BR102020006053A2

BR102020006053A2 - conjuntos de barra de articulação seguras contra falhas rapidamente ajustáveis especialmente úteis para conectar componentes estruturais de uma aeronave

Info

Publication number: BR102020006053A2
Application number: BR102020006053-8A
Authority: BR
Inventors: André PADOVANI; Jonathas Fellipe Costa Gomes; Pedro Henrique Barros Soares
Original assignee: Yaborã Indústria Aeronáutica S.A.
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2020-10-27
Also published as: US20200307764A1; US11820510B2

Abstract

conjuntos de barra de articulação seguras contra falhas rapidamente ajustáveis especialmente úteis para conectar componentes estruturais de uma aeronave trata-se de conjuntos de barra de articulação para conectar componentes estruturais adjacentes (por exemplo, componentes de uma aeronave tais como conectar um motor sob asa à estrutura de asa) que tem respectivas alças de conexão. os conjuntos de barra de articulação incluirão uma barra de articulação que tem extremidades de terminal opostas que incluem mancais circulares, buchas recebidas de modo operativo pelos mancais circulares da barra de articulação, e um conjunto de cavilha e pino inserido através das buchas para conectar as extremidades de terminal da barra de articulação às respectivas alças de conexão dos componentes estruturais adjacentes. pelo menos uma das buchas inclui um flange multifacetado e define um orifício excêntrico (por exemplo, um orifício elíptico que tem eixos geométricos maior e menor) de modo que rotação da bucha permita que o orifício excêntrico seja alinhado com a abertura de montagem de uma respectiva alça de conexão.

Description

CONJUNTOS DE BARRA DE ARTICULAÇÃO SEGURAS CONTRA FALHAS RAPIDAMENTE AJUSTÁVEIS ESPECIALMENTE ÚTEIS PARA CONECTAR COMPONENTES ESTRUTURAIS DE UMA AERONAVE

[0001] Este pedido é baseado e reivindica benefícios de prioridade doméstica do Pedido Provisório de n° de série U.S. 62/823.915 depositado em 26 de março de 2019, cujo conteúdo é expressamente incorporado ao presente documento a título de referência.

CAMPO

[0002] As configurações reveladas no presente documento referem-se, em geral, a conjuntos de barra de articulação que são especialmente úteis para conectar componentes estruturais de uma aeronave devido ao ajuste rápido e capacidades de segurança contra falhas dos mesmos.

ANTECEDENTES

[0003] Barras de articulação são amplamente usadas em projetos de aeronave para permitir transferência de carga axial (fixação) entre partes estruturais adjacentes, por exemplo, partes estruturais primária e secundária. Barras de articulação podem ser, portanto, usadas em vários conjuntos de componentes em uma aeronave, tais como montagens de motor, fixações de monumento interior e similares.

[0004] A típica barra de articulação empregada em projetos de aeronave é um elemento comercialmente disponível que é encontrado em uma ampla gama de tamanhos e uma considerável variedade de materiais. A implantação desse tipo de elemento em trajetórias de carga primária em um projeto de aeronave tolerante a danos, portanto, levanta alguns problemas. Por exemplo, devido a problemas relacionados a navegabilidade aérea, é necessário que a estrutura mostre tolerância a danos, isto é, quando uma falha ocorre, a mesma não deve ser catastrófica. Em outras palavras, quando um elemento de trajetória de carga é propenso a ser suscetível a falhas por fadiga, o mesmo precisa ser considerado quebrado em uma análise para uma dada condição, em que a estrutura restante precisa então superar as cargas normais associadas a um voo regular. Esses requisitos geralmente direcionam o projeto para partes mais fortes (e desvantajosamente mais pesadas) uma vez que é necessária alguma redundância envolvida.

[0005] Os mancais de uma barra de articulação são tipicamente fixados à barra através de roscas que permitem ajuste de comprimento. Quanto maior a carga a ser transferida, mais torque é necessário para ser aplicado às porcas de modo a travar as roscas para evitar perda de torque e partes soltas. Algumas medidas antirrotacionais é também recomendada para as porcas. Em algumas aplicações críticas, o processo de ajuste para tais barras de articulação convencional é, portanto, iterativo e pode tomar várias horas para implantação posicional.

