ES2272924T3 - Gato de tornillo con un medio de bloqueo en caso de paso sobre tuerca secundaria. - Google Patents
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Abstract
Gato de accionamiento de órgano de aeronave, que comprende esencialmente un tornillo (30) y por lo menos dos tuercas (10, 20, 70 ) de la que una primaria (10) y una secundaria (20) están acopladas alrededor del tornillo, produciendo un movimiento relativo entre el tornillo (20) y las tuercas (10, 20, 70) dicho accionamiento, estando la tuerca secundaria (20) dispuesta para absorber la carga del tornillo en caso de que la tuerca primaria sea deficiente, que comprende además una tercera tuerca que presenta, con la tuerca secundaria, unas porciones en recubrimiento (12, 22, 28, 78) una de la otra, y un pivote rompible (40) que atraviesa estas partes en recubrimiento, estando la tercera tuerca (70) ligada en rotación con la tuerca secundaria (20) por el pivote (40) de manera que después de rotura el pivote (40), la tercera tuerca (70) es liberada en rotación con respecto a la tuerca secundaria (20), caracterizado porque el pivote (40) presenta una cabeza (44) dirigida en dirección al tornillo (30), y un resorte (60, 62) previsto para empujar esta cabeza contra el tornillo (30) a la rotura del pivote (40), de manera que frene la rotación de la tercera tuerca (70) con respecto al tornillo después de rotura del pivote (40).
Description
Gato de tornillo con un medio de bloqueo en caso
de paso sobre tuerca secundaria.
La presente invención se refiere a los gatos de
tornillo llamados "fail safe", es decir los gatos de tornillo
con dos tuercas. Más particularmente, la invención se refiere a los
sistemas de detección de transferencia de carga de una tuerca hacia
a la otra en dichas gatos.
La invención se plaica por ejemplo a los gatos,
ya sean de tipo de bolas, de rodillos o también de ruedecillas,
utilizados para la orientación de un plano horizontal regulable de
aeronave.
Se conocen por tanto los gatos que presentan un
nivel de seguridad suplementario en la presencia de una segunda
tuerca que, separada del tornillo por un ligero juego, absorbe la
carga de la primera tuerca en caso de fallo de esta última.
Estos dispositivos, ciertamente seguros,
presentan el peligro de que un funcionamiento que descansa solamente
sobre la segunda tuerca, después del fallo de la primera, no sea
detectado. El dispositivo no presenta entonces ya su nivel de
seguridad suplementario, y pierde por ello su interés inicial.
Se busca aquí señalar este modo de
funcionamiento lo más rápidamente posible a fin de evitar un modo de
avería durmiente.
Se desea más precisamente que la tuerca
secundaria, cuando es cargada en modo de fallo, no pueda continuar
cumpliendo la función de transmisión del movimiento. Así, se desea
la aparición de un bloqueo de la tuerca secundaria, que asegura que
un funcionamiento en avería durmiente no perdura.
Típicamente, en este tipo de dispositivo, se han
adoptado unas tuercas secundarias susceptibles de griparse cuando
cooperan con el tornillo.
Sin embargo el gripado corre el riesgo a menudo
de no aparecer. Los esfuerzos durante el vuelo pueden por ejemplo no
ser bastante importantes para que la tuerca secundaria se gripe en
contacto con el tornillo. El documento EP U 1 283 384, publicado
después de la fecha de prioridad de la solicitud, divulga las
características del preámbulo de la reivindicación 1.
El objeto de la invención es proponer unos
medios de bloqueo después de paso de los esfuerzos sobre la tuerca
secundaria, medios que sean fiables siendo poco costosos.
Este objeto se alcanza según la invención
gracias a un gato de accionamiento de órgano de aeronave, de acuerdo
con la reivindicación 1.
