position embrayée représentée à la figure 1 a, la clavette 4 est engagée à l'intérieur de la rainure 5, de sorte que lorsque l'arbre d'entrée 2 tourne le mouvement de rotation est transmis de cet arbre d'entrée 2 vers l'arbre de sortie 3 via la clavette 4 et la rainure 5. io [00010]. Dans la position débrayée représentée à la figure 1 b, la clavette 4 est dégagée de la rainure 5, de sorte qu'aucun mouvement de rotation ne peut être transmis d'un arbre à l'autre. [00011]. Le passage de la position embrayée à la position débrayée est effectué par déplacement axial 6 de la clavette ou de la rainure. 15 [00012]. Compte tenu du frottement de la clavette 4 dans la rainure 5, le principal inconvénient de ces dispositifs réside dans le fait que l'action de débrayer requiert des forces importantes. [00013]. En outre, ces forces sont transmises au moyen de câbles depuis le levier de commande manuelle jusqu'à l'embrayage. Compte tenu de l'effort 20 important à appliquer pour débrayer l'embrayage, ces commandes à câbles ont tendance à se dérégler fréquemment et sont donc la source de pannes très fréquentes. [00014]. Il existe d'autres modèles d'embrayage où la clavette et la rainure sont remplacées par des ergots et des trous, mais, dans tous ces dispositifs, 25 les frottements subsistent et les efforts de débrayage demeurent importants. [00015]. Néanmoins, parce qu'elles sont légères, flexibles et bien adaptées aux mouvements de grande amplitude, les commandes à câble sont, mécaniquement, le meilleur moyen de manoeuvrer un embrayage. [00016]. L'invention se propose donc de limiter au maximum les efforts 30 appliqués sur ces embrayages pour en accroître leur fiabilité. 3 [00017]. A cet effet, dans l'invention, on remplace les crabots des embrayages conventionnels par des billes. [00018]. Plus précisément, l'embrayage selon l'invention est formé par des billes prisonnières de trous percés dans l'arbre d'entrée, ces billes étant destinées à entrer en coopération avec des cavités hémisphériques creusées dans l'arbre de sortie. [00019]. Dans la position embrayée, les billes sont forcées à pénétrer dans des cavités hémisphériques creusées dans l'arbre de sortie, de sorte qu'elles transmettent le mouvement de l'entrée à la sortie comme le font la clavette et io la rainure du dispositif conventionnel de la figure 1 a. [00020]. Dans la position désembrayée, les billes ont la liberté de sortir des cavités pratiquées dans l'arbre de sortie. De ce fait, au moindre couple appliqué sur l'arbre d'entrée, les billes sont repoussées hors de leurs cavités, et roulent sur l'arbre de sortie sans l'entraîner, de sorte qu'aucun mouvement 15 de rotation ne peut être transmis d'un arbre à l'autre. [00021]. Le passage d'une position à l'autre s'effectue en déplaçant un fourreau mobile au moyen d'une commande à câble classique, le fourreau étant poussé contre les billes au moyen d'un ressort en configuration embrayée et reculé de sorte que les billes ont la liberté de sortir en position 20 désembrayée. La force à fournir pour désembrayer sert à comprimer le ressort qui maintient le dispositif en position embrayée. [00022]. Un des avantages de l'embrayage selon l'invention réside dans le fait qu'il ne suffit que d'un effort très faible pour déplacer le fourreau. La commande en est donc facilitée, et la durée de vie du câble 25 considérablement augmentée. [00023]. L'invention concerne donc un siège d'avion comportant : - un actionneur assurant le déplacement d'un élément du siège, cet actionneur comportant un arbre d'entrée et un arbre de sortie, et - un embrayage positionné entre ledit arbre d'entrée et ledit arbre de sortie, 30 caractérisé en ce que l'embrayage comporte des billes prisonnières d'ouvertures percées dans l'arbre d'entrée, ces billes étant destinées à entrer 4 en coopération avec des cavités hémisphériques creusées dans l'arbre de sortie, et en ce qu'il comporte, -un moyen pour exercer une pression sur les billes dans les cavités lorsque l'embrayage se trouve dans une position embrayée, de sorte que les billes sont forcées à pénétrer dans les cavités hémisphériques, ces billes transmettant alors le mouvement de rotation de l'arbre d'entrée vers l'arbre de sortie, et - pour relâcher la pression exercée sur les billes lorsque l'embrayage se trouve dans une position débrayée, de sorte que les billes ont la liberté de io sortir des cavités ménagées dans l'arbre de sortie, les billes pouvant alors rouler sur l'arbre de sortie sans l'entraîner lorsque l'arbre d'entrée tourne. [00024]. Selon une réalisation, l'embrayage se trouve dans la