ES2298963T3 - Dispositivo de accionamiento que comprende unos medios autonomos de bloqueo de los arboles de arrastre. - Google Patents

Dispositivo de accionamiento que comprende unos medios autonomos de bloqueo de los arboles de arrastre. Download PDF

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Abstract

Dispositivo de accionamiento para mando de vuelo de aeronave, que comprende por lo menos dos cadenas de accionamiento (1, 2) y un diferencial (3) destinado a unir la salida de cada una de las cadenas a un árbol de mando (6) a su vez unido a un elemento a accionar (10), y unos medios (11a, 11b) de bloqueo montados en la salida de cada una de las cadenas, corriente arriba del diferencial 3, para bloquear las cadenas de accionamiento en el caso en que no funcionen, caracterizado porque dichos medios (11a, 11b) de bloqueo están adaptados para funcionar sin accionamiento externo de manera que: - dejen pasar los esfuerzos de acción que provienen de la cadena de accionamiento (4, 5) correspondiente, para el arrastre del árbol de mando (6); - bloquear los esfuerzos de reacción que provienen del árbol de mando (6) cuando dicha cadena de accionamiento correspondiente no funciona.

Description

Dispositivo de accionamiento que comprende unos medios autónomos de bloqueo de los árboles de arrastre.
La presente invención se refiere a un dispositivo de accionamiento, en particular para mando de vuelo de aeronave.
La invención encuentra en particular aplicación ventajosamente para accionar un elemento de ajuste del plano horizontal en un avión (timón de profundidad), siendo sin embargo posibles otras aplicaciones.
El plano horizontal de ciertos aviones es accionado, como ilustra la figura 1, por medio de dos cadenas de accionamiento 1, 2 y de un diferencial 3 que une unos árboles 4, 5 de salida de estas dos cadenas con un árbol de mando 6 unido a un plano horizontal 10.
Cada una de las dos cadenas de accionamiento 1, 2 comprende un motor 7a, 7b acoplado a través del árbol 4, 5 a la entrada correspondiente del diferencial 3.
El diferencial 3 es generalmente un diferencial sumador de velocidad, de manera que el árbol de mando 6 a la salida del diferencial 3 está animado con una velocidad de rotación que es la semisuma de las velocidades de rotación de dichos motores 7a, 7b.
A cada uno de dichos motores 7a, 7b esta asociado un medio de bloqueo para el árbol 4, 5 de entrada del diferencial 3.
Cada medio de bloqueo de un árbol de entrada del diferencial está adaptado para ponerse en posición de bloqueo, y por tanto provocar el bloqueo del árbol de entrada correspondiente del diferencial, en caso de pérdida de alimentación o de un motor.
Se trata efectivamente de evitar que dicha pérdida de alimentación o de un motor se traduzca por una pérdida de par de este motor, lo que podría arrastrar el otro motor, siempre activo, a trasmitir su potencia, no a la salida del diferencial, si no al motor defectuoso.
Las dos cadenas 1, 2 pueden a este fin ser unas cadenas de potencia hidráulica.
Las mismas comprenden entonces cada una un motor hidráulico 7a, 7b accionado por una fuente hidráulica 8a, 8b así como unos medios 9a, 9b que constituyen un freno a falta de presión y que permiten bloquear el árbol 4, 5 de dicho motor 7a, 7b cuando la presión hidráulica de la cadena correspondiente se pierde, de manera que se defina entonces un punto de apoyo para el diferencial 3 y para permitir a la segunda cadena hidráulica arrastrar sola el diferencial 3 y el árbol de mando 6 unido al plano horizontal.
Las dos cadenas 1, 2 pueden también ser unas cadenas eléctricas.
Las mismas comprenden entonces cada una un motor eléctrico 7a, 7b accionado por una fuente de corriente 8a, 8b así como unos medios 9a, 9b que constituyen un freno a falta de corriente y que permiten bloquear el árbol de dicho motor 7a, 7b cuando la alimentación de corriente de la cadena correspondiente es interrumpida, de manera que se defina entonces un punto de apoyo para el diferencial 3 y para permitir a la segunda cadena eléctrica arrastrar sola el diferencial 3 y el árbol de mando 6 unido al timón de profundidad 10.
Cada uno de los frenos de falta de corriente está en posición abierta y consume corriente (y por tanto potencia) de forma continua cuando la fuente de alimentación correspondiente está disponible.
Se comprende que la potencia así consumida no es considerada como una potencia útil para el dispositivo de accionamiento, puesto que sólo sirve para mantener los frenos en posición abierta.
De manera general, se desea poder disponer de un dispositivo de accionamiento en el cual los medios de bloqueo de un árbol de entrada del diferencial no necesiten accionamiento externo y son por consiguiente independientes del modo de alimentación (eléctrica o hidráulica).
En el caso particular del accionamiento eléctrico, se desea también poder disponer de un dispositivo de accionamiento que no consuma inútilmente potencia para el mantenimiento de los frenos en posición abierta, a fin de minimizar el consumo de potencia.
La invención tiene por objeto proponer una solución en el sentido de que sea fiable y particularmente simple.
El documento US-A-2002/093298 describe un dispositivo de accionamiento para vehículo cuyas cadenas de accionamiento son de transmisión autobloqueante.
