Mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas.

Un mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas para una multitud de palas (20)de hélice sujeto en un cubo (44) de palas,

comprendiendo el mecanismo (12) de accionamiento:

una multitud de conjuntos (54) de cojinetes para recibir una multitud de pasadores de muñón (61) deaccionamiento de la multitud de palas (20) de la hélice;

una placa (52) de soporte de los cojinetes conectada a la multitud de conjuntos (54) de cojinetes y queunifica la multitud de conjuntos de cojinetes en una configuración en forma de anillo; y

una horquilla (48) conectada a la placa (52) de soporte de los cojinetes y que se desplaza dentro del cubo(44) de las palas para ajustar el grado de inclinación de la multitud de palas (20) de la hélice;

caracterizado porque cada uno de los conjuntos (54) de cojinetes de la multitud de conjuntos de cojinetescomprende:

un cojinete (75) que comprende:

un bloque deslizante (76) que comprende:

un diámetro exterior rectilíneo; y

un diámetro interior circular; y

una bola (78) que comprende:

un diámetro exterior para la rotación en el diámetro interior circular del bloque deslizante(76); y

un diámetro interior para recibir un pasador de muñón (61) de accionamiento; y

un soporte (80) de cojinetes para atrapar el cojinete (75) entre el soporte de cojinetes y la placa(52) del soporte de cojinetes.

Mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas Antecedentes La presente invención se refiere a los mecanismos de accionamiento del grado de inclinación de las palas y en particular a los conjuntos de cojinetes del soporte del actuador para su uso en los mecanismos de accionamiento del grado de inclinación de las palas de hélices para motores turbohélice.

Los motores turbohélice son muy adecuados para aviones de carga de gran capacidad de carga útil debido a su alta eficacia en la propulsión, es decir, su capacidad de convertir la energía en empuje utilizable, lo que resulta en una alta eficiencia de combustible. Los aviones de carga suelen requerir múltiples motores para producir la energía necesaria para impulsar dichas aeronaves grandes, cargadas pesadamente. Muchas de tales aeronaves de varios motores utilizan motores turbohélice rotación opuesta, un motor que gira a derechas (en sentido horario) y un motor que gira a izquierdas (en sentido antihorario) en cada ala, para reducir el efecto de la turbulencia del torbellino de salida y de reducir las cargas de torsión en las estructuras de las alas.

En un motor de turbohélice, se utiliza una turbina para mover las palas de la hélice para producir empuje. En una configuración típica, se utiliza un conjunto rotor que comprende un compresor y una turbina para sostener un proceso de combustión y producir gas caliente para mover una turbina libre. La turbina libre, a su vez, se utiliza para mover una caja de engranajes que gira las palas de la hélice. Con el fin de mantener la eficiencia del motor durante el vuelo, los motores de turbohélice se operan a una velocidad de rendimiento óptimo, constante. Los cambios en la potencia de salida del motor se controlan por el flujo de combustible y por del grado de inclinación de las palas de la hélice, que se controla mediante un mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas. Cada pala de la hélice está normalmente conectada al mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas a través de un pasador de muñón y una interfaz del conjunto de cojinetes, que proporciona la fuerza necesaria para contrarrestar la torsión de rotación impartida a la pala de la hélice por la corriente de aire y las fuerzas de rotación generadas por la distribución de masa de la pala. El grado de inclinación de una pala de la hélice montada en un motor a derechas se ajusta en la dirección opuesta que una pala montada en un motor a izquierdas, por lo que son necesarias diferencias en el mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas para los motores a izquierdas y a derechas. Es, no obstante, deseable mantener la intercambiabilidad de las piezas tanto en los motores que giran a derechas como en los que giran a izquierdas para reducir el tiempo y el coste en la producción y el mantenimiento de los motores. Además, el aumento del momento de torsión sobre el eje de cambio del grado de inclinación de las grandes palas de la hélice se desplaza al mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas. De este modo, el conjunto de cojinetes que rodea el pasador de muñón, que soporta las fuerzas reactivas, es típicamente un componente de alto desgaste, sobre todo cuando el tamaño y la salida de de empuje de los motores turbohélice aumentan.

Existe, por tanto, una necesidad de aumentar la intercambiabilidad de los mecanismos de accionamiento del grado de inclinación de las palas para los motores configurados a izquierdas y para los motores configurados a derechas. Además, hay una necesidad de un conjunto de desgaste-resistente y de un cojinete reforzado, así como de un mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas que permita un fácil mantenimiento y montaje.

