BR112016018688B1

BR112016018688B1 - Barra de tração-pressão de duas paredes

Info

Publication number: BR112016018688B1
Application number: BR112016018688-5A
Authority: BR
Inventors: Albert Uhl
Original assignee: Gmt Gummi-Metall-Technik Gmbh
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2022-03-08
Also published as: US20170058941A1; RU2649253C2; BR112016018688A2; DE202014001394U1; CA2938925A1; CA2938925C; RU2016134988A3; JP6491235B2; JP2017512292A; WO2015124132A1; RU2016134988A; US10267351B2; EP3108150B1; EP3108150A1

Abstract

detecção de falhas para barras de tração-pressão, com caminho de carga de reserva. a presente invenção refere-se a uma barra de tração-pressão, com dois ca-minhos de carga separados, dos quais sempre apenas um assume a trans-missão de força e que detecta automaticamente eventuais danificações ou a falha de função do primeiro caminho de carga, de modo que, nesse caso, depois o segundo caminho de carga assume a transmissão de força, sendo que a troca de função do primeiro para o segundo caminho de carga nas manuten-ções de controle rotineiras pode ser constatada por um furo de controle, que indica a danificação ou a falha do primeiro caminho de carga.

Description

Descrição

[001] Na construção de aeronaves, são necessários componentes para as diversas aplicações nas áreas relevantes para a segurança, particularmente, nas asas, que livre de defeitos e à prova de falhas, ou no caso de danos, dispõem de dispositivos de substituição, que autodetectam a falha da parte do componente danificada e substituem a mesma automaticamente e com segurança, isto é, de acordo com sua função, precisam estar configurados de acordo com o princípio de "failsafe". "Fail-safe" significa nesse contexto que no componente em questão estão presentes pelo menos dois sistemas equivalentes, que podem comprimir a tarefa especificada do componente, sendo que sempre apenas dos dois sistemas deve estar em ação. Quando o primeiro sistema falha, sua função precisa ser automaticamente assumida de modo equivalente pelo segundo sistema. Nesse caso, é par importante que a falha do primeiro sistema possa ser automáticamente detectada e corrigida pelo sistema.

[002] Essas exigências valem, especialmente para as barras de tração-pressão, amplamente usadas na construção de aeronaves, que, devido às cargas fortes e que mudam frequentemente são particularmente solicitadas, de modo que precisam ser excluídas falhas totais por fadiga de material ou sobrecarga.

[003] Atualmente, essas exigências são satisfeitas pelo fato de que nos frequentes intervalos de manutenção, as barras de tração- pressão com um tempo de uso determinado são preventivamente trocadas rotineiramente ou desmontadas, separadas, testadas, combinadas de novo e novamente montadas, mas o que, naturalmente, está associado a um dispêndio de tempo e custos considerável.

[004] As barras de tração-pressão especialmente usuais na construção de aeronaves, são conhecidas em diversas variações, assim, por exemplo, do documento DE 202004016321. Em geral, esses corpos de um revestimento de metal leve, titânio ou plástico reforçado com fibras de carbono, que nas duas extremidades estão dotados de, em cada caso, uma forqueta ou olhal de uma camada de metal leve.

[005] A tarefa da invenção é, portanto, pôr à disposição uma barra de tração-pressão livre de defeitos e à prova de falha, com um sistema de reserva inicialmente não ativo, que automaticamente identifica as danificações ou falhas de funcionamento, corrige as mesmas independentemente e, por outro lado, indica de modo claro e facilmente identificável a tomada de função pelo sistema de reserva, de modo que nas manutenções de controle rotineiras, sua função pode ser controlada e, caso necessário, substituída, com pequeno dispêndio de tempo de custos. Essa tarefa foi solucionada da seguinte maneira.

[006] Como, naturalmente, de acordo com a lógica, a segurança contra falha só pode ser obtida quando, em cada caso, apenas um caminho de carga definido recebe as cargas, a barra de tração-pressão precisa estar formada de tal modo que a mesma apresente dois caminhos de carga, que funcionam separadamente um do outro, e que são postos em relação um ao outro de tal modo que, em cada caso, apenas um caminho de carga assume a transmissão de força e, na falha do primeiro caminho de carga, o segundo caminho de carga assume essa tarefa. Por caminho de carga no sentido da invenção, deve ser entendida, nesse caso, a totalidade das partes individuais da barra de tração-pressão, que estão destinadas a receber as forças que atuam sobre as mesmas. As mesmas são corpos tubulares e as extremidades em forqueta, instaladas nos dois lados no corpo.

