BR102018068954B1

BR102018068954B1 - FLEXIBLE COUPLING, AIRCRAFT, AND, METHODS FOR FORMING A FLEXIBLE COUPLING AND FOR FLEXIBLY COUPLING PARTS OF A DRIVE SHAFT SYSTEM

Info

Publication number: BR102018068954B1
Application number: BR102018068954-1A
Authority: BR
Inventors: Will Pollitt
Original assignee: Crompton Technology Group Limited
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2023-09-19

Abstract

ACOPLAMENTO FLEXÍVEL, AERONAVE, E, MÉTODOS PARA FORMAR UM ACOPLAMENTO FLEXÍVEL E PARA ACOPLAR FLEXIVELMENTE PEÇAS DE UM SISTEMA DE EIXO DE TRANSMISSÃO A presente divulgação fornece um acoplamento flexível (10,30,60,70,80) para transmitir torque entre peças de um sistema de eixo de transmissão. O acoplamento flexível compreende uma seção tubular (12) de material compósito reforçado com fibra contínua que foi modificado para formar uma seção de dobradiça viva (15) com rigidez de flexão reduzida para permitir flexão da seção tubular. A seção tubular pode ser modificada através do fornecimento de um padrão de formações (16) dentro da secção de dobradiça viva. As formações podem estar na forma de aberturas (19, 59, 69, 79) e/ou recessos (89) no material compósito reforçado com fibra contínua para criar uma pluralidade de dobradiças vivas no material entre, em particular fendas e/ou ranhuras.FLEXIBLE COUPLING, AIRCRAFT, AND, METHODS FOR FORMING A FLEXIBLE COUPLING AND FOR FLEXIBLY COUPLING PARTS OF A DRIVE SHAFT SYSTEM The present disclosure provides a flexible coupling (10,30,60,70,80) for transmitting torque between parts of a drive shaft system. The flexible coupling comprises a tubular section (12) of continuous fiber reinforced composite material that has been modified to form a living hinge section (15) with reduced bending stiffness to allow bending of the tubular section. The tubular section can be modified by providing a pattern of formations (16) within the living hinge section. The formations may be in the form of openings (19, 59, 69, 79) and/or recesses (89) in the continuous fiber reinforced composite material to create a plurality of sharp hinges in the material between, in particular slits and/or grooves.

Description

Field

[001] A presente divulgação se refere a um acoplamento flexível. Ele pode ser usado para transmitir torque entre peças de um sistema de eixo de transmissão. A presente divulgação também se refere a um método de fazer um acoplamento flexível para transmitir torque entre peças de um sistema de eixo de transmissão.[001] The present disclosure relates to a flexible coupling. It can be used to transmit torque between parts of a driveshaft system. The present disclosure also relates to a method of making a flexible coupling for transmitting torque between parts of a drive shaft system.

Fundamentals

[002] Em muitos veículos, é desejável acomodar desalinhamento axial entre seções de um sistema de eixo de transmissão. Soluções comuns para permitir desalinhamento são juntas universais, juntas estriadas com coroa ou acoplamentos tipo disco. Além disso, é conhecido fornecer um acoplamento flexível de metal na forma de um tubo de metal que conecta dois eixos juntos. O tubo de metal tem uma seção flexível com cortes através da parede do tubo, de modo a reduzir deliberadamente sua rigidez à flexão, de modo que o tubo possa flexionar sob as cargas antecipadas resultantes do desalinhamento. Por exemplo, o tubo pode ter uma seção com um padrão de fendas circunferenciais cortadas através da parede do tubo em diferentes localizações axiais, localmente abaixando sua resistência e o tornando capaz de dobrar para acomodar desalinhamento entre os eixos quando eles giram.[002] In many vehicles, it is desirable to accommodate axial misalignment between sections of a driveshaft system. Common solutions to allow for misalignment are universal joints, crown spline joints, or disc-type couplings. Furthermore, it is known to provide a flexible metal coupling in the form of a metal tube that connects two shafts together. The metal tube has a flexible section with cuts through the tube wall to deliberately reduce its bending stiffness so that the tube can flex under the anticipated loads resulting from misalignment. For example, the tube may have a section with a pattern of circumferential slits cut through the wall of the tube at different axial locations, locally lowering its strength and making it capable of bending to accommodate misalignment between the axes when they rotate.

[003] Tais acoplamentos flexíveis convencionais geralmente têm sido considerados satisfatórios para seu propósito pretendido, mas há um desejo de melhorar estes.[003] Such conventional flexible couplings have generally been considered satisfactory for their intended purpose, but there is a desire to improve these.

summary

[004] De acordo com um primeiro aspecto, a presente descrição fornece um acoplamento flexível para transmitir torque entre peças de um sistema de eixo de transmissão. O acoplamento flexível compreende uma seção tubular de material compósito reforçado com fibra contínua que foi modificado para formar uma seção de dobradiça viva com rigidez de flexão reduzida para permitir flexão da seção tubular.[004] According to a first aspect, the present description provides a flexible coupling for transmitting torque between parts of a drive shaft system. The flexible coupling comprises a tubular section of continuous fiber reinforced composite material that has been modified to form a living hinge section with reduced bending stiffness to allow bending of the tubular section.

[005] Em adição ou como uma alternativa ao precedente, a seção tubular pode ter sido modificada através do fornecimento de um padrão de formações dentro da seção de dobradiça viva. Opcionalmente, as formações estão na forma de aberturas e/ou recessos no material compósito reforçado com fibra contínua para criar uma pluralidade de dobradiças vivas no material entre elas. A título de exemplo, as formações podem estar na forma de fendas e/ou ranhuras no material compósito reforçado com fibra contínua.[005] In addition to or as an alternative to the foregoing, the tubular section may have been modified by providing a pattern of formations within the living hinge section. Optionally, the formations are in the form of openings and/or recesses in the continuous fiber reinforced composite material to create a plurality of sharp hinges in the material therebetween. By way of example, the formations may be in the form of cracks and/or grooves in the continuous fiber reinforced composite material.

[006] Além do ou como uma alternativa ao anterior, o padrão de formações pode dividir a seção de dobradiça viva em segmentos flexíveis e rígidos consecutivos. Opcionalmente, cada segmento flexível pode compreender gargalos de material formando uma dobradiça viva da seção de dobradiça viva. O ou cada segmento rígido pode compreender um anel da seção tubular ligado em cada lado axial por uma dobradiça viva. Os segmentos flexíveis podem ter menos material compósito reforçado com fibra contínua por comprimento axial unitário em comparação com os ou cada um dos segmentos rígidos, para reduzir a rigidez de flexão localmente.[006] In addition to or as an alternative to the above, the pattern of formations can divide the living hinge section into consecutive flexible and rigid segments. Optionally, each flexible segment may comprise material necks forming a living hinge of the living hinge section. The or each rigid segment may comprise a tubular section ring connected on each axial side by a living hinge. The flexible segments may have less continuous fiber reinforced composite material per unit axial length compared to the or each of the rigid segments, to reduce bending stiffness locally.

[007] Em adição ou como uma alternativa ao anterior, o padrão de formações pode compreender conjuntos de formações que se estendem circunferencialmente proporcionadas em localizações axiais comuns ao longo da seção tubular, cada conjunto de formações sendo espaçado axialmente em relação a um conjunto seguinte de formações.[007] In addition to or as an alternative to the foregoing, the pattern of formations may comprise sets of circumferentially extending formations proportioned at common axial locations along the tubular section, each set of formations being spaced axially relative to a following set of formations. formations.

[008] Em adição ou como uma alternativa ao anterior, cada conjunto de formações pode compreender duas ou três formações que se estendem circunferencialmente proporcionadas numa dada localização axial. As extremidades das formações podem definir seções de gargalo de material compósito reforçado com fibra contínua entre elas. Opcionalmente, o padrão de formações pode compreender pares de formações opostas no material compósito reforçado com fibra contínua separados por pares de seções de gargalo, cada par de seções de gargalo provido em uma posição axial diferente ao longo da seção tubular. A título de exemplo, cada par de seções de gargalo pode ser angularmente desviado de um próximo par de seções de gargalo por 90°.[008] In addition or as an alternative to the above, each set of formations may comprise two or three circumferentially extending formations proportioned at a given axial location. The ends of the formations may define neck sections of continuous fiber reinforced composite material between them. Optionally, the pattern of formations may comprise pairs of opposing formations in the continuous fiber reinforced composite material separated by pairs of neck sections, each pair of neck sections provided in a different axial position along the tubular section. By way of example, each pair of neck sections may be angularly offset from a next pair of neck sections by 90°.

[009] Em adição ou como uma alternativa ao anterior, o padrão de formações pode definir pelo menos três dobradiças vivas na seção de dobradiça viva, cada uma permitindo flexão da seção tubular em uma direção radial. Opcionalmente, pode haver pelo menos cinco dobradiças vivas. A título de exemplo, pode haver pelo menos oito dobradiças vivas.[009] In addition to or as an alternative to the foregoing, the pattern of formations may define at least three living hinges in the living hinge section, each allowing bending of the tubular section in a radial direction. Optionally, there may be at least five live hinges. By way of example, there may be at least eight living hinges.

[0010] Além ou como uma alternativa ao anterior, as formações podem se estender em uma direção helicoidal para deixar seções de gargalo se estendendo helicoidalmente de material compósito reforçado com fibra contínua entre lados adjacentes das formações. Estas podem fornecer uma dobradiça viva da seção de dobradiça viva. Opcionalmente, existem pelo menos dois conjuntos de formações se estendendo helicoidalmente e as formações de um conjunto podem se estender numa direção helicoidal oposta para outro conjunto. A título de exemplo, cada conjunto de formações pode compreender pelo menos três formações tendo o mesmo passo helicoidal; opcionalmente pelo menos cinco formações tendo o mesmo passo helicoidal.[0010] In addition to or as an alternative to the foregoing, the formations may extend in a helical direction to leave helically extending neck sections of continuous fiber reinforced composite material between adjacent sides of the formations. These can provide a live hinge of the live hinge section. Optionally, there are at least two sets of formations extending helically and formations from one set may extend in an opposite helical direction to another set. By way of example, each set of formations may comprise at least three formations having the same helical pitch; optionally at least five formations having the same helical pitch.

