专利名称：具有单个马达驱动系统的双动式伸缩线性致动器的制作方法
具有单个马达驱动系统的双动式伸缩线性致动器本发明涉及一种用于使第一元件和第二元件相对于固定元件移动的双动式的伸 缩线性致动器的驱动系统，这三个元件特别属于用于涡轮喷气发动机机舱的推力反向器， 该涡轮喷气发动机机舱例如在以申请人公司的名义以编号No. 06. 05512提交的还未公开 的法国专利申请中描述。飞机通过分别安置在机舱内的多个涡轮喷气发动机被推进，机舱还容纳了与其操 作相关并在涡轮喷气发动机工作或不工作时执行多种功能的辅助致动装置的集合。这些辅 助致动装置特别包括用于致动推力反向器的机械系统。机舱通常具有包括位于涡轮喷气发动机上游的进风口的管状结构，用于包围涡轮 喷气发动机的风扇的中央区段，以及容纳推力反向装置并用于包围涡轮喷气发动机的燃烧 室的下游区段，机舱通常终止于喷射管喷嘴，喷嘴的出口位于涡轮喷气发动机的下游。现代机舱用来容纳能够使用旋转风扇的叶片产生来自于涡轮喷气发动机的燃烧室的热空气流(公知的也称为主流)以及冷空气流(旁通流或次流)的旁通涡轮喷气发动 机，冷却空气流围绕涡轮喷气发动机的外侧流动经过还公知为流路的环形通道，环形通道 形成在涡轮喷气发动机的机罩和机舱的内壁之间，两股空气流从涡轮喷气发动机经由机舱 后部喷射。推力反向器的目的在于在飞机着陆时通过重新向前引导由涡轮喷气发动机产生 的至少某些推力来改善飞机制动的能力。在此阶段，反向器堵住用于冷空气流动的流路，并 将其朝着机舱前部引导，由此产生增加飞机机轮制动的反向推力。用来对这种冷空气流完成重新引导的装置可根据反向器的类型而不同。但是，总 体来说，反向器的结构包括运动机罩，运动机罩可在伸出位置和回缩位置之间移动，在伸出 位置，运动机罩在机舱内打开用于转向流的通道，在缩回位置上运动机罩关闭这些通道。这 些机罩或者可执行偏转功能或者可简单地具有偏转装置。在格栅式(cascade-type)推力反向器的情况下，空气流被偏转叶片的格栅重新 引导，机罩具有只进行滑动的简单功能，用来暴露和覆盖这些格栅叶片，运动机罩的平移运 动沿着基本上平行于机舱轴线的纵向轴线。通过机罩的滑动而启动的互补的阻挡门通常使 得流路在格栅叶片下游被关闭，以使得对冷空气流的重新引导最优化。除了其反向推力的功能之外，这种滑动机罩形成后部区段的一部分，并具有形成 有用于引导空气流排出的喷射管喷嘴的下游端。这种喷嘴会为引导热空气流的主喷嘴提供 补充，它公知的称为次喷嘴。文献FR06. 05512中提出了调节喷嘴截面以适应飞行中经历的各阶段的问题，尤 其是起飞和降落阶段。文献FR06.05512描述(见附图的
图1和2) 了一种推力反向器，其一方面包括用 于偏转涡轮喷射发动机的空气流的至少一部分的格栅叶片11，并且另一方面包括能够在机 舱的基本上纵向的方向上平移运动并能够由关闭位置到打开位置交替地移动的至少一个 机罩10，在关闭位置，机罩确保机舱的空气动力连续性并覆盖偏转叶片11的格栅，在打开 位置，机罩打开机舱内的通道并暴露偏转叶片11。
运动机罩10包括外部部件IOa和内部部件10b，其均安装成具有平移运动的能力， 并且均与一伸缩致动缸30相连接，以能够使其纵向平移运动(见图2)。外部部件IOa(在 机罩10的下游侧)形成用来引导空气流排出的喷射管喷嘴。通过将运动机罩10分成可至少部分地彼此独立地运动的内部部件IOb和外部部 件10a，可以调整外部部件IOa和内部部件IOb的相对位置以适于飞行状况，其方式是在运 动机罩10位于覆盖偏转叶片11的格栅的关闭位置时以及在运动机罩10位于打开位置时， 通过改变运动机罩10的内部空气动力路线来改变由运动机罩10形成的喷射管喷嘴的截 面。
