Brevet FR2990411A1 — publié le 20131115

Système de vis d'entraînement et train d'atterrissage muni de celle-ci Dans les aéronefs classiques, la descente et la remontée du train d'atterrissage s'effectuent généralement à l'aide d'un actionneur linéaire. Les actionneurs linéaires classiques peuvent être entraînés d'une manière automatique ou manuelle depuis une source rotative. L'actionneur comporte un mécanisme pour convertir le mouvement de rotation de la source rotative en mouvement linéaire de sortie pour déplacer une charge extérieure, ce qui peut s'accomplir en faisant sortir une tige de vérin. L'actionneur peut avoir un mécanisme de verrou pour retenir la tige de vérin en position fixe, en général une position rentrée, jusqu'à l'application d'énergie pour faire sortir la tige de vérin. Le verrou est actionné successivement jusqu'à un état déverrouillé avant que le couple nécessaire au déploiement de la tige de vérin ne soit appliqué. Cela s'accomplit d'ordinaire à l'aide d'un électro-aimant ou d'un moteur électrique couplé mécaniquement au mécanisme de verrou, séparément du moteur d'entraînement qui actionne la charge. L'utilisation d'un actionneur séparé pour manoeuvrer le verrou accentue le coût et la complexité de l'actionneur. Des instructions et des dispositifs logiques d'actionnement spécialisés séparés sont nécessaires pour commander le verrou et des câblages électriques ou des conduits hydrauliques peuvent être requis pour transmettre les instructions d'actionnement du verrou. Selon un premier mode de réalisation, l'invention concerne un train d'atterrissage pour aéronef comporte une jambe ayant une première extrémité couplée de manière rotative à l'aéronef pour tourner entre des positions rentrée et sortie, un système d'attache et un système de vis d'entraînement ayant un carter monté sur l'aéronef et ayant un intérieur avec une extrémité ouverte et ayant au moins un cran, un piston monté en translation sur le carter de manière à pouvoir coulisser pour aller et venir par rapport au carter et une autre partie montée sur le système d'attache, une vis d'entraînement disposée dans le carter et s'étendant jusque dans le piston, un système d'écrou vissé sur la vis d'entraînement et ayant au moins un segment mobile pouvant être reçu dans le cran, et une came coopérant avec le segment mobile pour faire entrer le segment dans le cran, et la came ayant une clavette, un capuchon de vis supportant à rotation une extrémité de la vis d'entraînement à proximité de l'extrémité ouverte et ayant une rainure de clavetage pour recevoir la clavette. Selon une autre mode de réalisation, l'invention concerne un système de vis d'entraînement comportant un carter ayant une première extrémité destinée à être montée sur une structure et ayant un intérieur avec une extrémité ouverte et ayant au moins un cran, un piston monté en translation de manière à pouvoir coulisser dans le carter pour aller et venir par rapport au carter, une vis d'entraînement disposée dans le carter et s'étendant jusque dans le piston, un système d'écrou vissé sur la vis d'entraînement et ayant au moins un segment mobile pouvant être reçu dans le cran, et une came coopérant avec le segment mobile pour faire entrer le segment dans le cran, et la came ayant une clavette, et un capuchon de vis supportant à rotation une extrémité de la vis d'entraînement à proximité de l'extrémité ouverte et ayant une rainure de clavetage pour recevoir la clavette. