Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

UNION MECANICA FUSIBLE ENTRE DOS TUERCAS EN UN CONJUNTO DE TORNILLO DE SEGURIDAD EN FALLO.

Patente Europea. Resumen:

Conjunto (1, 10) que comprende por lo menos una primera (3) y una segunda (5) tuercas destinadas a cooperar con un tornillo que equipa en particular un gato de plano horizontal regulable para aeronave, y una unión mecánica entre la primera y la segunda tuercas que comprende un medio de arrastre fusible

(7, 9) de la segunda tuerca por la primera tuerca, caracterizado porque la unión mecánica comprende además un medio de separación que forma una cala (11) que permite un ajuste de una separación entre la primera y la segunda tuercas.

Solicitante: GOODRICH ACTUATION SYSTEMS SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 106, RUE FOURNY,78530 BUC.

Inventor/es: DORVAL, CHRISTIAN, PORT-ROBACH,ISABELLE, MEDINA,RAPHAEL, AMARAL,RUI.

Fecha de Publicación de la Concesión: 29 de Septiembre de 2010.

Fecha Solicitud PCT: 7 de Mayo de 2008.

Fecha Concesión Europea: 23 de Junio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes: B64C13/28 (...mecánicos), F16H25/24S.

Clasificación PCT: F16H25/24 (...Elementos esenciales para estos mecanismos, p. ej. tornillos, tuercas (25/22 tiene prioridad)), B64C13/28 (...mecánicos).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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UNION MECANICA FUSIBLE ENTRE DOS TUERCAS EN UN CONJUNTO DE TORNILLO DE SEGURIDAD EN FALLO.
Descripción:

Unión mecánica fusible entre dos tuercas en un conjunto de tornillo de seguridad en fallo.

La presente invención se refiere a una unión mecánica entre una tuerca primaria y una tuerca secundaria denominadas "de seguridad en fallo" (o también "fail safe" según la terminología inglesa), así como al conjunto así formado.

La invención encuentra en particular ventajosamente una aplicación en el caso de accionador de tipo THSA ("Trimmable Horizonal Stabilizer Actuator" o accionador de plano horizontal regulable) que equipan unas aeronaves. Estos accionadores comprenden dos vías mecánicas, una primaria, y otra secundaria, estando está última destinada a absorber el esfuerzo cuando aparece un fallo en la vía primaria. Cada una de las vías primaria y secundaria está asociada a una tuerca respectivamente primaria y secundaria.

En funcionamiento normal en la vía primaria, los esfuerzos transitan por la tuerca primaria hacia un tornillo de bolas o de rodillos, desde un plano horizontal variable de una aeronave, e inversamente. La tuerca secundaria está unida mecánicamente a la tuerca primaria con el fin de seguirla en sus movimientos de traslación a lo largo del tornillo de bolas o de rodillos, no sufriendo al mismo tiempo ninguna tensión de esfuerzo. Para ello, la tuerca secundaria presenta, por una parte, un fileteado complementario del fileteado del tornillo de bolas o de rodillos pero que presenta un juego con éste, y, por otra parte, está unida a la tuerca primaria por medio de un pivote fusible montado radialmente, perpendicularmente al eje del tornillo. El pivote, asegurando el seguimiento de la tuerca primaria por la tuerca secundaria, permite conservar el juego entre los fileteados de la tuerca secundaria y del tornillo con el fin de que no se produzca ningún contacto entre ellos en funcionamiento normal.

En caso de fallo de la vía primaria, en particular a nivel de la tuerca primaria, los esfuerzos transitan en un primer tiempo desde el plano horizontal variable de la aeronave por la tuerca primaria hacia la tuerca secundaria a través del pivote. El juego entre los fileteados de la tuerca secundaria y del tornillo es absorbido, disparando la transmisión de los esfuerzos precedentes de la tuerca secundaria hacia el tornillo. Sin embargo, cuando los esfuerzos que transitan son superiores al valor de una carga predeterminada, el pivote desempeña entonces la función de fusible y se rompe, liberando así la tuerca secundaria de la tuerca primaria. Entonces, los esfuerzos transitan desde el plano horizontal variable hacia el tornillo a través de la tuerca secundaria, utilizando la vía secundaria del accionador.

