BRPI0715834A2

BRPI0715834A2 - atuador tolerante a engasgue

Info

Publication number: BRPI0715834A2
Application number: BRPI0715834-3A
Authority: BR
Inventors: Arnaud Didey; Nicholas Elliott
Original assignee: Airbus Uk Ltd
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2013-07-23
Also published as: JP5088514B2; US20090314884A1; RU2440915C2; CN101506038B; CA2661198A1; EP2054299A1; GB0616730D0; CN101506038A; JP2010501398A; US8267350B2; CA2661198C; RU2009110283A; EP2054299B1; WO2008023198A1

Abstract

ATUADOR TOLERANTE A ENGASGUE. A presente invenção refere-se a um atuador tolerante a engasgue (2) que compreende um alojamento (4), uma primeira máquina motriz (6) para a produção de um movimento rotativo, uma primeira caixa de engrenagem (10) disposta de modo a converter, em uso, o movimento rotativo da primeira máquina motriz (6) em um movimento rotativo. A primeira caixa de engrenagem compreende um invólucro (14) montado para uma rotação relativa ao alojamento (4) do atuador (2), e uma segunda caixa de engrenagem (16) disposta de modo a converter o movimento rotativo do invólucro (14) da primeira caixa de engrenagem (10) em um movimento rotativo. Um freio (20) é disposto de modo a atuar sobre o movimento rotativo da segunda caixa de engrenagem (16). Em uso, quando a primeira caixa de engrenagem (10) não está engasgada, o freio é aplicado de modo a resistir à rotação relativa entre o invólucro da primeira caixa de engrenagem (10) e o alojamento (4) do atuador (2). Quando a primeira caixa de engrenagem (10) está engasgada, o freio (20) é liberado, permitindo, assim, que o invólucro (14) da primeira caixa de engrenagem gire com relação ao alojamento (4) do atuador (2). Um segundo motor (22) pode também ser provido.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ATUADOR TOLERANTE A ENGASGUE".

Antecedentes da Invenção

A presente invenção refere-se a um atuador e, em particular, mas não exclusivamente, a um atuador eletromecânico tolerante a engasgue para a movimentação de um componente de aeronave.

Os atuadores podem ser utilizados para provocar o movimento de componentes de aeronave, como o trem de pouso de um avião, por e- xemplo, direcionando o nariz do trem de pouso. Tais atuadores devem ser, obviamente, de alta integridade e devem apresentar um baixo risco de falha. Por exemplo, é importante que os atuadores tenham, pelo menos, dois mo- dos de funcionamento de modo que haja, por exemplo, um modo de opera- ção secundário, ou de emergência, que facilite o movimento dos componen- tes da aeronave no caso de perda do, ou falha no, modo normal de opera- ção. Este modo de operação secundário, ou de emergência, pode prover um movimento ativo do componente de aeronave ou pode simplesmente permitir que o componente de aeronave fique móvel apesar de estar ligado ao atua- dor (no contexto de um atuador de direção de trem de pouso, o modo de operação secundário, ou de emergência, pode consistir na possibilidade de uma livre pivotagem do trem de pouso).

Existem dois tipos principais de atuadores eletromecânicos, ou seja, os atuadores lineares e os atuadores rotativos. Os atuadores lineares tipicamente se caracterizam por um motor elétrico acoplado a uma caixa de engrenagem de redução conectada a um cilindro ou fuso de esferas recircu- lantes. O movimento rotativo à alta velocidade / baixo torque do motor elétri- co é convertido em movimento linear de baixa velocidade / alto empuxo. Os atuadores rotativos também se caracterizam tipicamente por um motor elé- trico ligado a uma caixa de engrenagem de redução, neste caso, o movimen- to rotativo de alta velocidade / baixo torque do motor elétrico é convertido em movimento rotativo de baixa velocidade / alto torque. Dependendo da aplica- ção, poderá ser necessário um movimento linear ou rotativo. Por exemplo, o sistema de extensão / retração do trem de pouso de um avião pode requerer um atuador linear, enquanto que o funcionamento das portas ou da direção da roda do nariz de uma aeronave poderá exigir um atuador rotativo. Descrição da Técnica Relacionada

Os atuadores utilizados nas aeronaves da técnica anterior são muitas vezes da forma de atuadores hidro-mecânicos. Existe o desejo de se reduzir a dependência dos sistemas hidráulicos em grandes aeronaves co- merciais e, portanto, existe atualmente o desejo de se utilizar atuadores elé- tricos, onde anteriormente atuadores hidro-mecânicos eram utilizados. Os atuadores eletromecânicos, se quer lineares ou rotativos, incluem peças mó- veis, tais como as engrenagens das caixas de engrenagem que podem pro- vocar o engasgue mecânico do atuador, que impede que o atuador opere de uma forma eficiente e/ou segura. É, portanto, desejoso se prover um atuador eletromecânico que seja pelo menos parcialmente tolerante a esses engas- gues.

Existem muitas propostas no âmbito da técnica anterior relativas

a um desenho de atuador tolerante a engasgue. Exemplos de tais propostas são apresentados nas Patentes U.S. Nos. 2005/0103928, 3 986 412, 4 215 592, 4 488 744, 4 858 490, 5 071 397, 5 120 285, 5 152 381, 5 518 466 e 5 779 587. No entanto, essas propostas experimentam várias desvantagens. Algumas propostas se baseiam no encaixe / desencaixe de en-

grenagens entrosadas, por exemplo, embreagem de garras, ou outros me- canismos de engate de alto torque liberável que requerem mecanismos complicados em caso de engasgue do atuador (vide Patentes U.S. Nos 2005/0103928, 4 488 744, 5 071 397, e5 779 587, por exemplo). Algumas propostas se baseiam na quebra de peças do atuador,

destinadas a falhar no engasgue do atuador, para que o atuador se torne tolerante a engasgue (ver, por exemplo, a Patente U.S. Ns 5 518 466, que descreve um sistema que inclui ressaltos de cisalhamento destinados a que- brar no caso de um engasgue). Estes sistemas são sistemas do tipo "falha uma vez" e sempre requer a substituição de pelo menos parte do atuador, se o atuador tiver que operar novamente em seu modo de operação principal. Tais sistemas também são dependentes de ressaltos que falham no instante em que um torque excede um determinado limite. A escolha de um único limite pode significar que os ressaltos de cisalhamento falham quando não há engasgue e/ou que os ressaltos de cisalhamento não falham suficiente- mente cedo no caso de um engasgue parcial ou total.

Algumas das propostas são simplesmente demasiado volumo-

sas ou pesadas para utilização em determinadas aplicações (ver, por exem- plo, a Patente U.S. Nq 4 215 592).

Algumas propostas limitam o movimento de saída a ser provido pelo atuador no sentido de se movimentar em uma faixa restrita de ângulos (normalmente menor que uma rotação completa de movimento de saída), por exemplo, como o resultado de um cabeamento que interfere com quanti- dades maiores de rotação (vide, por exemplo, Patentes U.S. Nos. 5 152 381, 4 858 490, e 3 986 412). Por exemplo, certas propostas parecem eventual- mente exigir a rotação de uma ou mais máquinas motrizes em pelo menos um modo de operação do atuador.