[0011] Em adição ou como uma alternativa ao anterior, as formações podem se estender numa direção axial separada por seções de gargalo de material compósito reforçado com fibra contínua se estendendo axialmente entre elas. Estas podem fornecer uma dobradiça viva da seção de dobradiça viva. Opcionalmente, existem pelo menos dois conjuntos de formações, um conjunto se estendendo numa direção axial que é deslocada angularmente em relação a outro conjunto. A título de exemplo, cada conjunto de formações pode compreender pelo menos três formações se estendendo axialmente. Em alguns casos, cada conjunto de formações pode compreender pelo menos cinco formações se estendendo axialmente.[0011] In addition to or as an alternative to the above, the formations may extend in an axial direction separated by neck sections of continuous fiber reinforced composite material extending axially between them. These can provide a live hinge of the live hinge section. Optionally, there are at least two sets of formations, one set extending in an axial direction that is angularly displaced relative to another set. By way of example, each set of formations may comprise at least three axially extending formations. In some cases, each set of formations may comprise at least five axially extending formations.

[0012] Em adição ou como uma alternativa ao precedente, a seção tubular pode compreender: uma primeira camada de fibras contínuas tendo um primeiro ângulo de enrolamento; e uma segunda camada de fibras contínuas tendo um segundo ângulo de enrolamento. O primeiro e o segundo ângulos de enrolamento podem ser diferentes e em que pelo menos uma das camadas de fibras contínuas pode ter sido cortada ou estar ausente para proporcionar pelo menos algumas das formações.[0012] In addition or as an alternative to the foregoing, the tubular section may comprise: a first layer of continuous fibers having a first winding angle; and a second layer of continuous fibers having a second winding angle. The first and second winding angles may be different and at least one of the continuous fiber layers may have been cut or be missing to provide at least some of the formations.

[0013] Em adição ou como uma alternativa ao anterior, pelo menos algumas das formações podem ter sido formadas por enrolamento, entrançamento ou sobrepondo fibras contínuas entre cavilhas em um núcleo, as cavilhas desviando o caminho das fibras de modo que não haja extremidades de fibra em uma borda de cada formação.[0013] In addition to or as an alternative to the foregoing, at least some of the formations may have been formed by winding, braiding or overlapping continuous fibers between pegs in a core, the pegs diverting the path of the fibers so that there are no fiber ends on one edge of each formation.

[0014] Em outra modalidade, a presente divulgação pode ser vista como proporcionando um veículo compreendendo peças de um sistema de eixo de transmissão, em que uma primeira parte do sistema de eixo de transmissão é conectada a um motor principal, tal como uma máquina ou um motor, e uma segunda parte do sistema de eixo de transmissão está conectada a um componente. O veículo também compreende um acoplamento flexível de acordo com uma das declarações precedentes. O acoplamento flexível é conectado entre as peças do sistema de eixo de transmissão e é configurado para transmitir torque entre as peças e para acomodar simultaneamente desalinhamento axial das peças do sistema de eixo de transmissão. O veículo pode ser uma aeronave.[0014] In another embodiment, the present disclosure can be viewed as providing a vehicle comprising parts of a drive shaft system, wherein a first part of the drive shaft system is connected to a prime mover, such as a machine or a motor, and a second part of the drive shaft system is connected to a component. The vehicle also comprises a flexible coupling according to one of the preceding statements. The flexible coupling is connected between the driveshaft system parts and is configured to transmit torque between the parts and to simultaneously accommodate axial misalignment of the driveshaft system parts. The vehicle may be an aircraft.

[0015] Em outra modalidade, a presente divulgação pode ser vista como fornecendo um método de formar um acoplamento flexível adequado para transmitir torque entre peças de um sistema de eixo de transmissão. O acoplamento flexível tem uma seção tubular compreendendo material compósito reforçado com fibra contínua. O método compreende modificar a seção tubular para proporcionar uma seção de dobradiça viva de rigidez de flexão reduzida que permite flexão da seção tubular.[0015] In another embodiment, the present disclosure can be viewed as providing a method of forming a flexible coupling suitable for transmitting torque between parts of a drive shaft system. The flexible coupling has a tubular section comprising continuous fiber reinforced composite material. The method comprises modifying the tubular section to provide a living hinge section of reduced bending stiffness that allows bending of the tubular section.

[0016] Em adição ou como uma alternativa ao anterior, a modificação pode compreender formar um padrão de formações dentro da seção de dobradiça viva removendo o material compósito reforçado com fibra contínua ou defletindo a fibra do material compósito reforçado com fibra contínua durante a fabricação. Opcionalmente, ela pode compreender criar formações as quais estão na forma de aberturas e/ou recessos no material compósito reforçado com fibra contínua para, desse modo, criar uma pluralidade de dobradiças vivas no material entre elas. A título de exemplo, as formações podem ser formadas como fendas e/ou ranhuras no material compósito reforçado com fibra contínua da seção de dobradiça viva.[0016] In addition to or as an alternative to the foregoing, the modification may comprise forming a pattern of formations within the living hinge section by removing the continuous fiber reinforced composite material or deflecting the fiber from the continuous fiber reinforced composite material during manufacturing. Optionally, it may comprise creating formations which are in the form of openings and/or recesses in the continuous fiber reinforced composite material to thereby create a plurality of living hinges in the material therebetween. By way of example, the formations may be formed as cracks and/or grooves in the continuous fiber reinforced composite material of the living hinge section.

[0017] Em adição ou como uma alternativa ao anterior, a seção tubular pode ser formada por um processo de enrolamento, entrançamento ou sobreposição. Se enrolado, o processo de enrolamento pode compreender enrolar uma primeira camada de fibras contínuas em torno de um núcleo tendo um eixo, as fibras sendo enroladas com um primeiro ângulo de enrolamento em relação ao eixo e enrolando uma segunda camada de fibras contínuas em torno do núcleo e da primeiro camada, a segunda camada de fibras contínuas sendo enrolada com um segundo ângulo de enrolamento em relação ao eixo, em que o primeiro ângulo de enrolamento é diferente do segundo ângulo de enrolamento. Se trançado, o processo de entrançamento pode compreender trançar uma pluralidade de fibras contínuas em torno de um núcleo, de modo que fibras contínuas de diferentes direções de enrolamento sejam colocadas sobre uma região de uma maneira alternada. Se um processo de sobreposição for usado, então, ele pode compreender depositar folhas tecidas de fibras contínuas em torno de um núcleo. Então, em etapas adicionais, a seção tubular pode ser subsequentemente curada e, se estiver presente um forro na seção tubular durante o processo de enrolamento/entrançamento/sobreposição, esse forro pode ser removido.[0017] In addition or as an alternative to the above, the tubular section can be formed by a winding, braiding or overlapping process. If wound, the winding process may comprise winding a first layer of continuous fibers around a core having an axis, the fibers being wound with a first winding angle relative to the axis, and winding a second layer of continuous fibers around the core and first layer, the second layer of continuous fibers being wound with a second winding angle relative to the axis, wherein the first winding angle is different from the second winding angle. If braided, the braiding process may comprise braiding a plurality of continuous fibers around a core, such that continuous fibers of different winding directions are placed over a region in an alternating manner. If an overlay process is used, then it may comprise depositing woven sheets of continuous fibers around a core. Then, in additional steps, the tubular section can be subsequently cured and, if a lining is present in the tubular section during the winding/braiding/overlapping process, that lining can be removed.

[0018] Em adição ou como uma alternativa ao anterior, a etapa de modificar a seção tubular pode compreender fornecer uma ou mais cavilhas se estendendo do núcleo. O processo de enrolamento/entrançamento/sobreposição pode incluir passar as fibras em torno da(s) cavilha(s) de modo que, quando a(s) cavilha(s) é(são) removida(s), exista uma folga em forma de cavilha na respectiva camada de fibras. Adicionalmente ou alternativamente, a etapa de modificar a seção tubular pode compreender cortar uma pluralidade de formações na seção tubular. As formações formadas por qualquer rota podem compreender conjuntos de fendas ou ranhuras, para proporcionar um padrão de formações que permita flexão da seção tubular. Opcionalmente, a etapa de modificar a seção tubular pode compreender manter parte do material compósito reforçado com fibra contínua se estendendo através das formações.[0018] In addition or as an alternative to the above, the step of modifying the tubular section may comprise providing one or more pins extending from the core. The winding/braiding/overlapping process may include passing the fibers around the peg(s) so that when the peg(s) are removed, there is a gap in the form pin in the respective fiber layer. Additionally or alternatively, the step of modifying the tubular section may comprise cutting a plurality of formations in the tubular section. Formations formed by any route may comprise sets of slits or grooves to provide a pattern of formations that permit bending of the tubular section. Optionally, the step of modifying the tubular section may comprise maintaining part of the continuous fiber reinforced composite material extending through the formations.

[0019] De acordo com uma modalidade adicional, a presente divulgação pode ser vista como proporcionando um método de acoplar flexivelmente peças de um sistema de eixo de transmissão para acomodar desalinhamento axial entre as peças. O método compreende conectar o acoplamento flexível de qualquer das declarações acima entre as peças.[0019] According to a further embodiment, the present disclosure can be viewed as providing a method of flexibly coupling parts of a drive shaft system to accommodate axial misalignment between the parts. The method comprises connecting flexible coupling of any of the above statements between the parts.

Description of Figures

[0020] Determinadas modalidades da presente divulgação serão agora descritas em mais detalhes apenas a título de exemplo e com referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1 mostra um acoplamento flexível exemplar tendo um diâmetro ampliado; A Figura 2 mostra um tubo enrolado com duas camadas de fibras contínuas tendo diferentes ângulos de fibra; A Figura 3 mostra um acoplamento flexível exemplar sem um diâmetro ampliado; A Figura 4 mostra uma vista plana do acoplamento flexível da Figura 3; A Figura 5 mostra um acoplamento flexível exemplar tendo aberturas orientadas axialmente; A Figura 6 mostra um acoplamento flexível exemplar tendo aberturas se estendendo helicoidalmente; A Figura 7A mostra um acoplamento flexível exemplar tendo ranhuras que não se estendem através da espessura total da parede do tubo; A Figura 7B mostra o exemplo da Figura 7A com uma seção cortada; A Figura 8 mostra um núcleo tendo uma cavilha e fibras contínuas sendo desviadas pela cavilha; A Figura 9 mostra um diagrama de fluxo de um método exemplificativo de formar um acoplamento flexível compreendendo material compósito reforçado com fibra contínua; e A Figura 10 mostra um diagrama de fluxo de outro método exemplar de formar um acoplamento flexível compreendendo material compósito reforçado com fibra contínua.[0020] Certain embodiments of the present disclosure will now be described in more detail by way of example only and with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 shows an exemplary flexible coupling having an enlarged diameter; Figure 2 shows a tube wound with two layers of continuous fibers having different fiber angles; Figure 3 shows an exemplary flexible coupling without an enlarged diameter; Figure 4 shows a plan view of the flexible coupling of Figure 3; Figure 5 shows an exemplary flexible coupling having axially oriented openings; Figure 6 shows an exemplary flexible coupling having helically extending openings; Figure 7A shows an exemplary flexible coupling having grooves that do not extend through the entire thickness of the pipe wall; Figure 7B shows the example of Figure 7A with a cut section; Figure 8 shows a core having a peg and continuous fibers being deflected by the peg; Figure 9 shows a flow diagram of an exemplary method of forming a flexible coupling comprising continuous fiber reinforced composite material; and Figure 10 shows a flow diagram of another exemplary method of forming a flexible coupling comprising continuous fiber reinforced composite material.

