Sistema de cambio de paso de hélice.

Un sistema (50) de cambio de paso que comprende:

una placa de yugo delantera (60) definida alrededor de un eje de rotación (A) de cubo de rotor;

y

una pluralidad de conjuntos (56) de cojinetes fijados a dicha placa de yugo delantera (60),caracterizado porque:

cada uno de dicha pluralidad de conjuntos (56) de cojinetes tiene una pista exterior rectilínea (68); ydicho sistema (50) de cambio de paso comprende además una pluralidad de espaciadores (66) fijados entre dichaplaca de yugo delantera (60) y una placa de yugo trasera (62), estando cada uno de dicha pluralidad deespaciadores (66) situado entre dos conjuntos adyacentes de cojinetes (56) de dicha pluralidad de conjuntos (56)de cojinetes para constreñir el movimiento de la misma, en donde al menos uno de dicha pluralidad deespaciadores (66) constriñe el movimiento axial de al menos uno de dicha pluralidad de conjuntos de cojinetes (56)a lo largo de un respectivo eje (P) de pasador de muñón de paso que se extiende radialmente con respecto a dichoeje (A ) de cubo del rotor.

Sistema de cambio de paso de hélice

Antecedentes de la invención.

La presente invención se refiere a un sistema de hélice, y más particularmente a un sistema de cojinete para un sistema de cambio de paso para el mismo.

Los sistemas típicos de cambio de paso de hélice utilizan un mecanismo del tipo de yugo escocés para convertir el movimiento lineal de un pistón hidráulico en el movimiento de rotación de las palas de la hélice de tal manera que se requiere una interfaz dinámica entre el pasador de pala de la hélice, el cojinete de rodillos, y el conjunto de yugo. A medida que aumenta la potencia, las cargas impuestas sobre el sistema de cambio de paso aumentan de forma correspondiente. Este aumento en la carga requiere necesariamente un aumento de tamaño en los componentes del cambio de paso debido a los altos esfuerzos de contacto en relación de asociación con la interacción de los cojinetes de rodillos con el conjunto de yugo. El aumento del tamaño de rodillo para reducir los esfuerzos de contacto hasta un nivel razonable se convierte eventualmente en un tamaño prohibitivo con respecto al mantenimiento y al armado. Es decir, la retirada de la pala sería prohibitiva, porque el rodillo llega a ser demasiado grande para pasar a través de la abertura de retención de la pala del cubo.

Diversos sistemas de cambio de paso evitan esta limitación del dimensionamiento mediante la utilización de enlaces con cojinetes esféricos. autoalineables que conectan el conjunto de yugo con el pasador de muñón de pala de hélice. Aunque son eficaces, se requiere un sistema algo complicado con múltiples articulaciones, que podrían aumentar la demanda de mantenimiento.

De acuerdo con ello, es conveniente proveer un sistema de cambio de paso que acomode una potencia significativa, facilite el mantenimiento, y minimice la envuelta física del sistema de cambio de paso.

En el documento US-2002/0081203 se muestra un sistema de cambio de paso de la técnica anterior, que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1

Sumario de la invención.

Según la presente invención, se provee un sistema de cambio de paso según la reivindicación 1.

Un sistema preferido de cambio de paso según la presente invención incluye un conjunto de yugo que recibe a un muñón de paso que se extiende desde cada conjunto de pala de hélice. El muñón de paso está descentrado del eje de la pala de tal manera que, a medida que el conjunto de yugo transita axialmente parcialmente a lo largo del eje, el muñón de paso se rota alrededor del eje de la pala para efectuar un cambio de paso en el conjunto de palas. Cada muñón de paso se aloja dentro de un respectivo conjunto de cojinete montado en el conjunto de yugo. Los conjuntos de cojinete están montados entre una placa de yugo delantera y una placa de yugo trasera fijadas a un eje de yugo deslizante. Entre cada conjunto de cojinete adyacente está montado un espaciador para posicionar y restringir cada conjunto de cojinete entre las placas de yugo.

Cada uno de los conjuntos de cojinete incluye una pista exterior generalmente rectilínea y un diámetro interior de una pista interior esférica para recibir a un pasador de muñón de paso. La pista exterior rectilínea es retenida por los espaciadores adyacentes y las placas de yugo que reducen los esfuerzos de contacto a unos niveles aceptables para aplicaciones de cargas intensas. Se ha previsto una holgura entre la pista exterior rectilínea y los espaciadores con el fin de acomodarse a las tolerancias de las palas y del muñón de paso.

En operación, el momento axial del conjunto de yugo y el movimiento del pasador de muñón de paso se acomodan mediante los conjuntos de cojinetes. Los conjuntos de cojinetes se articulan y trasladan a lo largo del pasador de muñón de paso así como permiten la rotación del dispositivo de accionamiento y del conjunto de yugo.

