BR102022011921A2 - Sistema de pino de travamento, sistema dobrável, e, método de travamento e destravamento de duas partes relativamente dobráveis - Google Patents

Abstract

Um sistema de pino de travamento compreendendo: um atuador (600) com um corpo de atuador (601) definindo um furo axial ao longo de seu comprimento, um pino de travamento (400) montado axialmente de forma móvel dentro do furo (606) e meios de acionamento (700, 900) para acionar o pino de travamento axialmente ao longo do furo entre uma posição de travamento que se estende a partir do corpo do atuador e uma posição de destravamento relativamente retraída para dentro do corpo do atuador; em que o meio de acionamento compreende meios de engate (800) para engatar de forma liberável o pino de travamento, os meios de engate sendo inclinados para uma posição aberta onde não estão em engate com o pino de travamento, e em que o furo compreende uma primeira seção com um primeiro diâmetro e uma segunda seção com um segundo diâmetro mais largo e em que o furo e os meios de engate são configurados de modo que quando os meios de engate estiverem localizados na primeira seção, o corpo do atuador forçará os meios de engate para uma posição fechada para engatar com o pino de travamento e quando os meios de engate estiverem na segunda seção, eles retornarão para a posição aberta e fora de engate com o pino de travamento.

Description

SISTEMA DE PINO DE TRAVAMENTO, SISTEMA DOBRÁVEL, E, MÉTODO DE TRAVAMENTO E DESTRAVAMENTO DE DUAS PARTES RELATIVAMENTE DOBRÁVEIS CAMPO TÉCNICO

[001] A presente divulgação refere-se a um sistema de travamento para travar dois painéis relativamente dobráveis juntos em um estado aberto ou estendido tal como, mas não apenas, para uso em um sistema de asa dobrável de uma aeronave.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Existem aplicações em que duas partes, por exemplo, painéis, são dobráveis uma em relação à outra por meio de um arranjo articulado e há a necessidade de travamento das partes conectadas em sua configuração aberta. Isto pode ser feito pelo acionamento de um pino ou parafuso de travamento entre as duas partes cooperantes da dobradiça por um atuador.

[003] Algumas aeronaves são projetadas para ter asas com porções dobráveis, por exemplo, pontas dobráveis. Geralmente, aeronaves maiores, com maior envergadura de asa e que transportam mais passageiros, são mais eficientes em termos de combustível. Além disso, o arrasto aerodinâmico é geralmente reduzido quanto mais longas forem as asas da aeronave e, portanto, quanto mais eficiente for a aeronave em voo. Asas com maior envergadura, no entanto, podem apresentar problemas no solo, por exemplo, onde o espaço do aeroporto, por exemplo, no portão ou na pista de táxi, é limitado. Sistemas de asas dobráveis foram, portanto, desenvolvidos. As asas podem ser estendidas em toda sua envergadura para o voo, mas as pontas das asas podem ser dobradas para cima (ou para baixo) em relação à porção fixa da asa quando o espaço for limitado. Sistemas de travamento ou tranca fixam a ponta da asa em sua posição estendida em relação à parte de asa fixa durante o voo. Tais sistemas de travamento geralmente incluem um pino de travamento que é empurrado através de linguetas entrelaçadas nas partes dobráveis e fixas da asa por meio de um atuador. As partes da asa são geralmente montadas de modo que as linguetas espaçadas ao longo da borda da parte de asa dobrável que recebe a parte de asa fixa se encaixam entre as linguetas espaçadas ao longo da borda correspondente da parte de asa fixa. As linguetas de travamento juntas definem uma passagem articulada através da qual um pino de travamento é empurrado por um atuador quando as partes das asas forem travadas na posição estendida. Diferentes tipos de atuadores podem ser usados, por exemplo, atuadores hidráulicos, eletromecânicos ou elétricos são usados em aeronaves para controlar partes móveis.