El documento EP 1775213 describe un sistema de cambio del grado de inclinación de las palas que incluye una multitud de conjuntos de cojinetes para recibir una multitud de muñones del grado de inclinación, en los que cada cojinete se monta en un conjunto de horquilla para que desplace los muñones para ajustar el grado de inclinación de las palas de la hélice y describe todas las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Compendio La presente invención proporciona un mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas, tal como se define mediante las características de la reivindicación 1, para una multitud de palas de hélice apoyadas en un cubo de palas, comprendiendo el mecanismo de accionamiento: una multitud de conjuntos de cojinetes para recibir una multitud de pasadores de muñón de accionamiento desde la multitud de palas de la hélice; una placa de soporte de cojinetes conectado a la multitud de conjuntos de cojinete y que unifica la multitud de conjuntos de cojinetes en una configuración similar a un anillo; y una horquilla conectada a la placa de soporte de cojinetes para desplazar dentro el cubo de palas y ajustar el grado de inclinación de la multitud de palas de la hélice; caracterizado porque cada uno de los conjuntos de cojinetes que comprende la multitud de conjuntos de cojinetes comprende: un cojinete que comprende: un bloque deslizante que comprende: un diámetro exterior rectilíneo; y un diámetro interior circular; y una bola que comprende: un diámetro exterior para la rotación en el diámetro interior circular del bloque deslizante; y un diámetro interior para recibir un pasador de muñón de accionamiento; y un soporte de cojinetes para atrapar el cojinete entre el de soporte de cojinetes y la placa de soporte de cojinetes.

Ciertas realizaciones preferidas se describirán ahora solo a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 muestra una vista esquemática de un motor turbohélice en el que se utiliza el mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la presente invención.

La FIG. 2 muestra una vista en sección transversal de un mecanismo de accionamiento hidráulico que tiene el mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la FIG. 1.

La FIG. 3 muestra una vista trasera en perspectiva del mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la FIG. 2 que tiene una multitud de conjuntos de cojinetes conectados a una placa de soporte de cojinetes.

La FIG. 4A muestra una vista frontal de una multitud de conjuntos de cojinetes montados en la placa de soporte de cojinetes de la FIG. 3 en una configuración a derechas.

La FIG. 4B muestra una vista frontal de una multitud de conjuntos de cojinetes montados en la placa de soporte de cojinetes de la FIG. 3 en una configuración a izquierdas.

La FIG. 5A muestra una vista en perspectiva de los conjuntos de cojinetes de la FIG. 3 montados en la placa de soporte de cojinetes en una configuración a derechas.

La FIG. 5B muestra una vista en perspectiva de los conjuntos de cojinetes de la FIG. 3 montados en la placa de soporte de cojinetes en una configuración a izquierdas.

La FIG. 6 muestra una vista frontal en perspectiva del mecanismo de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la FIG. 3 que tiene una horquilla de conjuntos de cojinetes con orificios de montaje a izquierdas y a derechas.

La FIG. 7 muestra una vista despiezada de un conjunto de cojinetes que comprende un cojinete y un soporte del cojinete.

La FIG. 8A muestra una sección transversal que se extiende a través de un conjunto de cojinetes de la FIG. 3 en la dirección tangencial.

La FIG. 8B muestra una sección transversal que se extiende a través de un conjunto de cojinetes de la FIG. 3 en la dirección axial.

Descripción detallada La FIG. 1 muestra una vista lateral esquemática de un motor turbohélice 10 en el que se utiliza el mecanismo 12 de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la presente invención. Aunque la invención se describe a continuación con respecto a un sistema impulsor de turbohélice, la invención es también aplicable a otros sistemas tales como sistemas de rotor basculante y sistemas de ala basculante. El motor de turbohélice 10 también incluye el motor central 14, la caperuza de entrada 16, la caja de engranajes 18 y las palas 20 de la hélice. El aire de entrada A1 entra al motor turbohélice 10 a través de la caperuza de entrada 16 de tal manera que se puede utilizar para mantener un proceso de combustión dentro del motor central 14. El motor central 14 incluye el compresor 22, la sección de la cámara de combustión 24, la turbina central 26 y la turbina libre 28. El aire de entrada A1 se comprime mediante el compresor 22 para suministrar una masa de aire de alta densidad a la sección de la cámara de combustión 24. La masa de aire se mezcla... [Seguir leyendo]

