BR102016029615B1

BR102016029615B1 - Sistema limpador de para-brisa para uma aeronave, e, método para operar um sistema limpador de para-brisa

Info

Publication number: BR102016029615B1
Application number: BR102016029615-3A
Authority: BR
Inventors: Santyar Srivatsa; Guru Prasad Mahapatra
Original assignee: Goodrich Aerospace Services Private Limited
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2022-09-06
Also published as: US20190023228A1; CA2952183C; US10106127B2; EP3181415A1; EP3181415B1; US20170174183A1; BR102016029615A2; US10766461B2; CA2952183A1

Abstract

SISTEMA LIMPADOR DE PARA-BRISA PARA UMA AERONAVE, E, MÉTODO PARA OPERAR UM SISTEMA LIMPADOR DE PARA-BRISA Um sistema limpador de pára-brisa para uma aeronave é fornecido e inclui um motor, um eixo de saída, uma mola enrolada e mecanismo oscilador de manivela (WSCRM) ao qual o motor e o eixo de saída são acoplados e um controlador. Por meio do WSCRM, a primeira entrada rotação direcional para o WSCRM do motor via uma redução de engrenagem de dois estágios é convertida, de modo que o eixo de saída acione a oscilação da lâmina do limpador através de um primeiro ângulo de varredura e a segunda entrada de rotação direcional para o WSCRM do motor é convertida de modo que o eixo de saída acione a oscilação da lâmina do limpador através de um segundo ângulo de varredura. O controlador é configurado para controlar o motor de modo que a primeira rotação direcional seja continuamente ou não continuamente inserida durante a primeira ou a segunda condições de voo, respectivamente, e a segunda rotação direcional seja continuamente inserida durante as terceiras condições de voo.

Description

FUNDAMENTOS DA DIVULGAÇÃO

[001] O assunto aqui divulgado se refere a unidades de motor de ângulo de varredura variável e, mais particularmente, a unidades de motor de ângulo de varredura variável para sistemas lavadores de para-brisa.

[002] Sistemas limpadores de para-brisa são usados em aeronaves para limpar o para-brisa durante a chuva. A tecnologia do sistema limpador atual inclui sistemas de acionamento interno de conversor de motor que permite um ângulo de varredura fixo e um ângulo de estacionamento desviado por meio de um excêntrico com uma mola enrolada e um mecanismo oscilador de manivela. Isto é, em muitos sistemas limpadores, a oscilação do eixo de saída produz o ângulo de varredura e é conseguida pelo mecanismo oscilador de manivela. O ângulo de estacionamento desviado, por outro lado, é conseguido por uma variação dinâmica da posição excêntrica ou um comprimento de ligação eficaz usando a mola enrolada enquanto o motor é operado em direção inversa. As duas posições do excêntrico são bloqueadas pela mola enrolada e um batente na ligação.

[003] Um inconveniente dos sistemas limpadores atuais existe, no entanto, em que os ângulos de varredura e estacionamento são fixos e não podem ser mudados uma vez que o projeto de hardware é definido.

BREVE DESCRIÇÃO DA DIVULGAÇÃO

[004] De acordo com um aspecto da divulgação, um sistema limpador de para-brisa para uma aeronave é fornecido e inclui um motor, um eixo de saída, uma mola enrolada e mecanismo oscilador de manivela (WSCRM) ao qual o motor e o eixo de saída são acoplados e um controlador. Por meio do WSCRM, a primeira entrada rotação direcional para o WSCRM do motor é convertida, de modo que o eixo de saída acione a oscilação da palheta do limpador através de um primeiro ângulo de varredura e a segunda entrada de rotação direcional para o WSCRM do motor é convertida de modo que o eixo de saída acione a oscilação da palheta do limpador através de um segundo ângulo de varredura. O controlador é configurado para controlar o motor de modo que a primeira rotação direcional seja continuamente ou não continuamente inserida durante a primeira ou a segunda condições de voo, respectivamente, e a segunda rotação direcional seja continuamente inserida durante as terceiras condições de voo.

[005] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o segundo ângulo de varredura é mais estreito do que o primeiro ângulo de varredura.

[006] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o primeiro ângulo de varredura é de cerca de 51 graus e o segundo ângulo de varredura é de cerca de 39 graus.

[007] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, as primeiras condições de voo são condições de voo de baixa velocidade, as segundas condições de voo são caracterizadas em que um modo de estacionamento de palheta de limpador esteja em vigor e as terceiras condições de voo são condições de voo de alta velocidade.