Detailed Description

[0021] Os materiais compósitos reforçados com fibra são formados por fibras, geralmente uma fibra de alta resistência, tal como fibra de carbono, fibra de aramida, fibra de vidro, que são encerradas em uma matriz, geralmente uma resina polimérica curada. A resina de polímero mantém as fibras substancialmente no lugar e transmite forças entre as fibras.[0021] Fiber-reinforced composite materials are formed by fibers, generally a high-strength fiber, such as carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, which are enclosed in a matrix, generally a cured polymer resin. The polymer resin holds the fibers substantially in place and transmits forces between the fibers.

[0022] Em compósitos reforçados com fibra genéricos, as fibras podem ser contínuas na matriz, significando que o comprimento de cada fibra é substancialmente maior que o diâmetro da fibra, ou as fibras podem ser fibras curtas ou fibras cortadas onde cada fibra pode ser apenas de alguns milímetros de comprimento ou menos. Em compósitos de fibra contínua, as fibras podem ser trançadas em uma estrutura, podem ser formadas de folhas tecidas de material ou as fibras podem ser filamento enrolado em torno de um item (por exemplo, um núcleo removível ou um núcleo que permanece in situ).[0022] In generic fiber reinforced composites, the fibers may be continuous in the matrix, meaning that the length of each fiber is substantially greater than the diameter of the fiber, or the fibers may be short fibers or chopped fibers where each fiber may be only a few millimeters in length or less. In continuous fiber composites, the fibers may be braided into a structure, may be formed from woven sheets of material, or the fibers may be filament wound around an item (e.g., a removable core or a core that remains in situ). .

[0023] Os materiais compósitos reforçados com fibra podem ter resistência substancialmente mais alta por peso unitário em comparação com metais de engenharia. Assim, um acoplamento flexível feito com materiais compósitos reforçados com fibra contínua pode ser mais leve que um acoplamento flexível de metal de formato similar.[0023] Fiber-reinforced composite materials can have substantially higher strength per unit weight compared to engineering metals. Thus, a flexible coupling made with continuous fiber reinforced composite materials can be lighter than a metal flexible coupling of similar shape.

[0024] A Figura 1 mostra um acoplamento flexível 10. O acoplamento flexível 10 compreende uma seção tubular 12 tendo uma parede circunferencial e estando localizada entre duas seções de extremidade 14a, 14b. A parede circunferencial da seção tubular 12 tem uma espessura de parede 12t. A seção tubular tem um diâmetro externo 12d. As duas seções de extremidade 14a, b podem conectar a outras peças (não mostradas) ou podem elas próprias ser eixos, por exemplo, eixos de transmissão, num sistema de eixo de transmissão.[0024] Figure 1 shows a flexible coupling 10. The flexible coupling 10 comprises a tubular section 12 having a circumferential wall and being located between two end sections 14a, 14b. The circumferential wall of the tubular section 12 has a wall thickness of 12t. The tubular section has an outer diameter 12d. The two end sections 14a, b may connect to other parts (not shown) or may themselves be shafts, for example drive shafts, in a drive shaft system.

[0025] A seção tubular 12, as seções de extremidade 14a, 14b e/ou outras partes do sistema de eixo de transmissão são feitas de material compósito reforçado com fibra contínua. Elas podem ser feitas de materiais compósitos reforçados com fibra contínua iguais ou diferentes. As fibras podem ser fibras de carbono compreendendo filamentos de carbono. A matriz pode ser um epóxi curado, poliéster ou outro material de resina.[0025] The tubular section 12, the end sections 14a, 14b and/or other parts of the drive shaft system are made of continuous fiber reinforced composite material. They can be made from the same or different continuous fiber reinforced composite materials. The fibers may be carbon fibers comprising carbon filaments. The matrix may be a cured epoxy, polyester, or other resin material.

[0026] De acordo com a presente divulgação, o acoplamento flexível tem uma seção tubular 12 de material compósito reforçado com fibra contínua que foi modificado para formar uma seção de dobradiça viva 15 com rigidez de flexão reduzida para permitir flexão da seção tubular. A seção tubular 12 é modificada para reduzir o volume de material compósito reforçado com fibra contínua em regiões discretas da seção de dobradiça viva 15. Isto fornece locais preferenciais onde a curvatura pode ocorrer para acomodar desalinhamento axial das peças.[0026] According to the present disclosure, the flexible coupling has a tubular section 12 of continuous fiber reinforced composite material that has been modified to form a living hinge section 15 with reduced bending stiffness to allow bending of the tubular section. The tubular section 12 is modified to reduce the volume of continuous fiber reinforced composite material in discrete regions of the living hinge section 15. This provides preferred locations where curvature can occur to accommodate axial misalignment of the parts.

[0027] Assim, a seção de dobradiça viva 15 pode ser proporcionada por um padrão de formações 16. As formações são regiões discretas da seção tubular 12 que foram modificadas para reduzir o volume de material compósito reforçado com fibra contínua localmente em comparação com as regiões não modificadas circundantes da seção tubular 12. Por exemplo, as formações podem estar na forma de aberturas ou recessos proporcionados numa parede circunferencial da seção tubular 12. Estas formações podem ser alongadas e tomar a forma de fendas 19, por exemplo, fendas arredondadas ou ranhuras 89 (ver, por exemplo, a Figura 7A), por exemplo, ranhuras com extremidades arredondadas. As seções de gargalo do material compósito reforçado com fibra contínua entre as formações podem, então, fornecer uma série de dobradiças vivas as quais juntas formam a seção de dobradiça viva do acoplamento flexível 10.[0027] Thus, the living hinge section 15 may be provided by a pattern of formations 16. The formations are discrete regions of the tubular section 12 that have been modified to reduce the volume of locally continuous fiber reinforced composite material compared to the regions unmodified structures surrounding the tubular section 12. For example, the formations may be in the form of openings or recesses provided in a circumferential wall of the tubular section 12. These formations may be elongated and take the form of slits 19, e.g., rounded slits or grooves. 89 (see, for example, Figure 7A), for example, grooves with rounded ends. The neck sections of the continuous fiber reinforced composite material between the formations can then provide a series of living hinges which together form the living hinge section of the flexible coupling 10.

[0028] Embora a seção tubular seja mostrada na Figura 1 como sendo de uma forma cilíndrica, a seção tubular 12 não necessita de ser de diâmetro constante 12d. Por exemplo, o diâmetro 12d pode ser maior em direção ao meio da seção tubular 12.[0028] Although the tubular section is shown in Figure 1 as being of a cylindrical shape, the tubular section 12 does not need to be of constant diameter 12d. For example, the diameter 12d may be larger towards the middle of the tubular section 12.

[0029] Além disso, a espessura 12t da seção tubular 12 não necessita de ser de espessura de parede constante. Por exemplo, a espessura 12t pode diminuir em direção ao meio da seção tubular 12 ou pode aumentar localmente em torno da periferia das formações.[0029] Furthermore, the thickness 12t of the tubular section 12 does not need to be of constant wall thickness. For example, the thickness 12t may decrease toward the middle of the tubular section 12 or may increase locally around the periphery of the formations.

[0030] Um sistema de eixo de transmissão pode incluir um ou mais eixos de transmissão, eixos de parafuso, conexões, acoplamentos etc. para a finalidade de transmitir torque de uma peça (por exemplo, de um motor ou máquina) para outra peça (por exemplo, uma roda, um atuador, um conversor, um gerador, uma asa rotativa etc.). Um sistema de eixo de transmissão pode fazer parte de uma aeronave.[0030] A drive shaft system may include one or more drive shafts, screw shafts, connections, couplings, etc. for the purpose of transmitting torque from one part (e.g., an engine or machine) to another part (e.g., a wheel, an actuator, a converter, a generator, a rotating wing, etc.). A driveshaft system may be part of an aircraft.

[0031] As duas porções cilíndricas das seções de extremidade 14a,b têm um diâmetro externo 14d. No exemplo mostrado na Figura 1, os diâmetros 14d das seções de extremidade são substancialmente os mesmos e são menores do que o diâmetro 12d da seção tubular. No exemplo mostrado na Figura 1, a seção tubular 12 está conectada a porções cilíndricas das seções de extremidade 14a,b por porções troncocônicas 13. Para cada porção troncocônica 13, o diâmetro maior do troncocônica é o mesmo que o diâmetro da seção tubular 12d e o diâmetro menor do troncocônica é o mesmo que o diâmetro 14d das porções cilíndricas das porções de extremidade 14a,b. Isto é, cada troncocônica une a seção tubular 12 a uma porção cilíndrica de uma seção extrema 14a,b.[0031] The two cylindrical portions of the end sections 14a, b have an external diameter 14d. In the example shown in Figure 1, the diameters 14d of the end sections are substantially the same and are smaller than the diameter 12d of the tubular section. In the example shown in Figure 1, the tubular section 12 is connected to cylindrical portions of the end sections 14a, b by frusto-conical portions 13. For each frusto-conical portion 13, the largest diameter of the frusto-conical portion is the same as the diameter of the tubular section 12d and the minor diameter of the conical frustum is the same as the diameter 14d of the cylindrical portions of the end portions 14a, b. That is, each conical frustum joins the tubular section 12 to a cylindrical portion of an extreme section 14a, b.