[0006] Portanto, seria altamente desejável se conjuntos de barra de articulação poderiam ser fornecidos que são seguros contra falhas e rapidamente ajustáveis. São fornecidas adiante tal solução para as quais as configurações reveladas no presente documento são direcionadas.

SUMÁRIO

[0007] De modo geral, as configurações reveladas no presente documento são direcionadas a conjuntos de barra de articulação que podem ser empregadas satisfatoriamente em determinadas aplicações específicas em que cargas transferidas são altas, cargas de compressão são predominantes e/ou ajuste de comprimento da barra de articulação entre componentes estruturais fixados são necessários, por exemplo, para unir componentes estruturais adjacentes associados a uma aeronave, tais como montagem de motores sob asa à estrutura de asa.

[0008] De acordo com determinadas configurações, conjuntos de barra de articulação são fornecidos para conectar componentes estruturais adjacentes que têm alças de conexão que definem respectivas aberturas de montagem, na qual o conjunto de barra de articulação compreende uma barra de articulação que tem extremidades de terminal opostas que incluem mancais circulares, buchas recebidas de modo operativo pelos mancais circulares da barra de articulação, e um conjunto de cavilha e pino inserido através das buchas para conectar as extremidades de terminal da barra de articulação às respectivas alças de conexão dos componentes estruturais adjacentes. Pelo menos uma das buchas inclui um flange multifacetado e define um orifício excêntrico (por exemplo, um orifício elíptico que tem eixos geométricos maior e menor) de modo que rotação da bucha permita que o orifício excêntrico seja alinhado com a abertura de montagem de uma respectiva alça de conexão.

[0009] Algumas configurações, portanto, incluirão pelo menos um anel de travamento que tem uma superfície dentada circular interior para se engatar com o flange multifacetado da pelo menos uma bucha e assim, restringir de modo posicional o giro da bucha com o flange multifacetado. O anel de travamento também pode incluir um lóbulo radialmente extensivo que define um orifício de travamento que é passível de alinhamento com um orifício de recebimento definido pela respectiva alça de conexão, e um conjunto de cavilha de travamento inserido de modo operativo nos orifícios de travamento e recebimento para travar de modo posicional o anel de travamento e a pelo menos uma bucha relativa à respectiva alça de conexão.

[0010] Conforme revelado no presente documento, algumas configurações podem incluir um par oposto das buchas em que cada uma do par oposto de buchas inclui um flange multifacetado e define um orifício excêntrico. Um par de anéis de travamento pode ser, portanto, fornecido de acordo com tais configurações nas quais cada tal anel de travamento inclui a superfície dentada circular interior para engate com o flange multifacetado de uma respectiva das buchas.

[0011] Esses e outros aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais claros após consideração cuidadosa à descrição detalhada a seguir das configurações exemplificativas preferenciais da mesma.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] As configurações reveladas da presente invenção serão mais bem e mais completamente entendidas com referência à descrição detalhada a seguir das configurações ilustrativas não limitantes exemplificativas em combinação com os desenhos, em que:

[0013] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um conjunto de barra de articulação de acordo com uma configuração da invenção;

[0014] A Figura 2 é uma vista explodida em perspectiva detalhada do acoplamento superior associado ao conjunto de barra de articulação mostrado na Figura 1; e

[0015] A Figura 3 é uma vista em perspectiva detalhada do acoplamento inferior associada ao conjunto de barra de articulação retratada na Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0016] A Figura 1 anexa retrata um conjunto de barra de articulação 10 de acordo com a presente invenção instalado entre flanges de montagem estruturais F1, W1 associados às estruturas de aeronave associadas a componentes estruturais F e W relativos à direção de voo FD de uma aeronave. Conforme é retratado, o conjunto de barra de articulação 10 é geralmente compreendida de uma barra de articulação 12 axialmente alongada que, na configuração retratada tem um formato de corte transversal cruciforme (+) que se estende ao longo de um eixo geométrico z transversal à direção de voo eixo geométrico x. A barra de articulação 12 inclui conjuntos de montagem superior e inferior 20, 40 em cada extremidade de terminal 12a, 12b que servem para conectar de modo operativo a barra de articulação 12 aos flanges estruturais F1 e W1 das estruturas F e W, respectivamente.