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en perspective d'un train d'atterrissage selon un mode de réalisation de l'invention, en position descendue ; - la Figure 2 est une vue en perspective du train d'atterrissage selon la Figure 1 en position remontée ; - la Figure 3 est une vue en coupe d'un système de vis d'entraînement en position rentrée, utilisable dans le train d'atterrissage de la Figure 1 selon une mode de réalisation de l'invention ; - la Figure 4 est une vue en coupe du système de vis d'entraînement de la Figure 3 en position déverrouillée ; - les figures 5A à 5D sont des vues en coupe d'une partie du système de vis d'entraînement de la Figure 3, venant se mettre dans la position déployée. - la Figure 6 est une vue en coupe de système de vis d'entraînement de la Figure 3, en position déployée et verrouillée. - la Figure 7 est une vue en coupe du système de vis d'entraînement de la Figure 3 en position verrouillée ; et - la Figure 8 est une vue en coupe du système de vis d'entraînement de la Figure 3 partiellement déployé et dans un état déverrouillé. La Figure 1 représente un train d'atterrissage 10 pour un aéronef (non représenté) selon un mode de réalisation de l'invention et comportant une jambe 12, un système d'attache 14 et un actionneur sous la forme d'un système de vis d'entraînement 16. Telle qu'illustré, la jambe 12 a une première extrémité 20 montée en rotation sur l'aéronef de manière à pouvoir tourner entre des positions descendue et remontée. La jambe 12 peut être montée sur le fuselage ou sur les ailes de l'aéronef et, dans la position remontée, la jambe 12 peut être logée dans une case de train d'atterrissage à l'intérieur du fuselage ou des ailes de l'aéronef. Par exemple, l'aéronef peut consister en un hélicoptère et, dans ce cas, la jambe 12 est montée sur le fuselage de l'aéronef. Un support de roue 22 est installé sur la jambe 12 à proximité d'une seconde extrémité 24 de la jambe 12 et une roue 26 est fixée sur celui-ci. Le système de vis d'entraînement 16 fonctionne en étant couplé, en une première extrémité 28 à l'aéronef et, en une seconde extrémité 30 au système d'attache 14. Le système d'attache 14 comprend de multiples attaches montées à rotation, l'une des attaches montée à rotation sur l'aéronef, notamment par l'intermédiaire du système de vis d'entraînement 16, et une autre des attaches montée à rotation sur la jambe 12. Le fonctionnement du système de vis d'entraînement 16 déplace le système d'attache 14 et la jambe 12 entre la position descendue représentée sur la Figure 1 et la position remontée représentée sur la Figure 2 et permet de verrouiller le train d'atterrissage 10. Tel qu'illustré sur la figure 3 un carter 40, un piston 42, une vis d'entraînement 44, un système d'écrou 46 et un capuchon 48 de vis font partie du système de vis d'entraînement 16. En outre, un moteur 50 est placé à la première extrémité 28 et est conçu pour faire tourner la vis d'entraînement 44. Le moteur 50 peut être n'importe quel type approprié de moteur 50, notamment, à titre d'exemples nullement limitatifs, un moteur électrique, hydraulique ou pneumatique susceptible de constituer une source d'entraînement en rotation pour la vis d'entraînement 44. Tel qu'illustré, le carter 40 comprend ou coopère avec une fixation d'extrémité telle qu'un embout à oeillet 52, qui est la partie du système de vis d'entraînement 16 montée sur l'aéronef. Le carter 40 présente un intérieur 54 avec une extrémité ouverte 56 et comprend au moins un cran 58. Plus particulièrement, le cran 58 peut se trouver sur une surface intérieure du carter 40. De multiples crans 58 ont été représentés ménagés dans le carter 40. Le carter 40 peut être réalisée de n'importe quelle manière adéquate et, à titre illustratif, a été représentée sous la forme d'un cylindre. Tel qu'illustré, le piston 42 comprend au moins une partie 60 logée dans l'intérieur 54 et est couplé en translation au carter 40 de manière à pouvoir coulisser pour aller et venir par rapport au carter 40. Une autre partie 62 peut être montée directement sur le système d'attache 14, qui a été illustré schématiquement sous la forme d'un cercle, ou peut coopérer avec le système d'attache 14 par l'intermédiaire d'un dispositif de montage (non représenté). La vis d'entraînement 44 est disposée dans le carter 40 et s'étend jusque dans le piston 42. Le système d'écrou 46 est vissé sur la vis d'entraînement 44. Il est envisagé que la vis d'entraînement 44 et le système d'écrou 46 puissent