BR112012016404B1

BR112012016404B1 - estrutura orientável do tipo endoscópica

Info

Publication number: BR112012016404B1
Application number: BR112012016404-0A
Authority: BR
Inventors: Sadia Bousquet; Patrick Gaisnon; Sylvie Mozer; Jérôme Szewczyk
Original assignee: Snecma
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2020-12-01
Also published as: FR2955177A1; WO2011086324A3; EP2524113A2; JP2013517522A; RU2557947C2; WO2011086324A2; CA2786240C; RU2012134618A; CA2786240A1; CN102713163A; JP5667645B2; US20120291583A1; FR2955177B1; CN102713163B; BR112012016404A2; EP2524113B1; US8844399B2

Abstract

ESTRUTURA ENDOSCÓPICA DO TIPO AJUSTÁVEL. Estrutura flexível e ajustável (20, 32) de controle não destrutivo, compreendendo um corpo longitudinal (26) e pelo menos um acionador (28, 34) permitindo modificar a curvatura de pelo menos uma porção do corpo longitudinal (26); o acionador (28, 34) sendo transportado por um suporte (22) associado ao corpo longitudinal (36) e cuja porção distal (24, 36) é descartada ou descartável do corpo longitudinal (26) e está à uma parte do corpo longitudinal (26) por um fio de tração (30).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma estrutura flexível e orientável destinada à inspeção interna de um sistema mecânico, tal como, por exemplo, uma máquina a motor, por meio notadamente de um sensor do tipo corrente de Foucault (parasita) ou corrente de ultrassons.

[0002] Algumas estruturas flexíveis e ajustáveis, tal como um endoscópio ou um apoio de uma sonda de controle não destrutivo, se apresentam sob a forma de longos tubos rígidos ou elásticamente deformáveis tendo uma extremidade orientável orientada ao seu eixo longitudinal para selecionar um ângulo de posicionamento particular e facilitar a progressão do endoscópio ou do apoio da sonda.

[0003] Para dobrar de maneira adequada uma área particular do endoscópio, já foi proposto dispor ao longo da sua estrutura, acionadores mecânicos, tais como fios de tração ou fio de um material com memória de forma. Estes acionadores vêem o seu comprimento reduzido por tração ou sob o efeito de um aumento da temperatura, o que indica uma modificação da curvatura do endoscópio em áreas onde estão localizados os acionadores.

[0004] Contudo, este tipo de dispositivo sofre limitações devido principalmente à falta de mobilidade e manuseio em espaços geométricamente complexos ou exíguos. Além disso, apresenta igualmente limitações em termos de capacidade de curvatura da extremidade do endoscópio.

[0005] A fim de resolver esta dificuldade, a Requerente propôs, na sua aplicação FR 07/06726, montar o acionador sobre uma parte de rigidez variável do corpo longitudinal do dispositivo, de maneira a obter um leve enfraquecimento nas áreas onde a rigidez é importante e um enfraquecimento mais importante em áreas de menor rigidez, para atingir um perfil de curvatura variável do dispositivo.

[0006] No entanto, as curvas que podem ser obtidas com este tipo de dispositivo, bem como aqueles mencionados acima são limitadas, o que restringe a sua possibilidade de utilização.

[0007] Além disso, em certas situações de inspeção de uma turbomáquina, pode ser desejável de se ter uma pressão estável e confiável do dispositivo sobre as partes fixas da turbomáquina, no início, a fim de realizar um teste não destrutivo e/ou limitar o efeito da gravidade sobre todo o conjunto do dispositivo e, por conseguinte, a inspeção adicional da turbomáquina.

[0008] A invenção especialmente destina-se a proporcionar uma solução simples, econômica e eficaz para estes problemas, permitindo evitar os incovenientes da técnica anterior.

[0009] Para este fim, ela propõe uma estrutura flexível e orientável de ensaio não destrutivo, compreendendo um corpo longitudinal e pelo menos um acionador permitindo modificar a curvatura de pelo menos uma parte do corpo longitudinal, caracterizado pelo fato de que o acionador é colocado por um apoio integrado ao corpo longitudinal e tendo uma parte distal que é afastada ou afastável do corpo longitudinal e está conectada a uma parte do corpo longitudinal por um fio de tração.

[0010] Ao contrário da técnica anterior, a invenção propõe colocar o acionador ao longo do corpo longitudinal, mas para montá-lo sobre um suporte afastado a partir deste.

[0011] Nesta configuração, o suporte forma um braço de alavanca facilitando o enfraquecimento do corpo longitudinal, o qual ocorre por meio de uma força exercida lateralmente em relação ao corpo longitudinal e seguindo o fio de tração e não mais ao longo do corpo longitudinal, o que permite amplificar o enfraquecimento do corpo longitudinal.