[008] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o controlador é configurado para paralisar a primeira entrada de rotação direcional durante as segundas condições de voo de modo que o eixo de saída provoque o estacionamento da palheta do limpador ao longo do primeiro ângulo de varredura.

[009] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o estacionamento da palheta de limpador é fornecido em posições internas ou externas ao longo do primeiro ângulo de varredura.

[0010] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, um excêntrico do WSCRM tem uma excentricidade de cerca de 0,05 polegada.

[0011] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, um batente do WSCRM é fixo.

[0012] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o WSCRM inclui primeiro e segundo batentes em primeiras e segundas posições, respectivamente, associados com as primeiras ou segundas rotações direcionais.

[0013] De acordo com outro aspecto da divulgação, um método para operar um sistema limpador de para-brisa de aeronave é fornecido. O sistema limpador de para-brisa inclui um motor, um eixo de saída e uma mola enrolada e mecanismo oscilador de manivela (WSCRM) ao qual o motor e o eixo de saída são acoplados. O método inclui determinar se as primeiras, segundas ou terceiras condições de voo estão em vigor, controlar o motor para continuamente inserir a primeira direcional no WSCRM durante as primeiras condições de voo, pelo que o eixo de saída aciona a oscilação da palheta do limpador através de um primeiro ângulo de varredura, controlar o motor para não continuamente inserir a primeira rotação direcional no WSCRM durante as segundas condições de voo, pelo que o eixo de saída provoca o estacionamento da palheta do limpador ao longo do primeiro ângulo de varredura e controlar o motor para inserir continuamente a segunda rotação direcional no WSCRM durante as terceiras condições de voo, pelo que o eixo de saída aciona a oscilação da palheta do limpador através de um segundo ângulo de varredura.

[0014] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o segundo ângulo de varredura é mais estreito do que o primeiro ângulo de varredura.

[0015] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o primeiro ângulo de varredura é de cerca de 51 graus e o segundo ângulo de varredura é de cerca de 39 graus.

[0016] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, as primeiras condições de voo são determinadas estarem em vigor durante condições de voo de baixa velocidade, as segundas condições de voo são determinadas estar em vigor quando um modo de estacionamento de palheta de limpador está em vigor e as terceiras condições de voo são determinadas estarem em vigor durante condições de voo de alta velocidade.

[0017] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o estacionamento da palheta de limpador é fornecido em posições internas ou externas ao longo do primeiro ângulo de varredura.

[0018] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o controle do motor para inserir não continuamente a primeira rotação direcional no WSCRM durante as segundas condições de voo inclui paralisar a primeira entrada de rotação direcional.

[0019] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, um excêntrico do WSCRM tem uma excentricidade de cerca de 0,05 polegada.

[0020] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o método inclui ainda fixar uma posição de um batente.

[0021] De acordo com modalidades adicionais ou alternativas, o WSCRM inclui primeiro e segundo batentes em primeiras e segundas posições, respectivamente, associados com as primeiras ou segundas rotações direcionais.

[0022] Estas e outras vantagens e características se tornarão mais evidentes a partir da descrição seguinte tomada em conjunto com os desenhos. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] O assunto que é considerado como a divulgação é particularmente salientado e distintamente reivindicado nas reivindicações no final da especificação. As características precedentes e outras características e vantagens da divulgação são evidentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de uma mola enrolada e mecanismo oscilador de manivela de um sistema limpador de para-brisa de acordo com modalidades; A FIG. 2 é uma vista de cima para baixo esquemática de um motor, um controlador e da mola enrolada e do mecanismo oscilador de manivela da FIG. 1; A FIG. 3 é uma vista plana de um excêntrico da mola enrolada e do mecanismo oscilador de manivela da FIG. 1 numa primeira posição; A FIG. 4 é uma vista plana de um excêntrico da mola enrolada e do mecanismo oscilador de manivela da FIG. 1 numa segunda posição A FIG. 5 é uma vista frontal da mola enrolada e do mecanismo oscilador da FIG. 1; A FIG. 6A é um diagrama ilustrando um primeiro ângulo de varredura de um sistema limpador de para-brisa; A FIG. 6B é um diagrama de fluxo ilustrando uma operação do sistema limpador de para-brisa da FIG. 6A; A FIG. 7A é um diagrama ilustrando um segundo ângulo de varredura de um sistema limpador de para-brisa; e A FIG. 7B é um diagrama de fluxo ilustrando uma operação do sistema limpador de para-brisa da FIG. 7A.