[007] O objetivo da invenção, a saber, por um lado, garantir a segurança contra falha por identificação automática da danificação e a correção automática da mesma e, por outro lado, tornar a falha do primeiro sistema detectável pelo exterior, é obtido pelo fato de que corpos tubulares e duas forquetas recebem uma estrutura de duas paredes (duas camadas). As duas paredes (camadas) podem ser produzidas pelos mesmos materiais usuais, tais como metal leve, titânio ou plástico reforçado por fibras de carbono. A disposição das duas paredes ou camadas deve dar-se de tal modo que a camada que forma o caminho9 de carga 1 é disposto internamente na forqueta, mas externamente no corpo tubular, enquanto a camada que forma o caminho de carga 2 (componente 2) comporta-se de maneira exatamente inversa. Nesse caso, a camada, situada externamente, que forma o caminho da carga 2, separa na região de transição entre tubo e forqueta da camada do caminho de carga 1 (componente 1), situada internamente na forqueta doa camada do caminho de carga 1 (componente 1), situada externamente no tubo. Essa disposição está selecionada desse modo, uma vez que pela seleção do lado interno da forqueta para o caminho de carga 1, o mesmo é claramente detectável no caso de falha. O mesmo vale para a seleção do lado externo do corpo tubular para o caminho de carga 1.

[008] Para garantir que sempre apenas um caminho de carga esteja em uso, a ligação da transmissão de força deve ser realizada do seguinte modo. Nas duas forquetas e no corpo tubular da barra de tração-pressão está instalada, em cada caso, nos dois lados, diagonalmente, em cada caso, um furo D1 7 e D2 8 pelos caminhos de carga 1 e 2 (componentes 1 e 2), pelos quais está guiado, nos dois lados, em cada caso, um pino 9, que serve para a transmissão de força e cuja espessura depende da carga a ser esperada. O furo 7 é realizado, nesse caso, um diâmetro ligeiramente menor (cerca de 0,5 mm - 1 mm) do que o furo 8, de modo que as forças, que se apresentam, inicialmente só são transmitidas através do furo 7 com o diâmetro menor, pelo contato de conexão friccional sobre o caminho de carga 1 (componente 1). Essa formação é forçosamente necessária, uma vez que só assim é possível a identificação (detecção) da falha, eventualmente a ocorrer posteriormente, do primeiro caminho de carga (com componente 1) e, simultaneamente, o caminho de carga (de reserva) 2 (componente 2) inicialmente não é carregado.

[009] Depois da detecção automática da falha do caminho de carga 1 (componente 1), em consequência da danificação, é realizado automaticamente pelo sistema o uso do caminho de carga 2 (componente 2), tal como se segue. Pela falha da tomada de força pelo caminho de carga 1 (componente 1), sob a ação de força F sobre o furo 7, o componente 1 desloca-se em relação ao componente 2. O deslocamento está concluído assim que o diâmetro do furo 7 atingiu o diâmetro do furo 8, com o resultado de que, agora, apenas o componente 2, portanto, o caminho de carga 2, assume a força pelo contato de conexão friccional com o furo 8.

[0010] Uma outra parte essencial da invenção é, agora, que nas manutenções de controle, que ocorrem regularmente, a falha do componente ou do caminho de carga 1 também pode ser identificada ou detectada pelo técnico de manutenção, para que então seja realizada a troca necessária. Isso ocorre de maneira surpreendentemente simples por meio do furo de inspeção 3 com um diâmetro de cerca de 4-6 mm e com ajuda do mandril de teste 4, que forçosamente pertence às ferramentas do técnico de manutenção. Pelo deslocamento do componente1 em relação ao componente 2, o furo de inspeção 3 é deformado pela ação da força F, de tal modo que o mandril de teste 4 de ajuste preciso no estado não danificado do furo de inspeção, pelo técnico de manutenção, não pode mais penetrar no furo de inspeção 3 dos componentes 1 e 2, devido à deformação irreversível.

[0011] O pressuposto para isso é que o furo de inspeção 3 está realizado como luva com espessura e parede muito pequena. Além disso, o mesmo precisa consistir em um material muito dúctil (tal como titânio grau 1 ou aço fino austenítico), com resistência pequena. Assim, está assegurado que já sob uma ação de força F pequena, resulta uma deformação permanente e detectável do exterior por um aparelho de teste, do furo de inspeção 3.

[0012] Assim, a falha do caminho de carga 1 pode ser claramente detectada do exterior e ser realizada a troca da barra de tração-pressão devido à falha do caminho de carga 1.

[0013] A invenção é explicada mais detalhadamente, a seguir, por meio de um exemplo de modalidade preferido.