position embrayée au repos. [00025]. Selon une réalisation, les ouvertures sont ménagées dans une 15 couronne de l'arbre d'entrée délimitant un creux localement à l'endroit de l'embrayage, l'arbre de sortie pénétrant à l'intérieur de ce creux. [00026]. Selon une réalisation, le moyen pour exercer la pression sur les billes comporte un fourreau mobile, ce fourreau mobile comportant : - une première partie qui s'étend axialement par rapport aux arbres, cette 20 partie se situant à une distance du fond des cavités supérieure ou égale au diamètre des billes, et - une deuxième partie qui présente une rampe qui s'étend en saillie radiale par rapport à la première partie, - de sorte que lorsque l'embrayage est en position débrayée la première 25 partie se situe au dessus des billes et lorsque l'embrayage est en position embrayée la rampe appuie sur la périphérie extérieure des billes. [00027]. Selon une réalisation, le fourreau est positionné entre la couronne et une deuxième couronne reliée à l'arbre d'entrée par une paroi radiale, un ressort étant positionné entre une extrémité radiale du fourreau et la paroi 30 radiale. [00028]. Selon une réalisation, l'épaisseur du fourreau au niveau de la rampe est supérieure à la distance entre la périphérie externe des billes et la deuxième couronne. [00029]. Selon une réalisation, il comporte une commande par câble 5 assurant le passage de la position embrayée à la position débrayée. [00030]. Selon une réalisation, la première partie du fourreau comporte des aimants de manière à libérer les billes des cavités dans la position débrayée. [00031]. Selon une réalisation, l'arbre d'entrée est relié par exemple à un moteur électrique et l'arbre de sortie est relié à l'élément du siège à déplacer. io [00032]. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [00033]. Figures 1 a et 1 b (déjà décrites) : des représentations 15 schématiques d'un embrayage selon l'état de la technique respectivement en position embrayée et en position débrayée ; [00034]. Figure 2: une représentation schématique d'un siège d'avion comportant des actionneurs munis d'embrayages selon l'invention ; [00035]. Figures 3a et 3b : une vue de côté d'un embrayage selon 20 l'invention et une vue en coupe AA des arbres et des billes lorsque ledit embrayage est en position embrayée ; [00036]. Figures 4a et 4b : une vue de côté d'un embrayage selon l'invention et une vue en coupe AA des arbres et des billes lorsque ledit embrayage est en position débrayée ; 25 [00037]. Figure 5 : une vue de côté de l'embrayage selon l'invention et de sa commande par câble. [00038]. Les éléments identiques conservent la même référence d'une figure à l'autre. 6 [00039]. La figure 2 montre un siège d'avion 7 accroché à un sol 8 d'avion par l'intermédiaire de pieds d'accroche 9. Ces pieds 9 sont généralement reliés à des rails (non représentés) qui s'étendent parallèlement les uns par rapport aux autres sur le sol 8. [00040]. Ce siège 7 comporte une assise 10 sensiblement parallèle au plan du sol 8. Cette assise 10 est notamment mobile en translation dans une direction verticale, afin que le passager puisse l'ajuster à sa taille. [00041]. Un dossier 12 est accroché à une extrémité 10.1 de l'assise 10. Ce dossier 12 est mobile en rotation suivant la flèche 13, autour d'un axe io horizontal passant par l'extrémité 10.1. Le dossier 12 est apte à passer d'une position horizontale à une position verticale, et réciproquement. [00042]. Par ailleurs un repose-pieds 14 est accroché à une extrémité 10.2 transversale de l'assise 10 opposée à l'extrémité 10.1. Ce repose-pieds 14 est mobile en rotation, suivant la flèche 15, autour d'un axe horizontal 15 passant par l'extrémité 10.2. Ce repose-pieds 14 est apte à passer d'une position verticale à une position horizontale, et réciproquement. [00043]. Pour assurer les déplacements des différentes parties du siège les unes par rapport au autre, le siège est équipé d'actionneurs électromécaniques, tels que des moteurs à courant continu. 20 [00044]. Ces actionneurs sont par exemple commandés par le passager via un clavier 16 positionné dans un des accoudoirs montés de part et d'autre de l'assise 10. [00045]. La figure 2 montre ainsi l'actionneur 17 qui assure le déplacement en rotation du dossier par rapport à l'assise 10. Cet actionneur 25 17 comporte un arbre d'entrée 19 et un arbre de sortie 20 reliés par exemple à un système 21 de roue et vis sans fin. [00046]. Lorsque l'actionneur 17 se déplace suivant la direction A, le dossier tourne selon la direction 13.1 ; tandis que lorsque l'actionneur 17 se déplace suivant la direction B, le dossier tourne selon la direction 13.2. 