Algumas das propostas se baseiam no fornecimento de energia elétrica em caso de falha do modo de operação principal e/ou exigem a pro- visão de mais de uma máquina motriz. Tais requisitos podem ser desvanta- josos em determinadas aplicações, como resultado da dependência de uma fonte de alimentação estar disponível e/ou da obrigação de várias máquinas motrizes e, portanto, um peso extra.

Algumas propostas são limitadas pelas razões de engrenagem de uma engrenagem interna, e, portanto, pelos torques providos pelo atua- dor. Por exemplo, o atuador da Patente U.S. Ns 5 120 285 parece ser Iimita- do no sentido. O atuador da Patente U.S. Ns 5 120 285 parece também ser suscetível aos eventos que fazem com que tanto o modo de operação primá- rio como o modo de operação secundário se tornem inoperantes.

A presente invenção visa prover um atuador que atenue um ou mais dos aludidos inconvenientes. Evidentemente, será apreciado que está dentro do âmbito da presente invenção a provisão de um atuador que atenue apenas uma das referidas desvantagens. Em alternativa ou adicionalmente, a presente invenção visa prover um atuador aperfeiçoado, por exemplo, um atuador que tenha uma maior flexibilidade em termos das possíveis aplica- ções do atuador em comparação aos atuadores propostos em pelo menos alguns dos acima mencionados documentos da técnica anterior. Em alterna- tiva ou adicionalmente, a presente invenção visa prover um atuador tolerante a engasgue para uso em uma aeronave, que não precise depender de um sistema hidráulico central da aeronave, o atuador sendo, por exemplo, da forma de um atuador rotativo eletromecânico. Sumário da Invenção

A presente invenção provê um atuador, cujo atuador compreen-

de:

- um alojamento,

- uma máquina motriz para a produção de um movimento rotati-

vo,

- uma primeira caixa de engrenagem disposta de modo a con- verter, em uso, o movimento rotativo da máquina motriz em um movimento

rotativo com maior torque e menor velocidade, a primeira caixa de engrena- gem compreendendo um invólucro montado para rotação com relação ao alojamento do atuador,

- uma segunda caixa de engrenagem disposta de modo a con- verter o movimento rotativo do invólucro da primeira caixa de engrenagem

em um movimento rotativo com menor torque e maior velocidade, e

- um freio disposto de modo a atuar sobre o movimento rotativo com menor torque e maior velocidade da segunda caixa de engrenagem, sendo que, em uso:

(i) quando a primeira caixa de engrenagem não está engasgada,

o freio pode ser aplicado de modo a resistir à rotação relativa entre o invólu- cro da primeira caixa de engrenagem e o alojamento do atuador, e

(ii) quando a primeira caixa de engrenagem está engasgada, o freio pode ser liberado, permitindo, assim, que o invólucro da primeira caixa de engrenagem gire com relação ao alojamento do atuador.

O atuador torna-se, portanto, tolerante a engasgue, no sentido de que, no caso de falha da primeira caixa de engrenagem, por exemplo, se a mesma engasga, a saída do atuador não fica engasgada, uma vez que o alojamento da primeira caixa de engrenagem consegue girar. O atuador po- de também ser relativamente leve e compacto, pois não se faz necessário um grande freio, tampouco um grande motor para o funcionamento do atua- dor, como o resultado da provisão de ambas a primeira caixa de engrena- gem e a segunda caixa de engrenagem. As primeira e segunda caixas de engrenagem podem ser configuradas de tal modo a ser insignificante a pro- babilidade de ambas as caixas de engrenagem simultaneamente se engas- garem. A máquina motriz também pode ser concebida de modo a ser insigni- ficante o risco de a máquina motriz falhar ao ponto de provocar um engas- gue no seu motor principal. O atuador pode, portanto, ser configurado para ser tolerante a engasgue com um risco mínimo de causar um engasgue permanente durante a sua operação.

A máquina motriz pode ser fixada com relação ao alojamento. A máquina motriz pode ser na forma de um motor elétrico.

A máquina motriz e a primeira caixa de engrenagem podem ser o principal meio para fazer com que o atuador funcione. A segunda caixa de engrenagem pode fazer parte, pelo menos, de um meio de retenção para uso em caso de falha da máquina motriz ou da primeira caixa de engrena- gem. As primeira e segunda caixas de engrenagem podem, portanto, ter di- ferentes propriedades mecânicas. A segunda caixa de engrenagem pode, por exemplo, ter uma razão de engrenagem menor que a da primeira caixa de engrenagem. Sendo assim, a segunda caixa de engrenagem pode ser acionável para trás, enquanto a primeira caixa de engrenagem não precisa ser acionável para trás. A segunda caixa de engrenagem pode ter uma mas- sa inferior à da primeira caixa de engrenagem.

A razão de engrenagem da primeira caixa de engrenagem é preferivelmente de 10:1 ou mais. Por exemplo, a razão de engrenagem pode ser superior a 20:1, ou até mesmo superior a 30:1. Em uma modalidade da presente invenção, o atuador é configurado de modo que a primeira caixa de engrenagem tenha uma razão de engrenagem de, pelo menos, 50:1 e seja capaz de gerar um torque de pelo menos 8.500 Nm. Do mesmo modo, a ra- zão de engrenagem da segunda caixa de engrenagem é preferencialmente de 10:1 ou mais. Por exemplo, a razão de engrenagem pode ser superior a 20:1, ou até mesmo superior a 30:1. Como mencionado acima, a segunda caixa de engrenagem pode ter uma razão de engrenagem menor que a da primeira caixa de engrenagem. A escolha de razões de engrenagem nas primeira e segunda caixas de engrenagem pode se basear em diferentes condições. Para a primeira caixa de engrenagem, a razão pode ser escolhi- da tendo em consideração o tamanho e o peso da combinação motor / caixa de engrenagem. Para a segunda caixa de engrenagem, a razão pode ser escolhida tendo em consideração em primeiro lugar a necessidade de uma razão baixa de dirigibilidade para trás e, em segundo lugar, a necessidade de uma razão suficientemente alta para reduzir o torque de freio.

As primeira e/ou segunda caixas de engrenagem podem, evi- dentemente, ser da forma de qualquer tipo de caixa de engrenagem ade- quada. A ou cada caixa de engrenagem pode, por exemplo, ser da forma de, ou compreender, uma transmissão por parafuso sem-fim, uma transmissão harmônica, planetária, epicíclica, hipoidal, helicoidal ou qualquer outro tipo ou disposição de caixa de engrenagem adequada. O atuador pode ser confi- gurado de modo que a saída da primeira caixa de engrenagem possa em uso produzir uma rotação de saída em uma faixa de pelo menos +/- 180 graus (ou seja, pelo menos, uma rotação completa). De preferência, o atua- dor é capaz de prover múltiplas rotações completas na saída da primeira caixa de engrenagem.

O atuador é de preferência reconfigurável. Assim, se o engas- gue da primeira caixa de engrenagem pode ser remediado sem a necessi- dade de peças sobressalentes e, em seguida, o atuador pode ser reparado sem que haja a necessidade de trocar nenhuma peça do atuador. Por e- xemplo, o atuador de preferência não tem peças que precisem ser quebra- das a fim de permitir que o atuador funcione em uma condição de engasgue. O atuador pode então ser utilizado novamente depois de a primeira caixa de engrenagem ter engasgado, exclusivamente por meio de se solucionar a causa do engasgue. Esta funcionalidade pode ser comparada com a de cer- tos atuadores da técnica anterior que exigem a substituição de outras peças, que são destinadas à falha, no caso de um engasgue.

