ES2244898T3 - Cerrojo giratorio limitador de fuerza. - Google Patents
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Abstract
Un cerrojo giratorio (20) que comprende: un árbol (21) montado en un alojamiento (22) para movimiento rotacional alrededor de un eje, siendo dicho árbol (21) móvil axialmente con relación a dicho alojamiento (22) y estando cargado para moverse hacia una posición axial predeterminada; al menos un miembro (28) previsto en uno de dicho árbol (21) y alojamiento (22): una uña (51) montada en el otro de dicho árbol (21) y alojamiento (22), siendo móvil dicha uña (51) con relación al otro de dicho árbol (21) y alojamiento (22) entre la primera y segunda posiciones; en que dicha uña (51) está dispuesta operativamente para aplicarse a dicho miembro (28) cuando dicha uña (51) está en dicha segunda posición para permitir la rotación de dicho árbol (21) en cualquier dirección angular; una leva (25) montada en uno de dichos árbol (21) y alojamiento (22); un seguidor (49) dispuesto operativamente para aplicarse a dicha leva (25) cuando dicho árbol (21) es hecho girar cuando dicho árbol (21) está desplazado axialmente desde dicha posición predeterminada y; de tal manera que cuando dicho árbol (21) es desplazado axialmente desde dicha posición predeterminada para mover selectivamente dicha uña (51) entre dicha primera y segunda posiciones, y; de tal modo que cuando dicho árbol (21) es desplazado axialmente desde dicha posición predeterminada y dicha uña (51) se aplica a dicho miembro (28), dicho árbol (21) será impedido de girar además en dicha dirección angular.
Description
Cerrojo giratorio limitador de fuerza.
El presente invento se refiere generalmente a
limitadores de fuerza, y, más particularmente, a un cerrojo
giratorio limitador de fuerza perfeccionado que está particularmente
destinado a ser utilizado en un avión entre un árbol de
accionamiento y una o más superficies aerodinámicas o de
sustentación, tales como alerones, aletas auxiliares móviles y
similares.
En un avión de ala fija, los alerones se han
usado para redefinir el contorno de ala durante el despegue y el
aterrizaje. En algunos casos, un accionador de tornillo de bola es
usado para accionar un árbol giratorio que controla el movimiento de
una pluralidad de alerones individuales que están espaciados a lo
largo del ala. Es generalmente deseable prever un limitador de
fuerza para impedir el daño en la estructura del accionador en el
caso de que se haya detectado una condición de sobrecarga.
Distintos tipos de mecanismos de bloqueo
giratorio están mostrados y descritos en la Solicitud de Patente
norteamericana de serie nº 09/778.600, presentada el 7 de febrero de
2001, que está cedida a la cesionaria de la presente solicitud, y en
las patentes norteamericanas nº 6.109.415, 4.697.672, 4.579.201,
3.898.817, y 5.582.390.
De acuerdo con el invento, se ha creado un
cerrojo giratorio que comprende: un árbol montado en un alojamiento
para movimiento rotacional alrededor de un eje, siendo dicho árbol
móvil axialmente con relación a dicho alojamiento y siendo cargado
para moverse hacia una posición axial predeterminada; al menos un
miembro previsto en uno de dichos árbol y alojamiento; una uña
montada en el otro de dichos árbol y alojamiento, siendo móvil dicha
uña con relación a dicho otro de dichos árbol y alojamiento entre la
primera y segunda posiciones; en el que dicha uña está dispuesta
operativamente para aplicarse a dicho miembro cuando dicha uña está
en dicha primera posición para impedir la rotación adicional de
dicho árbol en una dirección angular, y para ser desaplicada de
dicho miembro cuando dicha uña está en dicha segunda posición para
permitir la rotación de dicho árbol en cualquier dirección angular;
una leva montada en uno de dichos árbol y alojamiento; un seguidor
dispuesto operativamente para aplicarse a dicha leva cuando dicho
árbol es hecho girar cuando dicho árbol es desplazado axialmente
desde dicha posición predeterminada para mover selectivamente dicha
uña entre dichas primera y segunda posiciones y; tal que cuando
dicho árbol es desplazado axialmente desde dicha posición
predeterminada y dicha uña se aplica a dicho miembro, dicho árbol
será impedido de girar adicionalmente en dicha dirección
angular.
