Brevet FR2975373A1 — publié le 20121123

Actionneur linéaire à haute intégrité et méthode de fonctionnement La présente invention a pour objet des actionneurs linéaires et des méthodes de fonctionnement pour ceux-ci, et en particulier, l'invention concerne des actionneurs linéaires et leurs méthodes de fonctionnement, qui peuvent être utilisés dans des avions. L'actionnement de mécanismes critiques pour la sécurité dans des systèmes ou équipements critiques pour la sécurité doit atteindre un niveau de fiabilité élevé. Il est généralement connu d'utiliser des actionneurs hydrauliques dans des avions, par exemple pour commander des trains d'atterrissage et/ou des volets et des ailerons et autres éléments, en raison de leur fiabilité. Des défaillances de systèmes hydrauliques sont en général provoquées par des fuites du fluide hydraulique, et le système devient défaillant et passe à un état dans lequel il peut être déplacé librement, sans se bloquer. Dans le cas de trains d'atterrissage actionnés par voie hydraulique, cela permet d'abaisser les trains en vue de l'atterrissage, en dépit d'une défaillance du système. L'utilisation d'actionneurs électromécaniques est avantageuse parce que ceux-ci sont légers et peuvent être intégrés facilement dans un avion et être alimentés en utilisant le système de distribution électrique de l'avion. Cependant, les moteurs électriques présentent un type de défaillance significatif par grippage et tendent de ce fait à se bloquer, ce qui empêche les systèmes de sécurité d'entrer en action. Les règlements de sécurité des avions exigent une haute intégrité et une invulnérabilité vis-à-vis de défaillances uniques pour les éléments d'équipement dont la défaillance aurait des conséquences catastrophiques. Les actionneurs de trains d'atterrissage doivent répondre à ce critère, et la vulnérabilité au blocage à empêché l'utilisation de l'actionnement électrique. Des actionneurs linéaires connus, tolérant les défaillances, nécessitent deux actionneurs séparés, comportant chacun un dispositif de découplage dans lequel, en cas de blocage, l'actionneur bloqué peut être séparé, et l'autre actionneur peut être utilisé. La présente invention propose un actionneur linéaire destiné à un avion, qui est constitué d'un corps comprenant des première et deuxième parties de corps qui sont extensibles et rétractables l'une par rapport à l'autre et dans lesquelles sont disposés des premier et deuxième moyens d'entraînement pouvant fonctionner indépendamment l'un de l'autre afin d'entraîner un ou plusieurs éléments de transmission reliés à l'intérieur des parties de corps. En dehors des entrées de commande et d'alimentation de l'actionneur, l'actionneur est indépendant, c'est-à-dire que tous ses composants sont logés dans les parties de corps, grâce à quoi l'actionneur peut être particulièrement hermétique vis-à-vis d'influences émanant de son environnement, ce qui prolonge la durée de vie de l'actionneur et de ses composants internes. En outre, l'actionneur comporte un petit nombre de pièces, ce qui donne une structure simple et fiable, d'un poids réduit. Le moyen d'entraînement peut être concentrique avec le ou les éléments de transmission. Lorsqu'une force d'actionnement importante est nécessaire, il est possible d'intercaler un train d'engrenage réducteur entre le moyen d'entraînement et l'élément de transmission. Selon un mode de réalisation de l'invention, les parties du corps ont une section transversale sensiblement constante. Ainsi, de façon avantageuse, l'actionneur linéaire conforme à l'invention ne présente pas d'éléments saillants, susceptibles d'être détériorés. De manière avantageuse, l'actionneur conforme à l'invention peut fonctionner en continu en cas de défaillance de l'un ou l'autre des moyens d'entraînement, ou en cas de blocage de l'engrenage. D'autre part, l'engrenage évite l'utilisation de dispositifs de découplage, grâce à quoi l'actionneur présente un poids faible, des dimensions réduites et une fiabilité accrue. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de la description de modes de réalisation de l'invention, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins schématiques annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un actionneur selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un actionneur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 3 est une autre vue en coupe transversale du deuxième mode de réalisation de l'actionneur. La figure 1 représente un actionneur linéaire 1, constitué d'un corps comprenant une première partie de corps 2 et une deuxième partie de corps 3. Les parties de corps 2, 3 présentent une zone de chevauchement 9 dans laquelle elles peuvent coulisser l'une par rapport à l'autre. A l'intérieur de la première partie de corps 2, il est prévu un premier moyen d'entraînement, constitué d'un moteur électrique avec un stator 6, fixé à la partie de corps 2, et un rotor 7 fixé à une vis à rouleaux satellites 5. La vis à