[004] Durante o voo, altas cargas atuam nas asas da aeronave e são transferidas para o pino através da dobradiça que une as partes da asa. Geralmente, haverá alguma folga entre o pino e os orifícios nas linguetas pelas quais o pino passa. Devido às cargas, o pino pode deformar e se mover radial e axialmente enquanto estiver na posição travada. As forças no pino serão transferidas para o atuador conectado ao pino. Isso é indesejável, pois pode danificar o atuador. Particularmente em aeronaves e outras aplicações críticas de segurança, os atuadores precisam ser projetados para suportar as forças máximas previstas e, muitas vezes, os atuadores serão superdimensionados e superprojetados devido às forças que podem ser transferidas do pino de travamento. Isso também pode ser um problema em outros sistemas de travamento e não é apenas um problema em sistemas de asas de aeronaves.

[005] Além disso, é necessário poder desconectar o pino do atuador para fins de manutenção.

[006] Existe, portanto, uma necessidade de um conjunto de travamento aprimorado para fixar duas partes relativamente giratórias quando o pino estiver na posição travada.

SUMÁRIO

[007] Consequentemente, é fornecido um conjunto de travamento compreendendo um sistema de pino de travamento que compreende: um atuador com um corpo de atuador definindo um furo axial ao longo de seu comprimento, um pino de travamento montado axialmente de forma móvel dentro do furo e meios de acionamento para acionar o pino de travamento axialmente ao longo do furo entre uma posição de travamento que se estende a partir do corpo do atuador e uma posição de destravamento relativamente retraída para dentro do corpo do atuador;em que o meio de acionamento compreende meios de engate (800) para engatar de forma liberável o pino de travamento,os meios de engate sendo inclinados para uma posição aberta onde não estão em engate com o pino de travamento, e em que o furo compreende uma primeira seção com um primeiro diâmetro e uma segunda seção com um segundo diâmetro mais largo,e em que o furo e os meios de engate são configurados de modo que quando os meios de engate estiverem localizados na primeira seção, o corpo do atuador forçará os meios de engate para uma posição fechada para engatar com o pino de travamento e quando os meios de engate estiverem na segunda seção, eles retornarão para a posição aberta e fora de engate com o pino de travamento.

[008] Os meios de acionamento podem se mover em uma direção para mover o pino de travamento da posição de destravamento para a posição de travamento, os meios de engate se movem da primeira seção para a segunda seção de modo que os meios de engate estejam abertos quando o pino de travamento estiver na posição de travamento e à medida que os meios de acionamento se movem na direção oposta em direção à posição de travamento, os meios de engate se movem da segunda seção para a primeira seção para fechar e engatar no pino de travamento.

[009] Em um exemplo, os meios de engate compreendem uma pluralidade de dentes resilientes e o pino de travamento tem uma ranhura circunferencial com a qual os dentes engatam na posição fechada.

[0010] Em um exemplo, os meios de acionamento compreendem uma porca montada em um parafuso, disposta para se mover ao longo do parafuso em uma direção axial entre as direções de travamento e destravamento.

[0011] Também é divulgado um sistema dobrável, tal como um sistema de asa dobrável de uma aeronave, compreendendo duas partes relativamente dobráveis, cada uma com linguetas articuladas, em que as linguetas articuladas de uma parte se entrelaçam com as linguetas articuladas da outra parte para formar uma dobradiça para definir o movimento giratório relativo entre as partes e um sistema de pino de travamento de qualquer reivindicação anterior, a dobradiça definindo uma passagem de pino de travamento através desta, para receber o pino de travamento do sistema de pino de travamento para travar as partes uma em relação à outra em uma determinada relação giratória.

[0012] Em um exemplo, uma das partes é uma parte estacionária e a outra é uma parte móvel dobrável em relação à parte estacionária.