En esta realización ilustrada, cada miembro es
una orejeta o fiador que se extiende hacia fuera desde el eje. Sin
embargo, y en una disposición alternativa, tales miembros (sean
fiadores, orejetas u otra cosa) podrían estar montados en el
alojamiento.
También, en la realización preferida, el
dispositivo está mostrado como teniendo una uña única que está
montada operativamente para movimiento selectivo entre cualquiera de
tres posiciones cargadas elásticamente: una primera posición (por
ejemplo, como se ha mostrado en la fig. 3) en que la uña se aplica a
un miembro para impedir la rotación del árbol en una dirección
angular, una segunda posición (por ejemplo, como se ha mostrado en
la fig. 2) en que la uña es desaplicada de tal miembro y permite la
rotación del árbol en cualquier dirección angular, y una tercera
posición en la que la uña se aplica a un miembro e impide la
rotación adicional en la dirección angular opuesta. Sin embargo, en
una realización alternativa, podría haber previstas múltiples
uñas.
Cuando el árbol es impedido de girar en una
dirección angular, el árbol no es impedido de girar en la dirección
angular opuesta. Además, cuando el árbol es impedido de girar en la
dirección angular, la uña es retenida en su posición
independientemente de la posición axial del eje. Cuando la uña está
en su primera posición o posición bloqueada (es decir, para impedir
otra rotación en la dirección angular), y el árbol es hecho girar en
la dirección angular opuesta, incluso cuando el árbol no es
desplazado axialmente, la uña será movida desde su posición
bloqueada o primera posición a su posición desbloqueada o segunda
posición.
Consiguientemente, el objeto general del invento
es proporcionar un cerrojo giratorio limitador de fuerza
perfeccionado.
Otro objeto es proporcionar un cerrojo giratorio
limitador de fuerza para usar en controlar superficies
aerodinámicas, tales como alerones, aletas auxiliares móviles y
similares.
Estos y otros objetos y ventajas resultarán
evidentes a partir de la memoria escrita antes y después, los
dibujos y las reivindicaciones adjuntas.
La fig. 1 es una vista en corte en perspectiva
del cerrojo giratorio limitador de fuerza perfeccionado, mostrando
esta vista el árbol, el alojamiento, los miembros a modo de orejeta,
y la uña.
La fig. 2 es una vista en sección vertical
fragmentada y del mismo, tomada generalmente por la línea
2-2 de la fig. 1, que muestra la uña cuando está en
su posición desaplicada o segunda posición.
La fig. 3 es una vista generalmente similar a la
fig. 2, pero que muestra la uña como siendo movida desde su posición
desbloqueada o segunda posición a su primera posición o posición
bloqueada, y que muestra además la uña cuando se aplica
operativamente a uno de los miembros a modo de orejeta para impedir
otra rotación del árbol en una dirección contraria a las agujas del
reloj.
En principio, debe ser comprendido claramente que
los números de referencia similares están destinados a identificar
los mismos elementos estructurales, partes o superficies,
consistentemente durante todas las distintas figuras de los dibujos,
como tales elementos, partes o superficies pueden ser descritas o
explicadas adicionalmente por la memoria escrita completa, de la que
esta descripción detallada es una parte integral. A menos que se
haya indicado de otro modo, los dibujos están destinados a ser
leídos (por ejemplo, sombreado, disposiciones de partes, proporción,
grado, etc.) junto con la memoria, y han de ser considerados una
parte de la descripción escrita completa de este invento. Como se
usan en la descripción siguiente, los términos "horizontal",
"vertical", "izquierda", "derecha", "arriba" y
"abajo", así como los adjetivos y adverbios derivados de los
mismos (por ejemplo, "horizontalmente", "hacia la
derecha", "hacia arriba", etc.) simplemente se refieren a la
orientación de la estructura ilustrada cuando la figura del dibujo
particular mira al lector. Similarmente, los términos "hacia
adentro" y "hacia afuera" generalmente se refieren a la
orientación de una superficie relativa a su eje de elongación, o eje
de rotación, como sea apropiado.
