BR102012012372B1

BR102012012372B1 - atuador para um sistema de turbina de ar dinâmica

Info

Publication number: BR102012012372B1
Application number: BR102012012372-0A
Authority: BR
Inventors: David J. Lang; Gary SASSCER
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corporation
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2021-01-12
Also published as: CN102795345B; US8640563B2; CA2775470A1; CN102795345A; KR20120132345A; BR102012012372A2; US20120297924A1; KR101378670B1; EP2527664B1; EP2527664A1

Abstract

ATUADOR PARA UM SISTEMA DE TURBINA DE AR DINÂMICA. Um atuador para um sistema de turbina de ar dinâmica inclui um pino de trava tendo múltiplos suporte laterais dispostos circunferencialmente. Uma haste de pistão suporta múltiplas cunhas de trava superior. Múltiplos roletes são suportados laterais com chanfros nos rolos engatando um no outro e são configurados para suportar radialmente as cunha de trava superior em uma posição retraída.

Description

ATUADOR PARA UM SISTEMA DE TURBINA DE AR DINÂMICA

FUNDAMENTOS

[001] Esta exposição de refere a um sistema de extensão de uma turbina de ar dinâmica (RAT), e mais particularmente, a exposição se refere a um atuador para o sistema.

[002] Turbinas de Ar Aerodinâmicas (RATs) são utilizadas em inúmeras aeronaves para prover energia hidráulica e elétrica em situações de emergência. A RAT é recolhida na estrutura de aeronave e estendida para a corrente de ar por meio de um atuador de extensão. O atuador de extensão é afixado à estrutura de aeronave e a um braço sobre o montante da RAT. Na extensão, o atuador de extensão força a RAT a girar para fora de sua posição recolhida, ou retraída, na aeronave e para a corrente de ar. A corrente de ar atua sobre as lâminas de RAT para girar a turbina e conjunto de governador, que por sua vez opera um gerador elétrico e bomba hidráulica provendo energia para a aeronave. A RAT é retida na aeronave por um mecanismo de trava superior e é mantida na posição estendida por um mecanismo de trava inferior, ambos dos quais estão contidos no atuador de extensão.

[003] Mecanismos de trava superior e trava inferior típicos utilizam cunhas de travamento, que restringem o atuador ou na posição recolhida ou estendida. A extensão do atuador quando somente energia elétrica limitada é disponível em casos de emergência é desafiante. As cargas sobre o atuador em um cenário de extensão podem se tornar relativamente altas devido às condições de vôo da aeronave. Essas condições de emergência podem gear altas cargas nas portes quando se tenta empurrar a RAT para dentro da corrente em vôo. Vários arranjos de cunha foram usados para travar o atuador na posição em inúmeros atuadores. Em um exemplo, quatro cunhas de trava superior são liberadas por deslizamento da cavilha de segurança através de um diâmetro interno das cunhas, de forma que as cunhas caem em uma ranhura na cavilha de segurança que então libera o atuador para estender a RAT.

[004] Em outro atuador de travamento hidráulico, roletes são usados entre duas cunhas para reduzir a quantidade de força requerida para mover a cavilha de segurança para liberar o atuador. Todavia, a carga que pode ser aplicada ao atuador é limitada.

SUMÁRIO

[005] Um atuador para um sistema de turbina de ar dinâmica inclui um pino de trava tendo um suporte central. Uma haste de pistão suporta múltiplas cunhas de trava superior. Múltiplos roletes são suportados no pino de trava e são configurados para suportar radialmente as cunhas de trava superior em uma posição retraída. Os roletes incluem chanfros engatando um no outro.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A exposição pode ser mais bem entendida pela referência à seguinte descrição detalhada quando considerada em conexão com os desenhos anexos, nos quais:

[007] A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma RAT em uma posição estendida.

[008] A figura 2 é uma vista em perspectiva de um atuador ilustrado na figura 1 em uma posição recolhida ou retraída antes da extensão da RAT.

[009] A figura 3 é uma vista em seção transversal do atuador ilustrado na figura 2.

[0010] A figura 4A é uma vista em seção transversal do atuador similar à figura 3, mas com a cavilha de segurança liberada por um conjunto de trava.

[0011] A figura 4B é uma vista ampliada do atuador ilustrado na figura 4A.

[0012] A figura 4C é uma vista em seção transversal do atuador ao longo da linha 4C-4C na figura 4B.

[0013] A figura 5 é uma vista em seção transversal do atuador com cunhas de trava superior liberadas.

[0014] A figura 6 é uma vista em seção transversal do atuador em uma posição totalmente estendida.

[0015] A figura 7 é uma vista em seção transversal do atuador em uma posição totalmente estendida com as cunhas de trava inferior engatadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0016] A figura 1 ilustra um sistema de RAT 10 preso a uma estrutura de aeronave 12 por uma carcaça 14. A carcaça 14 suporta pivotadamente um montante 16 tendo uma turbina 18 em uma extremidade. A turbina 18 inclui lâminas 20, que proporcionam o acionamento rotacional a um gerador 22 e uma bomba hidráulica 30. Um atuador 24 é preso ao montante 16 em uma primeira extremidade 26 e à carcaça em uma segunda extremidade 28. O atuador 24 é ilustrado na posição estendida.

