PRIMERA ADICIÓN A LA PATENTE P200200553 BANCO DE ENSAYO HÍBRIDO, PARA VALIDACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ACTUADORES HIDRÁULICOS DE GRAN CAPACIDAD.

Primera adición a la patente P200200553 por banca de ensayos híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad,

empleado para realizar ensayos de durabilidad, pulsas de presión de fatiga, cargas estáticas, pruebas de presión y pruebas funcionales a alta y baja temperatura.En él se pueden realizar las pruebas de durabilidad simulando situaciones de trabajo reales; permite reproducir tanto la cinemática del actuador como las condiciones de temperatura y las cargas antagónicas que se producen realmente, mediante un actuador de carga realimentada; incorpora sistemas auxiliares para probar los actuadores en situaciones de presiones y carga máximas, pudiéndose emplear cualquier tipo de fluido hidráulico, y está concebido para adaptarlo a actuadores hidráulicos de entre 0,15 y 4 metros, intercambiando únicamente los útiles que simulan su cinemática.Este mismo sistema se emplea para realizar los ensayos de pulsos de presión de fatiga, pudiéndose así simular ensayos con complejos espectros de cargas de presión en el actuador

Primera adición a la patente nº P 200200553 por: "Banco de ensayos híbrido, para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad".

La patente principal P200200553 se refiere a un banco de ensayos híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad, utilizado para la realización de ensayos de durabilidad, de carga y de impulsos de fatiga de actuadores hidráulicos de gran capacidad.

El objeto de la presente adición es un banco de ensayos híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad, utilizado para la realización de ensayos de durabilidad, pulsos de presión de fatiga, cargas estáticas, pruebas de presión y pruebas funcionales a alta y baja temperatura de actuadores hidráulicos de gran capacidad.

El banco de ensayos, según la patente principal, permite reproducir tanto la cinemática del actuador como las condiciones de temperatura, los perfiles de presión y las cargas antagónicas que se producen en su vida real mediante un actuador realimentado, e incorpora sistemas auxiliares para la prueba de los actuadores en situaciones de presiones máximas, pudiéndose emplear cualquier tipo de fluido hidráulico.

El banco de ensayos, según la presente adición, incorpora sistemas auxiliares para la prueba de los actuadores en situaciones de presiones y cargas máximas, pudiéndose emplear cualquier tipo de fluido hidráulico.

Este mismo sistema se emplea para la realización de los ensayos de pulsos de presión de fatiga, pudiéndose así simular ensayos con complejos espectros de cargas de presión en el actuador.

Este banco de ensayos está concebido para poder ser adaptarlo a actuadores hidráulicos de cualquier tamaño (desde 15 cm hasta 4 metros), intercambiando únicamente los útiles que simulan su cinemática.

La aplicación prioritaria del banco de ensayos híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad objeto de la invención se encuentra en las pruebas que se requieren para los actuadores hidráulicos empleados en sectores como la aeronáutica. Presenta una solución completa para las pruebas de aceptación y certificación de los actuadores de gran capacidad aunque su gran versatilidad permite su utilización en otros componentes hidráulicos de este u otros sectores.

La aplicación principal de estos bancos es la realización de los ensayos de certificación (requisito indispensable para la obtención de certificados de aeronavegabilidad) de los actuadores hidráulicos utilizados en la retracción y extensión en los trenes de aterrizaje de aeronaves y de los actuadores utilizados para la apertura y cierre de las puertas de rampa carga. A pesar de estar concebidos para realizar ensayos sobre actuadores hidráulicos, estos bancos son fácilmente adaptables a otros tipo de componentes hidráulicos como pueden ser bloques de válvulas o canalizaciones. Sólo sería necesario cambiar las condiciones de contorno de cada componente y modificar los valores de carga, presión y fluido hidráulico de la instalación.

Una importante limitación de este tipo de instalaciones reside en las temperaturas de trabajo, donde el rango de funcionamiento es muy reducido, y no siendo compatible para altas y bajas temperaturas a la vez.

Según la presente adición, el control del actuador de cargas antagónicas se realiza mediante lazo cerrado con un control de fuerza en función del desplazamiento. Es decir, permite aplicar la carga requerida en tracción o compresión sobre el actuador hidráulico objeto de ensayo en función de su carrera, según los requerimientos de funcionamiento.

Esta bancada permite también la fijación del actuador en cualquier posición de la carrera (habitualmente unos milímetros antes de la máxima retracción y de la máxima extensión) para poder realizar las pruebas estáticas de carga límite y última y las pruebas de presión de prueba y de rotura.

Según la presente adición, en los ensayos de durabilidad se utilizan dos convertidores externos conectado cada uno de ellos a una de las cámaras del actuador hidráulico de ensayo. Mediante estos convertidores se realiza la transformación de la presión hidráulica de la línea convencional a presión del fluido hidráulico empleado por el actuador objeto de ensayo. Dichos convertidores se diseñan de tal forma que la relación de áreas de las cámaras permiten multiplicar o dividir la presión de la línea para obtener la requerida en el ensayo. Para realizar un ajuste más exacto de la presión se utiliza una limitadora de presión en la línea.