[0017] Os conjuntos de montagem superior e inferior 20, 40 que conectam de modo operativo a barra de articulação 12 aos flanges de montagem superior e inferior F1, W1, respectivamente, são retratados em mais detalhes nas Figuras anexas 2 e 3. Em relação a isso, será observado que cada um dos flanges de montagem superior e inferior F1, W1 incluem um par separado de alças de conexão 22a, 22b e 42a, 44b que recebem entre as mesmas as extremidades de terminal 12a, 12b, respectivamente, da barra de articulação 12. Cada uma das alças de conexão 22a, 22b e 42a, 42b define uma abertura circular que é respectivamente coaxialmente alinhada com o mancal circular 24, 44 nas extremidades de terminal 12a, 12b da barra de articulação 12.

[0018] Conforme é talvez melhor mostrado na Figura 2, o conjunto de montagem superior 20 inclui bucha cilíndrica 26 recebida dentro do mancal circular 24 e que, por sua vez, recebe um cavilha de segurança contra falha rosqueada alongada 28a e um pino de segurança contra falha rosqueado alongado 28b enluvado sobre a cavilha 28a. Uma porca ameada 30 pode ser desse modo rosqueada sobre a extremidade de terminal da cavilha 28a de modo que um pino de chaveta convencional 32 pode ser inserida através do furo na extremidade da cavilha 28a. Conforme é convencional, as pernas individuais do pino de chaveta 32 pode ser, portanto, dobrado e engatado com a porca ameada 30 de modo a evitar que a porca 30 seja rosqueada para trás e desse modo, solta durante o uso. Anilhas adequadas 34a, 34b podem ser posicionadas contra a cabeça sextavada da cavilha 28a e o flange do pino 28b.

[0019] Em uso, a cabeça de montagem inferior 40 pode ser montada seguindo a montagem do conjunto de montagem superior 20 conforme descrito acima para conectar a extremidade de terminal 12a da barra de articulação 12 às alças de conexão 22a, 22b dos flanges de montagem F1 associado ao componente estrutural F. Conforme é talvez melhor mostrado na Figura 3, a cabeça de montagem inferior 40, como o conjunto de montagem superior 20, é similarmente fornecido com uma cavilha rosqueada segura contra falha alongada 48a, um pino de segurança contra falha rosqueado alongado 48b enluvada sobre a haste da cavilha 48a, uma porca ameada 50 rosqueada sobre a extremidade de terminal da cavilha 48a, e um pino de chaveta convencional 52 inserido através do furo na extremidade da cavilha 48a e dobrada para evitar rosqueamento para trás da porca ameada 50.

[0020] Importante à configuração da invenção descrita no presente documento, no entanto, a cabeça de montagem inferior 40 inclui um par de buchas de ajuste cilíndricas 54a, 54b cada uma das quais inclui um flange de ajuste multifacetado 56a, 56b e um orifício simetricamente não circular 58a, 58b. Os orifícios 58a, 58b são preferencialmente modelados de modo elíptico tendo eixos geométricos maior e menor. As buchas de ajuste 54a, 54b são, portanto, posicionais em oposição uma à outra dentro do mancal circular 44 de modo que a cabeças de ajuste multifacetadas 56a, 56b são posicionadas contra uma respectiva das alças de conexão 42a, 42b. Na configuração retratada, as cabeças de ajuste têm uma configuração facetada hexagonal, mas mais ou menos facetas podem ser fornecidas conforme pode ser desejado para o alcance de ajuste posicional necessário.

