Perfeccionamientos en la detección de esfuerzo sobre un accionador de mando de vuelo.
Conjunto de detección que comprende:
- un accionador (1) de mando de vuelo que presenta
una vía primaria y una vía secundaria apta para absorber el esfuerzo de la vía primaria en caso de fallo deésta,
comprendiendo la vía primaria un tornillo (3), comprendiendo la vía secundaria un vástago (9) deseguridad de absorción de esfuerzo que atraviesa el tornillo,
una pieza de enganche de la vía primaria que termina el tornillo (3) de ésta,
una pieza de enganche (8) de la vía secundaria cuya forma hembra (10) recibe, con juego cuando la víaprimaria soporta el esfuerzo, una forma macho (7) que termina el vástago de seguridad de absorción deesfuerzo, siendo la forma macho (7) que termina el vástago (9) y la forma hembra (10) de la pieza deenganche (8) de la vía secundaria, esféricas o de revolución,
- una placa (11) de fijación,
que está unida a la pieza de enganche (8) de la vía secundaria,
y siendo apta para estar unida a la estructura (S2) de una aeronave,
- unos medios de detección de puesta bajo carga de la vía secundaria del accionador de mando de vuelodurante una ruptura de la vía primaria,
caracterizado porque
dichos medios de detección de puesta bajo carga de la vía secundaria comprenden por lo menos un sensor aptopara detectar un esfuerzo (17a, 17b),
estando dicho sensor dispuesto sobre la placa (11) de fijación, para detectar un esfuerzo sobre la placa (11) ydetectar así su puesta bajo carga.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08165087.
Solicitante: GOODRICH ACTUATION SYSTEMS SAS.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 106, rue Fourny 78530 Buc FRANCIA.
Inventor/es: MOALIC,JEAN-MARC, TURPIN,PIERRE, SELLIER,PHILIPPE.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B64C13/28 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA. › B64C AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón de aire B60V). › B64C 13/00 Sistemas de control o sistemas de transmisión para la actuación de superficies de control de vuelo, flaps hipersustentadores, aerofrenos, o desprendedores de capa límite (spoilers). › mecánicos.
- F16H25/20 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL. › F16H TRANSMISIONES. › F16H 25/00 Transmisiones que implican esencialmente y únicamente sistemas de leva y ruleta o mecanismos de tornillo y tuerca. › Mecanismos de tornillo (con inversión automática F16H 25/12).
PDF original: ES-2422163_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Perfeccionamientos en la detección de esfuerzo sobre un accionador de mando de vuelo.
Campo técnico general y técnica anterior
La presente invención se refiere a la detección de esfuerzo sobre un accionador de mando de vuelo.
En particular, pero no de forma limitativa, la invención se refiere a la detección de la absorción de esfuerzo por una vía secundaria de un accionador de mando de vuelo de aeronave y encuentra en particular aplicación ventajosamente en el caso de un accionador de tipo THSA (“Trimmable Horizontal Stabilizer Actuator”) .
Se sabe que clásicamente, dichos accionadores comprenden dos vías mecánicas, una primaria, la otra secundaria, estando esta última destinada a absorber el esfuerzo cuando la vía primaria falla.
En funcionamiento, sobre la vía primaria, los esfuerzos transitan por un tornillo de bolas o de rodillos hueco. Esta característica permite alojar en el mismo un vástago de seguridad (barra denominada “fail safe”) , ranurada en sus extremos y unida con juego al tornillo. Esta estructura asegura la continuidad de la transmisión de los esfuerzos y de la rotación del conjunto (evitando una separación axial de los elementos del tornillo, en caso de rotura del propio tornillo) . El tornillo termina por uno de sus extremos por una pieza de enganche por la cual está unido a la aeronave (enganche alto primario) . En caso de fallo de éste, los esfuerzos son absorbidos por el vástago de seguridad cuyo extremo es una forma macho (por ejemplo una esfera) dispuesta en una forma hembra de una pieza de enganche de la vía secundaria (enganche alto secundario) . Este enganche secundario está a su vez unido a la aeronave por medio de una pieza de enganche del avión diferente de la utilizada para soportar la vía primaria.
En funcionamiento “normal”, cuando la vía primaria soporta el esfuerzo, existe un juego entre la forma macho que termina el vástago de seguridad y la forma hembra de la pieza de enganche de la vía secundaria, de manera que la pieza de enganche secundaria avión no soporta otro esfuerzo que el peso de la pieza de enganche hembra secundaria del THSA.