rouleaux 5 est montée dans la partie de corps 2. Lors du fonctionnement, le moteur électrique entraîne en rotation la vis à rouleaux 5, amenant ainsi un élément de transmission 4, constitué d'une barre filetée, à se déplacer de façon linéaire. Le mouvement de l'élément de transmission 4 a pour effet que les parties de corps 2, 3 coulissent l'une par rapport à l'autre. Chaque extrémité du corps comporte une broche ou clavette 8 sur laquelle l'élément de transmission 4 est rapporté ou claveté, afin de permettre un mouvement relatif entre les parties de corps 2, 3, même en cas de blocage dans l'un des moyens d'entraînement. Dans la deuxième partie de corps 3, il est prévu un deuxième moyen d'entraînement, constitué d'un moteur électrique avec un stator 16 et un rotor 17 qui entraîne une vis à rouleaux satellites 15 en vue de déplacer la barre filetée 4. Au cas où l'un des premier et deuxième moyens d'entraînement serait défaillant ou bloqué, l'autre moyen peut entraîner l'actionneur. Ainsi, l'actionneur est insensible à des défaillances uniques. L'actionneur est symétrique, ce qui aide à empêcher des charges en torsion agissant sur les supports d'extrémité. Une première extrémité 10 de l'actionneur peut être fixée à une structure d'avion, par exemple une partie du châssis, tandis qu'une deuxième extrémité 11 de l'actionneur 1 peut être reliée à l'objet à commander, par exemple un train d'atterrissage. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel des éléments identiques sont désignés par les mêmes références que ci-dessus. L'actionneur 21 est constitué d'une première et d'une deuxième partie de corps 2, 3 qui sont reliées de façon coulissante l'une à l'autre. Les éléments de transmission sont constitués de crémaillères 22, 23 qui sont entraînées par des pignons 25, 26. Les pignons sont reliés à des moteurs électriques 27, 28 respectifs qui sont montrés sur la figure 3, à l'extérieur du corps. Toutefois, conformément à l'invention, les moteurs peuvent également être prévus à l'intérieur du corps. Des engrenages libres 24 et 27 sont disposés à proximité de chaque crémaillère 22, 23 pour soutenir la crémaillère et garantir une bonne prise d'entraînement entre les crémaillères et les pignons. En cas de blocage d'une des crémaillères ou d'un des pignons et/ou de l'un des moteurs électriques, l'actionneur peut continuer à fonctionner grâce aux autres éléments. D'autres types de liaison entre les moteurs électriques et les éléments de transmission peuvent être utilisés dans la présente invention, sans sortir du cadre des revendications. Par exemple, des vis à rouleaux satellites, des vis à billes, des vis-mères et des agencements à crémaillère et pignon peuvent tous être utilisés. L'autonomie de l'actionnement pourrait également être obtenue en utilisant d'autres formes d'actionnement électromagnétique ou hydraulique. En fonctionnement normal, les premier et deuxième moyens d'entraînement sont utilisés en alternance, de sorte que le bon fonctionnement de chaque moyen d'entraînement est démontré lors de chaque utilisation alternée. En variante, lorsque les premier et deuxième moyens d'entraînement fonctionnent en même temps, les vitesses d'actionnement fournies par les moyens d'entraînement sont additionnées, ce qui permet de faire fonctionner l'actionneur à double vitesse, si cela est souhaité. REVENDICATIONS1. Actionneur linéaire destiné à un avion, constitué d'un corps comprenant des première et deuxième parties de corps qui sont extensibles et rétractables l'une par rapport à l'autre et dans lesquelles sont disposés des premier et deuxième moyens d'entraînement pouvant fonctionner indépendamment l'un de l'autre afin d'entraîner un ou plusieurs éléments de transmission reliés à l'intérieur des parties de corps. 2. Actionneur linéaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième moyens d'entraînement comprennent des moteurs électriques. 3. Actionneur linéaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les parties du corps ont une section transversale sensiblement constante. 4. Actionneur linéaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de transmission comprend une barre filetée. 5. Actionneur linéaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement entraîne la barre filetée par l'intermédiaire d'une vis à rouleaux satellites. 6. Actionneur linéaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre filetée est clavetée sur la paroi interne de chacune des première et deuxième parties de corps. 7. Actionneur linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de transmission comprend une crémaillère qui est entraînée par un pignon. 8. Actionneur linéaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement sont concentriques avec l'élément de transmission. 9. Méthode de fonctionnement de l'actionneur linéaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend l'utilisation des premier et deuxième moyens d'entraînement, en alternance avec chaque utilisation de l'actionneur.