伸缩的致动缸30具有用于移动内部部件IOb的第一杆30b，以及滑动安装在第一 杆30b内以便移动机罩的外部部件IOa的第二杆30a。内部部件IOb通过设置在杆30b的 每一侧的椭圆形眼孔32与第一杆30b相接附，以减小接附点的突出部，并防止致动缸30与 固定前部支架以及运动机罩的外部部件IOa和内部部件IOb接附的三个接附点的对准过程 中的任何不确定的静态应力。这种解决方法对于具有足够的有效功率以补偿两个致动杆30a和30b之间由于不 良对准而产生的摩擦力干扰的气动或液压致动缸来说是令人满意的。与之相比，在采用电致动缸的情况下，由于需要增加有效功率以克服摩擦，所以有 可能会造成致动缸的控制电马达过载，不利地影响了整体的质量、尺寸以及成本，摩擦力干 扰由此是有害的。另外，双动式的电致动缸通常具有致动问题。具体地说，由于第二杆能够相对于致 动缸的底座移动，因此它难以将致动装置组合到致动缸的所述底座内，并且第二杆通常必 须装备其自身的马达，该马达因此也能够移动。这些问题已经通过提出了用于相对于固定元件移动第一元件和第二元件的伸缩 式线性致动器而被解决，该伸缩式线性致动器包括底座，该底座用来与固定元件相接附，并 用作第一杆的壳体，第一杆不能转动，但是能够通过要与转动驱动装置上相连接的驱动轴 而被平移驱动，第一杆用来通过其一端与要被移动的第一元件相接附，第一杆支承第二杆， 第二杆与第一杆连续配置并用来通过其一端与要被移动的第二元件相接附，所述第二杆不 能转动，但是通过穿过底座并与转动驱动装置相连接的第二驱动轴而被平移驱动。这样的配置使得用于对致动器的两个杆进行致动的装置可在其底座内结合在一 起。本发明的目的在于提供一种简单可靠的致动系统，使得两个杆通过单个马达致 动。另外，这种驱动系统需要根据所预期的飞行应用来控制移动部件，即在推力反向 器锁定在关闭位置时，可变的喷嘴区段通常受到控制，在推力反向器伸出时，可变喷嘴相反 地位于最大伸出位置。为此，本发明涉及一种用于使第一元件和第二元件相对于固定元件移动的伸缩式 线性致动器，该伸缩式线性致动器包括底座，该底座用来与固定元件相接附，并用作第一杆 的壳体，第一杆不能转动，但是能够通过用来与转动驱动装置相连接的驱动轴被平移驱动， 第一杆通过其一端与要被移动的第一元件相接附，第一杆支承第二杆，第二杆与第一杆连 续配置并通过其一端与要被移动的第二元件相接附，所述第二杆不能转动，但是能够通过穿过底座并与转动驱动装置相连接的第二驱动轴被平移驱动，其特征在于，驱动所述杆的 装置包括能够驱动至少一个差动装置的输入轴的马达，所述差动装置一方面具有与第一或 第二驱动轴之一相连接的第一输出轴，另一方面具有其本身与第二或第一驱动轴相连接的 第二输出轴。 此处的差动装置指的是通过分配运动载荷将驱动速度分配给多个输出轴的任何 机械装置。因此，通过经由差动装置驱动致动器的杆，可以使用同一驱动装置来移动运动部 件中的一个或另一个。有利的是，差动装置的输出轴与用来防止其转动的独立装置相关联。这样的构造 使得可通过锁定或制动轴来控制的运动部件中的一个或另一个的移动得以控制。同样有利的是，在平移的方向上通过固定相应的杆来阻止至少一个输出轴转动。 具体地，通过使用特定的锁定装置将杆锁定，可有利地防止轴移动。因此，对于推力反向器， 运动机罩与确定其关闭或打开位置的三个锁栓相关联。这些锁栓还可用来阻止(甚至是间 接地)轴转动。有利的是，至少一个输出轴包括至少一个减速级。优选地，至少一个输出轴配备有手动驱动装置。有利的是，两个输出轴是同心的。有利的是，差动装置被制成行星系齿轮组的形式。本发明还涉及一种用于涡轮喷气发动机机舱的推力反向器，其一方面包括用于偏 转涡轮喷气发动机的一个空气流的至少一部分的装置，另一方面包括能够在基本上平行于 机舱的纵向轴线的方向上平移运动并能够从关闭位置到打开位置交替地移动的至少一个 机罩，在关闭位置，机罩确保机舱的空气动力连续性并覆盖偏转装置，在打开位置，机罩打 开机舱内的通道并暴露偏转装置，运动机罩包括至少一个喷嘴形成的端部部件，所述部件 被安装成能够相对于机罩的其它部分平移运动，其特征在于，推力反向器还包括根据本发 明的用于移动运动机罩和喷嘴的致动器。参考附图，在下面给出的详细描述的帮助下将更加容易地理解本发明的应用。图1(已经描述过)是根据现有技术的推力反向器的纵向截面的局部示意视图，推 力反向器配备有被分成可以彼此相对运动的内部部件和外部部件的运动机罩。图2(已经描述过)表示根据现有技术的气动或液压式伸缩致动缸，其用于致动机 罩的内部部件和外部部件以致动形成图1的可变喷嘴的推力反向器。图3示意表示可用于图1和2所示类型的推力反向器以便移动其运动机罩的内部 部件和外部部件的双动式伸缩线性致动器的一个实例。