Cuando tiene lugar el fallo de la vía primaria, la forma macho que termina el tornillo entra en contacto con la forma hembra de la pieza de enganche de la vía secundaria, lo que provoca la absorción de esfuerzo por la placa de fijación secundaria del avión.
Se conocen ya por ejemplo a partir del documento FR 2 858 036 o EP 1 557 588, unos dispositivos para la detección de la absorción de esfuerzo por una vía secundaria.
Sin embargo, las soluciones propuestas hasta el presente están generalmente fundadas en una detección del desplazamiento o de la separación entre diferentes piezas.
Se desea poder proponer unas soluciones que permitan mejorar aún la fiabilidad de las detecciones de las puestas bajo carga de las vías secundarias.
Se desea asimismo poder proponer unas soluciones de integración menos compleja que las soluciones citadas con sensores de detección de desplazamiento o de separación.
Se conocen por otra parte a partir del documento US nº 3.695.096 unos tornillos instrumentados que presentan un orificio axial equipado con galgas de esfuerzo destinadas a permitir controlar de forma permanente la tensión soportada por una pieza de unión.
Presentación de la invención Un objetivo de la invención es por tanto proponer una solución para detectar la absorción de esfuerzo, con el fin de informar en particular al piloto de que la vía secundaria ha tomado el relevo de la vía primaria.
Otro objetivo de la invención es resolver en particular esta problemática de detección de una forma simple y eficaz.
Otro objetivo de la invención es proponer una solución que permita evitar cualquier detección intempestiva, y esto incluso cuando el accionador debe poder ser sometido a unos entornos exteriores severos, en particular mecánicos, químicos, climáticos o eléctricos.
Otro objetivo aún de la invención es proponer una solución particularmente simple en términos de integración.
Más particularmente, la invención propone un accionador de mando de vuelo según la reivindicación 1.
Así, se detectan las tensiones sobre las piezas que aseguran el enganche alto de la vía secundaria para poner en evidencia una absorción de esfuerzo por la vía secundaria.
Dicha solución tiene la ventaja de ser fiable y poco complicada de implantar.
Por otra parte, en un modo de realización que no pretende ser limitativo, un sensor apropiado para detectar un esfuerzo está dispuesto sobre por lo menos un tornillo de fijación que asegura el enganche alto de la vía secundaria y/o sobre un anillo aplicado sobre éste. Se observará que una ventaja importante de esta solución es que se integra fácilmente sobre unos equipos existentes, sin necesitar modificaciones sustanciales en estos (es suficiente esencialmente cambiar el tornillo y el conjunto tornillo/anillo) y en particular sin modificación de las placas de fijación del avión y del accionador.
El sensor apto para detectar un esfuerzo puede comprender una o varias galgas extenisométricas, siendo estas galgas aptas para deformarse bajo el efecto de la tensión generada cuando la vía secundaria es cargada y absorbe el esfuerzo.
En particular, pueden estar previstas por lo menos dos o tres membranas con galgas de esfuerzo dispuestas sobre el diámetro exterior del tornillo a 180º o 120º respectivamente y en la vertical del orificio de una placa de la pieza de enganche en la cual está alojada, presentando dicho montaje a nivel del orificio de la placa una pieza del tipo anillo con elementos en resalte aptos para poner en tensión una o varias de las membranas por lo menos en ciertas configuraciones de puesta bajo carga.
Una alternativa consiste en que las membranas comprendan un elemento sobresaliente apto para ser puesto en contacto por la placa para una o varias de las membranas por lo menos en ciertas configuraciones de puesta bajo carga.
Se podrá añadir un dispositivo de tipo caja de resorte sobre el tornillo de manera que la puesta bajo carga de las membranas sea independiente del esfuerzo de par de apriete aplicado al tornillo durante el montaje.
En un conjunto que comprende dos tornillos equipados, se podrá, por medio de una caja electrónica, tratar una o las dos señales de manera cuantitativa así como relativa, para fiabilizar la pertinencia de la medición.
En otra variante de realización, está previsto reemplazar el dispositivo con galgas de esfuerzos por unos medios para excitar en vibración el tornillo de fijación del enganche alto de la vía secundaria, y/o un anillo aplicado sobre éste, unos medios para elevar las vibraciones así generadas y unos medios de tratamiento para detectar un cambio de la repuesta en frecuencia de la pieza excitada.
Puede estar previsto asimismo que una pieza de enganche que comprende un anillo deformable, solidario o no al eje, y que presenta por lo menos un sensor de presión, sustituya al dispositivo con galgas de esfuerzos.