[0032] Em outros exemplos, tal como aqueles mostrados nas Figuras 3 e 4, o diâmetro 14d das seções de extremidade 14a,b pode ser o mesmo que o diâmetro 32d da seção tubular 12. Nestas modalidades, não existem porções troncocônicas 13.[0032] In other examples, such as those shown in Figures 3 and 4, the diameter 14d of the end sections 14a,b may be the same as the diameter 32d of the tubular section 12. In these embodiments, there are no frusto-conical portions 13.

[0033] A primeira 14a e a segunda 14b extremidades podem cada uma delas formar (ser formadas integralmente) um eixo, de modo que o acoplamento flexível 10 permita desalinhamento axial entre as duas extremidades do eixo. Em outras palavras, duas seções de eixo podem ser formadas do mesmo material compósito reforçado com fibra contínua e o acoplamento flexível pode ser formado simultaneamente entre as seções de eixo para fornecer um eixo unitário feito de material compósito reforçado com fibra contínua incorporando o acoplamento flexível 10.[0033] The first 14a and second 14b ends may each form (be integrally formed) a shaft, so that the flexible coupling 10 allows axial misalignment between the two ends of the shaft. In other words, two shaft sections can be formed from the same continuous fiber reinforced composite material and the flexible coupling can be formed simultaneously between the shaft sections to provide a unitary shaft made from continuous fiber reinforced composite material incorporating the flexible coupling 10 .

[0034] Alternativamente, uma ou ambas as seções de extremidade 14a, b podem ser configuradas para conectar a um eixo de accionamento (não mostrado), de modo que o acoplamento flexível 10 permita desalinhamento axial entre peças de um sistema de eixo de transmissão. Esta conexão pode ser por uma conexão estriada, uma conexão pinada, uma conexão flangeada, uma conexão colada ou qualquer outra conexão conhecida dos versados na técnica.[0034] Alternatively, one or both end sections 14a, b may be configured to connect to a drive shaft (not shown), so that flexible coupling 10 allows axial misalignment between parts of a drive shaft system. This connection may be by a splined connection, a pinned connection, a flanged connection, a glued connection or any other connection known to those skilled in the art.

[0035] A seção tubular 12 tem uma seção de dobradiça viva 15 proporcionada por um padrão de formações 16 formadas na parede circunferencial. As formações são regiões onde o material compósito reforçado com fibra contínua foi removido ou está ausente e pode tomar a forma de aberturas 19 ou recessos 89, mais usualmente tendo uma forma alongada.[0035] The tubular section 12 has a living hinge section 15 provided by a pattern of formations 16 formed on the circumferential wall. The formations are regions where the continuous fiber reinforced composite material has been removed or is absent and may take the form of openings 19 or recesses 89, most usually having an elongated shape.

[0036] O padrão de formações 16 proporciona uma seção de dobradiça viva 15 para reduzir rigidez à flexão a fim de permitir flexão da seção tubular 12.[0036] The formation pattern 16 provides a living hinge section 15 to reduce bending stiffness to allow bending of the tubular section 12.

[0037] No exemplo mostrado na Figura 1, o padrão das formações 16 é uma pluralidade de fendas se estendendo circunferencialmente ou aberturas alongadas 19 que se estendem através da espessura 12t da parede circunferencial da seção tubular 12. As formações 19, 89 podem ser dispostas paralelas umas às outras quando a seção tubular 12 está num estado natural não flexionado. As aberturas podem se estender por 90 graus ou mais em torno da circunferência da seção tubular 12. Isto é, as aberturas 19 podem subtender um ângulo de 90 graus ou mais (menos de 180 graus) em torno da circunferência da seção tubular 12. Nos exemplos, as aberturas 19 podem subtender ângulos de pelo menos 120, 140 ou 150 graus em torno da circunferência da seção tubular 12, mas provavelmente menos de 160 ou 170 graus e, geralmente, menos de 175 graus em torno da circunferência da seção tubular 12.[0037] In the example shown in Figure 1, the pattern of the formations 16 is a plurality of circumferentially extending slits or elongated openings 19 that extend through the thickness 12t of the circumferential wall of the tubular section 12. The formations 19, 89 may be arranged parallel to each other when the tubular section 12 is in a natural unflexed state. The openings may extend 90 degrees or more around the circumference of the tubular section 12. That is, the openings 19 may subtend an angle of 90 degrees or more (less than 180 degrees) around the circumference of the tubular section 12. For example, the openings 19 may subtend angles of at least 120, 140 or 150 degrees around the circumference of the tubular section 12, but probably less than 160 or 170 degrees, and generally less than 175 degrees around the circumference of the tubular section 12. .

[0038] Em outros exemplos, tal como aqueles apresentados nas Figuras 7A e 7B, as formações 89 não se estendem através de toda a espessura de parede 12t da seção tubular 12. Isto é, as formações podem estar na forma de recessos 89, por exemplo, calhas ou ranhuras, na superfície da seção tubular 12. Estas ranhuras 89 formam regiões de espessura reduzida da parede circunferencial e, assim, proporcionam enfraquecimento deliberado da parede para introduzir a flexibilidade requerida do acoplamento flexível 10. Tais ranhuras 89 podem ser vantajosas onde se deseja manter o interior da seção tubular 12 vedado. A base das ranhuras 89 pode ser proporcionada quer por uma região do material compósito reforçado com fibra contínua que não tenha sido cortado ou de outro modo removido, quer por um forro ou outra camada de material presente na seção tubular 12.[0038] In other examples, such as those shown in Figures 7A and 7B, the formations 89 do not extend through the entire wall thickness 12t of the tubular section 12. That is, the formations may be in the form of recesses 89, e.g. For example, troughs or grooves, in the surface of the tubular section 12. These grooves 89 form regions of reduced thickness of the circumferential wall and thus provide deliberate weakening of the wall to introduce the flexibility required of the flexible coupling 10. Such grooves 89 may be advantageous where if you want to keep the inside of the tubular section 12 sealed. The base of the grooves 89 may be provided either by a region of the continuous fiber reinforced composite material that has not been cut or otherwise removed, or by a liner or other layer of material present in the tubular section 12.

[0039] A seguinte discussão das localizações e da disposição das aberturas 19 se aplica igualmente às ranhuras 89 e, consequentemente, estes termos podem ser utilizados intercambiavelmente. Além disso, pode haver situações em que é desejável usar uma mistura de aberturas 19 e ranhuras 89, por exemplo, para se beneficiar de certas características mecânicas ou de desempenho.[0039] The following discussion of the locations and arrangement of openings 19 applies equally to slots 89 and, consequently, these terms may be used interchangeably. Furthermore, there may be situations where it is desirable to use a mixture of openings 19 and slots 89, for example, to benefit from certain mechanical or performance characteristics.

[0040] As extremidades de um par de aberturas em forma de fenda 19a localizadas em uma posição axial comum ao longo da seção tubular 12 definem um primeiro par de seções de gargalo 18a. As seções de gargalo 18a são porções restantes da parede circunferencial. Isto é, as seções de gargalo 18a estão ainda unidas ao/integrais com o resto do material compósito reforçado com fibra contínua do acoplamento flexível 10. As seções de gargalo 18a podem ser diametralmente opostas umas às outras através do diâmetro 12d da seção tubular 12.[0040] The ends of a pair of slit-shaped openings 19a located in a common axial position along the tubular section 12 define a first pair of neck sections 18a. The neck sections 18a are remaining portions of the circumferential wall. That is, the neck sections 18a are further joined to/integral with the rest of the continuous fiber reinforced composite material of the flexible coupling 10. The neck sections 18a may be diametrically opposed to each other across the diameter 12d of the tubular section 12.

[0041] O primeiro par de seções de gargalo 18a pode definir uma dobradiça viva para dobrar numa primeira direção. Isto é, o primeiro par de seções de gargalo 18a e o primeiro par de aberturas 19a podem juntos proporcionar um segmento flexível 17 da seção tubular 12.[0041] The first pair of neck sections 18a may define a living hinge for bending in a first direction. That is, the first pair of neck sections 18a and the first pair of openings 19a can together provide a flexible segment 17 of the tubular section 12.

[0042] As extremidades de um segundo par de aberturas em forma de fenda 19b localizadas em uma posição axial comum espaçada ao longo da seção tubular e situadas próximas em linha ao primeiro par de aberturas circunferenciais 19a, definem um segundo par de seções de gargalo 18b que são porções remanescentes da parede circunferencial. O segundo par de seções de gargalo 18b podem ser diametralmente opostas umas às outras através do diâmetro 12d da seção tubular 12.[0042] The ends of a second pair of slit-shaped openings 19b located in a common axial position spaced along the tubular section and situated close in line to the first pair of circumferential openings 19a, define a second pair of neck sections 18b which are remaining portions of the circumferential wall. The second pair of neck sections 18b may be diametrically opposed to each other across the diameter 12d of the tubular section 12.

[0043] O segundo par de seções de gargalo 18b pode definir uma dobradiça viva dobrando numa segunda direção que pode ser a mesma ou, mais usualmente, será diferente da primeira direção, por exemplo, girada 90 graus em comparação com a dobradiça viva proporcionada pelo primeiro par de seções de gargalo 18a. Isto é, o segundo par de seções de gargalo 18b pode proporcionar outro segmento flexível 17 da seção tubular 12.[0043] The second pair of neck sections 18b may define a living hinge bending in a second direction which may be the same or, more usually, will be different from the first direction, for example, rotated 90 degrees compared to the living hinge provided by the first pair of neck sections 18a. That is, the second pair of neck sections 18b may provide another flexible segment 17 of the tubular section 12.

[0044] Localizado axialmente entre os dois pares de seções de gargalo 18a, 18b, pode haver um anel completo 21 de parede circunferencial da seção tubular 12. O anel 21 proporciona um segmento rígido 20 entre os dois segmentos flexíveis 17 formados pelas seções de gargalo 18a, 18b.[0044] Located axially between the two pairs of neck sections 18a, 18b, there may be a complete ring 21 of circumferential wall of the tubular section 12. The ring 21 provides a rigid segment 20 between the two flexible segments 17 formed by the neck sections 18a, 18b.

[0045] Na modalidade mostrada, o anel 21 é uma banda se estendendo circunferencialmente de material compósito reforçado com fibra contínua. É também possível que as aberturas em forma de fenda 19 (ou ranhuras 89) tenham contornos mais arredondados ou em forma de diamante do que as formas de estádio ou fenda mostradas. Nestes arranjos, o anel 21 pode seguir um caminho mais em ziguezague em torno da seção tubular 12 entre as aberturas 19.[0045] In the embodiment shown, ring 21 is a circumferentially extending band of continuous fiber reinforced composite material. It is also possible for the slit-shaped openings 19 (or slots 89) to have more rounded or diamond-shaped contours than the stadium or slit shapes shown. In these arrangements, the ring 21 may follow a more zigzag path around the tubular section 12 between the openings 19.