Se desprende de la tecnología del pivote fusible un inconveniente descrito a continuación. Cuando tiene lugar el ensamblaje de las dos tuercas sobre el tornillo, es necesario utilizar un aparellaje complejo con el fin de mantener las dos tuercas en una posición relativa una con respecto a la otra de manera que esté presente el juego preciso entre el fileteado de la tuerca secundaria y el fileteado del tornillo. Así, el alojamiento del pivote es contraperforado a través de las dos tuercas y se coloca el pivote. Esta operación es larga y costosa.

Un objetivo de la invención es proponer un conjunto formado por la tuerca primaria y la tuerca secundaria cuyo ensamblaje está simplificado, y es más rápido, asegurando al mismo tiempo una fiabilidad óptima en caso de funcionamiento en fallo de la tuerca primaria.

Con este fin, está previsto, según la invención, un conjunto que comprende una primera y una segunda tuercas, destinadas a cooperar con un tornillo que equipa en particular un gato de plano horizontal regulable para aeronave, y una unión mecánica entre la primera y la segunda tuercas que comprende un medio de arrastre fusible de la segunda tuerca por la primera tuerca, comprendiendo la unión mecánica además un medio de separación que forma una cala que permite un ajuste de una separación entre la primera y la segunda tuercas.

Así, la utilización en la unión mecánica de un medio de separación que forma una cala entre la primera y la segunda tuerca permite posicionar de manera rápida, simple y segura respetando el juego preciso deseado sin que se necesite un utillaje pesado y costoso, tanto financieramente como temporalmente, para realizar la unión mecánica entre las dos tuercas.

Ventajosamente, pero facultativamente, el conjunto comprende por lo menos una de las características siguientes:

- el medio de separación regulable es una cala ajustable en espesor;

- el medio de separación regulable es una cala pelable o separable,

- el medio de arrastre fusible comprende una biela fusible anclada en la primera tuerca y que se extiende en la segunda tuerca;

- la biela está orientada de manera sustancialmente paralela a un eje de la segunda tuerca;

- la biela está atornillada en la primera tuerca;

- la biela comprende una porción que presenta una sección dimensionada para romperse bajo una carga predeterminada;

- la biela comprende una porción que presenta una sección dimensionada para romperse con un alargamiento predeterminado.

Se prevé asimismo, según la invención, un gato de plano horizontal regulable para aeronave que comprende un conjunto que presenta por lo menos una de las características anteriores.

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 en tres dimensiones de un conjunto según la invención, de una tuerca primaria y de una tuerca secundaria según un primer modo de realización;

- la figura 2 es una vista en sección longitudinal según II-II del conjunto según el primer modo de realización,

- la figura 3 es una vista por encima del primer modo de realización del conjunto según la invención; y

- la figura 4 es una vista parcial en tres dimensiones de un conjunto según un segundo modo de realización de la invención.

Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, se describirá ahora un primer modo de realización de la invención.

Un conjunto según la invención comprende dos tuercas (3) y (5). La tuerca (3) se denomina tuerca primaria, mientras que la tuerca (5) se denomina tuerca secundaria.

El conjunto (1) presenta un eje longitudinal X. Es apropiado para ser montado sobre un tornillo no representado y que se extiende según el eje X.

La tuerca primaria (3) presenta sobre una superficie externa unos medios (31) de unión con un plano horizontal regulable según una vía primaria, no representados ambos, en el marco de un accionador THSA para una aeronave. En uno de sus extremos, la tuerca primaria (3) comprende un collar (93). Este collar (93) presenta unos orificios (33) apropiados para recibir un pivote (9) que será descrito ulteriormente. La tuerca primaria (3) puede ser una tuerca de bolas o de rodillos destinada a ser montada sobre un tornillo denominado de bolas o de rodillos respectivamente.

La tuerca secundaria (5) presenta sobre una superficie externa unos medios de unión (59) con el plano horizontal regulable a través de una vía denominada secundaria, ambos no representados, en el marco de un accionador THSA para aeronave. En un mandrilado interno pasante según el eje X, la tuerca secundaria (5) presenta un fileteado (51). Este fileteado (51) es complementario en su forma con el fileteado del tronillo sobre el cual está destinado a ser montado, ensamblado con la tuerca primaria (3). Por otra parte, este fileteado (51), aunque complementario del fileteado del tornillo sobre el cual está designado a ser montado, presenta unas dimensiones de manera que, una vez montado, el fileteado (51) de la tuerca presente un juego con el fileteado del tornillo sobre el cual está montado. En uno de sus extremos, la tuerca secundaria (5) presenta un collar (54) apropiado para ser recibido por el collar (93) de la tuerca primaria (3), como se ha ilustrado en la figura 2. El collar (54) presenta unas aberturas (55) apropiadas para recibir, cuando tiene lugar un montaje de la tuerca secundaria (5) sobre la tuerca primaria (3), el pivote (9) citado. Angularmente, en la vertical de estas aberturas (55), la tuerca secundaria (5) presenta unas excrecencias (53) que se extienden radialmente exteriormente en resalte de su superficie externa y en la que está practicado un orificio pasante y paralelo sustancialmente al eje X de la tuerca secundaria (5). El orificio pasante es apropiado para recibir una biela (7) que será descrita ulteriormente. Se debe observar que los orificios (33) del collar (93) de la tuerca primaria (3), las aberturas (55) del collar (54) de la tuerca secundaria (5) así como las excrecencias (53) se encuentran en este caso, tal como se ha ilustrado, por pares situados de manera diametralmente opuesta con respecto al eje X del conjunto (1).