O atuador é de preferência acionável para trás e mais preferi- velmente acionável para trás no caso de a primeira caixa de engrenagem engasgar. Por exemplo, tanto a segunda caixa de engrenagem como a má- quina motriz são, de preferência, acionáveis para trás. A segunda caixa de engrenagem e a máquina motriz podem ser dispostas em uso de modo a serem acionadas para trás em caso de engasgue da primeira caixa de en- grenagem. Por exemplo, a saída da primeira caixa de engrenagem pode ser girada por outros meios, exigindo o livre movimento da segunda caixa de engrenagem e da máquina motriz, de modo a não colocar nenhuma carga potencialmente prejudicial sobre o atuador, enquanto a sua saída é feita por esses outros meios. A primeira caixa de engrenagem não precisa, obvia- mente, ser acionável para trás no caso de um engasgue da primeira caixa de engrenagem. Além disso, a primeira caixa de engrenagem pode ser disposta de modo a não ser acionável para trás, especialmente quando a primeira caixa de engrenagem não está engasgada.

O freio pode ser na forma de um elétrico freio. O freio é de pre- ferência um freio "de torque brusco", de tal modo que no caso de uma falha de energia, o freio automaticamente se libere.

Um mecanismo de amortecimento pode ser provido. O movi- mento do atuador, pelo menos quando a primeira caixa de engrenagem está engasgada, é amortecido de preferência por meio de tal mecanismo de a- mortecimento. Por exemplo, o mecanismo de amortecimento pode ser dis- posto de modo que, quando a primeira caixa de engrenagem engasga e o freio é liberado, o invólucro da primeira caixa de engrenagem consegue girar com o movimento amortecido com relação ao alojamento do atuador. O me- canismo de amortecimento pode utilizar meios de amortecimento hidráulico. O mecanismo de amortecimento pode utilizar um meio de amortecimento inercial. O mecanismo de amortecimento pode utilizar um dispositivo de a- mortecimento passivo. Por exemplo, um amortecimento eletromagnético po- de ser provido. O freio pode, por exemplo, incorporar um mecanismo de a- mortecimento. Por exemplo, o freio pode ser compreendido como uma parte de um meio de frenagem maior, que também compreende o mecanismo de amortecimento. O mecanismo de amortecimento pode utilizar um dispositivo de amortecimento ativo. O mecanismo de amortecimento pode compreender um motor elétrico. Esse motor pode prover um amortecimento ativo, utilizan- do um controlador e/ou um amortecimento passivo por meio do uso de um controlador ou amortecimento passivo ao encurtar os enrolamentos do mo- tor.

O atuador pode operar de uma forma passiva no caso de a pri- meira caixa de engrenagem ficar engasgada. O fato de o atuador não prover um movimento de direção no caso do engasgue da primeira caixa de engre- nagem pode permitir que o atuador seja relativamente leve. Em contraparti- da a esta solução potencialmente leve, se um movimento de direção em um modo de operação de retenção ou secundário for necessário, um peso extra poderá ser adicionado ao atuador. Pode, por exemplo, ser necessário prover uma segunda máquina motriz. Em alternativa, pode ser necessário prover mais mecanismos mecânicos para desacoplar a primeira caixa de engrena- gem e a máquina motriz e reacoplar a máquina motriz à saída do atuador (por exemplo, através da caixa de engrenagem secundária). A provisão de um atuador capaz de prover um movimento de direção em seu modo de o- peração de retenção / secundário se encontra dentro do âmbito de aplicação da presente invenção, como ficará claro a partir do que se segue. É preferí- vel, no entanto, que as modalidades da presente invenção não tenham ou não precisem desacoplar elementos sob carga. Alternativamente, ou adicionalmente, o atuador pode ser capaz

de operar de forma ativa no caso de a primeira caixa engasgar, por exemplo, continuando a transmitir a saída do atuador. A transmissão pode ser provida pela máquina motriz acima mencionada (doravante, a "primeira máquina mo- triz"). Alternativamente, uma segunda máquina motriz pode ser provida. A provisão dessa segunda máquina motriz pode ter a vantagem de proporcio- nar uma melhor redundância no atuador e pode também reduzir a necessi- dade de mecanismos complicados para desacoplar a primeira máquina mo- triz da primeira caixa de engrenagem quando engasgada. O atuador pode incluir uma segunda máquina motriz para a produção de movimento rotativo. A segunda máquina motriz pode ser associado à segunda caixa de engre- nagem. Por exemplo, a segunda caixa de engrenagem pode ser disposta em uso de modo a converter o movimento rotativo da segunda máquina motriz em um movimento rotativo com maior torque e menor velocidade.

A segunda máquina motriz pode ser disposta de tal modo que, no caso da primeira caixa de engrenagem engasgar (quando, evidentemen- te, o freio pode ser liberado, permitindo, assim, que o invólucro da primeira caixa de engrenagem gire com relação ao alojamento do atuador) o movi- mento rotativo da segunda máquina motriz é capaz de ser convertido pela segunda caixa de engrenagem no movimento rotativo do invólucro da primei- ra caixa de engrenagem (tal movimento rotativo tendo um torque maior e uma velocidade menor que o da saída da segunda máquina motriz), o mo- vimento rotativo sendo, assim, produzido na mesma saída do movimento rotativo produzido quando a primeira caixa de engrenagem não está engas- gada. Evidentemente, a segunda máquina motriz pode ser disposta ainda de modo a permitir, quando a primeira caixa de engrenagem não está engasga- da, que o movimento rotativo da primeira máquina motriz seja convertido pela primeira caixa de engrenagem em um movimento rotativo com maior torque e menor velocidade, enquanto o freio resiste a uma rotação relativa entre o invólucro da primeira caixa de engrenagem e o alojamento do atua- dor.

A segunda máquina motriz pode ser um motor elétrico. A primei- ra máquina motriz pode ser maior, mais volumosa e/ou mais forte que a se- gunda máquina motriz. A segunda caixa de engrenagem e a segunda má- quina motriz podem ser consideradas como um meio de retenção em caso de falha da primeira máquina motriz ou da primeira caixa de engrenagem.

O atuador pode incluir um mecanismo de engasgue, que é ca- paz de, em uso, engasgar a primeira caixa de engrenagem. No caso de um engasgue parcial da primeira caixa de engrenagem, em que a primeira caixa de engrenagem ainda funciona, mas com uma eficiência significativamente reduzida, o mecanismo de engasgue poderá ser usado para engasgar total- mente a primeira caixa de engrenagem de modo que o atuador possa fun- cionar como se a primeira caixa de engrenagem estivesse totalmente en- gasgada. O atuador pode, evidentemente, ser disposto de modo a funcionar melhor em qualquer uma das duas condições distintas, a saber, com a pri- meira caixa de engrenagem livre e a primeira caixa de engrenagem total- mente engasgada. Por conseguinte, poderá ser desejável reduzir a possibili- dade de a primeira caixa de engrenagem estar em qualquer outra condição, por exemplo, parcialmente engasgada. O mecanismo de engasgue pode ser disposto de modo que, quando utilizado, ajude ou faça com que a primeira caixa de engrenagem gire na mesma velocidade que o movimento de entra- da. O mecanismo de engasgue pode, por exemplo, substancialmente impe- dir que o invólucro da caixa de engrenagem gire com relação ao resto da caixa de engrenagem. O mecanismo de engasgue pode, por exemplo, incluir uma embreagem, um freio ou outros meios capazes de engatar ou desenga- tar peças do atuador de uma forma a (a) facilitar a livre transmissão da pri- meira caixa de engrenagem (quando não engasgada) e (b) substancialmente travar a caixa de engrenagem de modo que a rotação do eixo de entrada provoque uma rotação correspondente do invólucro e a saída da primeira caixa de engrenagem.