[0046] No exemplo mostrado na Figura 1, os pares adjacentes de seções de gargalo 18a,b são angularmente desviados um do outro em 90 graus. Isto é, uma primeira seção de gargalo do primeiro par de seções de gargalo 18a está numa primeira posição angular em torno da circunferência da seção tubular 12 e uma primeira seção de gargalo do segundo par de seções de gargalo 18b está numa segunda posição angular em torno da circunferência da seção tubular 12 e a primeira e a segunda posições angulares estão afastadas de 90 graus.[0046] In the example shown in Figure 1, adjacent pairs of neck sections 18a,b are angularly offset from each other by 90 degrees. That is, a first neck section of the first pair of neck sections 18a is in a first angular position around the circumference of the tubular section 12 and a first neck section of the second pair of neck sections 18b is in a second angular position around of the circumference of the tubular section 12 and the first and second angular positions are 90 degrees apart.

[0047] Como resultado do desvio angular, a dobradiça viva formada pelo primeiro par de seções de gargalo 18a pode dobrar numa primeira direção, enquanto a dobradiça viva formada pelo segundo par de seções de gargalo 18b pode dobrar numa segunda direção que é perpendicular à primeira direção. Assim, o acoplamento flexível 10 é capaz de dobrar tanto na primeira quanto na segunda direções e em qualquer ângulo entre a primeira e a segunda direções.[0047] As a result of angular deviation, the living hinge formed by the first pair of neck sections 18a may bend in a first direction, while the living hinge formed by the second pair of neck sections 18b may bend in a second direction that is perpendicular to the first. direction. Thus, the flexible coupling 10 is capable of bending in both the first and second directions and at any angle between the first and second directions.

[0048] Podem existir pares subsequentes de aberturas 19c, 19d, etc. em diferentes localizações axiais comuns ao longo da seção tubular 12, cada uma espaçada axialmente da seguinte. No exemplo mostrado na Figura 1, existem dez pares de aberturas 19 que formam a seção de dobradiça viva 15.[0048] There may be subsequent pairs of openings 19c, 19d, etc. at different common axial locations along the tubular section 12, each spaced axially from the next. In the example shown in Figure 1, there are ten pairs of openings 19 that form the living hinge section 15.

[0049] Através do fornecimento de uma tal sequência alternada de eixos de dobradiça viva dentro da seção de dobradiça viva 15, o acoplamento flexível é capaz de acomodar desalinhamento axial limitado num sistema de transmissão de eixo e pode mesmo ter flexibilidade suficiente dentro de uma faixa limitada de deslocamento angular, por exemplo, até ± 10 ou ± 15 graus, para ser usável no lugar de um acoplamento de junta universal.[0049] By providing such an alternating sequence of live hinge axes within the live hinge section 15, the flexible coupling is capable of accommodating limited axial misalignment in a shaft drive system and may even have sufficient flexibility within a range limited angular displacement, e.g. up to ±10 or ±15 degrees, to be usable in place of a universal joint coupling.

[0050] Como mostrado na Figura 1, extremidades de cada par de aberturas 19c e 19d, como o primeiro 19a e o segundo 19b pares de aberturas, podem definir respectivas seções de gargalo 18. As localizações circunferenciais das seções de gargalo 18 podem alternar, de modo que o primeiro, terceiro, quinto, etc. pares de seções de gargalo estejam na primeira posição angular, enquanto o segundo, quarto, sexto, etc. pares de seções de gargalo 18 estejam na segunda posição angular (isto é, 90 graus diferentes da primeira posição angular).[0050] As shown in Figure 1, ends of each pair of openings 19c and 19d, such as the first 19a and second 19b pairs of openings, may define respective neck sections 18. The circumferential locations of the neck sections 18 may alternate, so that the first, third, fifth, etc. pairs of neck sections are in the first angular position, while the second, fourth, sixth, etc. pairs of neck sections 18 are in the second angular position (i.e., 90 degrees different from the first angular position).

[0051] Cada par adjacente de aberturas 19 define um anel completo 21 de parede circunferencial da seção tubular 12 entre elas. Isto é, as primeiras aberturas 19a e as segundas aberturas 19b definem um primeiro anel 21, enquanto as segundas aberturas 19b e as terceiras aberturas 19c definem um segundo anel 21 axialmente ao longo do primeiro anel 21 e assim por diante ao longo da seção tubular 12. Os segmentos flexíveis 17 juntos formam uma seção de dobradiça viva 15 da seção tubular 12.[0051] Each adjacent pair of openings 19 defines a complete ring 21 of circumferential wall of the tubular section 12 between them. That is, the first openings 19a and the second openings 19b define a first ring 21, while the second openings 19b and the third openings 19c define a second ring 21 axially along the first ring 21 and so on along the tubular section 12 The flexible segments 17 together form a living hinge section 15 of the tubular section 12.

[0052] Uma pluralidade de anéis 21 pode assim ser definida na seção tubular 12, cada anel 21 proporcionando um segmento rígido 20 do acoplamento flexível 10 e axialmente adjacente a cada segmento rígido 20 existe um segmento flexível 17 proporcionado pelas aberturas 19 e as seções de gargalo 18 entre elas.[0052] A plurality of rings 21 may thus be defined in the tubular section 12, each ring 21 providing a rigid segment 20 of the flexible coupling 10 and axially adjacent to each rigid segment 20 there is a flexible segment 17 provided by the openings 19 and the bottleneck 18 between them.

[0053] Nos exemplos, podem existir três aberturas 19 em forma de fenda ou ranhuras 89 numa posição axial comum, em cujo caso as extremidades destas definem três seções de gargalo 18. Em outros exemplos, existem mais de três aberturas 19 em forma de fenda ou ranhuras 89 definindo mais de três seções de gargalo 18.[0053] In the examples, there may be three slit-shaped openings 19 or slots 89 in a common axial position, in which case the ends of these define three neck sections 18. In other examples, there are more than three slit-shaped openings 19 or grooves 89 defining more than three neck sections 18.

[0054] Em alguns exemplos, existem três segmentos rígidos 20 ligados por dois segmentos flexíveis 17. Em outros exemplos, existem cinco segmentos rígidos 20 ligados por quatro segmentos flexíveis 17. Em outros exemplos, existem oito segmentos rígidos 20 ligados por sete segmentos flexíveis 17.[0054] In some examples, there are three rigid segments 20 connected by two flexible segments 17. In other examples, there are five rigid segments 20 connected by four flexible segments 17. In other examples, there are eight rigid segments 20 connected by seven flexible segments 17 .

[0055] Evidentemente, os versados na técnica reconhecerão que qualquer número de segmentos rígidos/flexíveis 20,17 pode ser proporcionado no acoplamento flexível 10 de acordo com as características de desempenho desejadas do acoplamento flexível 10 em seu uso pretendido.[0055] Of course, those skilled in the art will recognize that any number of rigid/flexible segments 20,17 may be provided in the flexible coupling 10 in accordance with the desired performance characteristics of the flexible coupling 10 in its intended use.

[0056] O acoplamento flexível 10 é configurado para acomodar desalinhamento axial entre partes de um sistema de eixo de transmissão. Em alguns exemplos, o acoplamento flexível 10 pode ser configurado para permitir desalinhamento de pelo menos 3 graus entre as duas partes, embora transmitindo torque entre as peças. Em outros exemplos, o acoplamento flexível 10 pode ser configurado para permitir um desalinhamento de até 7 graus, até 11 graus ou até 15 graus, embora transmitindo torque entre as peças.[0056] Flexible coupling 10 is configured to accommodate axial misalignment between parts of a drive shaft system. In some examples, the flexible coupling 10 may be configured to allow misalignment of at least 3 degrees between the two parts, while still transmitting torque between the parts. In other examples, the flexible coupling 10 may be configured to allow misalignment of up to 7 degrees, up to 11 degrees, or up to 15 degrees, while still transmitting torque between the parts.

[0057] A quantidade de desalinhamento pode ser determinada pela variação do tamanho, forma, orientação e número das formações. O aumento da quantidade de desalinhamento que o acoplamento flexível 10 pode acomodar pode ter uma compensação no torque máximo que o acoplamento flexível 10 pode acomodar.[0057] The amount of misalignment can be determined by varying the size, shape, orientation and number of formations. Increasing the amount of misalignment that the flexible coupling 10 can accommodate may have an offset in the maximum torque that the flexible coupling 10 can accommodate.

[0058] O acoplamento flexível 10 pode ser parte de um sistema de transmissão de eixo de aeronave. Em alguns exemplos, ele pode ser configurado para transmitir um torque de operação normal entre duas peças do sistema de transmissão de eixo de, digamos, em torno de 30 Nm e ter um torque final em torno de 300 Nm. A seção tubular do acoplamento flexível 10 pode ter um diâmetro externo mínimo de 2 cm e pode ser de 5 cm ou mais.[0058] The flexible coupling 10 may be part of an aircraft shaft transmission system. In some examples, it may be configured to transmit a normal operating torque between two parts of the shaft drive system of, say, around 30 Nm and have a final torque of around 300 Nm. The tubular section of the flexible coupling 10 may have a minimum outer diameter of 2 cm and may be 5 cm or more.

[0059] As aberturas 19 podem ser cortadas na parede circunferencial após a formação da seção tubular 12, por exemplo, com uma rebarbadora, um dispositivo de fresagem ou um cortador a laser. Alternativamente, a seção tubular 12 pode ser originalmente formada com as aberturas 19 (ou recessos 89) na mesma. Isto é, não há nenhuma etapa de corte com, por exemplo, uma rebarbadora, um dispositivo de fresagem ou um cortador a laser.[0059] Openings 19 can be cut in the circumferential wall after forming the tubular section 12, for example, with an angle grinder, a milling device or a laser cutter. Alternatively, the tubular section 12 may be originally formed with openings 19 (or recesses 89) therein. That is, there is no cutting step with, for example, an angle grinder, a milling device or a laser cutter.

[0060] Um método pelo qual as aberturas ou recessos 19,89 podem ser formados sem corte é descrito abaixo com referência à Figura 8.[0060] A method by which openings or recesses 19,89 can be formed without cutting is described below with reference to Figure 8.