Con referencia ahora a los dibujos, y más
particularmente, a la fig. 1 del mismo, el presente invento
proporciona en términos amplios un cerrojo giratorio limitador de
fuerza perfeccionado, del cual la realización actualmente preferida
está indicada esquemáticamente en 20. Esta realización incluye en
términos generales un árbol alargado horizontalmente, indicado
generalmente en 21, que está montado operativamente dentro de un
alojamiento, indicado generalmente en 22. Más particularmente, el
árbol 21 está montado para movimiento tanto rotacional como axial
con relación al alojamiento.
El árbol está mostrado como teniendo un eje
x-x generalmente horizontal. El árbol tiene una
rosca externa, indicada esquemáticamente en 23, en su parte de
extremidad marginal izquierda; una parte de collarín 24 espaciada
hacia la derecha desde la rosca; una pluralidad de miembros de leva,
indicados distintivamente en 25, que se extienden hacia afuera desde
una parte del árbol; un miembro 26 a modo de disco anular provisto
de cuatro miembros en forma de orejeta o fiador espaciados
circunferencialmente 28 que se extienden hacia afuera radialmente
desde el mismo; y una serie de estriados dentados 29 que se aplican
operativamente a un conjunto correspondiente de estriados dentados
en un miembro de accionamiento 30. El miembro 30 está dispuesto para
ser hecho girar alrededor del eje x-x por un
mecanismo adecuado (no mostrado). Debido a la conexión estriada, el
árbol 21 es obligado a girar con el miembro 30, pero se le permite
moverse axialmente con relación al miembro de accionamiento 30 y al
alojamiento 22.
La rosca 23 en el extremo izquierdo del árbol
está conectada operativamente a un mecanismo de tornillo y tuerca
(no mostrado) para accionar otro miembro o elemento (no mostrado).
Mientras la fuerza de reacción desde el mecanismo de tornillo y
tuerca es menor que la carga previa en los resortes Belleville 36 o
38 (como se ha descrito en detalle a continuación), no se podrá
discernir el movimiento axial perceptible del árbol con relación al
alojamiento. Sin embargo, si tal miembro de accionamiento debe
bloquear el miembro accionado por cualquier razón, luego la
rotación continuada del árbol 21 producirá una fuerza de reacción en
exceso de la carga previa, y provocará así el movimiento axial del
árbol 21 con relación al alojamiento 22.
El alojamiento está mostrado como siendo un
miembro tubular alargado horizontalmente configurado de manera
especial que es penetrado por el árbol. El alojamiento tiene una
parte 31 hacia la izquierda de diámetro reducido, y una parte 32
hacia la derecha de diámetro agrandado. La parte 31 hacia la
izquierda del alojamiento tiene dos cámaras axialmente espaciadas
33, 34 separadas por una parte anular 35 que se extiende hacia
adentro. Un apilamiento de resortes Belleville 36 está dispuesto en
la cámara izquierda 35, y otro apilamiento de resortes Belleville 38
está dispuesta en la cámara derecha 34. Estos dos apilamientos de
resortes Belleville actúan mediante suplementos de carga previa
ajustable 39, 40 sobre la parte de collarín 24 del árbol, y empujan
al árbol a moverse hacia una posición axial predeterminada con
relación al alojamiento. Los suplementos 39, 40 están seleccionados
para proporcionar la carga previa deseada sobre los resortes
respectivos, y no necesitan ser del mismo espesor axial. En
realidad, pueden ser de diferentes espesores axiales, dependiendo de
la aplicación particular.