O atuador pode incluir uma unidade de controle, por exemplo, na forma de ou compreendendo um meio de detecção de engasgue, dispos- ta de modo a detectar um engasgue da primeira caixa de engrenagem. O meio de detecção de engasgue pode, por exemplo, ser disposto de modo a monitorar a eficiência do atuador. Por exemplo, o meio de detecção de en- gasgue pode monitorar a saída do atuador. A saída medida do atuador pode ser comparada à saída esperada, e, se houver uma discrepância significati- va, pode-se supor que a eficiência do atuador foi comprometida por um en- gasgue.

O atuador é de preferência estruturado de modo a ser adequada

para a geração de movimento de um componente de aeronaves. O compo- nente de aeronave pode, por exemplo, ser um trem de pouso. Nesse caso, o atuador pode ser na forma de um atuador de direção. O componente de ae- ronave pode de maneira alternativa ser uma superfície de controle de vôo, como, por exemplo, um aerofólio auxiliar ou flape. O componente de aerona- ve pode ser, em alternativa, uma porta, por exemplo, uma porta de baía de trem de pouso. A saída do atuador pode ser ligada a um componente a ser movido por meio de um outro mecanismo de engrenagem. O outro meca- nismo de engrenagem pode converter a saída do atuador para um movimen- to de menor velocidade e torque ainda maior. A razão de engrenagem do outro mecanismo de engrenagem pode ser superior a 4:1, por exemplo. As- sim, a fim de provocar o movimento do componente em uma faixa de 100 graus ou mais, pode haver a necessidade de um movimento de saída do atuador com uma rotação significativamente maior que uma rotação comple- ta. Em certas aplicações, o atuador pode precisar produzir mais de duas ro- tações completas, ou mais.

O atuador pode, por exemplo, fazer parte de uma aeronave. Nesse caso, o alojamento do atuador pode ser fixado de modo a resistir a uma rotação com relação a uma estrutura adjacente da aeronave.

A presente invenção provê ainda uma montagem de trem de pouso incluindo uma perna de trem de pouso, por exemplo, um trem de pou- so de nariz para suportar, pelo menos, uma roda de um avião, e um atuador disposto de modo a orientar a roda, por exemplo, ao girar a perna sobre o seu eixo geométrico, o atuador sendo um atuador de acordo com qualquer aspecto da invenção descrita no presente documento. A presente invenção provê ainda uma aeronave incluindo esta montagem de trem de pouso. A presente invenção também provê uma aeronave incluindo um componente de aeronave e um atuador disposto de modo a movimentar o componente de aeronave, o atuador sendo um atuador de acordo com qualquer aspecto da invenção descrita no presente documento. A aeronave pode ter mais de 50 toneladas de peso seco, e mais preferivelmente mais de 200 toneladas de peso seco. A aeronave pode ser de um tamanho equivalente a um avião concebido para transportar mais de 75 passageiros, e mais preferivelmente mais de 200 passageiros. Será, naturalmente, apreciado que os aspectos da presente invenção relativos ao atuador da presente invenção podem ser in- corporados à montagem de trem de pouso e à aeronave da presente inven- ção.

Será, evidentemente, apreciado que as peças de componentes do atuador da presente invenção podem ser fabricadas separadamente em um ou mais países e, em seguida, juntadas em um país diferente. Por esse motivo, está dentro do âmbito de aplicação da presente invenção prover um atuador de acordo com qualquer aspecto da invenção descrita no presente documento, mas sem a provisão da máquina motriz (ou máquinas motrizes) do atuador. Tal máquina motriz pode, evidentemente, ser montada no ou sobre o atuador após a fabricação do atuador. Por exemplo, o atuador só precisa ser totalmente montado quando a montagem do atuador no local se encontra pronta para uso. Sendo assim, é provido ainda um kit de peças pa- ra a fabricação de um atuador de acordo com qualquer aspecto da invenção descrita no presente documento. O kit de peças pode compreender, pelo menos, o alojamento, a primeira caixa de engrenagem, a segunda caixa de engrenagem, e o freio. O kit pode incluir ainda a uma ou mais máquinas mo- trizes. Será, naturalmente, apreciado que os aspectos da presente invenção relativos ao atuador da presente invenção podem ser incorporados a este aspecto da invenção relativa a um kit de peças.

É ainda provido um método para movimentar um componente, em que o método compreende as etapas de:

- prover um movimento rotativo de entrada tendo um primeiro torque para uma primeira caixa de engrenagem,

- aplicar um contratorque de modo a substancialmente impedir o

movimento rotativo de toda a primeira caixa de engrenagem, o contratorque sendo aplicado através de uma segunda caixa de engrenagem,

- a primeira caixa de engrenagem emitindo um movimento rota- tivo com um segundo torque, maior que o primeiro torque, fazendo com que

o componente se movimente e,

- em seguida, após o engasgue da primeira caixa de engrena- gem, - liberar o contratorque aplicado através da segunda caixa de engrenagem.

O conjunto da primeira caixa de engrenagem pode, portanto, gi- rar, impedindo, assim, que o engasgue da primeira caixa de engrenagem impeça o movimento do componente.

O contratorque pode ser aplicado por meio de uma aplicação de freio na entrada da segunda caixa de engrenagem, a saída da segunda cai- xa de engrenagem provendo um contratorque tendo um torque maior, como resultado da razão de engrenagem da segunda caixa de engrenagem. O engasgue da primeira caixa de engrenagem pode ser da for-

ma de um engasgue parcial. Nesse caso, o método poderá incluir uma etapa de, com eficácia, engasgar totalmente a primeira caixa de engrenagem (por exemplo, se tal for considerado necessário). Por exemplo, o movimento de saída da primeira caixa de engrenagem pode ser feito de modo a correspon- der ao movimento de entrada da primeira caixa de engrenagem ou vice- versa. A razão de engrenagem da primeira caixa de engrenagem pode, as- sim, efetivamente se converter a uma razão de engrenagem um-para-um. Isto pode ser obtido por meio do acoplamento da entrada e saída da caixa de engrenagem quando na condição engasgada, por exemplo, por meio de um freio ou uma embreagem ou coisa do gênero.

O método pode incluir uma etapa, realizada após o engasgue da primeira caixa de engrenagem, de movimentar o componente por outros meios que não através da primeira ou segunda caixas de engrenagem. O movimento do componente pode provocar o movimento da segunda caixa de engrenagem. O movimento do componente é de preferência amortecido.

O método pode incluir uma etapa, realizada após o engasgue da primeira caixa de engrenagem, de movimentar o componente por meio da provisão de um movimento rotativo de entrada à segunda caixa de engrena- gem.