图4是配备有根据本发明的差动驱动系统的图3的致动器的视图。图3所示的伸缩线性致动器用来使得第一元件(在此实例中是图1和2中的机罩 的内部部件IOb)以及第二部件(在此实例中是机罩的外部部件IOa)相对于固定元件(在 此实例中是推力反向器的固定前部框架102)移动。致动器包括被设计成通过万向节103与固定前部框架102相接附的总体为管形的 底座101。形成伸缩致动器的第一杆的筒状管106被安装成使其可轴向平移移动，但是不能通过万向节108转动，该管状管被设计成在一端处通过万向节108与内部部件IOb相接附。滚珠螺杆式驱动螺杆104被安装成能够在它所驱动的管106内转动。第一电马达驱动装置107被设置用于转动驱动螺杆104，以便从底座101中伸出管 106或者使其缩回其中。管状滑动件111被安装成能够在 驱动螺杆104内转动。轴向平移地连接到套筒106的第一杆112被安装成能够在管状滑动件111内轴向 平移运动。第二电马达驱动装置113被设置用于转动滑动件111。构成伸缩致动器的第二杆的管117能够平移运动但是不能转动，其通过一端118 与机罩的外部部件IOa相接附。根据本发明，驱动装置包括能够驱动构成行星系齿轮组206的输入轴的轴210的 单个电马达M。随后通过行星系齿轮组，输入轴210被驱动的转动运动一方面被分配到连接到第 一驱动轴104的第一输出轴203，并且另一方面经由侧齿轮204被分配到第二输出轴207， 第二输出轴207可经由减速级来驱动套筒111。行星系齿轮组206还可结合手动驱动装置221、222，使得第一输出轴203和第二输 出轴207可能通过连接外部电马达或适当的工具而分别被驱动。操作时，当要阻止可动件A平移运动，或者直接阻止可动件A的驱动轴104转动 时，通过马达M的输入轴210的驱动运动使得行星系齿轮组206转动，从而使侧齿轮204围 绕其轴线旋转。侧齿轮204之一的转动被传递给第二输入轴207，由此转动套筒111。套筒111的转动如上所述被传递给轴112，并且被阻止转动的可动件B被相应的平 移运动驱动。相反地，当要阻止可动件B平移运动或者在例如通过配置在相应手动驱动装置 222内的驱动系内的制动器213阻止第二输出轴207转动时，由通过马达M驱动输入轴210 的运动使得与侧齿轮204保持成整体的行星系齿轮组206转动(由于第二输出轴被锁定也 阻止它们转动)，所有的侧齿轮204接着驱动第一轴203，其转动运动被传递到第一驱动轴 104，并且如上所述转换成可动件A的平移运动。手动方式遵循大致相同的操作过程，只需阻止不希望驱动的输出轴发生转动即可。如上所述，根据本发明的驱动系统具有利用单个马达和单个控制器就可使得可动 件A、B中的一个或另一个移动的优点，这种移动只取决于相反地保持锁定位置的可动件B、 A0可动件A、B的固定主要通过锁栓来实现，出于安全原因，锁栓与这些装置将形成 一个整体。特别是，在推力反向器的应用的描述中，运动机罩10必须与三个锁定系统相关 联。可变的喷嘴系统还具有限制喷嘴平移运动的内部末端挡板。可以注意到，这种驱动系统满足了多种安全需要，并且特别可靠。具体来说，即便是可动件B (通常是喷嘴挡板系统)的移动功能损失了，也要可动 件A(通常是推力反向器)失去全部三个锁栓系统才可能会导致不利的情况，而这样的意外 的发生是极不可能的(可能性小于1 X ΙΟ"9)。
相反，可动件A(通常是推力反向器)的运动功能的损失意味着可动件B(通常是 喷嘴)将返回到锁定位置。如果在要操作可动件A时可动件B并没有处于锁定位置，马达M将首先使得可动 件B伸出或返回到其行程终端的止挡之一。因此结果是不损失功能，只是简单地延迟操作， 没有更为可怕的后果。如上所述，根据本发明的致动器特别用来致动推力反向器机罩的部件。非常明显 的是，根据要被移动的机罩的尺寸，有可能会需要使用一个或多个致动器。在使用多个致动 器的情况下，通过使得多个马达电动同步，两个杆可与其它致动器同步。还应该注意到，在所描述的实施例中，致动器的轴是通过同一电马达来驱动转动 的。非常明显的是可以(作为替代)为每个轴分别提供一个专用的电马达。虽然结合特定的实施例描述了本发明，非常明显的是本发明不以任何方式受到限 制，并且在所有等同技术及其组合落入本发明范围的情况下，本发明包括所描述的所有等 同技术及其组合。