[0024] A descrição detalhada explica modalidades da divulgação juntamente com vantagens e características, a título de exemplo, com referência os desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA DIVULGAÇÃO

[0025] Como será descrito abaixo, uma mola enrolada e mecanismo oscilador de manivela (WSCRM) com um excêntrico modificado são fornecidos para um sistema limpador de para-brisa. O WSCRM é configurado para suportar dois ângulos de varredura diferentes em vez de um ângulo de varredura e um de estacionamento. Os dois ângulos de varredura diferentes são alcançados por rotação do motor contínua na primeira e na segunda direções e por meio de uma distância centro reduzida entre os eixos de manivela e oscilador e uma mudança no valor de excêntrico que resulta em dois comprimentos de ligação distintos.

[0026] Com referência às FIGS. 1 e 2 e com referência adicional às FIGS. 3 a 5 e 8, um sistema limpador de para-brisa 1 é fornecido e inclui um motor 2, um controlador 3, um eixo de manivelas 4, um eixo de saída oscilador 5 e um WSCRM 10. O sistema limpador de para-brisa 1 pode ser fornecido em qualquer aeronave ou veículo terrestre e é configurado com múltiplas palhetas limpadoras que são desviadas em direção a um para-brisa da aeronave/veículo. O motor 2 pode ser qualquer motor que pode gerar energia de rotação nas direções para frente ou no sentido horário (a seguir denominada como "primeira entrada de rotação direcional") ou inversa ou no sentido anti-horário (a seguir denominada como "segunda entrada de rotação direcional"). O controlador 3 é acoplado ao motor 2 e é configurado para controlar o motor 2 de modo que o motor 2 forneça continuamente a primeira entrada de rotação direcional para o WSCRM 10 durante as primeiras condições de voo, de modo que o motor 2 forneça não continuamente a primeira rotação direcional para o WSCRM 10 durante as segundas condições de voo e de modo que o motor 2 forneça continuamente a segunda entrada de rotação direcional para o WSCRM 10 durante as terceiras condições de voo.

[0027] O controlador 3 pode ser fornecido como um computador de controle de voo incluindo um circuito de processamento ou uma unidade de controle eletrônico a qual é receptiva a comandos de entrada do piloto de um console de piloto juntamente com condições de voo atuais dos sensores a bordo e de fora e uma unidade de armazenamento. A unidade de armazenamento inclui vários tipos de memória e tem instruções executáveis armazenadas na mesma que, quando executadas, fazem a unidade de controle eletrônico executar os métodos e as ações aqui descritas.

[0028] De acordo com modalidades, as primeiras condições de voo podem ser definidas como condições de voo de baixa velocidade ou, mais particularmente, como condições de voo nas quais a aeronave ou o veículo está viajando a menos de 75 nós. As primeiras condições de voo podem ser ainda definidas como condições chuvosas ou condições nas quais o piloto ativou o sistema limpador de para-brisa 1 via o console do piloto. As segundas condições de voo podem ser definidas como condições de voo nas quais o piloto desativou o sistema limpador de para-brisa 1. As terceiras condições de voo podem ser definidas como condições de voo de alta velocidade ou, mais particularmente, como condições de voo nas quais a aeronave ou o veículo está viajando a mais de 75 nós.

[0029] Com referência continuada às FIGS. 1 a 5 e com referência adicional às FIGS. 6A a 7B, o motor 2 é acoplado ao WSCRM 10 por meio do eixo de manivelas 4 e um mecanismo de redução de engrenagens de dois estágios 40, incluindo um primeiro estágio 401 e um segundo estágio 402 que fornece velocidades de oscilação e torque exigidos no eixo de saída oscilador 5. O eixo de saída oscilador 5 é diretamente acoplado ao WSCRM 10. O WSCRM 10 é configurado de modo que, quando a primeira entrada de rotação direcional é continuamente inserida no WSCRM 10 a partir do motor 2 via o eixo de manivelas 4 e o mecanismo de redução de engrenagem 40, de acordo com servocomandos emitidos pelo controlador 3 com as primeiras condições de voo em vigor, a primeira entrada de rotação direcional é convertida pelo WSCRM 10 de modo que o eixo de saída do oscilador 5 acione a oscilação da palheta do limpador através de um primeiro ângulo de varredura (por exemplo, ângulo de varredura 1 da FIG. 6A). O WSCRM 10 é ainda configurado de modo que quando a primeira entrada de rotação direcional é não continuamente inserida no WSCRM 10 a partir do motor 2 via o eixo de manivelas 4 e o mecanismo de redução de engrenagem 40, de acordo com servocomandos emitidos pelo controlador 3 com as segundas condições de voo estando em vigor, a primeira entrada de rotação direcional é convertida pelo WSCRM 10, de modo que o eixo de saída do oscilador 5 acione o estacionamento da palheta do limpador numa posição a bordo ou exterior ao longo do primeiro ângulo de varredura. O WSCRM 10 é ainda configurado de modo que, quando a segunda entrada de rotação direcional é continuamente inserida no WSCRM 10 a partir do motor 2 via o eixo de manivelas 4 e o mecanismo de redução de engrenagem 40, de acordo com servocomandos emitidos pelo controlador 3 com as terceiras condições de voo em vigor, a segunda entrada de rotação direcional é convertida pelo WSCRM 10 de modo que o eixo de saída do oscilador 5 acione a oscilação da palheta do limpador através de um segundo ângulo de varredura (por exemplo, ângulo de varredura 2 da FIG. 7A).