[0021] Durante a instalação, as cabeças de ajuste 56a, 56b podem ser rotacionadas ao redor das buchas 54a, 54b até que os orifícios não circulares das mesmas sejam suficientemente alinhados entre si e as aberturas circulares das alças de conexão 44a, 44b para permitir que a cavilha de segurança contra falha 48a seja inserida através de tais aberturas de modo que o pino 48b pode ser enluvado da haste da cavilha 48a. Os elementos versados nessa técnica verificarão que, durante a instalação e montagem, as aberturas não circulares de buchas 58a, 58a podem não ser suficientemente alinhadas entre si e com as aberturas circulares das alças de conexão 44a, 44b devido aos orifícios não circulares dos mesmos. Desse modo, selecionando-se os flanges de ajuste 56a e/ou 56b, uma área maior dos respectivos orifícios podem ser apresentados até tal tempo que a cavilha 48a e o pino 48b podem ser inseridos através das aberturas circulares das alças de conexão 44a, 44b e dos orifícios não circulares das buchas 54a, 54b. Tal ajuste, portanto, causará o comprimento eficaz L (consultar a Figura 1) da barra de articulação 12 para mudar de certa forma, de modo a permitir ajuste rápido da distância entre os componentes estruturais F e W que são conectados entre si e, assim, permitir a disposição de tolerâncias de montagem no eixo geométrico z.

[0022] Uma vez que as buchas 54a, 54b foram posicionadas para permitir a montagem da cavilha 48a e pino 48b conforme descrito acima, respectivos anéis de travamento 60a, 60b podem ser instalados. Conforme é mostrado na Figura 3, cada um dos anéis de travamento 60a, 60b inclui uma superfície dentada circular interior 62a, 62b que permite virtualmente qualquer número de disposições posicionais relativas aos flanges multifacetados 58a, 58b das buchas 54a, 54b, respectivamente, na dependência do número de dentes formados nos mesmos. A título de exemplo, as superfícies dentadas circulares 62a, 62b podem ser dotados de 360 dentes para permitir uma mudança posicional de um grau. O número maior ou menor de dentes pode ser evidentemente fornecido. As superfícies dentadas 62a, 62b podem ser, portanto, engatadas com os flanges multifacetados 58a, 58b de modo a posicionar os lóbulos radialmente extensivos 64a, 64b e apresentar os orifícios de travamento 66a, 66b formados em tais lóbulos 64a, 64b em alinhamento com os orifícios de recebimento 42a-1, 42b-1 dos flanges 42a, 42b, respectivamente. Um conjunto de cavilha rosqueada 70 e porca 72 com anilhas associadas 74 pode ser então inserido através de tais orifícios alinhados, 66a, 66b e 42a-1, 42b-1 e conectados de modo rosqueado de modo a travar de modo posicional os anéis de travamento 60a, 60b e assim prevenir o movimento rotacional das buchas 54a, 54b.

[0023] Os elementos versados nessa técnica reconhecerão que a configuração revelada no presente documento acima pode ser modificada em vários aspectos. Por exemplo, a barra de articulação 12 pode tomar qualquer configuração de corte transversal desejada e não precisa ser axialmente alongada, mas poderia ser angularmente dobrada de modo que as extremidades de terminal 12a, 12b sejam dispostas em uma posição angular relativa (por exemplo, até cerca de 90°) um em relação ao outro. Além disso, mais do que uma única barra de articulação 12 e seus conjuntos de montagem associados podem ser fornecidos. Adicional ou alternativamente, cada uma das extremidades de terminal da barra de articulação 12 pode ser dotada de buchas ajustáveis e anéis de travamento e/ou as buchas ajustáveis e anéis de travamento podem ser fornecidas no conjunto de montagem superior em vez da cabeça de montagem inferior conforme mostrado na configuração revelada no presente documento.

[0024] Portanto, embora seja feita referência a um Uma vez, a configuração particular da invenção, várias modificações dentro da habilidade dos elementos versados na técnica podem ser previstas. Portanto, deve-se entender que a invenção não deve ser limitada à configuração revelada, mas, pelo contrário, é destinada a cobrir várias modificações e disposições equivalentes.