O método pode ser realizado de tal modo que o componente se-

ja capaz de se movimentar, após o engasgue da primeira caixa de engrena- gem, sem a necessidade de alterar ou quebrar irreversivelmente quaisquer outras peças utilizadas na execução do método.

O método pode incluir uma etapa de monitorar o engasgue do atuador ou uma parte do mesmo, por exemplo, da primeira caixa de engre- nagem. O método pode incluir uma etapa de detectar o engasgue da primei- ra caixa de engrenagem e, em seguida, consequentemente, fazer com que o contratorque aplicado através da segunda caixa de engrenagem seja libera- do.

Será, naturalmente, apreciado que as características dos diver- sos aspectos descritos na presente invenção podem ser incorporadas em outros aspectos da invenção. Por exemplo, os aspectos da presente inven- ção relacionados ao atuador podem ser incorporados aos aspectos da pre- sente invenção relativos ao método de movimentar um componente ou vice- versa. Sendo assim, por exemplo, o método pode implicar a utilização de um atuador de acordo com qualquer aspecto da presente invenção. O atuador da presente invenção pode possuir as características que o tornam adequa- do para a realização de um método de acordo com qualquer aspecto da pre- sente invenção. O método pode ser executado em um componente que faz parte de uma aeronave. O método pode, por exemplo, ser realizado em uma aeronave. Descrição dos Desenhos

Uma modalidade da presente invenção será descrita a seguir, tão-somente a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

A figura 1 é uma visão em seção de um atuador de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção,

A figura 2 é um diagrama esquemático de um atuador de acordo com modalidades da presente invenção, juntamente com um sistema de monitoramento de saúde, e

A figura 3 é uma vista em seção de um atuador, de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. Descrição Detalhada

A figura 1 ilustra uma primeira modalidade da presente invenção relativa a um atuador rotativo eletromecânico tolerante a engasgue, reconfi- gurável 2 para uso como um atuador de direção de um trem de pouso de nariz em um grande avião comercial de passageiros. O atuador 2 compre- ende um alojamento externo 4 fixado à estrutura adjacente da aeronave (não mostrada). O atuador tem dois modos distintos de funcionamento. O primeiro modo de operação é o modo de operação principal, e normal. O segundo modo de operação é um modo de operação secundário, de retenção ou e- mergência (tal como uma livre pivotagem).

O atuador elétrico 2 aloja um motor elétrico rotativo 6, com um eixo motor 8 que acopla o motor a uma primeira caixa de engrenagem 10. O motor elétrico é um motor de corrente CC sem escova bidirecional, com um enrolamento tolerante a falha conforme necessário, capaz de gerar um tor- que máximo de cerca de 27 Nm. A primeira caixa de engrenagem 10 conver- te o movimento rotativo do motor 6 de baixo torque e alta velocidade em um movimento de alto torque e baixa velocidade produzido em um eixo de saída primário 12. A caixa de engrenagem tem uma razão de engrenagem de cer- ca de 500:1 e uma eficiência de cerca de 75 %, e é, como um resultado, não acionável para trás. O torque de saída máximo capaz de ser gerado no eixo de saída 12 é, portanto, de cerca de 10.000 Nm. O eixo de saída é conecta- do via outra engrenagem (tendo uma razão de aproximadamente 4:1, pro- vendo, assim, uma razão geral de 2000:1) para a perna do trem de pouso de nariz, e o atuador se torna capaz, portanto, de conduzir a engrenagem do trem de pouso de nariz em uma variedade de ângulos (de -95 graus a 95 graus). O eixo de saída do atuador, quando desconectado do trem de pouso de nariz, é capaz de girar livremente e, portanto, capaz de executar múltiplas rotações sem a necessidade de uma contrarrotação.

O invólucro 14 da primeira caixa de engrenagem 10 é montado para rotação com relação ao alojamento 4 do atuador 2. Durante o primeiro modo de operação, o invólucro da caixa de engrenagem 14 é impedido de girar. Isto é conseguido graças à conexão do invólucro da caixa de engrena- gem 14 a um eixo secundário 18 através de uma segunda caixa de engre- nagem 16. A segunda caixa de engrenagem 16 é frenada durante o primeiro modo de operação por meio de um freio 20. A saída da segunda caixa de engrenagem 16 é efetivamente integrada ao invólucro 14 da primeira caixa de engrenagem 10. A segunda caixa de engrenagem 16 tem uma razão de engrenagem menor de cerca de 50:1, é acionável para trás, e converte um movimento de alta velocidade e baixo torque em sua entrada (ou seja, no eixo secundário 18) em um movimento de baixa velocidade e alto torque em sua saída (ou seja, no invólucro 14 da primeira caixa de engrenagem 10). Sendo assim, a segunda caixa de engrenagem 16 é capaz de aplicar uma força de frenagem de alto torque que impede a rotação do invólucro 14 da primeira caixa de engrenagem 10, por meio da aplicação de um baixo torque de um freio relativamente leve 20. A fim de reagir ao torque de 10.000 Nm gerado pela primeira caixa de engrenagem 10, o freio 20 só é necessário para suprir uma força de contenção de cerca de 200 Nm (a eficiência da cai- xa de engrenagem não sendo um fator na condição estática) ou mais. O freio 20 é um freio atuado eletricamente que é ativado quando uma energia é suprida, ou é desativado quando a energia não é suprida. O freio 20 é tam- bém associado a um mecanismo de amortecimento eletromagnético passivo na forma de um amortecedor 21, que, no primeiro modo de operação, não tem qualquer efeito.

Uma unidade de controle 26, ilustrada esquematicamente ape-

nas pela figura 2, incluindo um sistema de monitoramento de saúde, é asso- ciada ao atuador 2. A unidade de controle 26 recebe uma indicação 12a da velocidade do eixo de saída 12, por meio de uma contrarrotação (não mos- trada). A unidade de controle 26 emite sinais de controle 26a, 26b para o controle do funcionamento do motor 6 do atuador 2 e do freio 20.

Durante o primeiro modo de operação (isto é, o funcionamento normal), o trem de engrenagem da primeira caixa de engrenagem 10 gira independentemente de seu invólucro 14 (que também é a saída da segunda caixa de engrenagem 16). O motor 6 é instruído pela unidade de controle 26 (por meio do sinal 26a) no sentido de acionar a primeira caixa de engrena- gem 10. O invólucro 14 da caixa de engrenagem 10 é substancialmente im- pedido de girar com relação ao alojamento 4 graças ao freio que é ativado mediante instrução da unidade de controle 26 (por meio do sinal 26b). Sendo assim, a rotação de alta velocidade e baixo torque do motor 6 é convertida em uma rotação de baixa velocidade e alto torque no eixo principal de saída 12.