La presente invención, por tanto provee un sistema de cambio de paso que acomoda una potencia significativa, facilita el mantenimiento y minimiza la envoltura física del sistema de cambio de paso.

Breve descripción de los dibujos.

Las diversas características y ventajas de esta invención resultarán evidentes a los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada de la realización actualmente preferida. Los dibujos que acompañan a la descripción detallada se pueden describir brevemente como sigue:

La Figura 1 es una vista en perspectiva general de un ejemplo de sistema de hélice para uso con la presente invención;

La Figura 2 es una vista en corte a lo largo de un eje de rotación del cubo del rotor;

La Figura 3 es una vista general en perspectiva de un sistema de cambio de paso; La Figura 4 es una vista fragmentada parcial de un conjunto de yugo;

Las Figuras 5 A hasta 5 C son una representación esquemática del sistema de cambio de paso en la posición de puesta en bandera, punto muerto superior, y de marcha atrás a lo largo del eje de rotación del cubo del rotor; y

Las Figuras 6 A hasta 6C son vistas posteriores fragmentadas parciales y en perspectiva del sistema de cambio de paso en una posición de puesta en bandera, de punto muerto superior; y de marcha atrás.

Descripción detallada de la realización preferida.

La Figura 1 ilustra una vista general en perspectiva de un sistema 20 de hélice accionado por un motor de turbina de gas (ilustrado esquemáticamente en 22) que rota a un eje 24 de salida de turbina a gran velocidad. El eje 24 de salida de turbina acciona una caja de engranajes de reducción (ilustrada un poco esquemáticamente en 26) que disminuye la velocidad de rotación del eje y aumenta el par de salida. La caja de engranajes 26 acciona a un eje 28 de hélice que rota a un cubo 30 de conjunto de hélice con una pluralidad de conjuntos de palas 32 que se extienden desde el mismo.

El eje A es sustancialmente perpendicular a un plano P que se define por el conjunto de palas 32. Debe entenderse que, aunque se ha ilustrado en la realización descrita un sistema de hélice típico de un avión con turbohélice, diversos sistemas de rotor y hélice, incluyendo los sistemas de rotor basculante y de ala basculante se beneficiarán de la presente invención..

Refiriéndose a la Figura 2, se ha ilustrado una vista esquemática en corte del sistema 20 de hélice. Una bomba principal 36, para accionar a los diversos mecanismos descritos en la presente memoria, proporciona presión hidráulica. La bomba principal 36 suministra una presión indicada generalmente por las áreas apropiadamente sombreadas y más específicamente por las designaciones Psubíndice. . La bomba principal 36 proporciona presión de fluido a un cojinete 38 de transferencia a través de una válvula reguladora de presión 42 y de una válvula de control 45 accionada eléctricamente. Una válvula de alivio 46 de alta presión y un sistema de puesta en bandera 44 están preferiblemente ubicados entre la bomba principal y el cojinete de transferencia 32. Debe entenderse que se podrían utilizar diversos sistemas de accionamiento con la presente invención.

En general, comunicando selectivamente una presión gruesa PC (aproximativa) de cambio de paso y una presión fina Pf de cambio de paso se proveen una regulación de la velocidad, una sincronización y puesta en fase, un control beta, una puesta en bandera y una eliminación de puesta en bandera de los conjuntos de palas 32.

Un conjunto de dispositivo de accionamiento 40 de cambio de paso contiene un pistón 48 de dispositivo de accionamiento de cambio de paso situado entre una cámara de PC gruesa de dispositivo de accionamiento de paso y una cámara de Pf fina de dispositivo de accionamiento de paso que se alimentan respectivamente con una presión PC gruesa de cambio de paso y una Pf fina de cambio de paso de tal manera que el pistón 48 de dispositivo de accionamiento de cambio de paso es impulsado axialmente por la presión diferencial entre ellas. El conjunto 40 de dispositivo de accionamiento de cambio de paso incluye preferiblemente una parte de alojamiento 41 que forma una parte del conjunto 30 de cubo de hélice (ilustrado también en la Figura 3) . El pistón 48 de dispositivo de accionamiento de cambio de paso se traslada a lo largo del eje A para impulsar a un sistema 50 de cambio de paso y efectuar un cambio de paso en cada uno de los... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (50) de cambio de paso que comprende:

una placa de yugo delantera (60) definida alrededor de un eje de rotación (A) de cubo de rotor; y

una pluralidad de conjuntos (56) de cojinetes fijados a dicha placa de yugo delantera (60) ,

caracterizado porque:

cada uno de dicha pluralidad de conjuntos (56) de cojinetes tiene una pista exterior rectilínea (68) ; y

dicho sistema (50) de cambio de paso comprende además una pluralidad de espaciadores (66) fijados entre dicha placa de yugo delantera (60) y una placa de yugo trasera (62) , estando cada uno de dicha pluralidad de espaciadores (66) situado entre dos conjuntos adyacentes de cojinetes (56) de dicha pluralidad de conjuntos (56) de cojinetes para constreñir el movimiento de la misma, en donde al menos uno de dicha pluralidad de espaciadores (66) constriñe el movimiento axial de al menos uno de dicha pluralidad de conjuntos de cojinetes (56) a lo largo de un respectivo eje (P) de pasador de muñón de paso que se extiende radialmente con respecto a dicho eje (A ) de cubo del rotor.

