ACCIONADORES DE TIPO DIFERENCIAL CON REDUNDANCIA, RESISTENTES AL BLOQUEO.

Un accionador (41) sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo,

que comprende: un primer impulsor (44) adaptado para ser girado en torno a un primer eje a una primera velocidad superficial; un segundo impulsor (45) adaptado para ser girado en torno a un segundo eje a una segunda velocidad superficial; un elemento de salida (21) montado para el movimiento lineal; y una articulación (42, 43, 40) que conecta dichos impulsores primero y segundo (44, 45) a dicho elemento de salida (21), caracterizado porque cuando dichos impulsores primero y segundo (44, 45) rotan a velocidades angulares diferentes, dicho elemento de salida (21) será desplazado a una velocidad que es sustancialmente proporcional a la velocidad superficial promedio de dichos impulsores (44, 45). dicha articulación (42, 43, 40) está dispuesta de manera que cuando dichos impulsores (44, 45) son girados simultáneamente en los sentidos angulares apropiados, el elemento de salida (21) será desplazado en un sentido a una primera velocidad, pero cuando se gira un impulsor en el sentido apropiado mientras otro impulsor está estacionario, dicho elemento de salida (21) será desplazado en dicho un sentido a una segunda velocidad que es igual a la mitad de dicha primera velocidad, con lo que si uno de dichos impulsores queda estacionario el movimiento de dicho elemento de salida (21) en dicho un sentido proseguirá a la mitad de la velocidad

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2006/003866.

Solicitante: MOOG INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: SENECA STREET, JAMISON ROAD EAST AURORA, NY 14052 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MILES,NICHOLAS J, BAKER,MICHAEL CHARLES.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 18 de Octubre de 2006.

Fecha Concesión Europea: 8 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B64C13/28 SECCION B — 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.
  • F16H25/02 SECCION F — 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. › estando los movimientos de dos o varios órganos independientes móviles combinados en un movimiento único.
  • F16H25/20 F16H 25/00 […] › Mecanismos de tornillo (con inversión automática F16H 25/12).

Clasificación PCT:

  • B64C13/28 B64C 13/00 […] › mecánicos.
  • F16H25/20 F16H 25/00 […] › Mecanismos de tornillo (con inversión automática F16H 25/12).

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.


Fragmento de la descripción:

Campo Técnico

La presente invención se refiere en general a accionadores de tipo diferencial de doble redundancia, resistentes al bloqueo, y más en concreto a accionadores mejorados que pueden ser utilizados para accionar superficies de control del vuelo en aeronaves, diversas válvulas de control de procesos, y similares. Técnica Anterior

En las aplicaciones de aeronaves, es necesario mover de manera controlable diversas superficies del plano aerodinámico, tales como las aletas, los alerones, el timón y similares. En general, es importante proporcionar un sistema de control de vuelo que tenga ciertas capas de redundancia de manera que, si falla una parte del sistema, otra parte permita un control ininterrumpido de la superficie del plano aerodinámico.

En los primeros sistemas de control de vuelo, estas diversas superficies del plano aerodinámico se controlaban mecánicamente. A medida que las aeronaves incrementaron su tamaño y su complejidad, se utilizaron sistemas de servocontrol hidráulico. En general, estos contemplaban la existencia de una bomba central, y múltiples conductos para transportar señales y fluido hidráulico a diversos accionadores situados remotamente. Si bien desde el punto de vista del rendimiento esto funcionó aceptablemente bien, era relativamente pesado. Cuando estos sistemas se hicieron más y más eficientes, se consideró deseable reducir progresivamente el peso del sistema de control de vuelo.

También se han desarrollado sistemas de control de vuelo por señales eléctricas. En estos tipos de sistemas, una señal de control eléctrica es enviada a un accionador situado remotamente, para provocar un movimiento controlado de una superficie del plano dinámico asociada. Para conseguir la redundancia, se enviaba la misma señal de control a través de diversos trayectos, de manera que si existía una interrupción en un trayecto, la señal de control eléctrico sería transportada por otro trayecto, u otros trayectos, al accionador. En el accionador, era deseable asimismo incorporar redundancia para permitir el control continuo de la aeronave si quedaba inhabilitada una parte del sistema. Vuelo por cable, se refiere al método de proporcionar al accionador la señal de control deseada, no al método para distribuir la potencia necesaria. Por ejemplo, una acción hidráulica puede ser de "vuelo por cable" porque la señal de la orden es generada o modificada por un sistema informático. Esto es distinto de los controles de vuelo convencionales, donde existe una conexión física directa (por ejemplo a través de cables, varillas, etc.) entre el piloto y la superficie a controlar. Por lo tanto, el término "vuelo por cable" es aplicable a cualquier forma de asistencia impulsada.