Otros objetos, características y ventajas de la
invención a aparecerán con la lectura de la descripción detallada
que sigue, dada con referencia a las figuras anexas, en las
cuales:
- la figura 1 es una sección de un conjunto
tuerca primaria, tuerca secundaria y contratuerca según la
invención;
- la figura 2 es una vista en sección ampliada
de una tuerca secundaria y de una contratuerca según la
invención;
- la figura 3 es una misma vista en sección, a
la rotura del pivote;
- la figura 4 es una misma vista, después de
rotura del pivote y puesta en carga de la tuerca secundaria.
El par de tuercas 10, 20 de la figura 1 consiste
en una tuerca primaria 10 y una tuerca secundaria 20 de un gato de
tornillo cuya constitución es de tipo "fail safe".
El funcionamiento normal, la tuerca primaria 1,
aquí de bolas, es cargada y asegura la transmisión de la carga. La
tuerca 10 transmite aquí su movimiento del plano horizontal
regulable (PHR) de un avión, estando el tornillo 30, a su vez,
ligado a la estructura del avión.
La tuerca secundaria 20 presenta, con respecto
al paso de rosca, un juego suficiente para no ser cargada en el caso
de funcionamiento normal en el que la tuerca primaria 10 absorbe la
carga.
La tuerca secundaria 20 es aquí una tuerca cuyo
paso de rosca es un simple filete macho que roza, complementario del
paso de rosca del tornillo 30. Desde luego, una tuerca secundaria 10
de bolas sería también previsible.
Unas fijaciones entre las dos tuercas 10 y 20
pueden estar previstas para asegurar una unión bastante floja entre
las dos tuercas.
El paso de la carga sobre la tuerca secundaria
se realiza por carga de la unión propia de la tuerca secundaria y
descarga de la unión propia de la tuerca primaria.
Típicamente, se prevé que cada una de las
tuercas primaria 10 y secundaria 20 presente una unión que le es
propia con el elemento mandado, aquí el PHR.
Las fijaciones flojas previstas entre las dos
tuercas sólo son solicitadas cuando una de las dos uniones propias
de estas tuercas no puede transmitir la carga, por ejemplo bajo el
efecto de un daño accidental. También, si la unión de la tuerca
secundaria con el PHR no puede transmitir los esfuerzos, entonces la
tuerca secundaria, una vez cargada, transmite los esfuerzos al PHR a
través de las fijaciones entre tuercas, a través de la tuerca
primaria, y después a través de la unión propia de la tuerca
primaria con el PHR.
En este dispositivo, la tuerca secundaria 20
está equipada con disposiciones para asegurar el bloqueo de la
tuerca secundaria después de su puesta en carga.
En la figura 2, estas disposiciones están
constituidas por un pivote 40 que atraviesa la tuerca secundaria 20
y por una tuerca suplementaria llamada a continuación contratuerca,
y referenciada 70.
Se ve que la contratuerca 70 es de tamaño
netamente menor que la tuerca secundaria 20, y que está dispuesta en
una garganta interna anular de la tuerca secundaria 20.
Así, en la sección longitudinal de la figura 2 ,
la contratuerca 70 se sitúa bajo la tuerca secundaria 20, entre dos
paredes extremas 24 y 26 de la tuerca secundaria 20.
Así, en sección, la tuerca secundaria 20 cabalga
la contratuerca 70 y la encuadra entre sus patas 24 y 26. La tuerca
secundaria 20 forma por tanto un tubo alrededor de la contratuerca
70,tubo que pasa ha cerrarse sobre el paso de rosca del tornillo en
cada extremo.
El pivote 40 citado, en cuanto a sí mismo,
atraviesa estos dos elementos 20 y 70 a la vez. Para ello, atraviesa
la pared en forma de tubo de la tuerca 40 y atraviesa a continuación
la contratuerca, hasta llegar a la proximidad del paso del
tornillo.
La contratuerca 70 presenta a su vez una
garganta interna anular, y recibe en la misma una cabeza extrema 44
del pivote 40, mientras que la cabeza externa 42 del pivote 40
emerge sobre la cara externa de la tuerca secundaria 20.