[0030] O WSCRM 10 inclui um elemento de ligação 11, um elemento de manivela 12 e um elemento oscilador 13. O elemento de ligação é formado para definir um primeiro anular 110 numa primeira extremidade do mesmo no qual o elemento de manivela 12 é operavelmente capaz de ser disposto e um segundo anular 111 numa segunda extremidade do mesmo no qual o elemento oscilador 13 é operativamente capaz de ser disposto. O elemento de manivela 12 inclui um excêntrico 120 o qual é fixamente rotativo dentro do primeiro anular 110 para assumir uma primeira posição rotacional como mostrado na FIG. 3 ou para assumir uma segunda posição rotacional como mostrado na FIG. 4, um came 121, uma mola enrolada 122 e pelo menos um batente 123. A rotação do came 121 em relação ao excêntrico é acionada pelo motor 2 através do eixo de manivelas 4 e do mecanismo de redução de engrenagem 40 com o eixo de manivela 4 sendo desviado de um eixo central do excêntrico 120 pelo desvio de eixo E e é oposta pela mola enrolada 122 e o pelo menos um batente 123. O elemento oscilador 13 inclui um elemento principal anular 130 o qual é fixamente rotativo dentro do segundo anular 111 e do qual o eixo de saída do oscilador 5 se estende e um oscilador 131 que é desviado de um eixo central do elemento principal anular 130 pelo desvio S.

[0031] O pelo menos um batente 123 pode ser fornecido como um único batente 123 ou como múltiplos batentes 123. No primeiro caso, o único batente 123 pode ser fixo de modo circunferencial em relação ao excêntrico 120. Assim, quando o controlador 3 controla o motor 2 para introduzir a primeira e a segunda rotações direcionais no WSCRM 10, lados opostos das cabeças da mola enrolada 122 entram em contato com lados opostos do batente único 123. Por outro lado, no caso de múltiplos batentes 123, um batente 123 pode ser disposto numa primeira posição circunferencial em relação ao excêntrico 120 e um batente 123 pode ser disposto numa segunda posição circunferencial em relação ao excêntrico 120.

[0032] Como mostrado na FIG. 5, a posição rotacional do excêntrico 120 pode ser controlada pelo controlador 3 ou algum outro servoelemento adequado e define um comprimento de ligação efetivo L do WSCRM 10 como sendo um primeiro comprimento de ligação L1 o qual é igual à distância entre os respectivos eixos centrais do excêntrico 120 e o elemento principal anular 130 quando o excêntrico 120 assume a primeira posição de rotação, como mostrado na FIG. 3, ou um segundo comprimento de ligação L2 o qual é igual à distância entre os respectivos eixos centrais do excêntrico 120 e o elemento principal anular 130 quando o excêntrico 120 assume a segunda posição de rotação, como mostrado na FIG. 4. O comprimento de base B do WSCRM 10 é a distância entre um eixo de montagem/central do eixo de manivela 4 e o eixo de montagem/central do oscilador 131.

[0033] De acordo com modalidades, uma excentricidade do excêntrico 120 pode ser aumentada para 0,05 polegada (de 0,043 polegada como encontrado em características semelhantes em mecanismos convencionais). Assim, com um comprimento de base B sendo reduzido de cerca de 1,757 polegadas para cerca de 1,6 polegadas, o primeiro ângulo de varredura pode ser de cerca de 51° e o segundo ângulo de varredura pode ser de cerca de 39°. Como tal, uma vez que o segundo ângulo de varredura é mais estreito do que o primeiro ângulo de varredura, requisitos de energia do sistema limpador de para-brisa 1 podem ser reduzidos durante as terceiras condições de voo quando a velocidade relativamente alta da aeronave/veículo pode exigir que tal potência disponível seja redirecionada para outros sistemas.