A velocidade de saída do atuador (no eixo 12) é medida pela u-

nidade de controle 26 (por meio do sinal de recebimento 12a) e é continua- mente monitorada em comparação à velocidade de saída esperada. No caso de um engasgue na primeira caixa de engrenagem 10, a unidade de controle 26 recebe uma indicação menor que a esperada da velocidade do eixo de saída 12 (em comparação à indicação esperada, tendo em vista os sinais de controle 26a, 26b enviados da unidade de controle 26 para o atuador 2). Em resposta ao recebimento da indicação de uma velocidade menor do que a esperada do eixo, a unidade de controle 26 pressupõe que haja um engas- gue na primeira caixa de engrenagem 10 e muda o sinal de controle 26b, fazendo que uma mudança seja efetuada na operação (representado pela referência numérica 28). Na primeira modalidade, a mudança de operação é da forma de um cessamento do envio de sinal 26b, fazendo, assim, com que o freio 20 seja liberado. Isto, em seguida, permite que o invólucro 14 do atu- ador 2 gire com relação ao alojamento 4 do atuador, e gire à mesma veloci- dade, e fique interdependente, da saída da segunda caixa de engrenagem 16. O sinal de controle 26a é também interrompido e o motor 6, portanto, não recebe nenhuma força elétrica.

No evento de um engasgue, o funcionamento do atuador, assim, comuta (i) de um primeiro modo de operação no qual um meio principal (re- presentado pela referência numérica 32 na figura 2), na forma de um motor 6 e uma primeira caixa de engrenagem 10, aciona um eixo de saída 12 para (ii) um modo secundário de operação no qual um meio secundário (repre- sentado pela referência numérica 30 na figura 2) associado ao invólucro 14 da primeira caixa de engrenagem atua sobre o invólucro de uma maneira diferente (ao liberar o freio 20) a fim de permitir que o eixo de saída 12 gire. Conforme mencionado acima, a segunda caixa de engrenagem e o motor são ambos acionáveis para trás. Sendo assim, embora a primeira caixa de engrenagem 10 possa estar engasgada, e ainda acoplada ao eixo de saída 12, o eixo de saída poderá, por outro lado, girar com relação ao alojamento 4 do atuador 2, desta forma permitindo o livre movimento do eixo de saída 12. Este livre movimento do eixo de saída 12 é facilitado pela unidade de contro- le, provocando a imediata liberação do freio 20 ao detectar um engasgue no atuador.

O movimento do eixo de saída 12 é amortecido pelo dispositivo de amortecimento eletromagnético passivo 21 associado ao freio 20. A ca- pacidade de amortecer o movimento do eixo de saída é importante no caso em que o atuador opera no segundo modo de operação (de retenção / e- mergência), uma vez que, de outra forma, o trem de pouso de nariz poderá trepidar (resultando em oscilações não intencionais do trem de pouso de nariz). O trem de pouso de nariz pode ser considerado como estando em uma condição de "livre pivotagem" durante o segundo modo de operação do atuador. A condução da aeronave nesta condição pode ser feita por meio de uma frenagem diferencial das rodas principais do trem de pouso.

No evento de um engasgue na primeira caixa de engrenagem, a unidade de controle 26 automaticamente faz com que o atuador adote o seu segundo modo de operação. Se o engasgue for capaz de ser fixado, neste caso a unidade de controle 26 poderá ser usada para fazer com que o atua- dor volte novamente para o seu primeiro modo de operação.

A primeira modalidade da presente invenção vem a ser uma so- lução de baixo peso na provisão de um atuador tolerante a engasgue, no qual, no evento de um engasgue da primeira caixa de engrenagem, o atua- dor permitirá uma livre pivotagem do trem de pouso de nariz. Em certas apli- cações, pode ser desejável se prover um atuador capaz de prover transmis- são tanto no modo primário de operação como no modo de retenção de ope- ração. Este atuador dual redundante é provido pela segunda modalidade da presente invenção mostrada na figura 3. A figura 3 mostra um atuador rotativo eletromecânico tolerante a

engasgue reconfigurável 2 compreendendo dois motores elétricos 6, 22, ca- da qual sendo capaz de independentemente prover uma força de transmis- são que resulta no movimento rotativo que é emitido no eixo de saída 12 do atuador. As peças do atuador da segunda modalidade que são iguais às pe- ças equivalentes do atuador da primeira modalidade são rotuladas com os mesmos numerais de referência. As diferenças mais importantes entre o a- tuador da segunda modalidade e o atuador da primeira modalidade serão descritas a seguir.

De uma maneira similar à primeira modalidade, o atuador 2 da figura 3 inclui um primeiro motor 6 associado à primeira caixa de engrena- gem 10. Uma embreagem 24 é provida, permitindo que o primeiro motor 6 e o invólucro 14 da primeira caixa de engrenagem sejam acoplados e desaco- plados. Durante o primeiro modo de operação, a embreagem 24 é liberada, desta maneira desacoplando a saída do primeiro motor 6 e o invólucro 14 da primeira caixa de engrenagem 10. Da mesma forma, o invólucro 14 é manti- do substancialmente estacionário, com relação ao alojamento do atuador 4, por meio do freio 20 que atua sobre o invólucro 14 através de uma segunda caixa de engrenagem 16. O freio 20 nesta modalidade não inclui nenhum meio de amortecimento adicional. (De qualquer maneira, o segundo motor 22 poderá prover um amortecimento ativo se e conforme necessário).

O atuador 2 da figura 3 inclui um segundo motor 22 associado à segunda caixa de engrenagem 16. Nesta modalidade, a segunda caixa de engrenagem tem uma razão de engrenagem elevada (igual à da primeira caixa de engrenagem) e não é acionável para trás. Durante o segundo modo de operação, a embreagem 24 é aplicada, acoplando, assim, a saída do primeiro motor 6 e o invólucro 14 da primeira caixa de engrenagem 10. Des- te modo, a entrada 8 e a saída 12 da primeira caixa de engrenagem 10 são diretamente acopladas e feitas interdependentes, efetivamente fazendo com que a caixa de engrenagem 10 se comporte como se estivesse totalmente engasgada. Também, o freio 20 é liberado, permitindo que o invólucro 14 gire com relação ao alojamento de atuador 4. O segundo motor 22 aciona o eixo secundário 18, que provê um movimento rotativo de baixo torque e alta velocidade à entrada da segunda caixa de engrenagem 16, resultando em um movimento de alto torque e baixa velocidade que é emitido para o invó- lucro 14 da primeira caixa de engrenagem 10. Como um resultado da em- breagem 24 que é aplicada, e efetivamente engasga totalmente a primeira caixa de engrenagem, o eixo de saída 12 gira com o invólucro 14. O torque do movimento rotativo provido no eixo de saída quando acionado pelo se- gundo motor através da segunda caixa de engrenagem é igual (ou similar) ao torque do movimento rotativo provido no eixo de saída quando acionado pelo primeiro motor através da primeira caixa de engrenagem. O atuador, deste modo, provê um movimento de transmissão no eixo de saída, quer esteja no primeiro modo de operação ou no segundo. O segundo modo de operação, embora seja um modo de retenção de operação, pode ser consi- derado como uma alternativa ou um modo de operação de emergência, po- rém não é inferior ao primeiro modo de operação, uma vez que o primeiro motor e a primeira caixa de engrenagem, por um lado, e o segundo motor e a segunda caixa de engrenagem, por outro lado, têm uma função, qualidade e construção equivalentes. No entanto, uma vez que há vários tipos de cai- xas de engrenagem disponíveis no mercado, as duas caixas de engrenagem podem ser de um tipo diferente a fim de evitar falhas comuns, mesmo que ambas as caixas de engrenagem tenham funções similares / equivalentes.