El conjunto (1) comprende además una cala (11) interpuesta entre la tuerca primaria (3) y la tuerca secundaria (5). La función de esta cala (11) es asegurar el posicionado relativo preciso entre la tuerca primaria (3) y la tuerca secundaria (5). El espesor de la cala (11) está calculado de manera que, una vez montadas las dos tuercas sobre el tornillo no representado, aparezca un juego entre el fileteado (51) de la tuerca secundaria (5) y el fileteado del tornillo sobre el que está montado el conjunto (1). Este juego permite, cuando tiene lugar un funcionamiento normal sin fallo del conjunto (1) montado sobre el tonillo, que no se produzca ningún contacto entre el fileteado (51) de la tuerca secundaria (5) y el fileteado del tornillo. La cala (11) se puede obtener directamente mediante cálculo o ajustar, por ejemplo, por una repetición de mecanizado, por medio pelable o por selección, o cualquier otro medio que permita asegurar el juego requerido.

La cala (11) está, como se ha ilustrado en la figura 2, situada entre una superficie extrema del collar (54) y un fondo del mandrilado delimitado por el collar (93) de la tuerca primaria (3). Como variante, la cala (11) está situada entre una superficie extrema del collar (93) y un reborde sustancialmente perpendicular al eje X de la tuerca secundaria (5) situado al pie del collar (54).

Además, el conjunto (1) según la invención comprende un pivote (9) asociado a una biela (7). El pivote (9) comprende una cola (91) así como un orificio fileteado perpendicular a la cola (91) del pivote (9). El pivote (9) está montado de manera radial con respecto al eje X en el orificio (33) del collar (93) de la tuerca primaria (3), que atraviesa, y en la abertura (55) practicada en el collar (54) de la tuerca secundaria (5), que está entonces montada sobre la tuerca primaria (3) de manera que las aberturas (55) y los orificios (33) estén enfrentados unos a los otros. Estando el pivote (9) así montado, el orificio fileteado perpendicular a la cola (91) del pivote (9) se encuentra frente al orificio pasante de la excrecencia (53). Entonces, una biela (7) es introducida en este orificio, como se ha ilustrado en la figura 2. La biela (7) es de forma general de revolución y comprende sucesivamente una cabeza (7) cuyo diámetro es superior a un diámetro del orificio pasante de la excrecencia (53) en el que está alojada, y después una porción cilíndrica de revolución lisa (73) cuyo diámetro es ligeramente inferior al diámetro del orificio pasante en el que está alojada la biela (7), y después una porción (71) que presenta un diámetro reducido, y después por último, una porción fileteada (75) apropiada para ser roscada en el orificio fileteado del pivote (9). La porción (71) de la biela (7) presenta una sección dimensionada de manera que, cuando tiene lugar un esfuerzo de tracción predeterminado ejercido entre la porción fileteada (75) y la cabeza (7), la porción (71) se rompa. Esta rotura sobreviene después de un alargamiento predeterminado función de la sección de la porción (71) que sufre dicho esfuerzo de tracción predeterminado.

El montaje del conjunto (1) comprende la tuerca primaria (3), la cala (11) y la tuerca secundaria (5), que están apiladas unas sobre las otras. Los orificios (33) se colocan enfrentados a las aberturas (55) para permitir el montaje de los pivotes (9). Por último, las bielas (7) son introducidas en el orificio pasante de las excrecencias (53) y son roscadas en el orificio fileteado de los pivotes (9) de manera que mantengan el apilamiento de la tuerca primaria (3), de la cala (11) y de la tuerca secundaria (5) durante un funcionamiento normal. Pero el esfuerzo de tracción generado por el apriete de las bielas (7) para mantener el apilamiento deberá ser despreciable con respecto al esfuerzo de tracción de rotura predeterminado de la porción (71) de las bielas (7).