Un sistema de electroválvulas permite tener las dos líneas conectadas tanto a presión como a retorno. Este sistema es el encargado de alimentar las cámaras del actuador a ensayar, tanto en aportación de caudal a presión como en evacuación a retorno.

El comando de estas electroválvulas permite reproducir los perfiles de presión de ambas cámaras durante los recorridos de extensión y retracción del actuador hidráulico de ensayo.

Para conseguir un control del caudal (velocidad de extensión y retracción del actuador hidráulico) en función de la presión hidráulica, se dispone de un transductor de presión y dos reguladores de caudal en cada una de las líneas. Estos transductores de presión también permite realizar una medición en tiempo real de las presiones.

Para la realización de estos ensayos se dispone de un habitáculo acondicionado en temperatura donde se encuentra el actuador hidráulico para poder realizar los ensayos a las condiciones ambientales (alta y baja temperatura) exigidas. Los equipos de medida utilizados se colocarán fuera de dicho habitáculo para que la medida no se vea afectada por los cambios de temperatura.

Para conseguir realizar los ciclos de durabilidad a las condiciones de ambientales especificadas, se dispone de un sensor de temperatura (PT100) que mide la temperatura del aceite hidráulico que mueve el actuador hidráulico. Debido al movimiento se produce el calentamiento del aceite por lo que una vez superado el límite superior de temperatura el ensayo se detiene hasta que vuelve a bajar la temperatura y se reanuda el ensayo automáticamente.

En las líneas de alimentación se han incorporado unos intercambiadores de calor para permitir que en los ensayos en los que se requiera acondicionamiento de temperatura esta se mantenga tanto en el ambiente como en el fluido hidráulico que alimenta al actuador de ensayo.

Para los ensayos estáticos de carga y presión y pulsos de presión de fatiga se emplean dos cilindros multiplicadores que convierten en presión la fuerza ejercida sobre ellos por dos actuadores hidráulicos que trabajan alimentados por la red hidráulica convencional. El control de estos actuadores se realiza mediante lazo cerrado con un control de la presión de cada línea en función del tiempo.

Estos actuadores ejercen fuerzas de hasta 10 Tn que aplicadas sobre los multiplicadores son capaces de generar presiones de hasta 1000 bar debido a su pistón de pequeña área. El control por presión realizado sobre los actuadores de aplicación de fuerza permite realizar ciclos de fatiga de presión según perfiles complejos acordes con los planes de ensayo requeridos.

Transductores de presión situados en las líneas de salida de los multiplicadores permiten medir y controlar las presiones exactas que están siendo aplicadas en ambas cámaras del actuador de ensayo.

Para cumplir con todos los requisitos de ensayo se han diseñado dos tipos de anclaje del actuador hidráulico diferente. Ambos han sido diseñadas para permitir la ubicación de una célula de carga que permita obtener la fuerza que para una determinada presión esta ejerciendo el actuador de ensayo:

Anclaje tipo 1: La célula de carga está rotulada en los extremos y un sistema de guías permite que la deformación del actuador hidráulico sea mínima y de manera lineal.

Anclaje tipo 2: El actuador hidráulico se monta sobre unas chapas empotradas en la bancada principal que permiten un desplazamiento controlado del actuador hidráulico. La célula de carga se monta sobre una de estas chapas. El objetivo de estas deformaciones muy bien controladas de las chapas es la de reproducir el par torsor que se genera en las rótulas del actuador hidráulico.

La ventaja del banco de ensayos de esta adición respecto al de la patente principal...

1. Primera adición a la patente P200200553 por banco de ensayos híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad; caracterizado porque consta de:

a) un módulo principal (4) formado por una base con dos cabezales y una cámara climática (3) que se utilizará como habitáculo para conseguir las condiciones ambientales y de fluido necesarias;

b) un conjunto de cinemáticas que permiten el montaje de una gran diversidad de actuadores hidráulicos consiguiendo reproducir las condiciones de contorno necesarias y el movimiento real que tiene en la aeronave;

c) un multiplicador de presión (9), utilizado para conseguir cualquier perfil de presiones y utilización de cualquier fluido hidráulico para los ensayos de carga límite y fatiga;

d) uno o varios convertidores de presión (5), que permiten la utilización de cualquier fluido hidráulico en ensayos de durabilidad; de modo que permite, en un sólo banco de ensayos reproducir la cinemática de las condiciones de trabajo real, realizando todos los ensayos requeridos para la validación y cualificación de actuadores hidráulicos; incluyendo durabilidad, cargas límites, y ciclos de fatiga de presión; con diferentes fluidos hidráulicos, en diferentes condiciones de funcionamiento del actuador con diferentes condiciones ambientales y de fluido, y aplicando espectros complejos de carga.

2. Primera adición a la patente P200200553 por banco de ensayos híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad, según reivindicación 1, caracterizado porque cada cinemática del citado conjunto de cinemáticas viene definida por:

a) el punto de amarre fijo en la aeronave;

b) la trayectoria descrita por el punto móvil del actuador;

c) la longitud máxima y mínima del actuador;

d) el perfil de cargas en función del desplazamiento del actuador.