[0017] Com referência às figuras 2 e 3, o atuador 24 inclui uma carcaça 32 tendo primeiro cilindro 34 e segundo cilindro separado 36, não afixado à carcaça 32, telescopicamente arranjado um em relação ao outro. Uma mola de extensão 38 é disposta entre o primeiro e segundo cilindros 34, 36 em um estado comprimido com o atuador 24 em sua posição retraída. Um solenoide de extensão 40 é montado sobre a carcaça 32 e é atuado para iniciar uma sequencia de extensão dentro do atuador 24.

[0018] O segundo cilindro 36 é recebido dentro do primeiro cilindro 34. Uma haste de pistão 42 é afixada à carcaça 32 de forma que ela é rigidamente afixada ao primeiro cilindro 34, tal que o segundo cilindro 36 desliza entre a, e em relação à haste de pistão 42 e o primeiro cilindro 34. A haste de pistão 42 inclui primeira e segunda aberturas 44, 46, que respectivamente recebem cunhas de trava superior e de trava inferior 48, 50. Um pino de trava 52 é arranjado deslizavelmente dentro da haste de pistão 42 para atuar as cunhas de trava superior e trava inferior 48, 50 durante a sequencia de extensão. A haste de pistão 42 inclui um flange 58 e um colar 60 espaçados um do outro. Uma mola de pino de trava 54 é provida entre, e engata o, flange 58 e colar 60 para enviesar a haste de pistão 42 e pino de trava 52 um para longe do outro ao longo do eixo A. um conjunto de rolete 56 é suportado pelo pino de trava 52 e arranjado radialmente entre o pino de trava 52 e as cunhas de trava superior 48.

[0019] Um conjunto de trava 62 é provido na carcaça 32 próximo ao solenoide de extensão 40. Uma alavanca 64 é pivotadamente suportada por um pivô 68 em uma extremidade, e a alavanca 64 inclui um pino de trava 64 oposto ao pivô 68. Um membro de inclinação 72 mantém a alavanca 64 em uma posição normalmente retraída. O pino de trava 66 engata uma extremidade 74 do pino de trava 52 na posição retraída. Uma haste 70 que se estende do solenoide de extensão 40 coopera com a alavanca 64 para mover a alavanca 64 de uma posição retraída (figura 3) para uma posição estendida (figura 4A).

[0020] Na operação, para iniciar uma sequencia de extensão, o solenoide de extensão 40 move a haste 70 para girar a alavanca 64 em torno do pivô 68, superando a força de inclinação a partir da mola de pino de trava 54. Com o pino de trava 66 desengatado da extremidade 74, o pino de trava 52 é forçado a se mover axialmente (para a direita na figura 4A) em resposta à força de inclinação a partir da mola de pino de trava 54.

[0021] Com referência às figuras 4A-4C, o movimento do conjunto de rolete 56 (para a direita nas figuras) permite que as cunhas de trava superior 48 se movam radialmente para dentro e desengatem a partir dos cilindros 36, permitindo assim que o segundo cilindro 36 se mova axialmente para longe a partir do primeiro cilindro 34. O conjunto de rolete 56, como ilustrado nas figuras 4A-4C, é representado na posição retraída. O conjunto de rolete 56 inclui roletes 76 suportados por um suporte lateral 78 do pino de trava 52. Os roletes 76 são providos em fendas 90 uniformemente espaçados circunferencialmente no pino de trava 52. O suporte lateral 78 inclui duas superfícies planas 86 e 87, providas por cada fenda 90, que suportam os roletes 76. As fendas nas fendas 90 oferecem a linha de contato L com os roletes 76, retendo-os axialmente. Este contato de linha é a única fricção que os roletes sofrem com relação ao pino de trava 52, permitindo a montagem de uma menor mola de pino de trava 54. As superfícies planas 86 e 87 são perpendiculares ao eixo A do atuador. O pino de trava 52, usado para espaçar os roletes 76 uniformemente em torno da circunferência do pino de trava e em um plano perpendicular ao eixo A, retém quatro roletes 76 axialmente. Os roletes 76 são suportados radialmente por seus próprios chanfros de canto 96 que repousam um contra o outro. Os quatro roletes suportam radialmente quatro cunhas de trava superior 48 no mesmo plano, que são retidas axialmente pela haste de pistão 42.

[0022] O segundo cilindro 36 inclui uma superfície inclinada 80. As cunhas de trava superior 48 incluem uma primeira superfície angulada 82 que engata as superfícies inclinadas 80. Os roletes 76 suportam uma superfície interna 84 das cunhas de trava superior 48. Uma segunda superfície angulada 88 é provida nas cunhas de trava superior 48, próxima aos roletes 76 opostos à primeira superfície angulada 82.