La parte 32 de diámetro agrandado del alojamiento
está mostrada como teniendo (de izquierda a derecha en la fig. 1):
una pared vertical 41 anular que mira hacia la derecha, una pared
cilíndrica horizontal 42 que mira hacia adentro que se extiende
hacia la derecha desde la misma, una superficie vertical 43 anular
que mira hacia la izquierda, una superficie cilíndrica horizontal 44
que mira hacia adentro, una superficie vertical 45 anular que mira
hacia la derecha, una superficie cilíndrica horizontal 46 que mira
hacia adentro, y una superficie vertical 48 anular que mira hacia la
izquierda. Los miembros de leva 25 están dispuestos en dos grupos
espaciados axialmente de cuatro cada uno, estando los miembros de
leva de cada grupo espaciados de modo equidistante alrededor del eje
del árbol por intervalos de aproximadamente 90 grados. Así, hay un
total de ocho miembros de leva 25, y se extienden hacia afuera de
modo que miren hacia la superficie 44 del alojamiento. El miembro de
disco 26 está dispuesto en el rebaje del alojamiento definido entre
las superficies 45, 46 y 48. Como se ha indicado previamente, el
miembro 26 es un miembro en forma de disco anular desde el que
cuatro miembros en forma de orejeta 28 se extienden hacia fuera
radialmente. Estos cuatro miembros están espaciados de modo
equidistante alrededor de la superficie cilíndrica exterior del
miembro de disco 26.
El seguidor de leva 49 está montado en la parte
de extremidad marginal izquierda de un vástago 50 que está montado
pivotablemente en un agujero que se extiende entre las superficies
de alojamiento 43 y 45. El seguidor 49 está montado en un extremo
del vástago 50, y una uña 51 está montada sobre el otro extremo de
este vástago. El seguidor 49 tiene una parte interior 52 que está
normalmente dispuesta para ser colocado axialmente entre las levas
espaciadas axialmente 25, 25. Así, cuando el árbol está en su
posición axial predeterminada con relación al alojamiento y el
miembro de accionamiento 30 es hecho girar, el árbol 21 girará y
provocará el movimiento deseado del alerón. En otras palabras,
durante la operación normal, el árbol girará en respuesta a una
entrada desde el miembro conductor 30, pero no se moverá axialmente
con relación al alojamiento.
Sin embargo, en el caso que el accionamiento del
alerón se atasque, tal movimiento impedido del accionamiento será
transmitido de nuevo a través de la rosca 23 y provocará el
desplazamiento axial del árbol 21. Cuando esto ocurre, el extremo
interior del seguidor 49 será aplicado por una de las levas 25. La
rotación continuada del árbol hará que el seguidor 49 pivote
alrededor del eje del vástago 50, y hará que la uña 51 se mueva
desde su segunda posición o posición desbloqueada (como se ha
mostrado en la fig. 2) a su primera posición o posición bloqueada
cargada (como se ha mostrado en la fig. 3).
Como se ha mostrado mejor en las figs. 2 y 3, la
uña es un miembro especialmente configurado que tiene tres rebajes
cóncavos 53, 54 y 55, respectivamente. Una bola 56 es montada sobre
el alojamiento y es cargada por un resorte 58 para mover hacia la
uña y saltar elásticamente a uno de los rebajes 53, 54 o 55.
Cuando el árbol está en su posición axial
predeterminada con relación al alojamiento, el movimiento rotacional
normal del árbol no provoca ningún movimiento de la uña 51. Así, la
uña es normalmente retenida en su posición desbloqueada o segunda
posición, como se ha mostrado en la fig. 2. Sin embargo, si el árbol
debe moverse en cualquier dirección axial, como mediante un alerón
que es sobrecargado o bloqueado y la conexión roscada que provoca el
desplazamiento axial del árbol dentro del alojamiento, el seguidor
49 aplicará las levas 25 en el árbol desplazado axialmente y hará
pivotar la uña desde su posición desbloqueada (mostrada en la fig.
2) a su posición bloqueada alternativa (mostrada en la fig. 3). En
esta condición, la posición bloqueada de la uña impedirá además la
rotación del árbol en la misma dirección bloqueando una de las
orejetas 28 en el disco 26, siendo esto mostrado como siendo en
sentido contrario a las agujas del reloj en la fig. 3.
Sin embargo, incluso cuando es bloqueado contra
otra rotación en una dirección angular, el árbol es libre de girar
en la dirección angular opuesta (es decir, en el sentido de las
agujas del reloj). Cuando esto ocurre, la orejeta anterior se
aplicará entonces a la uña descentrada y volverá desde su posición
bloqueada de nuevo a su posición normal.