[0012] A relação de transmissão, isto é, a relação entre o ângulo de enfraquecimento e a redução do comprimento do acionador, é menor do que o da arte anterior. Isto permite ter um posicionamento muito mais preciso da parte dobrada do corpo longitudinal.

[0013] A fôrça resultante do comando do acionador é melhor transmitida ao corpo longitudinal. Esta boa transmissão da força permite a realização de uma suspensão estável da estrutura flexível por enfraquecimento e o apoio de uma outra parte do corpo longitudinal sobre uma peça fixa de uma estrutura tridimensional à ser explorada. Assim, é possível garantir, que um sensor de inspeção não destrutivo posicionado na extremidade distal do corpo longitudinal, estará na posição estática para executar uma operação de controle não destrutivo.

[0014] Na indústria aeronáutica, a invenção, portanto, torna possível a exploração de zonas de uma turbomáquina que não estavam accessíveis sem a desmontagem do turbomotor, o que ajuda a reduzir o tempo de inatividade e os custos.

[0015] Conforme uma outra característica da invenção, o acionador está no material feito com memória de forma.

[0016] Alternativamente, o acionador pode ser mecânico e compreender um cabo diretamente ligado ao fio de tração do corpo longitudinal que se estende ao longo da parte distal do suporte.

[0017] A parte distal do suporte pode ser rígida e, neste caso, o acionador pode ser um cabo tal como descrito acima.

[0018] Alternativamente, a parte distal do suporte pode ser deformável e, neste caso, o acionador pode compreender um material com memória de forma, cuja contração comanda a deformação da parte distal do suporte e induz uma tração sobre o fio de ligação ao corpo longitudinal.

[0019] Em um modo de realização da invenção, o fio de tração longitudinal do corpo longitudinal está ligado a este último a uma distância da sua extremidade distal em uma área destinada a vir em apoio pontual ou quase pontual sobre um elemento fixo de uma estrutura a inspecionar para formar um ponto de articulação.

[0020] Este ponto de articulação está situado entre a extremidade distal do corpo longitudinal e o ponto de ligação do fio de tração ao corpo longitudinal. Desta maneira, é possível efetuar uma exploração angular com a extremidade distal do corpo longitudinal, que pode ser útil quando se deseja visualizar de forma contínua uma certa medida angular do interior da estrutura a ser inspecionada .

[0021] Alternativamente, o fio de tração é ligado à extremidade distal do corpo longitudinal ou na proximidade desta extremidade distal.

[0022] Vantajosamente, os meios de controle não destrutivos montados na extremidade distal do corpo longitudinal são, por exemplo, sondas por correntes de Foucault ou sondas por correntes ultrassônicas.

[0023] Numa forma de realização prática da invenção, o fio de tração é metálico.

[0024] O corpo longitudinal pode igualmente compreender pelo menos uma parte equipada com pelo menos um acionador, do tipo mecânico ou à memória de forma a fim de realizar um enfraquecimento sumplementar do corpo longitudinal.

[0025] A invenção será melhor compreendida com outros detalhes, vantagens e características da invenção que aparecerão na leitura da descrição seguinte, feita a título de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos anexos nos quais: - As Figuras 1 e 2 são vistas esquemáticas em corte axial de duas estruturas flexíveis e ajustáveis conforme a arte anterior; - A Figura 3 é uma vista esquemática em corte axial de uma estrutura flexível e orientável conforme a invenção; - A Figura 4 é uma vista esquemática em corte axial de uma estrutura flexível e orientável da Figura 3 numa posição dobrada; - A Figura 5 é uma vista esquemática em corte axial de uma estrutura flexível e orientável conforme uma outra forma de realização da invenção; - A Figura 6 é uma vista esquemática em corte axial de uma estrutura flexível e orientável da Figura 5, na posição dobrada; - A Figura 7 é uma vista esquemática em corte axial e em posição de suspensão de uma estrutura flexível e orientável conforme a invenção; - A Figura 8 é uma vista esquemática em corte axial de uma estrutura flexível e orientável conforme a invenção apoiada sobre uma estrutura fixa a ser explorada; - A Figura 9 é uma vista esquemática ilustrando o movimento da estrutura flexível e orientável da Figura 8.

[0026] Referindo-se primeiro à Figura 1 que representa uma estrutura flexível e orientável 10 de teste não destrutivo da arte anterior, incluindo um corpo longitudinal 12 equipado com um acionador 14 em um material com memória de forma disposta ao longo do corpo longitudinal 12 e no interior da mesma. Este acionador 14 se apresenta, por exemplo, sob a forma de um fio ligado aos meios de alimentação de elétrica permitindo o aquecimento por meio do fio de Joule. O aquecimento do fio 14 induz uma contração deste fio 14 que conduz a um enfraquecimento do corpo longitudinal 12.