[0023] Cada rolete 76 inclui extremidades 92, opostas uma à outra, que provêm uma folga 94 entre os roletes 76 e as fendas 90 para permitir do movimento axial do rolete 76 ao longo do eixo de rolete R. Cada rolete 76 inclui chanfros 96 em cada extremidade 92. Os chanfros 96 dos roletes 76 engatam um com o outro com a folga 94 provida para acomodar o desalinhamento com os componentes e suportar o carregamento de rolete devido à reação das cargas de cunha de trava superior 48 desenvolvidas a partir do contato das superfícies 80 e 82. Para o arranjo de exemplo, em que quatro roletes são usados, os chanfros estão em um ângulo de 45° em relação à superfície de suporte de rolete cilíndrico dos roletes 76. Desta maneira, as cargas entre os roletes 76 são compartilhadas entre os chanfros conjugados 96 e as cargas friccionais são reduzidas devido ao contato rolante entre os chanfros de rolete 96. Assim, as cargas sobre as cunhas de trava superior 48 são mais uniformemente distribuídas, o que permite um atuador de capacidade mais alta com força de liberação reduzida. Deve ser entendido que o número de cunhas e o número de roletes podem variar para outras aplicações de atuador, dependendo das cargas.

[0024] Com referência às figuras 5-7, a mola de pino de trava 54 continua a mover o pino de trava 52 (para a direita nas figuras), permitido pelo conjunto de rolete 56 deslizando relativamente facilmente dentro da haste de pistão 42. Uma vez quando os roletes 76 se moveram para fora do engate com a superfície interna 84 das cunhas de trava superior 48, a superfície inclinada 80 força as cunhas de trava superior 48 radialmente para dentro em resposta à força da mola de extensão 38, como ilustrado na figura 5. O pino de trava 52 se move axialmente em relação à haste de pistão 42 até um batente 98 engatar as cunhas de trava inferior 50.

[0025] O segundo cilindro 36 continua a se mover axialmente para fora em relação ao primeiro cilindro 34 até um batente 100 na haste de pistão 42 engatar uma superfície no segundo cilindro 36, limitando sua posição axial em relação ao primeiro cilindro 34 (figura 6). O pino de trava 52 continua a se mover axialmente para a direita em resposta à força a partir da mola de pino de trava 54, aplicada a uma superfície inclinada 102 do pino de trava 52 força as cunhas de trava inferior 50 radialmente para fora para dentro de uma ranhura 104 do segundo cilindro 36.

[0026] Embora uma modalidade de exemplo tenha sido exposta, um trabalhador de conhecimento comum nesta arte reconheceria que certas modificações ficariam dentro do escopo das reivindicações. Por esta razão, as seguintes reivindicações devem ser estudadas para determinar seus verdadeiros escopo e teor.

Claims

Atuador (24) para um sistema de turbina de ar dinâmica (10), compreendendo:
um pino de trava (52) provendo múltiplos suportes laterais dispostos circunferencialmente (78);
uma haste de pistão (42) suportando múltiplas cunhas de trava superior (48);
caracterizado pelo fato de que compreende múltiplos roletes (76), cada um dos quais é suportado em um dos suportes laterais (78) e configurado para suportar radialmente as cunhas de trava superior (48) em uma posição retraída, os roletes (76) incluindo chanfros (96) engatando um no outro; e,
primeiro e segundo cilindros (34, 36) arranjados telescopicamente um em relação ao outro e configurados para serem enviesados axialmente um para longe do outro por uma mola de extensão (38), a haste de pistão (42) e pino de trava (52) arranjados dentro do segundo cilindro (36).
Atuador (24), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pino de trava (52) inclui fendas (90) provendo os suportes laterais (78), e os roletes (76) dispostos nas fendas (90).
Atuador (24), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende uma folga (94) entre cada rolete (76) e sua correspondente fenda (90) para permitir o movimento axial de cada rolete (76) dentro de sua respectiva fenda (90).
Atuador (24), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os suportes laterais (78) permitem que os roletes (76) provejam compartilhamento de carga entre todas as cunhas de trava superior (48) pelo movimento tanto radialmente devido aos chanfros (96) de rolete quanto axialmente devido à folga (94) entre cada rolete dentro de sua respectiva fenda (90).
Atuador (24), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada rolete (76) inclui extremidades opostas (92), cada uma tendo o chanfro (96).
Atuador (24), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os múltiplos roletes (76) são providos por quatro roletes tendo um chanfro (96) de 45° nas extremidades opostas (92).
Atuador (24), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um conjunto de trava (62) cooperando com o pino de trava (52) e configurado para se mover entre posições retraída e estendida, e uma mola de pino de trava (54) configurada para enviesar a haste de pistão (42) e pino de trava (52) um para longe do outro com o conjunto de trava (62) na posição estendida.