A provisão da embreagem 24, que é capaz de efetivamente en- gasgar a primeira caixa de engrenagem 10 pode ser particularmente útil no evento de um engasgue parcial da primeira caixa de engrenagem. A embre- agem 24 é também capaz de fazer com que o eixo 12 e o invólucro 14 se tornem interdependentes. No evento de um engasgue interno parcial, permi- tir um movimento livre relativo entre o eixo 12 e o invólucro 14 pode fazer com que a força se perca e seja desviada como o resultado das engrena- gens internas da primeira caixa de engrenagem que continua a se movimen- tar e a acionar para trás o primeiro motor 6 a uma velocidade maior que a rotação do eixo externo 12. A saída de força e a eficiência do atuador, no segundo modo de operação, seria significativamente reduzida no evento de um engasgue parcial. Da mesma forma, se uma falha na primeira caixa de engrenagem conduzir a um engasgue intermitente da caixa de engrenagem possivelmente resultando em um movimento de saída com trepidações do atuador, é preferível se produzir um engasgue total da primeira caixa de en- grenagem e uma mudança para o segundo modo de operação. A embrea- gem pode ser considerada como a definição de um mecanismo de engas- gue.

De uma maneira similar à da primeira modalidade, o atuador 2

da segunda modalidade é associada, em uso, à unidade de controle que é capaz de detectar um engasgue e consequentemente implementar o modo de retenção de operação. O diagrama esquemático da figura 2 pode ser considerado como igualmente aplicável à segunda modalidade. Sendo as- sim, no primeiro modo de operação, a unidade de controle 26 emite sinal de controle 26a que faz com que o primeiro motor 6 do atuador 2 seja acionado. Ainda, a unidade de controle 26 emite um sinal de controle 26b que faz com que (representado pela referência numérica 28) o freio 20 seja aplicado e a embreagem 24 seja liberada. O primeiro modo de operação é representado na figura 2 pela referência numérica 32 que atua sobre a caixa de engrena- gem 10 e produz a saída 12, enquanto o segundo modo de operação (que é representado pela referência numérica 30 capaz de atuar sobre o invólucro da caixa de engrenagem 10) é suprimido (representado pela referência nu- mérica 28) sob a instrução da unidade de controle. No evento de um engas- gue na primeira caixa de engrenagem 10, a unidade de controle 26 recebe (seta 12a) uma indicação menor que a esperada da velocidade do eixo de saída 12. Em resposta ao recebimento desta indicação, a unidade de contro- le 26 envia um sinal de controle 26a fazendo com que o primeiro motor seja desativado e o segundo motor seja ativado. Da mesma forma, a unidade de controle 26 envia um sinal de controle 26b fazendo com que (representado pela referência numérica 28) o freio 20 seja liberado e a embreagem 24 seja aplicada. O atuador, deste modo, adota o segundo modo de operação, re- presentado na figura 2 pela referência numérica 30, que atua sobre o invólu- cro 14 da caixa de engrenagem 10, enquanto o primeiro modo de operação é suprimido.

Cada uma das modalidades acima descritas da presente inven- ção têm em comum o fato de proverem um atuador compreendendo (a) um alojamento, (b) uma primeira máquina motriz para a produção de um movi- mento rotativo, (c) uma primeira caixa de engrenagem disposta, em uso, no sentido de converter o movimento rotativo da primeira máquina motriz em um movimento rotativo tendo um torque maior e velocidade menor, a primei- ra caixa de engrenagem compreendendo um invólucro montado para uma rotação relativa ao alojamento do atuador, e (d) uma segunda caixa de en- grenagem disposta de modo a converter o movimento rotativo do invólucro da primeira caixa de engrenagem em um movimento rotativo tendo um tor- que menor e velocidade maior. O atuador tem pelo menos dois modos de operação. Em um primeiro modo de operação, no qual a primeira caixa de engrenagem não se encontra engasgada, a rotação relativa entre o invólucro da primeira caixa de engrenagem e o alojamento do atuador é substancial- mente impedida. Um movimento de saída pode ser provido por meio da pri- meira máquina motriz que aciona a primeira caixa de engrenagem. A provi- são de uma segunda caixa de engrenagem facilita a capacidade de se im- pedir a rotação do invólucro da primeira caixa de engrenagem. Em um se- gundo modo, quando a segunda caixa de engrenagem não está engasgada, o invólucro da primeira caixa de engrenagem gira com relação ao alojamento do atuador. O movimento na mesma saída do atuador, mesmo que a primei- ra caixa de engrenagem possa estar engasgada, é permitido, uma vez que o invólucro da primeira caixa de engrenagem não é deixado girar. Em certas modalidades, a segunda caixa de engrenagem pode ser acionada neste mo- do de modo a prover um movimento acionado na saída, enquanto que em outras modalidades, o atuador pode tão-somente funcionar de modo a não impedir o movimento rotativo na saída.

Embora a presente invenção tenha sido descrita e ilustrada com referência a modalidades particulares, será apreciado pelas pessoas versa- das na técnica que a presente invenção se presta a muitas variações dife- rentes não especificamente ilustradas no presente documento. Como uma variante da segunda modalidade acima descrita, as

primeira e segunda caixas de engrenagem podem ter diferentes razões, de modo que a segunda caixa de engrenagem se torne acionável para trás. Isto poderá resultar em uma redução do torque de saída no segundo modo de operação. Sendo assim, no evento de uma total falta de energia, o freio libe- raria o alojamento da primeira caixa de engrenagem e a embreagem se aco- plaria ao eixo de saída e ao alojamento da primeira caixa de engrenagem (a embreagem sendo configurada de modo que haja uma aplicação de embre- agem no evento de perda de energia elétrica). O eixo de saída poderia então girar, e acionaria para trás a segunda caixa de engrenagem e o segundo motor. Quando o atuador é usado para acionar a direção do trem de pouso de nariz, a aeronave pode, em seguida, se permitir a uma livre pivotagem. O amortecimento deste movimento pode ser provido por meio da adição de um mecanismo de amortecimento eletromecânico.

O atuador pode ser suprido de modo a movimentar um compo- nente da aeronave que não seja o trem de pouso de nariz.

A unidade de controle pode incluir um sistema de monitoramen- to de saúde dedicado a fim de detectar e prevenir qualquer tipo de degrada- ção no desempenho que poderia resultar em um engasgue. Ao se monitorar a saúde do atuador e reparar qualquer mínimo defeito antes de este defeito piorar para um estado no qual haveria um risco significativo de engasgue, o segundo modo de operação, de retenção, pode se reservar estritamente somente a casos de emergência, requerendo confiabilidade com relação a um número menor de ciclos em sua vida útil. Este sistema de monitoramento de saúde inclui sensores de posição, força e corrente no sentido de monito- rar as forças produzidas pelo atuador e detectar desgaste e degradação.

A detecção de um engasgue por meio de um sensoriamento de velocidade pode ser substituído ou suplementado por um sensoriamento de torque ou sensoriamento de corrente, assim como por um sensoriamento de posição.