Una desventaja significativa de los accionadores electro-mecánicos es que tienen el potencial de bloquearse, mientras que los accionadores hidráulicos no. Por ejemplo, los bobinados de un motor pueden fundirse y bloquear el motor, un diente de engranaje pueden partirse y bloquear una caja de engranajes, etc. Estos tipos de fallos pueden ocurrir fácilmente en algún momento. Típicamente, un accionador hidráulico no encuentra fallos catastróficos similares. Si un sistema hidráulico falla, es relativamente fácil permitir que el accionador funcione en "rueda libre", abriendo una pequeña válvula a través de los puertos de control al accionador. Esto permite que la superficie de vuelo sea accionada por un segundo accionador redundante. Con un sistema mecánico, esto es mucho más difícil, y habitualmente ha sido tratado a través de la utilización de pasadores de seguridad, embragues alta potencia, etcétera. Estos tienden a ser pesados y en general poco idóneos. La presente invención sortea muchos de estos inconvenientes y permite que el accionador siga funcionando, aunque más lentamente.

Por consiguiente, en general sería deseable proporcionar accionadores redundantes resistentes al bloqueo, mejorados, para su utilización en dichas aplicaciones, y en otras aplicaciones no de aeronaves que requieran estos atributos.

El documento US 4 858 491, que constituye la técnica anterior más próxima, describe un conjunto de accionador sin fallos que comprende dos ejes motrices acoplados a un soporte común, a través de una articulación que consiste en tres engranajes cilíndricos rectos. El conjunto de accionador incluye asimismo un dispositivo de monitorización. El dispositivo de monitorización no tiene relación con la transmisión de la fuerza, sino que se utiliza para detectar una diferencia en la velocidad a la cual rotan los ejes motrices. Si el dispositivo de monitorización detecta una diferencia de velocidad, el dispositivo provoca una liberación rápida del accionador para desacoplar el soporte de salida respecto de los ejes motrices. Exposición de la Invención

Haciendo referencia entre paréntesis a las partes, porciones y superficies correspondientes de la realización dada a conocer, solamente por razones ilustrativas y no a modo de limitación, la presente invención da a conocer un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo, mejorado.

De acuerdo con la invención, se da a conocer un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo, que comprende las características de la reivindicación 1.

Los impulsores primero y segundo pueden incluir ruedas dentadas, una cadena sin fin, tornillos esféricos o similares. Cada tornillo esférico puede soportar una cremallera. Un piñón libre puede estar montado en el elemento de salida, y el piñón libre pueden engranar por contacto con las cremalleras.

Los impulsores primero y segundo pueden incluir tornillos sin fin, y el accionador puede incluir además una rueda montada de forma giratoria en el elemento de salida y que engrana por contacto con los tornillos sin fin.

Puede disponerse un primer motor para hacer girar el primer impulsor, y puede disponerse un segundo motor para hacer girar el segundo impulsor.

La fuerza ejercida por la articulación sobre el elemento de salida puede ser constante, y puede ser independiente de la velocidad del elemento de salida.

Por consiguiente, el objetivo general de la invención es proporcionar un accionador de doble redundancia resistente al bloqueo, mejorado.

Otro objetivo es proporcionar un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo, mejorado.

Estos y otros objetivos y ventajas resultarán evidentes a partir de la descripción precedente y la siguiente, de los dibujos y de las reivindicaciones anexas. Breve Descripción de los Dibujos

La figura 1 es una vista esquemática de una primera forma del accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo, mejorado, utilizando esta realización tornillos esféricos para mover cremalleras opuestas y

enfrentadas, respecto de un piñón intermedio.

La figura 2 es una vista esquemática de una segunda forma del accionador mejorado, mostrando esta vista engranajes exteriores (en lugar de tornillos esféricos), utilizados para mover las cremalleras en relación con el piñón intermedio.