Se describirá ahora, haciendo referencia a la figura 4, un segundo modo de realización de un conjunto según la invención. Se describirán ahora simplemente las diferencias entre este segundo modo de realización y el primer modo de realización de la invención que acaba de ser descrito. La diferencia principal procede del collar (90) de la tuerca primaria (3) que se diferencia del collar (93) de la tuerca primaria (3) del modo de realización anterior. El collar (90) presenta unas excrecencias (95) que se extienden en resalte hacia el exterior de forma radial con respecto al eje X. Estas excrecencias (95) permiten liberarse, en este modo de realización, de los pivotes (9) del primer modo de realización descrito anteriormente. Estas excrecencias (95) presentan por tanto un orificio fileteado apropiado para recibir por roscado la porción (75) fileteada de la biela (7). La cala (11) está montada entre la tuerca secundaria (5) y la tuerca primaria (3) según la variante de montaje descrita durante el primer modo de realización: entre una superficie extrema del collar (95) y un reborde de la tuerca (5) que se extiende radialmente hacia el exterior de manera perpendicular al eje X al pie del collar (54).

Por otra parte, el conjunto (10) comprende unos medios de retención (53). Estos medios de retención (53) permiten mantener en posición la cabeza (7) y la porción (73) de la biela (7) cuando la porción (71) de la biela (7) se ha roto bajo el efecto de un esfuerzo de tracción predeterminado. Esto evita, cuando hay rotura, que esta parte de la biela (7) no vaya a dañar, al escaparse, otros órganos de la aeronave sobre la que está instalado el conjunto (10).

En los dos modos de realización, cuando se produce el fallo de la tuerca primaria (3) que conduce a una pérdida de unión entre la tuerca primaria (3) y el tornillo, hay un cambio en la conducción de los esfuerzos que proceden del plano horizontal regulable.

En un primer tiempo, según la pérdida de unión tuerca primaria/tornillo, los esfuerzos que proceden del plano horizontal regulable transitan siempre por la vía primaria hacia la tuerca primaria (3), y después a través de las bielas (7) hacia la tuerca secundaria (5). El juego entre los fileteados de la tuerca secundaria y el tornillo es absorbido entonces, entrando los fileteados en contacto mutuo. Los esfuerzos son transmitidos al tornillo por la tuerca secundaria (5).

En un segundo tiempo, en cuanto los esfuerzos que proceden del plano horizontal regulable alcanzan un valor superior al efecto de tracción de rotura de la porción (71) de las bielas (7), estas últimas se rompen, desolidarizando la tuerca secundaria (5) de la tuerca primaria (3). Entonces, los esfuerzos que proceden del plano horizontal regulable transitan directamente a través de la vía secundaria hacia la tuerca secundaria (5) y de allí, hacia el tornillo.




Reivindicaciones:

1. Conjunto (1, 10) que comprende por lo menos una primera (3) y una segunda (5) tuercas destinadas a cooperar con un tornillo que equipa en particular un gato de plano horizontal regulable para aeronave, y una unión mecánica entre la primera y la segunda tuercas que comprende un medio de arrastre fusible (7, 9) de la segunda tuerca por la primera tuerca, caracterizado porque la unión mecánica comprende además un medio de separación que forma una cala (11) que permite un ajuste de una separación entre la primera y la segunda tuercas.

2. Conjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de separación es una cala ajustable en espesor.

3. Conjunto según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el medio de separación es una cala pelable o separable.

4. Conjunto según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el medio de separación es una cala seleccionada.

5. Conjunto según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el medio de arrastre fusible comprende una biela fusible (7) anclada en la primera tuerca y que se extiende en la segunda tuerca.

6. Conjunto según la reivindicación 5, caracterizado porque la biela está orientada de manera sustancialmente paralela a un eje (X) de la segunda tuerca.

7. Conjunto según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la biela está roscada en la primera tuerca.

8. Conjunto según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la biela comprende una porción (71) que presenta una sección dimensionada para romperse bajo una carga predeterminada.

9. Conjunto según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque la biela comprende una porción (71) que presenta una sección dimensionada para romperse con un alargamiento predeterminado.

10. Gato de plano horizontal regulable para aeronave, caracterizado porque comprende un conjunto (1, 10) según una de las reivindicaciones 1 a 9.






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