[0013] Também é divulgado um método de travamento e destravamento de duas partes relativamente dobráveis compreendendo o acionamento de um pino de travamento através de uma dobradiça conectando as duas partes, em que o pino de travamento é acionado para uma posição de travamento por um meio de acionamento que engata com o pino de travamento para acionar o pino para a posição de travamento, o método compreendendo ainda o desengate dos meios de acionamento do pino de travamento quando o pino de travamento estiver na posição de travamento.

[0014] O método pode compreender ainda re-engatar os meios de acionamento com o pino de travamento para mover o pino de travamento para uma posição de destravamento.

[0015] No exemplo, ao se mover para a posição de travamento, os meios de acionamento passam através de um primeiro furo com uma dimensão que pressiona os meios de engate dos meios de acionamento para engate com o pino de travamento e, em seguida, para um segundo furo de diâmetro maior que o primeiro furo, de modo que os meios de engate sejam liberados do engate com o pino de travamento.

DESCRIÇÃO BREVE

[0016] A montagem de acordo com a divulgação será descrita no contexto de asas de aeronave dobráveis. Isto é apenas a título de exemplo e deve ser compreendido que a montagem também será útil em outros sistemas.

[0017] Os exemplos serão descritos com referência aos desenhos.

[0018] A Figura 1 mostra um sistema de travamento convencional em um estado descarregado.

[0019] A Figura 2 mostra o sistema convencional em estado carregado.

[0020] A Figura 3 mostra um conjunto de acordo com a divulgação em uma posição travada.

[0021] A Figura 4 mostra o conjunto da Figura 3 em transição para uma posição destravada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] A Figura 1 mostra a conexão articulada entre uma parte dobrável, por exemplo, uma ponta de asa e uma parte fixa, por exemplo, o corpo da asa. Ao longo de suas bordas adjacentes, as duas partes de asa têm uma pluralidade de linguetas 10, 20, 30 que se entrelaçam para formar a união entre a parte móvel e a parte fixa. A Fig. 1 mostra uma seção da junção, mostrando duas linguetas 10, 20 que estão fixadas na parte fixa da asa e uma lingueta 30 da parte móvel. A lingueta da parte móvel é encaixada entre as linguetas adjacentes 10,20 da parte fixa. Este entrelaçamento alternado das linguetas da parte fixa e das linguetas da parte móvel continua ao longo do comprimento da dobradiça entre as partes. Cada lingueta é fornecida com um orifício 101, 201, 301 através da lingueta, os orifícios sendo tais que, quando as linguetas forem entrelaçadas conforme descrito acima, os orifícios se alinham para formar uma passagem para um pino de travamento 40. O pino de travamento 40 é fixado a um atuador 50 disposto para acionar o pino 40 através dos orifícios das linguetas para travar as partes em uma posição giratória relativa entre elas, por exemplo, no estado estendido ou para remover o pino 40 dos orifícios para liberar as partes para o movimento de dobra relativo. O atuador 50 tem um corpo de atuador 51 definindo um furo 52 para abrigar o pino quando no estado destravado.

[0023] As Figuras 1 e 2 mostram a disposição do pino 40 na posição de travamento. Na figura 1, não há excesso de forças ou cargas atuando na junção entre as partes e, portanto, o pino de travamento é descarregado. Se as partes forem, no entanto, submetidas a altas cargas ou forças, o pino 40 pode se mover dentro da passagem e/ou pode ser impactado pelas linguetas que se movem uma em relação à outra, como mostrado na Figura 2. A extremidade do pino de travamento 40 que está em engate com o atuador será, assim, movida e pode transmitir cargas ao atuador. Isso pode causar danos ao atuador. Para levar em conta tais cargas, como mencionado acima, os atuadores geralmente precisam ser superdimensionados ou superprojetados por motivos de confiabilidade e segurança.

[0024] As Figuras 3 e 4 mostram um sistema de travamento de acordo com esta divulgação, em que o pino de travamento e o atuador são configurados de modo que o pino seja desacoplado do atuador quando estiver na posição de travamento. Desta forma, as cargas no pino não são transferidas para o atuador.