[0027] A Figura 2 mostra uma estrutura 15 orientável e flexível semelhante aquela da Figura 1, a diferença é que o acionador é um fio metálico 16 que se prolonga ao longo do corpo longitudinal 12 até a extremidade distal do corpo longitudinal 12.

[0028] O fio 16 é mantido ao longo do corpo longitudinal 12 por meio de uma pluralidade de guias ocas 18 fixadas sobre o corpo longitudinal 12. Com este tipo de estrutura de controle, uma tração (seta A) aplicada à extremidade próxima do fio 16 conduz a um enfraquecimento da extremidade distal do corpo longitudinal 12.

[0029] Estas estruturas 10, 15 não permitem um enfraquecimento importante e um posicionamento preciso da parte dobrada do corpo longitudinal 12. Elas não permitem mais realizar um acoplamento estático estável da estrutura de controle sobre uma parte fixa circundante à ser inspecionada pelas razões expostas em detalhe acima.

[0030] A invenção propõe associar à estrutura 20 flexível e orientável um suporte 22 giratório em que uma parte distal 24 é afastada ou afastável do corpo longitudinal 26 e que porta um actionador 28, esta parte distal 24 sendo ligada ao corpo longitudinal 26 por um fio de tração 30.

[0031] Em um modo de realização da invenção representado nas Figuras 3 e 4, a parte distal 24 é rígida. O acionador 28 é um cabo que se estende ao longo do suporte 22 em guias ocas 18 são fixadas ao suporte 22. O acionador 28 está diretamente conectado ao nível da extremidade final da parte distal 24 do suporte 22 ao fio 30 de tração ligada à extremidade distal do corpo longitudinal 26.

[0032] Uma tração (seta B), aplicada à extremidade próxima do cabo 28 induz um enfraquecimento da extremidade distal do corpo longitudinal 26, o suporte 22 permanece fixo durante esta operação (Figura 4).

[0033] Em outro modo de realização da invenção representado nas Figuras 5 e 6, a estrutura flexível e orientável 32 compreende um acionador 34 se apresentando sob a forma de um material de arame com memória de forma, integrado na parte distal 36 do suporte 22 que é deformável. A parte distal 36 é ligada ao corpo longitudinal 26 por um fio de tração 30.

[0034] O aquecimento do fio em material de memória de forma conduz a uma contração do mesmo induzindo uma flexão da parte distal 36 do suporte 22 povocando um enfraquecimento do corpo longitudinal 26 (Figura 6).

[0035] Em ambos os modos de realização descritos acima, o corpo longitudinal 26 pode ser em material elásticamente deformável, permitindo que o seu retorno em posição de repouso (Figuras 3 e 5) seja liberado quando se relaxa o cabo de tração 28 ou também quando cessa o aquecimento do fio 34 em material com memória de forma.

[0036] A parte distal 24, 36 do suporte 22 constitui um braço de alavanca para o enfraquecimento do corpo longitudinal 26, permitindo um posicionamento preciso da parte dobrada do corpo longitudinal 26, pelo fato de que uma relação de transmissão (ângulo de dobra sobre o comprimento de redução do acionador) seja menor do que na arte anterior. Assim, para um mesmo ângulo de enfraquecimento do corpo longitudinal 26, é necessário ter uma maior redução do comprimento do acionador 28, 34 em relação à arte anterior.

[0037] A Figura 7 mostra um corte axial de uma estrutura a ser inspecionada 38 tendo duas paredes 40, 42 espaçadas uma da outra e comportando duas aberturas 44, 46 para a passagem de uma estrutura flexível e orientável conforme a invenção.

[0038] Na montagem mostrada nesta figura, o fio de tração 30 está ligado à extremidade distal do corpo longitudinal 26. O corpo longitudinal 26 está inserido em ambas as aberturas 44, 46 e o suporte 22 é introduzido na primeira abertura, de modo que a sua parte distal 48 se situa entre as duas paredes 40, 42. O comando do acionador da parte distal 48 induz uma flexão do corpo longitudinal 26 e leva à extremidade distal 50 do corpo longitudinal 26 em apoio à borda da segunda abertura. Além disso, uma parte do fio 30 de tração na proximidade imediata do corpo longitudinal é pressionada sobre a superfície interna da segunda abertura 46 durante o enfraquecimento do corpo longitudinal 26.