[0034] Embora a divulgação seja fornecida em detalhes em conexão com apenas um número limitado de modalidades, deve ser prontamente entendido que a divulgação não está limitada a tais modalidades divulgadas. Em vez disso, a divulgação pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, modificações, substituições ou disposições equivalentes não até então descritas, mas que são compatíveis com o espírito e o escopo da divulgação. Adicionalmente, embora várias modalidades da divulgação tenham sido descritas, é para ser entendido que a(s) modalidade(s) exemplar(es) pode(m) incluir apenas alguns dos aspectos exemplares descritos. Por conseguinte, a divulgação não será vista como limitada pela descrição anterior, mas só é limitada pelo escopo das reivindicações anexadas.

Claims

1. Sistema limpador de para-brisa (1) para uma aeronave compreendendo: um motor (2); um eixo de saída (5); o sistema limpador de para-brisa caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma mola enrolada e mecanismo oscilador de manivela (WSCRM) (10) ao qual o motor e o eixo de saída são acoplados e pelos quais: a primeira entrada rotação direcional para o WSCRM (10) do motor (2) é convertida, de modo que o eixo de saída (5) acione a oscilação da palheta do limpador através de um primeiro ângulo de varredura, e a segunda entrada rotação direcional para o WSCRM (10) do motor (2) é convertida, de modo que o eixo de saída (5) acione a oscilação da palheta do limpador através de um segundo ângulo de varredura; e um controlador (3) configurado para controlar o motor de modo que a primeira rotação direcional seja continuamente ou não continuamente inserida durante a primeira ou a segunda condições de voo, respectivamente, e a segunda rotação direcional seja continuamente inserida durante as terceiras condições de voo.

2. Sistema limpador de para-brisa (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo ângulo de varredura é mais estreito que o primeiro ângulo de varredura.

3. Sistema limpador de para-brisa (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro ângulo de varredura é de 51 graus e o segundo ângulo de varredura é de 39 graus.

4. Sistema limpador de para-brisa (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeiras condições de voo são condições de voo de baixa velocidade, as segundas condições de voo são caracterizadas em que um modo de estacionamento de lâmina de limpador esteja em vigor e as terceiras condições de voo são condições de voo de alta velocidade.

5. Sistema limpador de para-brisa (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para paralisar a primeira entrada de rotação direcional durante as segundas condições de voo de modo que o eixo de saída provoque o estacionamento da lâmina do limpador ao longo do primeiro ângulo de varredura.

6. Sistema limpador de para-brisa (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um batente do WSCRM (10) é fixo.

7. Sistema limpador de para-brisa (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o WSCRM (10) compreende primeiro e segundo batentes em primeiras e segundas posições, respectivamente, associados com as primeiras ou segundas rotações direcionais.

8. Método para operar um sistema limpador de para-brisa compreendendo um motor, um eixo de saída e uma mola enrolada e mecanismo oscilador de manivela (WSCRM) (10) ao qual o motor e o eixo de saída são acoplados, o método, caracterizado pelo fato de que compreende: determinar se a primeira, segunda ou terceira condições de voo estão em vigor; controlar o motor para continuamente inserir a primeira rotação direcional no WSCRM (10) durante as primeiras condições de voo, pelo que o eixo de saída aciona a oscilação da palheta do limpador através de um primeiro ângulo de varredura; controlar o motor para não continuamente inserir a primeira rotação direcional no WSCRM (10) durante as segundas condições de voo, pelo que o eixo de saída provoca o estacionamento da palheta do limpador ao longo do primeiro ângulo de varredura; e controlar o motor para continuamente inserir a segunda rotação direcional no WSCRM (10) durante as terceiras condições de voo, pelo que o eixo de saída aciona a oscilação da palheta do limpador através de um segundo ângulo de varredura.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o segundo ângulo de varredura é mais estreito que o primeiro ângulo de varredura.

10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro ângulo de varredura é de 51 graus e o segundo ângulo de varredura é de 39 graus.

11. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende: as primeiras condições de voo são determinadas estarem em vigor durante condições de voo de baixa velocidade, as segundas condições de voo são determinadas estar em vigor quando um modo de estacionamento de palheta de limpador está em vigor, e as terceiras condições de voo são determinadas estarem em vigor durante condições de voo de alta velocidade.

12. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o estacionamento da palheta de limpador é fornecido em posições internas ou externas ao longo do primeiro ângulo de varredura.

13. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o controle do motor para inserir não continuamente a primeira rotação direcional no WSCRM (10) durante as segundas condições de voo compreende paralisar a primeira entrada de rotação direcional.

14. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fixar uma posição de um batente.

15. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o WSCRM (10) compreende primeiro e segundo batentes em primeiras e segundas posições, respectivamente, associados com as primeiras ou segundas rotações direcionais.