Debe observarse que el diseño mostrado en las
figs. 1-3 es capaz de bloquear el árbol contra otra
rotación en el caso de una sobrecarga, en cualquier dirección
angular, siendo el árbol en todos los casos libre de ser movido en
la dirección angular opuesta de modo que desbloquee selectivamente
el mecanismo.
Así, el invento proporciona un cerrojo giratorio
de limitador de fuerza mejorado para un árbol montado en un
alojamiento.
Como se ha indicado antes, pueden hacerse muchos
cambios y modificaciones. Por ejemplo, la forma ilustrada en los
dibujos está destinada a ser vista como un esquema. La puesta en
práctica real de este esquema puede tomar otras y distintas formas.
Aunque se prefiere actualmente usar apilamientos de resortes
Belleville opuestas con chapas de ajuste de carga previa, pueden
usarse otros tipos de dispositivos centrales. Similarmente, pueden
usarse otros tipos de levas y seguidores. La uña puede ser montada
bien en el árbol o bien en el alojamiento, estando montadas las
orejetas sobre el otro del árbol y alojamiento. Conexiones distintas
de la conexión estriada pueden ser sustituidas por ello.
Por ello, aunque la forma preferida actualmente
del cerrojo giratorio limitador de fuerza perfeccionado ha sido
mostrada y descrito, y ciertos cambios y modificaciones del mismo
descritas, las personas expertas en la técnica apreciarán fácilmente
que pueden hacerse fácilmente distintos cambios y modificaciones
adicionales, estando el marco de protección definido por las
reivindicaciones siguientes.
Claims (4)
1. Un cerrojo giratorio (20) que comprende: un
árbol (21) montado en un alojamiento (22) para movimiento rotacional
alrededor de un eje, siendo dicho árbol (21) móvil axialmente con
relación a dicho alojamiento (22) y estando cargado para moverse
hacia una posición axial predeterminada; al menos un miembro (28)
previsto en uno de dicho árbol (21) y alojamiento (22): una uña (51)
montada en el otro de dicho árbol (21) y alojamiento (22), siendo
móvil dicha uña (51) con relación al otro de dicho árbol (21) y
alojamiento (22) entre la primera y segunda posiciones; en que dicha
uña (51) está dispuesta operativamente para aplicarse a dicho
miembro (28) cuando dicha uña (51) está en dicha segunda posición
para permitir la rotación de dicho árbol (21) en cualquier dirección
angular; una leva (25) montada en uno de dichos árbol (21) y
alojamiento (22); un seguidor (49) dispuesto operativamente para
aplicarse a dicha leva (25) cuando dicho árbol (21) es hecho girar
cuando dicho árbol (21) está desplazado axialmente desde dicha
posición predeterminada y; de tal manera que cuando dicho árbol (21)
es desplazado axialmente desde dicha posición predeterminada para
mover selectivamente dicha uña (51) entre dicha primera y segunda
posiciones, y; de tal modo que cuando dicho árbol (21) es desplazado
axialmente desde dicha posición predeterminada y dicha uña (51) se
aplica a dicho miembro (28), dicho árbol (21) será impedido de girar
además en dicha dirección angular.
2. Un cerrojo giratorio (20) según la
reivindicación 1ª en el que, cuando dicho árbol (21) es impedido
girar en dicha dirección angular, dicho árbol (21) no es impedido
girar en la dirección angular opuesta.
3. Un cerrojo giratorio (20) según la
reivindicación 2ª, cuando dicho árbol (21) es impedido de girar en
dicha dirección angular, dicha uña (51) es retenida en dicha primera
posición independientemente de la posición axial de dicho árbol
(21).
4. Un cerrojo giratorio (20) según la
reivindicación 2ª, en el que cuando dicho árbol (21) es hecho girar
en dicha dirección angular opuesta y dicho árbol (21) no está
axialmente desplazado, dicha uña (51) será movida desde dicha
primera posición a dicha segunda posición.
Applications Claiming Priority (2)
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