1. Un mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas para una multitud de palas (20) de hélice sujeto en un cubo (44) de palas, comprendiendo el mecanismo (12) de accionamiento:

una multitud de conjuntos (54) de cojinetes para recibir una multitud de pasadores de muñón (61) de 5 accionamiento de la multitud de palas (20) de la hélice;

una placa (52) de soporte de los cojinetes conectada a la multitud de conjuntos (54) de cojinetes y que unifica la multitud de conjuntos de cojinetes en una configuración en forma de anillo; y

una horquilla (48) conectada a la placa (52) de soporte de los cojinetes y que se desplaza dentro del cubo (44) de las palas para ajustar el grado de inclinación de la multitud de palas (20) de la hélice;

caracterizado porque cada uno de los conjuntos (54) de cojinetes de la multitud de conjuntos de cojinetes comprende:

un cojinete (75) que comprende:

un bloque deslizante (76) que comprende:

un diámetro exterior rectilíneo; y

un diámetro interior circular; y

una bola (78) que comprende:

un diámetro exterior para la rotación en el diámetro interior circular del bloque deslizante (76) ; y

un diámetro interior para recibir un pasador de muñón (61) de accionamiento; y

un soporte (80) de cojinetes para atrapar el cojinete (75) entre el soporte de cojinetes y la placa (52) del soporte de cojinetes.

2. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 1 en el que la horquilla (48) se desplaza dentro de un actuador hidráulico (46) dispuesto dentro del cubo (44) de las palas.

3. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de las reivindicaciones 1 o 2 en el que el soporte (80) del cojinete comprende una estructura en forma de U.

4. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de las reivindicaciones 1, 2 o 3 en el que cada conjunto (54) de cojinetes además comprende material de desgaste (120) ubicado entre las superficies del diámetro exterior del bloque deslizante (76) y las superficies del diámetro interior del soporte (80) del cojinete.

5. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de las reivindicaciones 1, 2, 3 o 4 que además comprende un manguito reemplazable (132) ubicado dentro del diámetro interior de la bola (78) para recibir un pasador de muñón de accionamiento de la multitud de palas (20) de la hélice.

6. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquier reivindicación precedente, en el que cada soporte (80) de los cojinetes incluye un espacio de holgura entre el diámetro exterior del bloque deslizante (76) y la placa (52) de soporte de los cojinetes, y entre el diámetro exterior del bloque deslizante (76) y el soporte (80) del cojinete.

7. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquier reivindicación precedente en el que cada soporte (80) de los cojinetes incluye:

el primer y segundo laterales (108, 110) fijados a la placa (52) de soporte de los cojinetes; y

un tercer lateral (112) ubicado entre el primer y segundo laterales.

8. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquier reivindicación precedente en el que la placa (52) de soporte de los cojinetes incluye un orificio de perno (92, 96) para cada conjunto (54) del cojinete que se dispone de tal manera que la multitud de conjuntos (54) de cojinetes 45 se pueda montar en la placa (52) de soporte de los cojinetes en una configuración a izquierdas o en una configuración a derechas.

9. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 8 en el que la horquilla (48) incluye:

una multitud de orificios de perno (99) del diámetro exterior para alinear con los orificios de perno (122) de la multitud de conjuntos (54) de cojinetes tanto en una configuración a izquierdas como en una configuración a derechas:

un primera multitud de orificios de perno (98B) del diámetro interior para alinear con los orificios de perno

(122) de la multitud de conjuntos (54) de cojinetes en una configuración a izquierdas; y

un segunda multitud de orificios de perno (98A) del diámetro interior para alinear con los orificios de perno

(122) de la multitud de conjuntos (54) de cojinetes en una configuración a derechas.

10. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 8 o 9 en el que la placa (52) de soporte de los cojinetes comprende una forma similar a un anillo que tiene diámetros interior y exterior de múltiples facetas (84, 86) que hacen un seguimiento de la disposición de la multitud de conjuntos (54) de cojinetes, ya sea en la configuración a izquierdas o en la configuración derechas.

11. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 10 en el que:

la placa (52) de soporte de los cojinetes además incluye una multitud de primeras bridas (90) del orificio del perno; y

cada uno de los conjuntos (54) de cojinetes además incluye una segunda brida (81) del orificio del perno para alinear con una de la multitud de primeras bridas (90) del orificio del perno de tal manera que cada conjunto (54) de cojinetes se puede fijar a la placa (52) de soporte de los cojinetes fuera de la forma similar a un anillo de la placa (52) de soporte de los cojinetes.

12. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 11 en el que la multitud de primeras bridas (90) del orificio del perno se extienden desde los diámetros exteriores de la placa (52) de soporte de los cojinetes.

13. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquier reivindicación precedente en el que la horquilla (48) comprende una placa (101) de horquilla delantera que tiene un perfil inclinado desde el borde de proa al borde de popa.

14. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 1 en el que

el bloque deslizante es un bloque deslizante rectilíneo (76) ;

la bola es una bola (78) de diámetro interior que monta en el bloque deslizante (76) y que recibe un pasador de muñón (61) desde una pala (20) de la hélice;

el soporte del cojinete es un retenedor (80) de cojinetes de tres lados para rodear el bloque deslizante rectilíneo; y

la placa (52) de soporte de los cojinetes se conecta al retenedor (80) de cojinetes de tres lados para atrapar el bloque deslizante rectilíneo (76) dentro del retenedor (80) de tres caras.

15. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 14 en el que la placa (52) de soporte de los cojinetes se configura para montarse a una horquilla (48) de un actuador de la pala de la hélice de tal manera que la placa (52) de soporte de los cojinetes proporciona un amortiguador entre la horquilla (48) , el retenedor (80) de cojinetes de tres caras y el bloque deslizante rectilíneo (76) .

16. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 14 o 15 en el que el retenedor (80) de cojinetes de tres caras incluye partes taladradas (118) para recibir medios para montar el retenedor (80) de cojinetes de tres caras a la horquilla (48) .

17. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 16 en el que las partes taladradas (122) incluyen casquillos taladrados (114) para recibir los medios de montaje y para alinear la placa (52) de soporte de los cojinetes.

18. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17 que además comprende material de desgaste (120) ubicado entre el bloque deslizante rectilíneo (76) y el retenedor (80) de cojinetes de tres caras y la placa (52) de soporte de los cojinetes.

19. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18 que además comprende un parachoques (132) ubicado en el extremo de los pasadores de muñón (61) para proteger un revestimiento (121) dentro del diámetro interior de la bola.

20. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19 que además comprende un anillo de rodadura exterior (77) entre el bloque deslizante (76) y la bola (78) , y material de desgaste (130) ubicado entre el anillo de rodadura exterior (77) y la (78) del diámetro interior.

21. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20 en el que el retenedor (80) de cojinetes de tres caras incluye un receptáculo de tal manera que el desplazamiento del bloque deslizante rectilíneo (76) se restringe en cinco puntos de desplazamiento.

22. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21 en el que un perímetro proporcionado por el retenedor (80) de cojinetes de tres caras y la placa (52) de soporte de los cojinetes es mayor que un diámetro exterior del bloque deslizante rectilíneo (75) .

23. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22 en el que la placa (52) de soporte de los cojinetes además comprende:

un cuerpo (82) que tiene una geometría similar a un anillo configurado para conectar conjuntamente la multitud de conjuntos (54) de cojinetes en cualquiera de las orientaciones a izquierdas o a derechas;

diámetros (84, 86) exteriores e interiores multifacéticos que hacen un seguimiento de una disposición de la multitud de conjuntos (54) de cojinetes en cualquiera de las configuraciones a izquierdas o a derechas; y

un conjunto de orificios de pernos (92, 94) para cada conjunto (54) de cojinetes entre los diámetros (84, 86) exteriores e interiores multifacéticos que se disponen de tal manera que la multitud de conjuntos (54) de cojinetes se pueden montar a la placa (52) de soporte de los cojinetes en una configuración a izquierda o a derechas.

24. El mecanismo (12) de accionamiento del grado de inclinación de las palas de la reivindicación 23 en el que:

la placa (52) de soporte de los cojinetes además incluye una primera brida (90) del orificio del perno que se extiende más allá del perímetro del cuerpo; y

el retenedor (80) de cojinetes de tres caras además incluye una segunda brida (81) del orificio del perno alineada con la primera brida (90) del orificio del perno.