La figura 3 es una vista esquemática de una tercera forma del accionador mejorado, mostrando esta vista la utilización de engranajes helicoidales de tornillo sin fin, en lugar de las disposiciones de tornillo esférico y engranaje de las figuras anteriores.

La figura 4 es una vista esquemática de una cuarta forma del accionador mejorado, mostrando esta vista la utilización de una cadena sin fin para mover la varilla del accionador.

La figura 5 es una vista esquemática de una quinta forma del accionador mejorado, utilizando asimismo esta vista una cadena sin fin para mover la varilla del accionador. Exposición de las Realizaciones Preferidas

Para empezar, debe entenderse claramente que los números de referencia iguales pretenden identificar los mismos elementos estructurales, partes o superficies, sistemáticamente en todas las figuras de dibujos, puesto que dichos elementos, partes

o superficies pueden estar mejor descritos o explicados mediante toda la exposición descrita, de la cual esta descripción detallada es una parte integrante. Salvo que se indique lo contrario, los dibujos están pensados para ser interpretados (por ejemplo, sombreado, disposición de las piezas, proporción, grado, etc.) junto con la especificación;...

 


Reivindicaciones:

1. Un accionador (41) sumador diferencial de doble redundancia, resistente

al bloqueo, que comprende: un primer impulsor (44) adaptado para ser girado en torno a un primer eje a una primera velocidad superficial; un segundo impulsor (45) adaptado para ser girado en torno a un segundo eje a una segunda velocidad superficial; un elemento de salida (21) montado para el movimiento lineal; y una articulación (42, 43, 40) que conecta dichos impulsores primero y segundo (44, 45) a dicho elemento de salida (21), caracterizado porque cuando dichos impulsores primero y segundo (44, 45) rotan a velocidades angulares diferentes, dicho elemento de salida (21) será desplazado a una velocidad que es sustancialmente proporcional a la velocidad superficial promedio de dichos impulsores (44, 45). dicha articulación (42, 43, 40) está dispuesta de manera que cuando dichos impulsores (44, 45) son girados simultáneamente en los sentidos angulares apropiados, el elemento de salida (21) será desplazado en un sentido a una primera velocidad, pero cuando se gira un impulsor en el sentido apropiado mientras otro impulsor está estacionario, dicho elemento de salida (21) será desplazado en dicho un sentido a una segunda velocidad que es igual a la mitad de dicha primera velocidad, con lo que si uno de dichos impulsores queda estacionario el movimiento de dicho elemento de salida (21) en dicho un sentido proseguirá a la mitad de la velocidad. 2. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al

bloqueo, tal como el enunciado en la reivindicación 1, en el que dichos impulsores primero y segundo incluyen ruedas dentadas (62).

3. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo, tal como el enunciado en la reivindicación 2, el que dicha articulación incluye una cadena sin fin (64).

4. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo, tal como el enunciado en la reivindicación 1, en el que dichos impulsores primero y segundo (44, 45) incluyen tornillos esféricos (24, 31).

5. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo, tal como el enunciado la reivindicación 4, en el que cada tornillo esférico soporta una cremallera (33, 34).

6. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al

5 bloqueo, tal como el enunciado en la reivindicación 5, y que comprende además: un piñón libre (40) montado en dicho elemento de salida (21), y en el que dicho piñón libre engrana por contacto con dichas cremalleras (33, 34). 7. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al

10 bloqueo, tal como el enunciado en la reivindicación 1, en el que dichos impulsores primero y segundo incluyen tornillos sin fin (50, 51). 8. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia resistente al bloqueo, tal como el enunciado en la reivindicación 7, y que comprende además: una rueda (54) montada de forma giratoria en dicho elemento de salida (48), y 15 que engrana por contacto con dichos tornillos sin fin (50, 51). 9. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al

bloqueo, tal como el enunciado en la reivindicación 1, y que comprende además: un primer motor (23) para girar dicho primer impulsor (44); y un segundo motor (26) para girar dicho segundo impulsor (45).

20 10. Un accionador sumador diferencial de doble redundancia, resistente al bloqueo, tal como el enunciado en la reivindicación 1, en el que la fuerza ejercida por dicha articulación sobre dicho elemento de salida (21) es constante, y es independiente de la velocidad de dicho elemento de salida (21).

Siguen cuatro hojas de dibujos.


 

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