Cuando la tuerca primera 10 presenta un juego
anormal con el tornillo, ligado a un dañado de la unión entre la
tuerca primaria 10 y el tornillo 30, la carga es trasmitida de la
tuerca primaria hacia la tuerca secundaria 20, provocando una
reducción del juego entre la tuerca secundaria 20 y el tornillo 30.
Este juego está referenciado H2 en la figura 1.
Se observará que un juego H0 previsto
inicialmente entre la tuerca primaria 10 y el tornillo 30 es
inferior al juego H2, de manera que solamente un dañado particular
de la unión entre el tornillo 30 y la tuerca primaria 10 puede
provocar un movimiento de la tuerca secundaria en el juego H2.
Finalmente, la contratuerca 70 presenta a su vez
un juego H1 con el tornillo.
El juego H1 es, a su vez, elegido superior al
juego H0 de la tuerca primaria 10 pero inferior al juego H2 de la
tuerca secundaria 20. Así, siendo el juego entre contratuerca 70 y
tornillo 30 inferior al juego entre tuerca secundaria 20 y tornillo,
la puesta en carga de la tuerca secundaria 20 no puede producirse
hasta después de la solicitación de la contratuerca 70.
La puesta en carga final de la tuerca secundaria
20 sobre el tornillo 30 provoca entonces obligatoriamente un
cizallado del pivote 40.
Se explota entonces la rotura del pivote 40 para
permitir con ello una rotación relativa entre tuerca secundaria 20 y
contratuerca 70, que quedan a continuación a tope una contra la otra
por rotación diferencial sobre el tornillo, provocando entonces el
bloqueo completo del gato por efecto de apriete de doble tuerca.
Para mejorar aún la puesta a tope de la tuerca
secundaria 20 y de la contratuerca 70, se observará que el pivote 40
está provisto de un resorte en la parte interna de la contratuerca
70, resorte interno que provoca una puesta a tope de la cabeza 44
del pivote 40 contra el paso de rosca del tornillo 30.
La cabeza 44 frena entonces la rotación de la
contratuerca 70, mientras que la rotación de la tuerca secundaria 20
no es, a su vez, frenada.
Bajo el efecto de frenado de la cabeza del
pivote 40, la contratuerca 70 tiende incluso a girar de forma
solidaria con el tornillo. Así, la tuerca 20 y la contratuerca 70
topan rápidamente una contra la otra.
Se observará que, debido a que la contratuerca
70 está incluida en la tuerca secundaria 20, es decir frenada por
dos caras diferentes de la tuerca 20, la puesta a tope tiene lugar
cualquiera que sea el sentido de rotación del tornillo.
De manera preferida, se vigila que un
coeficiente de rozamiento entre contratuerca 70 y tuerca 20 sea
particularmente bajo a nivel de sus caras que entran en contacto una
contra la otra, de manera que la contratuerca 70 no pueda entrar en
rotación con la tuerca 20 sin generar los esfuerzos necesarios para
el bloqueo del sistema.
Las figuras 1, 3 y 4 representan respectivamente
los estados de los diferentes juegos H0, H1, H2, en cada una de las
tres etapas sucesivas descritas anteriormente y que conducen al
bloqueo.
En la figura 1, se ha representado dicho sistema
en su estado inicial, es decir sin ningún dañado de la tuerca
primaria 10.
Se constata que el juego H1 de la contratuerca
70 y el juego H2 de la tuerca secundaria 20 son suficientes para no
hacer cooperar estos elementos con el tornillo cuando tiene lugar un
funcionamiento ordinario del sistema.
En la figura 3, se constata que la aparición de
un desgaste a nivel de la unión entre tornillo 30 y tuerca primaria
10 provoca la puesta en apoyo de la contratuerca 70 contra el
tornillo 30, sin que la tuerca secundaria 20 quede apoyada sobre el
tornillo. En otros términos, la tuerca secundaria arrastrada por la
tuerca primaria empuja la contratuerca 70 contra el tornillo sin
quedar a su vez en contacto con este último.
En la figura 3 también, el pivote 40, bajo el
efecto de este empuje, se rompe y deja entonces la tuerca secundaria
libre de acoplarse con el tornillo 30.