[0025] No sistema de acordo com a divulgação, o sistema de travamento compreende um pino de travamento 400 que é configurado, como no arranjo convencional descrito acima, para ser acionado através da passagem definida pelos orifícios nas linguetas entrelaçadas de partes relativamente giratórias. As linguetas entrelaçadas não são mostradas nas Figuras 3 e 4, pois são as mesmas descritas acima. Estas são, portanto, representadas por uma estrutura de aeronave simples 500 nestas figuras. Tal como acontece com os sistemas convencionais, o pino 400 é acionado para dentro e para fora das linguetas por meio de um atuador 600. O atuador tem um corpo de atuador 601 com um perfil interno que define uma primeira seção de diâmetro 602 e uma segunda seção de diâmetro mais largo 603. Assim, o furo do atuador 606 ao longo do qual o pino de travamento se desloca tem uma seção mais estreita e uma seção mais larga.

[0026] O pino de travamento 400 é movido ao longo do furo 606 por meio de uma porca 700 que engata com uma extremidade 401 do pino dentro do corpo do atuador. A porca 700 é acionada pelo mecanismo do atuador para causar o movimento do pino de travamento 400 na direção desejada. A porca é preferencialmente uma porca rosqueada montada em um parafuso 900 para empurrar o pino de travamento para a posição, se deslocando no parafuso rotativo 900.

[0027] A porca é fornecida com recursos de engate expansíveis radialmente, por exemplo, dentes 800 que engatam na extremidade 401 do pino de travamento. Os dentes de engate são inclinados na posição aberta e, portanto, retornarão à posição aberta ou desengatada quando não pressionados para engate por uma força externa, por exemplo, pela força da parede do furo do atuador. No exemplo mostrado, o pino de travamento pode ser fornecido com uma ou mais ranhuras ou recessos dentro dos quais os dentes podem engatar. Estão também previstos outros meios para proporcionar o engate entre a porca e o pino de bloqueio.

[0028] Para trazer o pino 400 para a posição de travamento, ele precisa ser estendido para fora do furo do atuador. A porca 700 é, portanto, acionada na direção da seta A através do furo do atuador ao longo da primeira seção mais estreita 602. A porca e os dentes de engate são configurados e o furo é dimensionado, de modo que enquanto a extremidade do pino e a porca estão localizadas na seção mais estreita do furo, as paredes internas do corpo do atuador que definem o furo pressionam os dentes para engate com o pino. À medida que a porca se move na direção A, ela empurra o pino de travamento para a posição de travamento. À medida que a extremidade 401 do pino de travamento se move para a seção mais larga 603 do furo do atuador, a força de pressão da parede do atuador que empurra os dentes para engate com o pino é removida e os dentes podem se expandir para longe do engate com o pino conforme mostrado na Figura 3. O pino de travamento é, portanto, desacoplado do atuador. Se o pino for carregado como mostrado na Figura 2, por exemplo, a carga não é transferida para o atuador.

[0029] Para então retrair o pino para a posição de desbloqueio onde o pino é movido para dentro do furo do atuador, a porca 700 é puxada na direção da seta B, o que faz com que os dentes de engate 800 sejam pressionados pelo diâmetro mais estreito da parede interna do atuador e sejam reengatados ao pino de bloqueio. Os dentes 800 encaixam assim na extremidade do pino, permitindo que o pino seja puxado pela porca de volta para o corpo do atuador.

[0030] Esta disposição tem a vantagem de que o pino, quando na posição de travamento, seja desacoplado do atuador, podendo ser reconectado ao atuador para movimento em direção à posição de destravamento.

[0031] Para remover completamente o pino de travamento, por exemplo, para manutenção ou troca, a porca e o pino de travamento são retirados do furo do atuador, permitindo que os dentes abram completamente e liberem o pino.

[0032] A concepção do atuador é relativamente simples, pequena e leve. Como o pino será desacoplado do atuador na posição travada, que é quando as altas cargas podem atuar no pino, não é necessário projetar o atuador para suportar tais cargas. Por outro lado, porém, o pino de travamento pode ser facilmente removido para, por exemplo, manutenção ou troca.