7 [00047]. L'arbre d'entrée 19 et l'arbre de sortie 20 sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un embrayage 1.1 selon l'invention, de sorte qu'en cas de panne électrique, le dossier peut être ramené facilement en position assise par le personnel de bord. [00048]. Pour plus de simplicité dans les dessins, les autres actionneurs ainsi que les embrayages qui leur sont associés n'ont pas été représentés. [00049]. Les figures 3 et 4 montrent des vues détaillées de l'embrayage 1.1 selon l'invention accouplant entre eux les deux arbres 19 et 20. [00050]. Plus précisément, l'arbre d'entrée 19 d'axe 19.1 est coaxial avec io l'arbre de sortie 20 d'axe 20.1. Cet arbre d'entrée 19 présente localement un creux 23 cylindrique délimité par une couronne 24, l'arbre 20 pénétrant à l'intérieur de ce creux 23. [00051]. Des ouvertures 27 traversantes présentant un axe 28 radial par rapport à l'axe des arbres 19, 20 sont ménagées régulièrement dans la 15 couronne 24. [00052]. Par ailleurs, des cavités 31 hémisphériques borgnes en regard des ouvertures 27 sont ménagées dans l'arbre 20. [00053]. Des billes 32 traversent les ouvertures 27 de manière à être prisonnières en rotation de ces ouvertures 27 et sont positionnées dans le 20 creux des cavités 31 hémisphériques. [00054]. L'embrayage 1.1 comporte en outre un fourreau 35 positionné au dessus des billes 32, entre la couronne 24 et une deuxième couronne 36 reliée à l'arbre d'entrée 19 par l'intermédiaire d'une paroi radiale 37. [00055]. Ce fourreau 35 comporte une première partie 35.1 qui s'étend 25 axialement par rapport aux arbres 19, 20. Cette partie 35.1 se situe à une distance dl du fond des cavités supérieure ou égale au diamètre d2 des billes, cette distance dl étant mesurée suivant l'axe des ouvertures 27 ménagées dans la couronne 24. 8 [00056]. Ce fourreau 35 comporte une deuxième partie 35.2 qui présente une rampe 38 qui s'étend en saillie radiale par rapport à la première partie. Cette rampe 38 est telle que le diamètre interne du fourreau 35 croit lorsqu'on va de la jonction entre la première et la deuxième partie (située environ au dessus de la bille) à l'extrémité du fourreau 35 en contact avec le ressort 39. Cette rampe 38 est destinée à entrer en coopération avec la périphérie extérieure des billes 32 en position embrayée. [00057]. Par ailleurs, un ressort 39 est positionné entre la paroi radiale 37 et une extrémité radiale du fourreau mobile 35.2. io [00058]. Dans la position embrayée montrée sur les figures 3, qui est la position de repos de l'embrayage 1.1, le fourreau 35 guidé par la paroi de la couronne 36 est repoussé par le ressort 39 de sorte que la rampe 38 exerce une pression P1 contre les billes 32 qui sont forcées à pénétrer à l'intérieur des cavités 31. Les billes 32 étant en outre prisonnières en rotation des 15 ouvertures 27, le mouvement de rotation 33 de l'arbre d'entrée 19 est transmis à l'arbre de sortie 20 via les billes 32. [00059]. De préférence, l'épaisseur d3 du fourreau 35 au niveau de la rampe 38 est supérieure à la distance d4 entre la périphérie externe des billes 32 et la couronne 36, afin d'éviter que le fourreau 35 ne s'échappe de 20 l'espace entre les deux couronnes 24 et 36 lorsqu'il est poussé contre les billes 32 par le ressort 39. [00060]. Comme montré sur les figures 4, lorsque le fourreau 35 est tiré dans la direction 41, l'embrayage 1.1 passe alors en position débrayée. En effet, le fourreau 35 est alors déplacé vers la paroi 37 de manière à 25 compresser le ressort 39, de sorte que la première partie 35.1 du fourreau se situe au dessus des billes 32. [00061]. La pression exercée par le fourreau 35 sur les billes 32 n'est alors pas suffisante pour que les billes 32 appuient dans les cavités 31 et entraînent en rotation l'arbre de sortie 20. Les billes 32 ont alors tendance à 30 être entraînées en rotation avec l'arbre d'entrée 19 seul et à rouler autour de l'arbre de sortie 20, de sorte que les arbres 19 et 20 sont désaccouplés l'un de l'autre. 9 [00062]. De préférence, la distance d5 entre la couronne 24 et la première partie 35. 