[0014] A Figura 1 mostra uma haste de tração-pressão completa, constituída do corpo tubular 5 e as forquetas 6, as quais, por sua vez, consistem nos componentes 1 e 2, que, em cada caso, formam o caminho de carga 1 ou o caminho de carga 2. Para a identificação mais fácil, os componentes do caminho de carga 1 estão sombreados obliquamente na forqueta e no corpo tubular, os do caminho de carga 2, estão sombreados em cruz.

[0015] A Figura 2 mostra a forqueta 6 com o furo D1 7, bem como o furo D2 8, junto com o pino 9 transmissor de força, que com o furo D1 7 está conectado por conexão friccional, de preferência através de um ajuste de folga. Nesse caso, o furo D1 7 está formado de modo ligeiramente menor do que o furo D2 8. Além disso, a Figura 2 mostra o furo de inspeção 3, que serve para indicar a danificação do componente 1 e, assim, a falha do caminho de carga 1.

[0016] A Figura 3 mostra a estrutura do corpo tubular 5, junto com o furo D1 7, que também apresenta um diâmetro ligeiramente menor do que o furo D2 8, no entanto, com a condição de que, agora, o componente 1 (caminho de carga 1) situa-se externamente e o componente 2 (caminho de carga 2), internamente. Além disso, a Figuras 3 mostra o furo de inspeção 3, que serve para indicar a danificação do componente 1 e, com isso, a falha do caminho de carga 1.

[0017] A Figura 4 mostra o furo de inspeção 3 no estado da danificação. Nesse caso, pela falha do caminho de carga 1, o furo D1 foi agora deslocado para o furo D2. Isso causa a deformação permanente do furo de inspeção 3.

[0018] A Figura 5 mostra o furo de inspeção 3 no estado da danificação, junto com o mandril de teste 4, durante o controle. Aqui pode ser visto, agora, que o mandril de teste 4 não pode mais ser inserido no furo de inspeção 3.

[0019] A Figura 6 mostra o furo de inspeção 3 no estado não danificado. Aqui, o mandril de teste 4 pode ser inserido até o esbarro no furo de inspeção 3. Assim, está garantido que o caminho de carga 1 não apresenta nenhuma danificação. Legendas para a patente registrada "Detecção de falha para barras de tração-pressão com caminho de carga de reserva" 2 Componente 1 (caminho de carga 1) 3 Componente 2 (caminho de carga 2) 4 Furo de inspeção 5 Mandril de teste 6 Corpo tubular 7 Forqueta 8 Furo D1 9 Furo D2 10 Pino do furo D1/D2

Claims

1. Barra de tração-pressão de duas paredes feita de liga, titânio ou plástico reforçado com fibras de carbono, compreendendo uma primeira camada (1), que forma um primeiro caminho de carga, localizada em forquetas (6) de um interior da barra de tração- pressão e em um exterior de um corpo tubular (5); e uma segunda camada (2), que forma um segundo caminho de carga, localizada em um exterior das forquetas (6) e em um interior do corpo tubular (5), sendo que a segunda camada (2) separa, em uma região de transição entre o corpo tubular (5) e as forquetas (6), a primeira camada (1) do primeiro caminho de carga no interior das forquetas (6) da primeira camada (1) do primeiro caminho de carga no exterior do corpo tubular (5), sendo que, em ambos os lados, as forquetas (6) e o corpo tubular (5) da barra de tração-pressão incluem um primeiro furo (7) e um segundo furo (8) através das primeira e segunda camadas (1, 2), sendo que pelo menos um pino (9), configurado para transmissão de carga, é guiado através dos furos (8, 9), caracterizada pelo fato de que o primeiro furo D1 (7) apresenta um diâmetro 0,5 mm a 1 mm menor do que o segundo furo D2 (8), e sendo que o pino (9), em um estágio inicial, só tem contato de conexão friccional com o primeiro furo (7), sendo que compreende adicionalmente, além do primeiro furo D1 (7) e do segundo furo D2 (8) no corpo tubular (5) e nas forquetas (6) da barra de tração-pressão um furo de inspeção (3), disposto através das primeira e segunda camadas (1, 2) como uma luva com espessura de parede composta de um material dúctil, sendo que, quando de uma aplicação de uma força predeterminada, a luva é deformada irreversivelmente de tal modo que um mandril de teste (4) de ajuste preciso não pode mais ser inserido no furo de inspeção (3).

2. Barra de tração-pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o furo de inspeção (3) possui um diâmetro em uma faixa de 4 mm a 6 mm.

3. Barra de tração-pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a luva compreende titânio grau 1.

4. Barra de tração-pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a luva compreende aço inoxidável austenítico.