avoir n'importe quel agencement permettant de convertir le mouvement de rotation de la vis d'entraînement 44 en déplacement linéaire axial du système d'écrou 46. A titre d'exemple nullement limitatif, la vis d'entraînement 44 peut comprendre une tige de vis à billes à filetage extérieur qui coopère avec un écrou sphérique mobile en formant le système d'écrou 46. Le système d'écrou 46, tel qu'il est illustré, comprend au moins un segment mobile 70 pouvant se loger dans le cran 58 et une came 72 coopérant avec le segment 70 et ayant une clavette 74. De multiples segments mobiles 70 ont été représentés et correspondent aux multiples crans 58. Les crans 58 et les segments mobiles 70 ont des surfaces complémentaires, lesquelles peuvent être obliques par rapport à un axe de rotation de la vis d'entraînement. Tel qu'illustré, un logement d'écrou 76 et un capuchon d'écrou 78 font partie du système d'écrou 46 pour retenir des parties du système d'écrou 46 comprenant un élément de sollicitation 80 qui peut pousser axialement la came 72 le long de la vis d'entraînement 44 vers le capuchon de vis 48. La came 72 est mise en précontrainte contre le capuchon d' écrou 78 par compression de l'élément de sollicitation 80. L'élément de sollicitation 80 peut consister en n'importe quel élément de sollicitation adéquat 80 muni d'un ressort de compression. Le capuchon de vis 48 peut supporter à rotation une extrémité de la vis d'entraînement 44 à proximité de l'extrémité ouverte 56 du carter 40. Le capuchon de vis 48 comprend une rainure de clavetage 82 destinée à recevoir la clavette 74. La clavette 74 et la rainure de clavetage 82 ont des surfaces d'entraînement complémentaires, qui viennent en butée quand la clavette 74 est reçue dans la rainure de clavetage 82. Les pièces du système d'écrou 46 vont maintenant être décrites plus en détail en référence à la Figure 4. Telle qu'illustrée, la came 72 comprend une surface de guidage 86 butant contre une extrémité 88 du segment mobile 70. La surface de guidage 86 a un rayon croissant afin que la rotation de la came 72 déploie radialement le segment mobile 70. La surface de guidage 86 se termine par une butée 90 qui bute contre le segment mobile 70 après une rotation prédéterminée. Pour commencer, on décrira le fonctionnement en référence au système de vis d'entraînement 16, et donc au train d'atterrissage 10, qui est dans la position remontée (Figure 3). Lorsqu'on souhaite descendre le train d'atterrissage 10 en manoeuvrant le système de vis d'entraînement 16, le moteur 50 est mis en marche et un couple d'entraînement est appliqué à la vis d'entraînement rotative 44. La rotation de la vis d'entraînement 44 a pour effet que le système d'écrou 46 déplace le piston 42. Plus particulièrement, le couple d'entrée est appliqué à la vis d'entraînement rotative 44, laquelle entraîne vers l'avant le système d'écrou 46 et le piston 42 pour faire sortir le piston 42, lequel peut être fixé au système d'attache 14 de la jambe 12. De la sorte, la rotation de la vis d'entraînement 44 est convertie en déplacement linéaire axial du système d'écrou 46 et du piston 42. Lorsque la translation du piston 42 arrive presque en fin de course, le système d'écrou 46 se déplace vers le capuchon de vis 48, comme représenté sur la Figure 5A. La Figure 5B illustre le fait que la clavette 74 peut initialement être au contact du capuchon de vis 48. La clavette 74 et la rainure de clavetage 82 présentent l'une et l'autre des chanfreins correspondants ou complémentaires pour permettre à la clavette 74 de passer sur la rainure de clavetage 82. Cela assure que tout engagement partiel de la clavette 74 soit évité et supprime la dépendance au réglage de la position de la vis avec l'emplacement de la came 72. Le contact entre la came 72 et la rainure de clavetage 82 est rétabli par compression de l'élément de sollicitation 80. La Figure 5C illustre le fait que la poursuite de la rotation de la vis d'entraînement 44 et le déplacement axial