En la figura 4, la tuerca secundaria 20 ha
entrado en contacto con el paso de rosca del tornillo 30, y
transmite a su vez la carga del PHR sobre el tornillo. La
contratuerca 70 está apoyada contra una cara interna de la tuerca
secundaria después de haber sido arrastrada por el tornillo. La
contratuerca 70 bloquea la tuerca secundaria sobre el tornillo. Los
juegos H1 y H2 son entonces llenados de manera que los pasos de
rosca respectivos de la contratuerca 70 y la tuerca secundaria 20
están en acoplamiento con el tornillo 30.
A fin de confirmar la avería por una detección
visual con el examen del pivote (por expulsión de las partes
separadas por cizallado) y asegurar un desacoplamiento completo de
las dos partes del filete para evitar una reconexión por contacto,
un resorte 60 está intercalado entre el extremo externo del pivote
40 y una pared de la tuerca secundaria, tal como se ha representado
en las figuras.
Así, como se ha representado en la figura 3, el
pivote 40 presenta ventajosamente una cabeza ensanchada 42 en uno de
sus extremos, apoyándose un resorte helicoidal 60 por una parte
sobre esta cabeza ensanchada 42, y por otra parte sobre la porción
externa de la tuerca 20.
Ventajosamente, un hilo conductor 50 está
contenido en el pivote 40, que posee a este fin una perforación, y
un aislante que rodea el hilo en el interior de esta
perforación.
El pivote 40, por su rotura, provoca
directamente o indirectamente el corte eléctrico de un hilo de
detección que lo recorre, no representado aquí.
La rotura de este hilo conductor 50 después del
cizallado del pistón 40 impedirá la circulación de la corriente
eléctrica vigilada y señalará así la avería.
La rotura del hilo 50 provocará además también
un mando electrónico de inmovilización del gato, hasta una
intervención de mantenimiento para reparar el defecto.
Este hilo 50 está también aquí conectado,
directamente, a un sistema de alimentación que manda el posicionado
del gato de manera que una inmovilización del gato es mandada en
respuesta a la rotura del hilo.
Además, el resorte tiene aquí por función
producir a su vez, después de rotura del pivote, una tensión
longitudinal necesaria para la rotura del hilo 50.
Más precisamente aquí, el juego entre tuercas
secundaria 20 y contratuerca 70 es suficiente para producir una
rotura por cizallado del pivote 40, pero insuficiente para romper
por cizallado el hilo eléctrico 50 que, a su vez, presenta una
cierta elasticidad al cizallado. Así, la rotura del hilo 50 aparece,
a continuación de la rotura del pivote, solamente bajo el efecto de
un esfuerzo longitudinal ejercido por el resorte 60.
Se observará que el hilo eléctrico 50 está aquí
rodeado de una vaina flexible aislante, que además de la
flexibilidad al cizallado que esta confiere al hilo 50, asegura una
barrera de aislamiento entre el hilo y el conjunto de las partes
metálicas del sistema, evitando así la producción de una corriente
parásita antes o después de la rotura.
Según una variante, el hilo 50 está soldado a
los dos extremos del pivote de cizallado 40 a una parte muy rígida
que asegura la continuidad eléctrica del hilo 50 en el seno del
pivote. Esta parte muy rígida permite asegurar una rotura neta de la
conexión eléctrica en el caso en que el desplazamiento real del
pivote 40 es pequeño.
Se observará que está disposición de bloqueo del
gato a consecuencia de una puesta en carga de la tuerca secundaria
20 presenta una ventaja cierta en sí misma, independientemente del
hecho de que el pivote sea recorrido o no por una conexión
eléctrica.
Según una variante ventajosa, se prevé un
interruptor de detección 80 dispuesto en la proximidad directa de la
cabeza externa 42 del pivote, accionado por la cabeza 42, cuando es
empujada hacia el exterior de la tuerca secundaria 20 bajo el efecto
del resorte externo del pivote 40.
El interruptor 80 es por ejemplo un brazo
basculante, provisto en su extremo de una excrecencia situada frente
a la tuerca secundaria 20.