1 du fourreau 35 est inférieure au diamètre d2 des billes 32 afin d'éviter la sortie des billes 32 de l'embrayage 1.1. [00063]. Lorsque l'effort suivant la direction 41 est relâché, le ressort 39 repousse le fourreau 35 contre les bille 32 de sorte que l'embrayage 1.1 repasse en position embrayée. [00064]. Pour passer de la position embrayée à la position débrayée, comme montré à la figure 5, le fourreau 35 comporte une extrémité radiale 43 en regard des couronnes 24, 36 à laquelle est reliée une fourchette 44 io actionnable par un câble 45. Ainsi, en tirant manuellement sur le câble 45, on peut déplacer axialement le fourreau 35 suivant la direction 41 de débrayage. [00065]. Ici, la position au repos est la position embrayée. Toutefois, on pourrait envisager un mode de réalisation de l'embrayage dans lequel la position de repos serait la position débrayée. 15 [00066]. Par ailleurs, deux billes 32 sont utilisées dans le mode de réalisation des figures 3-5. Toutefois, il est possible d'utiliser une seule bille 32 ou plus de deux pour assurer l'accouplement entre les arbres 19 et 20. [00067]. En variante, la première partie 35.1 du fourreau 35 comporte des aimants de manière à libérer les billes 32 des cavités. 20 [00068]. En variante, l'arbre d'entrée 19 est plein tandis que l'arbre de sortie 20 est creux, les ouvertures 27 étant alors ménagées dans l'arbre de sortie 20 et les cavités 31 hémisphériques dans l'arbre d'entrée 19. 25 30 REVENDICATIONS 1. Siège d'avion (7) comportant : - un actionneur (17) assurant le déplacement d'un élément du siège, cet actionneur comportant un arbre d'entrée (19) et un arbre de sortie (20), et - un embrayage (1.1) positionné entre ledit arbre d'entrée (19) et ledit arbre de sortie (20), caractérisé en ce que l'embrayage (1.1) comporte des billes (32) prisonnières d'ouvertures (27) percées dans l'arbre d'entrée (19), ces billes io (32) étant destinées à entrer en coopération avec des cavités (31) hémisphériques creusées dans l'arbre de sortie (20), et en ce qu'il comporte, - un moyen pour exercer une pression sur les billes (32) dans les cavités (31) lorsque l'embrayage (1.1) se trouve dans une position embrayée, de sorte que les billes (32) sont forcées à pénétrer dans les 15 cavités (31) hémisphériques, ces billes (32) transmettant alors le mouvement de rotation de l'arbre d'entrée (19) vers l'arbre de sortie (20), et - pour relâcher la pression exercée sur les billes (32) lorsque l'embrayage (1.1) se trouve dans une position débrayée, de sorte que les billes (32) ont la liberté de sortir des cavités ménagées dans l'arbre de sortie 20 (20), les billes (32) pouvant alors rouler sur l'arbre de sortie (20) sans l'entraîner lorsque l'arbre d'entrée (19) tourne. 2. Siège selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage (1.1) se trouve dans la position embrayée au repos. 3. Siège selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les ouvertures (27) sont ménagées dans une couronne (24) de l'arbre d'entrée (19) délimitant un creux (23) localement à l'endroit de l'embrayage (1.1), l'arbre de sortie (20) pénétrant à l'intérieur de ce creux (23). 4. Siège selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen pour exercer la pression sur les billes (32) comporte un fourreau mobile (35), ce fourreau mobile (35) comportant : 25- une première partie (35.1) qui s'étend axialement par rapport aux arbres (19, 20), cette partie (35.1) se situant à une distance (dl) du fond des cavités supérieure ou égale au diamètre (d2) des billes (32), et - une deuxième partie (35.2) qui présente une rampe (38) qui s'étend en saillie radiale par rapport à la première partie (35.1), - de sorte que lorsque l'embrayage (1.1) est en position embrayée la première partie (35.1) se situe au dessus des billes (32) et lorsque l'embrayage (1.1) est en position débrayée la rampe (38) appuie (P1) sur la périphérie extérieure des billes (32). i0 5. Siège selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le fourreau (35) est positionné entre la couronne (24) et une deuxième couronne (36) reliée à l'arbre d'entrée (19) par une paroi radiale (37), un ressort (39) étant positionné entre une extrémité radiale du fourreau (35) et la 15 paroi radiale (37). 6. Siège selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'épaisseur (d3) du fourreau (35) au niveau de la rampe (38) est supérieure à la distance (d4) entre la périphérie externe des billes (32) et la deuxième 20 couronne (36). 7. Siège selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une commande par câble (44, 45) assurant le passage de la position embrayée à la position débrayée. 8. Siège selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première partie du fourreau (35.1) comporte des aimants de manière à libérer les billes des cavités dans la position débrayée. 30 9. Siège selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée (19) est relié par exemple à un moteur électrique et l'arbre de sortie (20) est relié à l'élément du siège à déplacer.