correspondant du système d'écrou 46 provoquent une plus grande compression de l'élément de sollicitation 80. Il est envisagé que la clavette 74 puisse comprendre un dessous plat pour permettre à la clavette 74 de passer sur la surface du capuchon de vis 48. Une force de frottement et le couple qui en résulterait entre la surface plane de la clavette 74 et le capuchon 48 de vis seraient insuffisants pour l'entraînement de la came et le verrouillage. L'élément de sollicitation 80 permet à la came 72 de coulisser sur la rainure de clavetage 82 du capuchon 48 de vis et assure l'engagement de la clavette 74 dans la rainure de clavetage 82. L'élément de sollicitation 80 crée aussi une force de compression pour permettre à la came 72 d'entraîner les segments mobiles 70. Plus particulièrement, la Figure 5D illustre le fait que la clavette 74, de plus en plus sollicitée par le ressort, s'est engagée dans la rainure de clavetage 82 sur le capuchon de vis 48. A cet instant, le piston 42 est arrivé en fin de course et les segments mobiles 70 sont alignés avec les crans 58 présents dans le carter 40. Une fois que la came 72 s'engage dans la ferrure du capuchon de vis 48, l'entraînement de la came 72 est transféré sur la surface d'entraînement de la clavette 74. C'est cet entraînement qui fait tourner la came 72 et fait venir les segments mobiles 70 en position de verrouillage à l'intérieur des crans 58 du carter 40. Plus particulièrement, quand tourne la came 72, les segments mobiles 70 sont repoussés par l'augmentation du rayon de la surface de guidage 86 et les segments mobiles 70 s'étendent jusque dans le carter 40. Cela verrouille le piston 42 par rapport au carter 40 pour immobiliser la jambe 12 dans la position descendue. Une fois que la came 72 a atteint sa position finale, le moteur 50 est arrêté. Sur la figure 6, le système de vis d'entraînement 16 est représenté dans un état déployé et verrouillé. Le train d'atterrissage 10 est apte à recevoir la force de fortes charges et ces chargés sont supportées par le carter 40 et le piston 42, et non par la vis d'entraînement 44. Pour déverrouiller le système de vis d'entraînement 16, l'aéronef décolle et une sollicitation en traction est exercée par le poids du train d'atterrissage 10 et déverrouille le système de vis d'entraînement 16. La came 72 est déverrouillée par le biais du contact entre la face oblique de la clavette 74 et la rainure de clavetage 82. Plus particulièrement, une combinaison de forces de compression et de réaction exercées par l'élément de sollicitation 80 et les surfaces d'entraînement complémentaires sert à transmettre le couple. De la sorte, la vis d'entraînement 44 tourne en sens inverse, ce qui fait tourner la came 72 et déverrouille les segments mobiles 70. Les surfaces d'entraînement complémentaires sont entre 45 et 70 degrés, à mesure que l'inclinaison augmente, la dépendance aux frottements statiques évoluant de la même manière pour transmettre le couple. Les segments mobiles 70 reculent sous l'effet de la sollicitation du piston agissant sur l'angle d'inclinaison des segments mobiles 70, comme illustré sur la Figure 8. Les formes de réalisation décrites plus haut offrent divers avantages, dont ceux d'un système d'auto-verrouillage et déverrouillage qui rendent inutile une commande ou un dispositif mécanique ou électrique séparé pour déverrouiller ou reverrouiller l'actionneur pendant un fonctionnement normal. Cela allège l'actionneur et réduit les dimensions requises en longueur et en diamètre en comparaison des actionneurs de verrouillage selon la technique antérieure qui nécessitent une instruction séparée pour déverrouiller l'élément de verrouillage. L'allègement et la réduction de l'encombrement peuvent l'un et l'autre apporter des avantages pour le fonctionnement. Grace à l'invention, le système comprend peu de pièces mobiles et l'agencement rotatif assure une grande surface de contact pour le verrouillage et de faibles pressions de contact. Le