Claims (11)

1. Sistema de pino de travamento, caracterizado pelo fato de que compreende: um atuador (600) com um corpo de atuador (601) definindo um furo axial ao longo de seu comprimento, um pino de travamento (400) montado axialmente de forma móvel dentro do furo (606), e meios de acionamento (700, 900) para acionar o pino de travamento axialmente ao longo do furo entre uma posição de travamento que se estende do corpo do atuador e uma posição de destravamento relativamente retraída no corpo do atuador; em que os meios de acionamento compreendem meios de engate (800) para engate de forma liberável no pino de travamento, os meios de engate sendo inclinados para uma posição aberta onde não estão engatados com o pino de travamento e em que o furo compreende uma primeira seção com um primeiro diâmetro e uma segunda seção com um segundo diâmetro mais amplo, e em que o furo e os meios de engate são configurados de modo que quando os meios de engate estiverem localizados na primeira seção, o corpo do atuador forçará os meios de engate para uma posição fechada para engatar com o pino de travamento e quando os meios de encaixe estiverem na segunda seção, eles retornarão para a posição aberta e fora do encaixe com o pino de travamento.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é configurado de modo que os meios de acionamento se movem em uma direção para mover o pino de travamento da posição de destravamento para a posição de travamento, os meios de engate se movendo da primeira seção para a segunda seção de modo que os meios de engate estejam abertos quando o pino de travamento estiver na posição de travamento e à medida que os meios de acionamento se movem na direção oposta em direção à posição de travamento, os meios de engate se movem da segunda seção para a primeira seção para fechar e engatar no pino de travamento (400).
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os meios de engate compreendem uma pluralidade de dentes resilientes (800) e em que o pino de bloqueio (400) tem uma ranhura circunferencial com a qual os dentes engatam na posição fechada.
4. Sistema de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que os meios de acionamento compreendem uma porca (700) montada em um parafuso (900) disposta para se mover ao longo do parafuso em uma direção axial entre as direções de travamento e destravamento.
5. Sistema dobrável, caracterizado pelo fato de que compreende duas partes dobráveis com linguetas articuladas, em que as linguetas articuladas de uma parte se entrelaçam com as linguetas articuladas da outra parte para formar uma dobradiça para definir o movimento giratório relativo entre as partes e um sistema de pino de travamento de acordo com qualquer reivindicação anterior, a dobradiça definindo uma passagem de pino de travamento através desta, para receber o pino de travamento do sistema de pino de travamento para travar as partes uma em relação à outra em uma determinada relação giratória.
6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma das partes é uma parte estacionária e a outra é uma parte móvel dobrável em relação à parte estacionária.
7. Sistema dobrável de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que é um sistema de asa dobrável em que uma das partes é uma parte de asa fixa e a outra parte é uma ponta de asa dobrável.
8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que é um sistema de asa dobrável de uma aeronave.
9. Método de travamento e destravamento de duas partes relativamente dobráveis, caracterizado pelo fato de que compreende o acionamento de um pino de travamento através de uma dobradiça conectando as duas partes, em que o pino de travamento é acionado para uma posição de travamento por um meio de acionamento que engata com o pino de travamento para acionar o pino para a posição de travamento, o método compreendendo ainda o desengate dos meios de acionamento do pino de travamento quando o pino de travamento estiver na posição de travamento.
10. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda reengatar os meios de acionamento com o pino de travamento para mover o pino de travamento para uma posição de destravamento.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ao se mover para a posição de travamento, os meios de acionamento passam através de um primeiro furo com uma dimensão que pressiona os meios de engate dos meios de acionamento para engate com o pino de travamento e, em seguida, para um segundo furo de diâmetro maior que o primeiro furo, de modo que os meios de engate sejam liberados do engate com o pino de travamento.

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