权利要求
一种用于使第一元件(10b)和第二元件(10a)相对于固定元件(102)移动的伸缩式线性致动器，该伸缩式线性致动器包括底座(101)，该底座用来与所述固定元件(102)相接附，并用作第一杆(106)的壳体，所述第一杆不能转动，但是能够通过用来与转动驱动装置(107)相连接的驱动轴(104)被平移驱动，所述第一杆通过其一端(108)与要被移动的所述第一元件相接附，所述第一杆支承第二杆(117)，所述第二杆与所述第一杆连续配置并通过其一端(118)与要被移动的所述第二元件相接附，所述第二杆不能转动，但是能够通过穿过底座并与转动驱动装置(113、111)相连接的第二驱动轴(112)被平移驱动，其特征在于，驱动所述杆(106、117)的装置包括能够驱动至少一个差动装置的输入轴的马达，所述差动装置一方面具有与所述第一或第二驱动轴之一相连接的第一输出轴，另一方面具有其本身与所述第二或第一驱动轴相连接的第二输出轴。
2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述差动装置的所述输出轴与用来防止 其转动的独立装置相关联。
3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，至少一个所述输出轴通过在平移方向上 止动相应的杆而被阻止转动。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的致动器，其特征在于，至少一个所述输出轴包括 至少一个减速级。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的致动器，其特征在于，至少一个所述输出轴配备 有手动驱动装置。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的致动器，其特征在于，两个所述输出轴是同心的。
7.如权利要求1-6中的任一项所述的致动器，其特征在于，该致动器包括起所述差动 装置作用的行星系齿轮组。
8.一种用于涡轮喷气发动机机舱的推力反向器，该推力反向器一方面包括用于偏转所 述涡轮喷气发动机的一个空气流的至少一部分的装置，另一方面包括能够在基本上平行于 机舱的纵向轴线的方向上平移运动并能够从关闭位置到打开位置交替地移动的至少一个 机罩，在关闭位置，所述机罩确保所述机舱的空气动力连续性并覆盖所述偏转装置，在打开 位置，所述机罩打开所述机舱内的通道并暴露所述偏转装置，所述运动机罩包括至少一个 喷嘴形成的端部部件，所述部件被安装成能够相对于所述机罩的其它部分平移运动，其特 征在于，所述推力反向器还包括如权利要求1-7中的任一项的用于移动所述运动机罩和所 述喷嘴的所述致动器。
全文摘要
本发明涉及一种用于使第一元件(10b)和第二元件(10a)相对于固定元件(102)移动的伸缩式线性致动器，该伸缩式线性致动器包括底座(101)，该底座用来与固定元件(102)相接附，并用作第一杆(106)的壳体，第一杆不能转动，但是能够通过与转动驱动装置(107)相连接的驱动轴(104)被平移驱动，第一杆用来通过一端(108)与要被移动的第一元件相接附，第一杆支承第二杆(117)，第二杆与第一杆连续配置并用来通过一端(118)与要被移动的第二元件相接附，所述第二杆不能转动，但是能够通过穿过底座并与转动驱动装置(113、111)相连接的第二驱动轴(112)被平移驱动，其特征在于，驱动所述杆(106、117)的装置包括能够驱动至少一个差动装置的输入轴的马达，所述差动装置一方面具有与第一或第二驱动轴之一相连接的第一输出轴，另一方面具有其本身与第二或第一驱动轴相连接的第二输出轴。
文档编号F02K1/72GK101809849SQ200880108387
公开日2010年8月18日 申请日期2008年8月20日 优先权日2007年10月4日
发明者居·伯纳德·沃琪尔, 皮埃尔·安德烈·马赛尔·博迪 申请人:埃尔塞乐公司