De acordo com uma outra modalidade não separadamente ilus- trada, é provido um atuador tendo um primeiro sistema de transmissão, compreendendo uma primeira máquina motriz acoplada através de uma pri- meira caixa de engrenagem a uma saída do atuador. Há ainda um segundo sistema de transmissão compreendendo uma segunda máquina motriz aco- piada através de uma segunda caixa de engrenagem à mesma saída. Quando todos os componentes estão funcionando adequadamente, o movi- mento das máquinas motrizes é combinado na saída, provendo, assim, uma capacidade de soma de velocidades. Quando tanto o primeiro quanto o se- gundo sistemas de transmissão falham (por exemplo, a caixa de engrena- gem engasga), o movimento na saída é mantido, a um nível reduzido, por meio do outro sistema de transmissão que continua a operar substancial- mente sem problema. De acordo com esta modalidade, não há necessidade de um freio prender a segunda caixa de engrenagem, embora outros freios possam ser providos para outros fins. Sendo assim, a presente invenção provê ainda, de acordo com este aspecto, um atuador compreendendo um alojamento, uma primeira máquina motriz para a produção de um movimento rotativo, uma primeira caixa de engrenagem disposta de modo a converter, em uso, o movimento rotativo da primeira máquina motriz em um movimento rotativo na sua saída tendo um torque maior e uma velocidade menor, a pri- meira caixa de engrenagem compreendendo um invólucro montado para rotação com relação ao alojamento do atuador, uma segunda máquina mo- triz para a produção de um movimento rotativo e uma segunda caixa de en- grenagem disposta de modo a converter, em uso, o movimento rotativo da segunda máquina motriz em um movimento rotativo tendo um torque maior e velocidade menor, e que atua sobre o alojamento da primeira caixa de en- grenagem, por meio do que, em uso, (i) quando as primeira e segunda cai- xas de engrenagem não estão engasgadas, ambas a primeira e a segunda máquinas motrizes podem simultaneamente suprir um movimento rotativo, através das primeira e segunda caixas de engrenagem, respectivamente, a uma saída da primeira caixa de engrenagem, e (ii) quando uma dentre as primeira e segunda caixas de engrenagem se encontra engasgada, a saída da primeira caixa de engrenagem poderá ainda ser girada por meio de uma dentre a primeira e segunda máquinas motrizes.

Sempre que, na descrição acima, números inteiros ou elemen- tos são mencionados, tendo equivalentes conhecidos, óbvios ou previsíveis, tais equivalentes serão incorporados à presente invenção como se individu- almente apresentados. Deve-se fazer referência às reivindicações para a determinação do verdadeiro âmbito de aplicação da presente invenção, a qual deve ser construída de modo a abranger quaisquer de tais equivalen- tes. Será também apreciado pelo leitor que os números inteiros ou aspectos da presente invenção descritos como preferíveis, vantajosos, convenientes ou similares são opcionais e não limitam o âmbito de aplicação das reivindi- cações independentes.

Claims

1. Atuador1 em que o atuador compreende: - um alojamento, - uma primeira máquina motriz para a produção de um movi- mento rotativo, - uma primeira caixa de engrenagem disposta de modo a con- verter, em uso, o movimento rotativo da primeira máquina motriz em um mo- vimento rotativo com maior torque e menor velocidade, a primeira caixa de engrenagem compreendendo um invólucro montado para rotação com rela- ção ao alojamento do atuador, - uma segunda caixa de engrenagem disposta de modo a con- verter o movimento rotativo do invólucro da primeira caixa de engrenagem em um movimento rotativo com menor torque e maior velocidade, e - um freio disposto de modo a atuar sobre o movimento rotativo com menor torque e maior velocidade da segunda caixa de engrenagem, sendo que, em uso: (i) quando a primeira caixa de engrenagem não está engasgada, o freio pode ser aplicado de modo a resistir à rotação relativa entre o invólu- cro da primeira caixa de engrenagem e o alojamento do atuador, e (ii) quando a primeira caixa de engrenagem está engasgada, o freio pode ser liberado, permitindo, assim, que o invólucro da primeira caixa de engrenagem gire com relação ao alojamento do atuador.

2. Atuador, de acordo com a reivindicação 1, no qual a primeira máquina motriz é fixada ao alojamento.

3. Atuador, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, no qual a primeira caixa de engrenagem tem uma razão de engrenagem su- perior a 30:1.

4. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -3, no qual a segunda caixa de engrenagem tem uma razão de engrenagem menor que a da primeira caixa de engrenagem.

5. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -4, em que o atuador é configurado de modo que a saída da primeira caixa de engrenagem seja capaz de, em uso, produzir uma rotação de saída em uma faixa de pelo menos +/-180 graus.

6. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -5, em que o atuador é acionável para trás no caso de engasgue da primeira caixa de engrenagem.

7. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -6, em que o atuador inclui um mecanismo de amortecimento disposto de tal modo que, pelo menos quando a primeira caixa de engrenagem engasga, o movimento do atuador é amortecido.

8. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -5, em que o atuador pode incluir uma segunda máquina motriz para a produ- ção de um movimento rotativo, a segunda máquina motriz sendo associada à segunda caixa de engrenagem.

9. Atuador, de acordo com a reivindicação 8, em que o atuador inclui um mecanismo de engasgue, que é capaz de, em uso, engasgar a primeira caixa de engrenagem.

10. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que o atuador inclui uma unidade de controle para detectar o engas- gue da primeira caixa de engrenagem.

11. Montagem de trem de pouso incluindo uma perna de trem de pouso para suportar, pelo menos, uma roda de uma aeronave, e um atu- ador disposto de modo a direcionar a perna de trem de pouso, o atuador sendo um atuador como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

12. Aeronave, incluindo um componente de aeronave e um atu- ador disposto de modo a movimentar o componente de aeronave, o atuador sendo um atuador como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

13. Kit de peças para a fabricação de um atuador como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, o kit compreendendo, pelo me- nos, o alojamento, a primeira caixa de engrenagem, a segunda caixa de en- grenagem, e o freio.

14. Método de movimentação de um componente, em que o mé- todo compreende as etapas de: - prover um movimento rotativo de entrada tendo um primeiro torque para uma primeira caixa de engrenagem, - aplicar um contratorque de modo a substancialmente impedir o movimento rotativo de toda a primeira caixa de engrenagem, o contratorque sendo aplicado através de uma segunda caixa de engrenagem, - a primeira caixa de engrenagem emitindo um movimento rota- tivo com um segundo torque, maior que o primeiro torque, fazendo com que o componente se movimente e, - em seguida, após o engasgue da primeira caixa de engrena- gem, - liberar o contratorque aplicado através da segunda caixa de engrenagem, desta maneira permitindo que todo o conjunto da primeira cai- xa de engrenagem gire, e, portanto, impedindo que o engasgue da primeira caixa de engrenagem torne impossível o movimento do componente.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, no qual o contra- torque é aplicado por meio da aplicação de um freio na entrada da segunda caixa de engrenagem, a saída da segunda caixa de engrenagem provendo um contratorque com um torque maior, como o resultado da razão de engre- nagem da segunda caixa de engrenagem.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14 ou reivindicação 15, em que o método inclui uma etapa, realizada após o engasgue da pri- meira caixa de engrenagem, de movimentar o componente por outros meios que não através da primeira ou da segunda caixa de engrenagem.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, em que o método inclui as etapas de monitorar o engasgue da primeira caixa de engrenagem, detectar o engasgue da primeira caixa de engrena- gem e, em seguida, conseqüentemente, fazer com que o contratorque apli- cado através da segunda caixa de engrenagem seja liberado.