[0061] O acoplamento flexível 10 compreende material compósito reforçado com fibra contínua. Em modalidades, o acoplamento flexível é inteiramente feito de material compósito reforçado com fibra contínua. Em outras modalidades, o acoplamento flexível é principalmente feito de material compósito reforçado com fibra contínua, mas pode ter algumas partes feitas, por exemplo, de metal ou plástico, tal como proporcionado por um forro que permanece parte do acoplamento flexível 10 após produção. O forro pode oferecer algumas propriedades adicionais, tal como condução elétrica ou térmica, propriedades de superfície, etc. ao acoplamento flexível 10.[0061] The flexible coupling 10 comprises continuous fiber reinforced composite material. In embodiments, the flexible coupling is made entirely of continuous fiber reinforced composite material. In other embodiments, the flexible coupling is primarily made of continuous fiber reinforced composite material, but may have some parts made, for example, of metal or plastic, such as provided by a liner that remains part of the flexible coupling 10 after production. The lining may offer some additional properties, such as electrical or thermal conduction, surface properties, etc. to flexible coupling 10.

[0062] Em exemplos, pelo menos 75% do volume de material do acoplamento flexível 10 consiste em compósito reforçado com fibra contínua. Em outros exemplos, pelo menos 90% do volume de material do acoplamento flexível consiste em compósito reforçado com fibra contínua. A fração restante do acoplamento flexível 10 pode ser, por exemplo, de fixadores de metal, forros, revestimentos ou sensores, ou outros itens não reforçados com fibra que os versados na técnica desejem incorporar como parte do acoplamento flexível 10.[0062] In examples, at least 75% of the material volume of the flexible coupling 10 consists of continuous fiber reinforced composite. In other examples, at least 90% of the material volume of the flexible coupling consists of continuous fiber reinforced composite. The remaining fraction of the flexible coupling 10 may be, for example, metal fasteners, liners, coatings or sensors, or other non-fiber reinforced items that those skilled in the art wish to incorporate as part of the flexible coupling 10.

[0063] As fibras são "contínuas" através do corpo do acoplamento flexível 10 no sentido de que elas (e os filamentos componentes) são geralmente ou contínuas ao longo de todo o comprimento do corpo tubular do acoplamento flexível 10 ou são substancialmente contínuas ao longo do mesmo (isto é, permitindo corte das fibras nas aberturas 19 ou outras terminações ou quebras que possam estar presentes no produto como resultado de sua fabricação). Isto é, pode haver quebras ou cortes nas fibras contínuas, mas, no entanto, seu comprimento ainda é substancialmente maior que o diâmetro.[0063] The fibers are "continuous" through the body of the flexible coupling 10 in the sense that they (and the component filaments) are generally either continuous along the entire length of the tubular body of the flexible coupling 10 or are substantially continuous along thereof (i.e. allowing cutting of the fibers at openings 19 or other terminations or breaks that may be present in the product as a result of its manufacture). That is, there may be breaks or cuts in the continuous fibers, but their length is still substantially greater than their diameter.

[0064] O acoplamento flexível 10 pode ser feito de duas ou mais camadas de fibras contínuas, como mostrado na Figura 2. Nestes exemplos, uma primeira camada 50 pode ser formada a partir de uma fibra contínua enrolada em torno de um núcleo (não visível na Figura 2) de uma maneira helicoidal. A primeira camada 50 pode ter um primeiro ângulo de enrolamento 50a definido em relação a um eixo central do acoplamento flexível 10. Em algumas modalidades, o primeiro ângulo de enrolamento 50a pode ser substancialmente de 90 graus. Isto é, o ângulo helicoidal é tão próximo de 90 graus quanto é permitido pela espessura da fibra, a fim de fornecer uma série de aros empacotados próximos.[0064] The flexible coupling 10 may be made of two or more layers of continuous fibers, as shown in Figure 2. In these examples, a first layer 50 may be formed from a continuous fiber wound around a core (not visible in Figure 2) in a helical manner. The first layer 50 may have a first winding angle 50a defined with respect to a central axis of the flexible coupling 10. In some embodiments, the first winding angle 50a may be substantially 90 degrees. That is, the helical angle is as close to 90 degrees as is permitted by the fiber thickness in order to provide a series of closely packed hoops.

[0065] Enrolar a primeira camada 50 desta maneira pode dar boa resistência de aro ao acoplamento flexível 10.[0065] Winding the first layer 50 in this way can give good hoop strength to the flexible coupling 10.

[0066] A segunda camada 52 pode ser formada de fibra contínua enrolada no topo da primeira camada 50. A segunda camada 50 pode ser enrolada com um segundo ângulo de enrolamento 52a. Isto é, a segunda camada pode ter um segundo ângulo de enrolamento 52a definido em relação a um eixo central do acoplamento flexível 10. O primeiro 50a e o segundo 52a ângulos de enrolamento podem ser ângulos diferentes.[0066] The second layer 52 may be formed from continuous fiber wound on top of the first layer 50. The second layer 50 may be wound with a second winding angle 52a. That is, the second layer may have a second winding angle 52a defined with respect to a central axis of the flexible coupling 10. The first winding angles 50a and the second winding angles 52a may be different angles.

[0067] Em alguns exemplos, o ângulo de enrolamento 52a da segunda camada 52 pode ser de 30 graus a 60 graus.[0067] In some examples, the winding angle 52a of the second layer 52 may be from 30 degrees to 60 degrees.

[0068] O enrolamento da segunda camada 52 desta maneira pode dar mais resistência axial ao material compósito reforçado com fibra contínua. O acoplamento flexível 10 pode ser feito com mais camadas de fibras enroladas, cada uma tendo seus próprios ângulos de enrolamento. Os ângulos de enrolamento das camadas adicionais podem ser iguais ou diferentes do primeiro e do segundo ângulos de enrolamento acima mencionados.[0068] Winding the second layer 52 in this way can give more axial strength to the continuous fiber reinforced composite material. The flexible coupling 10 can be made with more layers of coiled fibers, each having its own winding angles. The winding angles of the additional layers may be the same or different from the above-mentioned first and second winding angles.

[0069] O padrão das formações 16 pode ser disposto de modo que as seções de gargalo 18 sejam posicionadas de modo que uma fibra da segunda camada 52 (e outras camadas, conforme disponível) se estenda através de pelo menos duas seções de gargalo adjacentes 18 em diferentes posições axiais.[0069] The pattern of formations 16 may be arranged such that the neck sections 18 are positioned so that a fiber of the second layer 52 (and other layers, as available) extends through at least two adjacent neck sections 18 in different axial positions.

[0070] As fibras do acoplamento flexível 10 também podem ser trançadas. Fibras trançadas contêm múltiplas fibras com diferentes ângulos de enrolamento que são intercalados. As formações no acoplamento flexível 10 podem ser feitas cortando através das fibras trançadas ou podem ser feitas através de entrançamento das fibras sobre uma anterior, o que proporciona formas para as fibras trançadas passarem.[0070] The fibers of the flexible coupling 10 can also be braided. Braided fibers contain multiple fibers with different winding angles that are interleaved. The formations in the flexible coupling 10 can be made by cutting through the braided fibers or can be made by braiding the fibers over one another, which provides ways for the braided fibers to pass through.

[0071] Alternativamente, as fibras do acoplamento flexível 10 podem ser formadas como tecidos que são colocados na forma desejada para o acoplamento flexível 10. Os acoplamentos flexíveis exemplares descritos abaixo também podem ser formados com folhas de fibras tecidas, como desejado.[0071] Alternatively, the fibers of the flexible coupling 10 can be formed as fabrics that are placed in the desired shape for the flexible coupling 10. The exemplary flexible couplings described below can also be formed with sheets of woven fibers, as desired.

[0072] Uma combinação de técnicas poderia ser usada para assentar as fibras que formam a seção tubular 12.[0072] A combination of techniques could be used to lay down the fibers that form the tubular section 12.

[0073] A Figura 3 mostra outro acoplamento flexível 30 no qual a seção tubular 12 tem o mesmo diâmetro 32d que as seções de extremidade 14a,b. Isto é, não há seções troncocônicas 13 neste acoplamento flexível 30.[0073] Figure 3 shows another flexible coupling 30 in which the tubular section 12 has the same diameter 32d as the end sections 14a,b. That is, there are no frustoconical sections 13 in this flexible coupling 30.

[0074] A Figura 4 mostra uma vista plana do acoplamento flexível 30 da Figura 3. Esta vista mostra os anéis 21, as seções de gargalo 18a,b,c que conectam os anéis 21 juntos e as aberturas 19a,b,c que separam os anéis 21.[0074] Figure 4 shows a plan view of the flexible coupling 30 of Figure 3. This view shows the rings 21, the neck sections 18a,b,c that connect the rings 21 together, and the openings 19a,b,c that separate the rings 21.

[0075] A Figura 5 mostra outro acoplamento flexível 60 no qual as formações são aberturas se estendendo axialmente 69 (fendas arredondadas). Neste exemplo, um único segmento rígido 20 (o anel indicado por linhas pontilhadas) está disposto entre dois conjuntos de aberturas 69. Neste exemplo, existem mais de duas aberturas 69 em uma posição axial comum para definir cada segmento flexível 17. Consequentemente, existem mais de duas seções de gargalo 68a que unem o segmento flexível 17 ao segmento rígido 20 da seção tubular 12. As aberturas 69 (ou fendas) estão dispostas em dois conjuntos de cada lado de um anel do material compósito reforçado com fibra contínua posicionado no meio da seção de dobradiça viva 16. As aberturas 69 de um conjunto são deslocadas angularmente em relação ao outro conjunto, de modo que as aberturas 69 sejam vistas alternadamente em posição quando a seção de dobradiça viva é vista numa direção circunferencial.[0075] Figure 5 shows another flexible coupling 60 in which the formations are axially extending openings 69 (rounded slots). In this example, a single rigid segment 20 (the ring indicated by dotted lines) is disposed between two sets of openings 69. In this example, there are more than two openings 69 in a common axial position to define each flexible segment 17. Consequently, there are more of two neck sections 68a which join the flexible segment 17 to the rigid segment 20 of the tubular section 12. The openings 69 (or slots) are arranged in two sets on each side of a ring of continuous fiber reinforced composite material positioned in the middle of the living hinge section 16. The openings 69 of one assembly are angularly displaced relative to the other assembly so that the openings 69 are seen alternately in position when the living hinge section is viewed in a circumferential direction.