Claims

Conjunto de barra de articulação para conectar componentes estruturais adjacentes que têm alças de conexão que definem respectivas aberturas de montagem, o conjunto de barra de articulação sendo caracterizado pelo fato de que compreende:
uma barra de articulação que tem extremidades de terminal opostas que incluem mancais circulares;
buchas recebidas de modo operativo pelos mancais circulares da barra de articulação; e
um conjunto de cavilha e pino inserido através das buchas para conectar as extremidades de terminal da barra de articulação às respectivas alças de conexão dos componentes estruturais adjacentes, em que
pelo menos uma das buchas inclui um flange multifacetado e define um orifício excêntrico de modo que a rotação da bucha permite que o orifício excêntrico seja alinhado com a abertura de montagem de uma respectiva alça de conexão.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um anel de travamento que inclui uma superfície dentada circular interior para engate com o flange multifacetado da pelo menos uma bucha.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um anel de travamento inclui um lóbulo radialmente extensivo que define um orifício de travamento que é passível de alinhamento com um orifício de recebimento definido pela respectiva alça de conexão, e um conjunto de cavilha de travamento inserido de modo operativo nos orifícios de travamento e recebimento para travar de modo posicional o anel de travamento e a pelo menos uma bucha relativa à respectiva alça de conexão.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um par oposto das buchas em que cada uma do par oposto de buchas inclui um flange multifacetado e define um orifício excêntrico.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um par de anéis de travamento, sendo que cada um dos quais inclui a superfície dentada circular interior para engate com o flange multifacetado de uma respectiva das buchas.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada um dos anéis de travamento inclui um lóbulo radialmente extensivo que define um orifício de travamento que é passível de alinhamento com um orifício de recebimento definido pela respectiva alça de conexão, e um conjunto de cavilha de travamento inserido de modo operativo nos orifícios de travamento e recebimento para travar de modo posicional o anel de travamento e a pelo menos uma bucha relativa à respectiva alça de conexão.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o orifício excêntrico é orifício elíptico que tem eixos geométricos maior e menor.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de cavilha e pino compreende uma porca ameada, e inclui uma porção de haste rosqueada na cavilha do conjunto de cavilha e pino para receber de modo rosqueado a porca ameada.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a barra de articulação é axialmente alongada.
Conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a barra de articulação tem um corte transversal cruciforme.
Aeronave caracterizada pelo fato de que compreende o conjunto de barra de articulação, de acordo com a reivindicação 1.
Aeronave caracterizada pelo fato de que compreende componentes estruturais adjacentes separados que têm respectivas alças de conexão, e um conjunto de barra de articulação que conecta os componentes estruturais separados uns aos outros, em que o conjunto de barra de articulação compreende:
uma barra de articulação que tem extremidades de terminal opostas que incluem mancais circulares;
buchas recebidas de modo operativo pelos mancais circulares da barra de articulação; e
um conjunto de cavilha e pino inserido através das buchas para conectar as extremidades de terminal da barra de articulação a uma respectiva das alças de conexão dos componentes estruturais adjacentes, em que
pelo menos uma das buchas inclui um flange multifacetado e define um orifício excêntrico de modo que a rotação da bucha permite que o orifício excêntrico seja alinhado com a abertura de montagem de uma respectiva alça de conexão.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o conjunto de barra de articulação compreende adicionalmente pelo menos um anel de travamento que inclui uma superfície dentada circular interior para engate com o flange multifacetado da pelo menos uma bucha.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um anel de travamento inclui um lóbulo radialmente extensivo que define um orifício de travamento que é passível de alinhamento com um orifício de recebimento definido pela respectiva alça de conexão, e um conjunto de cavilha de travamento inserido de modo operativo nos orifícios de travamento e recebimento para travar de modo posicional o anel de travamento e a pelo menos uma bucha relativa à respectiva alça de conexão.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o conjunto de barra de articulação compreende um par oposto das buchas em que cada uma do par oposto de buchas inclui um flange multifacetado e define um orifício excêntrico.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um par de anéis de travamento, sendo que cada um inclui a superfície dentada circular interior para engate com o flange multifacetado de uma respectiva das buchas.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que cada um dos anéis de travamento inclui um lóbulo radialmente extensivo que define um orifício de travamento que é passível de alinhamento com um orifício de recebimento definido pela respectiva alça de conexão, e um conjunto de cavilha de travamento inserido de modo operativo nos orifícios de travamento e recebimento para travar de modo posicional o anel de travamento e a pelo menos uma bucha relativa à respectiva alça de conexão.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o orifício excêntrico é orifício elíptico que tem eixos geométricos maior e menor.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o conjunto de cavilha e pino compreende uma porca ameada, e inclui uma porção de haste rosqueada na cavilha do conjunto de cavilha e pino para receber de modo rosqueado a porca ameada.
Aeronave, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a barra de articulação é axialmente alongada e tem um corte transversal cruciforme.