système d'autoverrouillage peut offrir ces avantages dans tout environnement approprié, dont celui du train d'atterrissage décrit plus haut. Liste des repères 10 train d'atterrissage 12 jambe 14 système d'attache 16 système de vis d'entraînement 20 première extrémité 22 support de roue 24 seconde extrémité 26 roue 28 première extrémité 30 seconde extrémité 40 carter 42 piston 44 vis d'entraînement 46 système d'écrou 48 capuchon de vis 50 moteur 52 embout à oeillet 54 intérieur 56 extrémité ouverte 58 cran 60 partie 62 autre partie 70 segment mobile 72 came 74 clavette 76 logement d'écrou 78 capuchon d'écrou 80 élément de sollicitation REVENDICATIONS1. Train d'atterrissage (10) pour aéronef, comportant : une jambe (12) ayant une première extrémité (20) montée sur l'aéronef de manière à pouvoir tourner entre des positions rentrée et sortie ; un système d'attache (14) comprenant de multiples attaches montées à rotation pour pouvoir pivoter, l'une des attaches étant montée à rotation sur l'aéronef et une autre des attaches étant montée à rotation sur la jambe (12) ; et un système de vis d'entraînement (16) comprenant : un carter (40) monté sur l'aéronef et ayant un intérieur (54) avec une extrémité ouverte (56) et ayant au moins un cran (58) ; un piston (42) ayant au moins une partie (60) logée dans l'intérieur (54) et monté en translation sur le carter (40) de manière a pouvoir coulisser pour aller et venir par rapport au carter (40) et une autre partie (62) montée sur le système d'attache (14) ; une vis d'entraînement (44) disposée dans le carter (40) et s'étendant jusque dans le piston (42) ; un système d'écrou (46) vissé sur la vis d'entraînement (44) et ayant au moins un segment mobile (70) pouvant être reçu dans le cran (58), et une came (72) coopérant avec le segment mobile (70) pour faire entrer le segment (70) dans le cran (58), et la came (72) ayant une clavette (74) ; un capuchon de vis (48) supportant à rotation une extrémité de la vis d'entraînement (44) à proximité de l'extrémité ouverte (56) et ayant une rainure de clavetage (82) pour recevoir la clavette (74) ;dans lequel, lorsque tourne la vis d'entraînement (44), le système d'écrou (46) se déplace sur la vis d'entraînement (44) et vient au contact du piston (42) pour faire passer la jambe (12) de la position rentrée à la position sortie et, lorsque la clavette (74) s'engage dans la rainure de clavetage (82), la came (72) fait entrer le segment mobile (70) dans le cran (58), ce qui verrouille le piston (42) par rapport au carter (40) pour immobiliser la jambe (12) dans la position sortie. 2. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 1, dans lequel le système d'écrou (46) comprend en outre un élément de sollicitation (80) poussant axialement la came (72) le long de la vis d'entraînement (44) vers le capuchon de vis (48). 3. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 1, dans lequel la came (72) comprend une surface de guidage (86) butant contre une extrémité du segment mobile (70). 4. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 3, dans lequel la surface de guidage (86) a un rayon croissant de façon que la rotation de la came (72) déploie radialement le segment mobile (70). 5. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 4, dans lequel la surface de guidage (86) se termine par une butée (90) qui vient buter contre le segment mobile (70) après une rotation prédéterminée. 6. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 1, dans lequel le cran (58) et le segment mobile (70) ont des surfaces complémentaires. 7. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 6, dans lequel les surfaces complémentaires sont obliques par rapport à un axe de rotation de la vis d'entraînement (44). 8. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 1, dans lequel la clavette (74) et la rainure de clavetage (82) ont des chanfreins complémentaires empêchant un verrouillage immédiat de la clavette (74) dans la rainure de clavetage (82) tout au début du contact entre la clavette (74) et la rainure de clavetage (82). 9. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 8, dans lequel le système d'écrou (46) comprend en outre un élément de sollicitation (80) poussant axialement la came (72) le long de la vis d'entraînement (44) vers le capuchon de vis (48). 10. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 8, dans lequel la clavette (74) et la rainure de clavetage (82) ont des surfaces d'entraînement complémentaires qui viennent en butée quand la clavette (74) est logée dans la rainure de clavetage (82). 11. Train d'atterrissage (10) selon la revendication 10, dans lequel les surfaces d'entraînement complémentaires sont obliques entre 45 et 70 degrés. 12. Système de vis d'entraînement (16), comportant : un carter (40) ayant une première extrémité pour un montage sur une structure et ayant un intérieur (54) avec une extrémité ouverte (56) et ayant au moins un cran (58) ; un piston (42) ayant au moins une partie (60) logée dans l'intérieur (54) et monté à translation sur le carter (40) de manière à pouvoir coulisser pour aller et venir par rapport au carter (40) et une autre partie (62) pour un montage sur une partie mobile ; une vis d'entraînement (44) disposée dans le carter (40) et s'étendant jusque dans le piston (42) ; un système d'écrou (46) vissé sur la vis d'entraînement (44) et ayant au moins un segment mobile (70) pouvant être reçu dans le cran (58), et une came (72) coopérant avec le segment mobile (70)pour faire entrer le segment mobile (70) dans le cran (58), et la came (72) ayant une clavette (74) ; et un capuchon de vis (48) supportant à rotation une extrémité de la vis d'entraînement (44) tout près de l'extrémité ouverte (56) et ayant une rainure de clavetage (82) pour recevoir la clavette (74) ; dans lequel, lorsque tourne la vis d'entraînement (44), le système d'écrou (46) se déplace sur la vis d'entraînement (44) pour faire sortir le piston (42) du carter (40) en amenant finalement la clavette (74) à s'engager dans la rainure de clavetage (82), ce qui amène la came (72) à faire entrer le segment mobile (70) dans le cran (58), ce qui verrouille le piston (42) par rapport au carter (40). 13. Système de vis d'entraînement (16) selon la revendication 12, dans lequel la came (72) comprend une surface de guidage (86) butant contre une extrémité du segment mobile (70). 14. Système de vis d'entraînement (16) selon la revendication 13, dans lequel la surface de guidage (86) a un rayon croissant de façon que la rotation de la came (72) déploie radialement le segment mobile (70). 15. Système de vis d'entraînement (16) selon la revendication 14, dans lequel la surface de guidage (86) se termine par une butée (90) qui vient buter contre le segment mobile (70) après une rotation dans une mesure prédéterminée. 16. Système de vis d' entraînement (16) selon la revendication 12, dans lequel le cran (58) et le segment mobile (70) ont des surfaces complémentaires. 17. Système de vis d'entraînement (16) selon la revendication 12, dans lequel la clavette (74) et la rainure de clavetage (82) ont des chanfreins complémentaires empêchant un verrouillage immédiat de la clavette (74) dans la rainure declavetage (82) tout au début du contact entre la clavette (74) et la rainure de clavetage (82). 18. Système de vis d'entraînement (16) selon la revendication 17, dans lequel le système d'écrou (46) comprend en outre un élément de sollicitation (80) poussant axialement la came (72) le long de la vis d'entraînement (44) vers le capuchon de vis (48). 19. Système de vis d'entraînement (16) selon la revendication 17, dans lequel la clavette (74) et la rainure de clavetage (82) ont des surfaces d'entraînement complémentaires qui viennent en butée quand la clavette (74) est logée dans la rainure de clavetage (82). 20. Système de vis d' entraînement (16) selon la revendication 19, dans lequel les surfaces d'entraînement complémentaires sont obliques entre 45 et 70 degrés.