[0076] A Figura 6 mostra outro acoplamento flexível 70 no qual as aberturas 79 se estendem helicoidalmente em torno da circunferência da seção tubular 12. As aberturas 79 podem ter um ângulo helicoidal 79a. Em tais exemplos tendo aberturas helicoidais 79 (ou ranhuras helicoidais), os enrolamentos de uma das camadas de fibras podem ter o mesmo ou ângulo de enrolamento similar ao ângulo helicoidal 79a das aberturas (ou ranhuras), por exemplo, mais ou menos até cerca de 5 ou mesmo 10 graus, dependendo da largura da seção de gargalo e do comprimento da abertura. Neste exemplo, um único segmento rígido 20 (o anel indicado por linhas pontilhadas) está disposto entre dois conjuntos de aberturas 79 e as partes rígidas na extremidade do acoplamento flexível 70 fornecem outros segmentos rígidos 20 de material compósito reforçado com fibra contínua.[0076] Figure 6 shows another flexible coupling 70 in which the openings 79 extend helically around the circumference of the tubular section 12. The openings 79 may have a helical angle 79a. In such examples having helical openings 79 (or helical slots), the windings of one of the fiber layers may have the same or similar winding angle to the helical angle 79a of the openings (or slots), for example, up to about 5 or even 10 degrees depending on the width of the neck section and the length of the opening. In this example, a single rigid segment 20 (the ring indicated by dotted lines) is disposed between two sets of openings 79 and the rigid portions at the end of the flexible coupling 70 provide other rigid segments 20 of continuous fiber reinforced composite material.

[0077] No exemplo mostrado na Figura 6, existem dois segmentos flexíveis 17 formados pelas aberturas helicoidais 79 separadas por um segmento rígido 20 (por exemplo, um anel de material como mostrado pelas linhas pontilhadas). As partes rígidas nas extremidades do acoplamento flexível 70 proporcionam mais dois segmentos rígidos 20 que imprensam a dobradiça viva. As aberturas 79 (ou ranhuras) de um conjunto se estendem numa direção helicoidal oposta ao outro conjunto.[0077] In the example shown in Figure 6, there are two flexible segments 17 formed by the helical openings 79 separated by a rigid segment 20 (e.g., a ring of material as shown by the dotted lines). The rigid portions at the ends of the flexible coupling 70 provide two further rigid segments 20 that sandwich the living hinge. The openings 79 (or slots) of one set extend in a helical direction opposite to the other set.

[0078] A Figura 7a mostra outro acoplamento flexível 80 no qual as formações são ranhuras 89. Uma pluralidade de segmentos rígidos 20 é formada entre as ranhuras 89.[0078] Figure 7a shows another flexible coupling 80 in which the formations are grooves 89. A plurality of rigid segments 20 are formed between the grooves 89.

[0079] Como mostrado no corte na Figura 7b, as ranhuras 89 não se estendem através de toda a espessura 12t da seção tubular 12. Em vez disso, as ranhuras 89 têm uma profundidade 89d medida de uma superfície circunferencial externa da seção tubular 12 e a profundidade 89d é inferior à espessura 12t da seção tubular 12.[0079] As shown in the section in Figure 7b, the grooves 89 do not extend through the entire thickness 12t of the tubular section 12. Instead, the grooves 89 have a depth 89d measured from an outer circumferential surface of the tubular section 12 and the depth 89d is less than the thickness 12t of the tubular section 12.

[0080] Todas as modalidades mostradas com aberturas 19, 59, 69, 79 podem ser formadas com ranhuras em vez de aberturas. As ranhuras podem fornecer benefícios, por exemplo, para manter detritos e contaminantes fora do acoplamento flexível.[0080] All embodiments shown with openings 19, 59, 69, 79 can be formed with slots instead of openings. Grooves can provide benefits, for example, to keep debris and contaminants out of the flexible coupling.

[0081] As ranhuras 89 podem ser formadas cortando através de uma ou mais camadas de fibras, mas deixando uma ou mais camadas intactas quando o acoplamento flexível é feito de uma pluralidade de camadas de fibras contínuas. Elas também podem ser formadas cortando através de uma ou mais camadas, mas deixando um forro intacto.[0081] Grooves 89 can be formed by cutting through one or more layers of fibers, but leaving one or more layers intact when the flexible coupling is made of a plurality of layers of continuous fibers. They can also be formed by cutting through one or more layers but leaving a lining intact.

[0082] A Figura 8 mostra um método alternativo de fazer as formações. Na figura, um núcleo cilíndrico 90 é provido de uma cavilha removível 92 instalada na sua superfície externa. É claro que outras formas de núcleo ou anteriores são consideradas, tal como um núcleo frustocônico, um núcleo com uma seção transversal quadrada, retangular, hexagonal ou outra seção poligonal, etc. Múltiplas cavilhas 92 podem ser fornecidas.[0082] Figure 8 shows an alternative method of making the formations. In the figure, a cylindrical core 90 is provided with a removable pin 92 installed on its outer surface. Of course, other or earlier core shapes are considered, such as a frustoconical core, a core with a square, rectangular, hexagonal or other polygonal cross-section, etc. Multiple pins 92 can be supplied.

[0083] Uma fibra contínua é enrolada em torno do núcleo 90. Para clareza, a maioria dos enrolamentos da fibra foi omitida e apenas alguns enrolamentos 94 da fibra são mostrados. A fibra enrola em torno do núcleo 90 e, quando ela encosta em uma cavilha 92, a fibra é desviada de seu ângulo de enrolamento usual em relação ao eixo de núcleo e em vez disso segue em torno do lado da cavilha 92. Uma vez que a fibra não está mais encostada na cavilha 92, ela recomeça a ser enrolada no ângulo de enrolamento original. Quando a fibra encontra outra cavilha 92, o mesmo processo pode se repetir.[0083] A continuous fiber is wound around core 90. For clarity, most of the fiber windings have been omitted and only a few fiber windings 94 are shown. The fiber wraps around the core 90 and, when it touches a peg 92, the fiber is deviated from its usual winding angle with respect to the core axis and instead runs around the side of the peg 92. Since the fiber is no longer touching pin 92, it begins to be wound again at the original winding angle. When the fiber encounters another peg 92, the same process may be repeated.

[0084] Múltiplas cavilhas 92 podem ser colocadas na mesma posição axial ao longo do núcleo 90, de modo a definir as regiões de gargalo 18 entre as mesmas.[0084] Multiple pins 92 may be placed in the same axial position along the core 90, so as to define the neck regions 18 therebetween.

[0085] Quando o enrolamento (ou entrançamento) de todas as camadas de fibras é completado (e opcionalmente, após a cura da resina do material compósito reforçado com fibra contínua), as cavilhas 92 são removidas do núcleo 90 e o núcleo 90 pode ser removido de dentro do acoplamento flexível 10 (ou prepreg do acoplamento flexível 10, se não curado). O núcleo pode ser um núcleo fundível, por exemplo, formado por uma cera ou termoplástico, de modo que ele possa ser fundido a partir do acoplamento flexível uma vez que o acoplamento flexível 10 esteja completo, ou ele pode ser algum outro material que possa ser quebrado ou dissolvido para permitir sua remoção. É concebível que o núcleo 90 e quaisquer cavilhas 92 possam ser feitas em vez disso de um material comparativamente flexível e permaneçam no lugar quando o acoplamento flexível 10 for colocado em Serviço.[0085] When the winding (or braiding) of all fiber layers is completed (and optionally, after the resin of the continuous fiber reinforced composite material has cured), the pegs 92 are removed from the core 90 and the core 90 can be removed from inside flexible coupling 10 (or prepreg flexible coupling 10 if not cured). The core may be a fusible core, for example, formed of a wax or thermoplastic, so that it can be cast from the flexible coupling once the flexible coupling 10 is complete, or it may be some other material that can be broken or dissolved to permit its removal. It is conceivable that the core 90 and any pins 92 could instead be made of a comparatively flexible material and remain in place when the flexible coupling 10 is placed in service.

[0086] Num acoplamento flexível 10 feito desta maneira, não há nenhum corte das fibras nas bordas das formações (isto é, aberturas ou ranhuras), pois o caminho das fibras é desviado em torno das formações pelas cavilhas 92.[0086] In a flexible coupling 10 made in this manner, there is no cutting of the fibers at the edges of the formations (i.e., openings or grooves), as the path of the fibers is diverted around the formations by the pins 92.

[0087] As cavilhas 92 podem ser curtas o suficiente para afetar apenas uma ou algumas camadas das fibras (por exemplo, uma camada mais interna em contato com o núcleo), embora camada(s) subsequente(s) se situe(m) sobre o topo das cavilhas 92, de modo que estas camadas posteriores não sejam desviadas pelas cavilhas 92.[0087] Pins 92 may be short enough to affect only one or a few layers of the fibers (e.g., an innermost layer in contact with the core), although subsequent layer(s) lie(s) over the top of the pegs 92, so that these later layers are not deflected by the pegs 92.

[0088] As cavilhas 92 podem ter qualquer forma de seção transversal de modo a definir uma forma correspondente da formação no acoplamento flexível 10. Por exemplo, as cavilhas 92 podem ter uma seção transversal circular, ou elíptica ou oval afiada, ou forma de estádio, conforme desejado.[0088] The pegs 92 may have any cross-sectional shape so as to define a corresponding shape of the formation in the flexible coupling 10. For example, the pegs 92 may have a circular, or elliptical, or sharp oval cross-section, or stadium shape. , as desired.

[0089] As formações, sejam como aberturas 19,59,69,79 ou ranhuras 89, fazem com que a parede tubular tenha menos material por comprimento unitário nessas regiões em comparação com os segmentos rígidos proporcionados pelos anéis 21.[0089] The formations, whether as openings 19,59,69,79 or grooves 89, cause the tubular wall to have less material per unit length in these regions compared to the rigid segments provided by the rings 21.

[0090] No caso de arranjos como a Figura 1, as seções de gargalo 18 podem se estender por mais de 5o, mais de 10° e até 50° em torno da parede circunferencial em uma direção circunferencial. Nos exemplos, as seções de gargalo 18 podem se estender entre 10° e 50°.[0090] In the case of arrangements such as Figure 1, the neck sections 18 may extend more than 5°, more than 10° and up to 50° around the circumferential wall in a circumferential direction. In the examples, the neck sections 18 may extend between 10° and 50°.