Claims (9)
1. Gato de accionamiento de órgano de aeronave,
que comprende esencialmente un tornillo (30) y por lo menos dos
tuercas (10, 20, 70) de la que una primaria (10) y una secundaria
(20) están acopladas alrededor del tornillo, produciendo un
movimiento relativo entre el tornillo (20) y las tuercas (10, 20,
70) dicho accionamiento, estando la tuerca secundaria (20) dispuesta
para absorber la carga del tornillo en caso de que la tuerca
primaria sea deficiente, que comprende además una tercera tuerca que
presenta, con la tuerca secundaria, unas porciones en recubrimiento
(12, 22, 28, 78) una de la otra, y un pivote rompible (40) que
atraviesa estas partes en recubrimiento, estando la tercera tuerca
(70) ligada en rotación con la tuerca secundaria (20) por el pivote
(40) de manera que después de rotura el pivote (40), la tercera
tuerca (70) es liberada en rotación con respecto a la tuerca
secundaria (20), caracterizado porque el pivote (40) presenta
una cabeza (44) dirigida en dirección al tornillo (30), y un resorte
(60, 62) previsto para empujar esta cabeza contra el tornillo (30) a
la rotura del pivote (40), de manera que frene la rotación de la
tercera tuerca (70) con respecto al tornillo después de rotura del
pivote (40).
2. Gato según la reivindicación 1,
caracterizado porque existen unos juegos (H1, H2) entre la
tercera tuerca (70) y el tornillo (30), y entre la tuerca secundaria
(20) y el tornillo (30), siendo el juego de la tercera tuerca (70)
inferior al juego de la tuerca secundaria, de manera que una
translación de la tuerca secundaria (20) en su juego provoca la
rotura del pivote (40) antes de una cooperación mecánica entre la
tuerca secundaria (20) y el paso del tornillo (30).
3. Gato según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, caracterizado porque la tuerca secundaria
(20) y la tercera tuerca (70) presentan unas caras respectivas
enfrentadas y transversales a la dirección del tornillo (30),
previstas para quedar a tope una contra la otra por desplazamiento
relativo sobre el tornillo (30) y bloquear entonces la rotación
entre la tuerca secundaria (20) y el tornillo (30).
4. Gato según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el pivote (40) está
recorrido por una conexión eléctrica (50) de manera que un
desplazamiento relativo de la tuerca secundaria (20) y de la tercera
tuerca (70) provoca una rotura por cizallado del pivote (40) y un
corte de la conexión eléctrica (50).
5. Gato según la reivindicación 4,
caracterizado porque un juego entre la tuerca secundaria (20)
y la tercera tuerca (70) se elige para producir una rotura por
cizallado del pivote (40) sin producir cizallado de rotura de la
conexión eléctrica (50), estando un resorte (60, 62) dispuesto sobre
el pivote (40) para empujar las partes del pivote separadas por
cizallado y provocar entonces la rotura de la conexión por tracción
longitudinal sobre la conexión (50).
6. Gato según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el pivote (40) se extiende
según una dirección radial con respecto al eje principal del
tornillo (30).
7. Gato según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el pivote (40) presenta dos
cabezas ensanchadas (42, 44) y está provisto de dos resortes
helicoidales (60, 62) dispuestos cada uno entre una cabeza
ensanchada (42, 44) y una porción en recubrimiento (12, 22, 28, 78)
de una tuerca respectiva (10, 20, 70).
8. Gato según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la conexión eléctrica (50)
describe una ida y retorno en el pivote (40), cuyo virage está
situado en la proximidad del extremo del pivote (40) por el lado del
tornillo (30)
9. Gato según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque constituye un gato de tipo
de bolas, de ruedecillas o de rodillos, es decir en el cual una
tuerca primaria (10) presenta, en su cara vuelta hacia el tornillo
(30), una serie de bolas, ruedecillas o rodillos que aseguran los
contactos de desplazamiento entre el tornillo (30) y la tuerca
(10).
Applications Claiming Priority (2)
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