2. El sistema según la reivindicación 1, en donde cada una de dichas pistas exteriores rectilíneas (68) son generalmente cuadradas.

3. El sistema según las reivindicaciones 1 ó 2, en donde cada uno de dicha pluralidad de conjuntos (56) de cojinetes se puede mover a lo largo de dicho eje (P) de pasador de muñón de paso.

4. El sistema según la reivindicación 1, que comprende además una holgura (C) definida entre como mínimo uno de dicha pluralidad de espaciadores (66) y como mínimo uno de dicha pluralidad de cojinetes (56) .

5. El sistema según la reivindicación 4, en donde dicha holgura (C ) está definida transversalmente al eje de dicho eje (P) de muñón de paso.

6. El sistema según cualquiera de las relaciones precedentes, en donde cada una de dichas pistas exteriores rectilíneas (68) es pivotable alrededor de dicho eje (P) de pasador de muñón de paso.

7. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde cada una de dichas pistas exteriores rectilíneas (68) retiene una pista interior (72) deslizable a lo largo de un pasador (70) de muñón de paso definido a lo largo de dicho eje (P) de muñón de pasador.

8. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha placa de yugo delantera (60) y dicha placa de yugo trasera (62) son axialmente móviles a lo largo de dicho eje de rotación (A ) de cubo del rotor y pueden girar alrededor de dicho eje de rotación (A ) de cubo del rotor, siendo dicha pluralidad de cojinetes (56) móviles a lo largo y pivotables con respecto a dicho eje (P) de muñón de paso en respuesta al mismo.

9. Un sistema propulsor (20) que comprende:

el sistema (50) de cambio de paso de la reivindicación 1;

un eje (64) de yugo definido alrededor de un eje de rotación (A ) de cubo del rotor, en donde dicha placa delantera de yugo (60) está montada a dicho eje (64) de yugo y cada uno de dicha pluralidad de cojinetes (56) tiene una pista interior 72;

una pluralidad de conjuntos (32) de palas cada uno de los cuales define un eje (B) de pala que se extiende radialmente con respecto a dicho eje de rotación (A ) de cubo del rotor; y

un muñón (54) de paso que se extiende desde cada uno de dicha pluralidad de conjuntos de pala (32) , cuyo muñón

(54) de paso tiene un pasador (70) de muñón de paso que define dicho eje (P) de muñón de paso descentrado de dicho eje (P) de palas, cuyo pasador (70) de muñón de paso se aloja dentro de dicha pista interior (72) a lo largo de dicho eje (P) de muñón de paso.

10. El sistema según la reivindicación 9, en el que dicha placa de yugo delantera (60) y dicha placa de yugo trasera

(62) son axialmente móviles a lo largo de dicho eje de rotación (A ) y pueden rotar alrededor de dicho eje de rotación (A ) , siendo cada una de dicha pluralidad de pistas exteriores rectilíneas móvil a lo largo y pivotable con respecto a dicho eje (P) de muñón de paso en respuesta al mismo.

11. El el sistema según una de las reivindicaciones 9 ó 10, en donde cada una de dichas pistas exteriores rectilíneas (68) es pivotable alrededor de dicho eje (P) de muñón de paso.

12 El sistema según una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que cada una de dichas pistas interiores (72) es deslizable a lo largo de dicho pasador (70) de muñón de paso respectivo definido a lo largo de dicho eje (P) de muñón de paso.

13. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además una holgura (C ) definida entre al 5 menos uno de dicha pluralidad de espaciadores (66) y al menos uno de dicha pluralidad de cojinetes (56) .

14. El sistema según la reivindicación 13, en el que dicha holgura (C ) se define transversalmente a dicho eje (P) de muñón de paso.

15. El sistema según una de las reivindicaciones 9 a 14, que comprende además una holgura definida entre dicha placa trasera (62) y al menos uno de dicha pluralidad de cojinetes (56) .

16. El sistema según una de las reivindicaciones 9 a 15, que comprende además una holgura definida entre dicha placa de yugo delantera (60) y como mínimo uno de dicha pluralidad de cojinetes (56) .