[0091] Em alguns exemplos, as extremidades 14a,b compreendem seções de um único eixo de acionamento com o acoplamento flexível 10,30,60,70,80 formado entre as seções. Em outros exemplos, uma ou ambas as extremidades 14a,b são configuradas para conectar a uma parte de um sistema de eixo de transmissão. Isto permite que o acoplamento flexível 10,30,60,70,80 transmita torque enquanto permitindo desalinhamento axial entre as peças.[0091] In some examples, the ends 14a,b comprise sections of a single drive shaft with the flexible coupling 10,30,60,70,80 formed between the sections. In other examples, one or both ends 14a,b are configured to connect to a part of a drive shaft system. This allows the flexible coupling 10,30,60,70,80 to transmit torque while allowing axial misalignment between the parts.

[0092] A Figura 9 mostra um diagrama de fluxo de um método para fazer um acoplamento flexível 10,30,60,70,80. Esse método envolve as seguintes etapas: Etapa 101: Fornecer um núcleo (ou forro) Etapa 102: Adicionar cavilhas ao núcleo/forro; e qualquer de Etapa 103: (1aramificação) Enrolar uma primeira camada de fibra contínua em torno do núcleo e das cavilhas Etapa 104: (1aramificação) Enrolar uma segunda e qualquer(quaisquer) camada(s) subsequente(s) de fibras contínuas sobre a primeira camada; ou Etapa 105: (2a ramificação) Trançar fibras contínuas em torno do núcleo ou colocar folhas tecidas de fibras contínuas; então Etapa 106: Curar em um acoplamento flexível compósito reforçado com fibra contínua; e Opcional Etapa 107: Remover o núcleo/forro e cavilhas.[0092] Figure 9 shows a flow diagram of a method for making a flexible coupling 10,30,60,70,80. This method involves the following steps: Step 101: Provide a core (or lining) Step 102: Add dowels to the core/lining; and any of Step 103: (1branch) Wrap a first layer of continuous fiber around the core and pegs first layer; or Step 105: (2nd branch) Braid continuous fibers around the core or place woven sheets of continuous fibers; then Step 106: Cure into a continuous fiber reinforced composite flexible coupling; and Optional Step 107: Remove core/lining and dowels.

[0093] A Figura 10 mostra outro método para fazer um acoplamento flexível 10,30,60,70,80. Esse método envolve as etapas: Etapa 201: Fornecer um núcleo (ou forro); e qualquer de Etapa 202: (1a ramificação) Enrolar uma primeira camada de fibra contínua em torno do núcleo/forro. Etapa 203: (1a ramificação) Enrolar uma segunda e qualquer(quaisquer) camada(s) subsequente(s) de fibras contínuas sobre a primeira camada; ou Etapa 204: (2a ramificação) Trançar fibras contínuas em torno do núcleo ou colocar folhas tecidas de fibras contínuas; então, Etapa 205: Curar num acoplamento flexível compósito reforçado com fibra contínua; Etapa 206: Remover o núcleo/forro; e Etapa 207: Formar o padrão de formações no acoplamento flexível, por exemplo, cortando.[0093] Figure 10 shows another method for making a flexible coupling 10,30,60,70,80. This method involves the steps: Step 201: Provide a core (or lining); and any of Step 202: (1st branch) Wrap a first layer of continuous fiber around the core/lining. Step 203: (1st branch) Wind a second and any subsequent layer(s) of continuous fibers over the first layer; or Step 204: (2nd branch) Braid continuous fibers around the core or place woven sheets of continuous fibers; then, Step 205: Cure in a continuous fiber reinforced composite flexible coupling; Step 206: Remove core/lining; and Step 207: Forming the pattern of formations on the flexible coupling, for example by cutting.

Claims

1. Flexible coupling (10, 30, 60, 80, 90) for transmitting torque between parts of a drive shaft system, comprising: a tubular section (12) that has been modified to form a live hinge section (15) with reduced bending stiffness to allow bending of the tubular section; wherein the tubular section is located between and connected to two end sections (14a, 14b), and characterized by the fact that: a first of the end sections comprises a first cylindrical portion which is connected through a frustoconical portion (13) to a first end of the tubular section; a second of the end sections comprises a second cylindrical portion that is connected via a frustoconical portion (13) to an opposite second end of the tubular section; wherein the tubular section has a larger diameter than each of the first and second cylindrical portions; and wherein the tubular section (12) is made of continuous fiber reinforced composite material.

2. Flexible coupling according to claim 1, characterized by the fact that the tubular section has been modified by providing a pattern of formations (16) within the living hinge section, wherein the formations are in the form of openings (19, 59, 69, 79) and/or recesses (89) in the continuous fiber reinforced composite material to create a plurality of sharp hinges between the material, and/or wherein the formations are in the form of slits and/or grooves in the composite material fiber reinforced.

3. Flexible coupling according to claim 2, characterized by the fact that the pattern of formations divides the living hinge section into consecutive flexible (17) and rigid (20) segments, wherein each flexible segment comprises material necks forming a hinge of the living hinge section and the or each rigid segment (20) comprises a ring (21) of the tubular section connected on each axial side by a living hinge such that the flexible segments have less fiber-reinforced composite material per axial length unitary compared to the or each of the rigid segments to locally reduce the bending stiffness.

4. The flexible coupling of claim 2 or 3, wherein the pattern of formations comprises sets of circumferentially extending formations provided at common axial locations along the tubular section, each set of formations being spaced axially relative to each other. to a next set of formations.

5. The flexible coupling of claim 4, wherein each set of formations comprises two or three circumferentially extending formations provided at a given axial location, such that the ends of the formations define neck sections of composite material reinforced with continuous fiber between them, and wherein the pattern of formations comprises pairs of opposing formations in the continuous fiber reinforced composite material separated by pairs of neck sections, each pair of neck sections provided in a different axial position along the tubular section and /or each pair of neck sections is angularly offset from a next pair of neck sections by 90°.

6. Flexible coupling according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the pattern of formations defines at least three living hinges in the living hinge section, each allowing bending of the tubular section in a radial direction; where there are at least five living hinges; or at least eight living hinges.

7. The flexible coupling of claim 2 or 3, wherein the formations extend in a helical direction to leave neck sections of continuous fiber-reinforced composite material extending helically between adjacent sides of the formations to provide a living hinge of the living hinge section; wherein there are at least two sets of formations extending helically and the formations of one set extend in a helical direction opposite to another set; and wherein each set of formations comprises at least three formations having the same helical pitch or at least five formations having the same helical pitch.

8. Flexible coupling according to claim 2 or 3, characterized in that the formations extend in an axial direction separated by neck sections of continuous fiber reinforced composite material extending axially therebetween to provide a living hinge of the section live hinge; wherein there are at least two sets of formations, one set extending in an axial direction that is angularly displaced with respect to another set; and wherein each set of formations comprises at least three axially extending formations or at least five axially extending formations.

9. Flexible coupling according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the tubular section comprises: a first layer of continuous fibers (50) having a first winding angle (50a); and a second layer of continuous fibers (52) having a second winding angle (52a), wherein the first and second winding angles are different and wherein at least one of the layers of continuous fibers has been cut or is missing to provide at least some of the formations; and/or wherein at least some of the formations were formed by winding, braiding or overlapping continuous fibers between pegs in a core, the pegs diverting the path of the fibers so that there are no fiber ends at an edge of each formation.

10. Aircraft, characterized by the fact that it comprises parts of a drive shaft system, wherein a first part of the drive shaft system is connected to a main engine, such as an engine or machine, and a second part of the drive system drive shaft is connected to a component; wherein the flexible coupling (10, 30, 60, 80, 90) as defined in any one of claims 1 to 9 is connected between the parts of the drive shaft system and is configured to transmit torque between the parts and to simultaneously accommodate axial misalignment of parts of the drive shaft system.

11. Method for forming a flexible coupling (10, 30, 60, 80, 90) suitable for transmitting torque between parts of a drive shaft system, the flexible coupling having a tubular section (12) comprising continuous fiber reinforced composite material , wherein the tubular section is located between and connected to two end sections (14a, 14b), the method characterized by the fact that a first of the end sections comprises a first cylindrical portion that is connected through a frustoconical portion (13 ) to a first end of the tubular section; a second of the end sections comprises a second cylindrical portion that is connected via a frustoconical portion (13) to an opposite second end of the tubular section; wherein the tubular section has a larger diameter than each of the first and second cylindrical portions; the method comprising: modifying the tubular section to provide a living hinge section (15) of reduced bending stiffness that allows bending of the tubular section.

12. The method of claim 11, wherein the modification comprises forming a pattern of formations (16) within the living hinge section by removing continuous fiber reinforced composite material or deflecting the fiber from the continuous fiber reinforced composite material during manufacturing to create formations which are in the form of openings and/or recesses in the continuous fiber reinforced composite material to thereby create a plurality of living hinges between the material; and/or wherein the formations are formed as cracks and/or grooves in the continuous fiber reinforced composite material of the living hinge section.

13. Method according to claim 12, characterized in that the tubular section is formed by a winding, braiding or overlapping process, wherein: (i) the winding process comprises winding a first layer (50) of fibers continuous fibers around a core having an axis, the fibers being wound with a first winding angle (50a) relative to the axis and winding a second layer (52) of continuous fibers around the core and the first layer, the second layer of continuous fibers being wound with a second winding angle (52a) relative to the axis, wherein the first winding angle is different from the second winding angle; (ii) the braiding process comprises braiding a plurality of continuous fibers around a core, such that continuous fibers of different winding directions are placed over a region in an alternating manner; or (iii) the overlay process comprises depositing woven sheets of continuous fibers around a core, and wherein the tubular section is subsequently cured; and wherein a lining present in the tubular section during the winding/braiding/overlapping process is removed.

14. Method according to claim 13, characterized in that the step of modifying the tubular section comprises: providing one or more pins (92) extending from the core; and wherein the winding/braiding/overlapping process includes passing the fibers (94) around the peg(s) such that when the peg(s) is removed, there is a peg-shaped gap in the respective fiber layer; or wherein the step of modifying the tubular section comprises: cutting a plurality of formations in the tubular section, such as sets of slits or grooves, to provide the pattern of formations that allow bending of the tubular section; and wherein the step of modifying the tubular section comprises maintaining part of the continuous fiber reinforced composite material extending over the formations.

15. Method for flexibly coupling parts of a drive shaft system to accommodate axial misalignment between the parts, the method comprising: connecting the flexible coupling (10, 30, 60, 80, 90) as defined in any of claims 1 to 9 among the parts.