[0039] Desta maneira, realiza-se um posicionamento estático e estável do corpo longitudinal 26 sobre a segunda parede 42. Um tal posicionamento é ainda mais estável quando a fôrça de apoio é aplicada lateralmente ao corpo longitudinal 26 desde quando a parte distal 48 é afastada. Esta transmissão de força do acionador pelo fio 30 de tração é particularmente importante por pequenos enfraquecimentos, tipicamente inferiores à 30 °.

[0040] A Figura 8 mostra uma estrutura a ser inspecionada 38 semelhante àquela da Figura 7. O fio de tração 30 está ligado ao corpo longitudinal 26 a uma distância d da sua extremidade distal 54. O corpo longitudinal 26 é inserido no interior da segunda abertura 46 de maneira que, durante o enfraquecimento, a parte da extremidade 52 vem sendo apoiada em apoio pontual (único) ou quase pontual em uma borda (aresta) da segunda abertura (Figura 8).

[0041] Esta configuração permite a formação de um ponto de articulação 53 entre a extremidade distal 54 do corpo longitudinal 26 e do ponto 56 de ligação do fio 30 de tração para o corpo longitudinal 26.

[0042] No caso onde o corpo longitudinal 26 é elasticamente deformável, o comando repetido do acionador portado pela parte distal 48 do suporte 22 permite realizar uma verificação angular com a extremidade distal do corpo longitudinal 26.

[0043] O acionador permite realizar a verificação angular podendo ser pelo mesmo acionador que foi utilizado pelo enfraquecimento inicial (figura 8) do corpo longitudinal, no caso de um acionador mecânico tal como um cabo, continua a tração induzindo através de um elemento pivotante na extremidade distal do corpo longitudinal 26. No caso de um enfraquecimento inicial (Figura 8) feito com um fio em material com memória de forma, um segundo fio igualmente em material com memória de forma pode ser incorporado à parte distal 48 do suporte 22, e o acionamento repetitivo do segundo fio permite realizar a verificação angular da extremidade distal 54 do corpo longitudinal 26.

[0044] A montagem de uma estrutura flexível e orientável 20, 32 em uma estrutura mecânica do tipo das Figuras 7 e 8 é conseguida através da primeira inserção no corpo longitudinal 26 não curvado, através das primeira e segunda aberturas 44, 46. O suporte 22 é igualmente introduzido através da primeira abertura 44 por pivoteamento mais por translação e o fio de tração 30 é em seguida colocado tensionado para colocar a estrutura 20, 32 na posição de espera, como mostrado nas Figuras 3 e 5.

[0045] Os meios de controle não destrutivo (não mostrados) podendo ser montados na extremidade distal do corpo longitudinal 26. Esses meios são, por exemplo, por meios de sondas por correntes parasitas (de Foucault) ou sondas de ultrassom.

[0046] Em outros modos de realização da invenção, a estrutura flexível 20, 32 compreende pelo menos um acionador mecânico 16 ou à memória de forma 14 integrada ao corpo longitudinal 26.

Claims

1. Estrutura flexível e orientável (20, 32) de controle não destrutivo, compreendendo um corpo longitudinal (26) e pelo menos um acionador (28, 34) permitindo modificar a curvatura de pelo menos uma parte do corpo longitudinal (26), caracterizada pelo fato de que o acionador (28, 34) é portado por um suporte (22) associado ao corpo longitudinal (36) e do qual uma parte distal (24, 36) é afastada ou afastável do corpo longitudinal (26) de maneira a constituir um braço de alavanca facilitando o enfraquecimento do corpo longitudinal (26) e é ligada a uma parte do corpo longitudinal (26) por um fio de tração (30).

2. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o acionador (34) é feito de material com memória de forma.

3. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o acionador (28) é mecânico.

4. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o acionador compreende um cabo (28) que é ligado diretamente ao fio (30) de tração do corpo longitudinal (26) e que se estende ao longo da parte distal (24) do suporte (22).

5. Estrutura, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a parte distal (24, 36) é rígida ou deformável.

6. Estrutura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o fio (30) de tração do corpo longitudinal (26) é ligado a este último a uma distância d de sua extremidade distal.

7. Estrutura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o fio de tração (30) é ligado à extremidade distal do corpo longitudinal (26) ou na proximidade da referida extremidade distal (26).

8. Estrutura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a extremidade distal do corpo longitudinal (26) é provida de meios de controle não destrutivo, por exemplo, as sondas de correntes de Foucault ou de ultrassom.

9. Estrutura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o fio (30) de tração é metálico.

10. Estrutura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o corpo longitudinal (26) compreende pelo menos uma parte equipada com pelo menos um acionador do tipo mecânico (16) ou com memória de forma (14).