La invención se refiere asimismo a la utilización de por lo menos un tornillo de fijación que comprende unos medios que forman un sensor apto para detectar un esfuerzo o de un conjunto compuesto por un tornillo de fijación y por un anillo que comprende dichos medios, para la fijación del enganche alto de la vía secundaria de un accionador de mando de vuelo.
El sistema de fijación del enganche alto del accionador de mando de vuelo está completado además ventajosamente por las diferentes características de las reivindicaciones 2 a 9.
Presentación de las figuras Otras características y ventajas de la invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente, la cual es puramente ilustrativa y no limitativa, y debe ser leída con respecto a los planos adjuntos, en los que:
• la figura 1 es una representación esquemática que ilustra el principio de un accionador;
• las figuras 2a a 2c son unas representaciones esquemáticas en vista lateral y en sección que ilustran la fijación del enganche alto de la vía secundaria;
• las figuras 3a y 3b ilustran un modo de realización posible para los medios de detección dispuestos a nivel de las piezas que participan en el enganche alto tal como las ilustradas en las figuras 2a a 2c;
• las figuras 4a y 4b son unas representaciones esquemáticas en sección que ilustran otro modo de realización posible;
• la figura 5 es una representación esquemática en perspectiva del modo de realización de las figuras 4a y 4b,
• la... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Conjunto de detección que comprende:
- un accionador (1) de mando de vuelo que presenta
una vía primaria y una vía secundaria apta para absorber el esfuerzo de la vía primaria en caso de fallo de ésta, comprendiendo la vía primaria un tornillo (3) , comprendiendo la vía secundaria un vástago (9) de seguridad de absorción de esfuerzo que atraviesa el tornillo,
una pieza de enganche de la vía primaria que termina el tornillo (3) de ésta,
una pieza de enganche (8) de la vía secundaria cuya forma hembra (10) recibe, con juego cuando la vía primaria soporta el esfuerzo, una forma macho (7) que termina el vástago de seguridad de absorción de esfuerzo, siendo la forma macho (7) que termina el vástago (9) y la forma hembra (10) de la pieza de enganche (8) de la vía secundaria, esféricas o de revolución,
- una placa (11) de fijación,
que está unida a la pieza de enganche (8) de la vía secundaria, y siendo apta para estar unida a la estructura (S2) de una aeronave,
- unos medios de detección de puesta bajo carga de la vía secundaria del accionador de mando de vuelo durante una ruptura de la vía primaria,
caracterizado porque
dichos medios de detección de puesta bajo carga de la vía secundaria comprenden por lo menos un sensor apto para detectar un esfuerzo (17a, 17b) ,
estando dicho sensor dispuesto sobre la placa (11) de fijación, para detectar un esfuerzo sobre la placa (11) y detectar así su puesta bajo carga.
2. Conjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque el sensor apto para detectar un esfuerzo comprende unos medios (17a) para excitar en vibración la placa (11) de fijación de la aeronave, unos medios (17b) para elevar las vibraciones así generadas sobre esta placa (11) y unos medios de tratamiento para detectar un cambio de la respuesta en frecuencia de la placa excitada.
3. Conjunto según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque comprende además un sensor apto para detectar un esfuerzo que comprende: unos medios (17a) para excitar en vibración la pieza de enganche (8) de la vía secundaria,
unos medios (17b) para elevar las vibraciones así generadas sobre esta pieza de enganche (8) , y unos medios de tratamiento para detectar un cambio de la respuesta en frecuencia de dicha pieza de enganche (8) excitada.
4. Conjunto según una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque los medios de excitación (17a) y los medios (17b) para elevar las vibraciones son de tipo piezoeléctricos.
5. Conjunto según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la pieza de enganche (8) comprende por lo menos un sensor de presión.
6. Conjunto según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, como la pieza de enganche (8) de la vía secundaria comprende unas placas, por lo menos una de estas placas comprende un anillo (19) deformable que presenta por lo menos un sensor de presión (20) .
7. Conjunto según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque el sensor de presión es del tipo puente de silicio.
8. Conjunto según una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado porque el anillo deformable (19) comprende una envolvente rellena de un material, por ejemplo de tipo aceite de silicona.
9. Conjunto según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende varios medios de detección de puesta bajo carga de la vía secundaria dispuestos sobre una o varias de las piezas de entre la pieza de
enganche (8) de la vía secundaria, la placa de fijación (11) de la aeronave y unos medios de fijación que realizan la fijación de dicha pieza de enganche a dicha placa, para asegurar unas mediciones redundantes o complementarias.
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