A este fin la invención propone un dispositivo de accionamiento, en particular para mando de vuelo de aeronave, que comprende por lo menos dos cadenas de accionamiento y un diferencial que une la salida de cada una de las cadenas a un árbol de mando unido a un elemento a accionar y que comprende también unos medios para bloquear las cadenas de accionamiento en el caso en que las mismas no funcionen, estando dichos medios para bloquear las cadenas montados sobre la salida de cada una de las cadenas, corriente arriba del diferencial 3, y adaptados para funcionar sin accionamiento externo de manera que:
- dejen pasar los esfuerzos de acción que provienen de la cadena de accionamiento correspondiente, para el accionamiento del árbol de mando;
- bloquear los esfuerzos de reacción que provienen del árbol de mando cuando dicha cadena de accionamiento correspondiente no funciona.
Unos aspectos preferidos, pero no limitativos del dispositivo según la invención son los siguientes:
- la salida de cada una de las cadenas comprende un árbol unido a uno de los medios de bloqueo y dichos medios de bloqueo comprenden un dispositivo de arrastre unidireccional en rotación de dos árboles, unido por una parte al árbol de salida de la cadena de accionamiento correspondiente y por otra parte a un árbol de entrada del diferencial y adaptado para que la rotación del árbol de salida de la cadena de accionamiento provoque la del árbol de entrada del diferencial y para que la rotación del árbol de entrada del diferencial sea bloqueada, no provocando la del árbol de salida de la cadena de accionamiento;
- el dispositivo de arrastre unidireccional en rotación puede ser de tipo rueda libre irreversible;
- el diferencial es un sumador de velocidad de manera que el árbol de mando a la salida del diferencial está animado con una velocidad de rotación función de la suma de las velocidades de rotación de dichos motores;
- las cadenas de accionamiento pueden ser de tipo hidráulicas o eléctricas;
- finalmente, la invención se refiere también a un dispositivo para accionar un elemento de ajuste del plano horizontal en un avión, caracterizado porque está constituido por un dispositivo según uno de los aspectos que se acaban de mencionar.
Otras características y ventajas de la invención resaltarán también de la descripción que sigue, la cual es puramente ilustrativa y no limitativa y debe ser leída con respecto a los planos anexos, en los cuales:
- la figura 1, ya discutida, es una representación esquemática de un dispositivo de accionamiento de acuerdo con un modo de realización conocido;
- la figura 2 es una representación esquemática de un dispositivo de accionamiento de acuerdo con la invención, cuando tiene lugar el funcionamiento normal de cada una de las cadenas de accionamiento;
- la figura 3 es una representación esquemática de un dispositivo de accionamiento de acuerdo de la invención, cuando una de las cadenas de accionamiento no funciona;
- la figura 4 es una representación esquemática de un dispositivo de accionamiento de acuerdo con la invención que ilustra el bloqueo de los esfuerzos de acción que provienen del árbol de mando, cuando tiene lugar el fallo total de las cadenas de accionamiento;
- la figura 5 es una representación en volumen de una posible estructura para los medios de bloqueo utilizados en particular para bloquear el árbol de salida de una cadena de accionamiento.
El dispositivo de acuerdo con un modo de realización posible de la invención que está ilustrado en la figura 2 es similar al de la figura 1, pero comprende, en lugar de los medios 9a, 9b que constituyen un freno, unos medios de bloqueo 11a, 11b que permiten dejar pasar los esfuerzos de acción y bloquear los esfuerzos de reacción.
Más precisamente, dichos medios de bloqueo 11a, 11b son unos medios mecánicos autónomos que permiten asegurar automáticamente el funcionamiento descrito a continuación.
Dichos medios de bloqueo pueden ser unas ruedas libres irreversibles tales como las que son desarrolladas y proporcionadas por la sociedad SIAM RINGSPANN (por ejemplo las que disponen de la denominación Irreversible Serie 140).
Como aparece en la figura 2, cuando los motores 7a, 7b funcionan, los esfuerzos de acción que provienen de cada uno de los árboles 4, 5 a la salida de las caderas 1, 2 de accionamiento son transmitidos al árbol de mando 6 a través del diferencial 3.
Se han representado en la figura 2 por unas flechas 12a, 12b las transmisiones de los esfuerzos de acción desde los motores 7a, 7b hacia el plano horizontal 10.
Como aparece en la figura 3, cuando uno de los motores (por ejemplo el motor 7a) falla y que el otro (aquí el motor 7b) está en funcionamiento, dicho motor en funcionamiento (aquí 7b) transmite su esfuerzo al diferencial 3 y después hacia el motor que falla (aquí 7a) a través del árbol de salida (aquí 4) de la cadena que falla (aquí 1).
Sin embargo el medio de bloqueo (aquí 11a) dispuesto sobre la cadena que falla (aquí 4) permite asegurar un punto de apoyo sobre la entrada del diferencial 3 unida al árbol de salida (aquí 4) de la cadena que falla.
De esta manera, los esfuerzos de reacción no pueden ser transmitidos al motor que falla (aquí 7a) y finalmente, la potencia del motor en funcionamiento es transmitida al árbol de mando 6 de salida del diferencial, arrastrando la cadena en funcionamiento (aquí 5) sola el diferencial 3 y el árbol de mando 6 unido al timón de profundidad 10.
Se ha representado en la figura 3 por una flecha 13 la transmisión del esfuerzo de acción desde el motor 7b hacia el timón de profundidad 10 y por una flecha 14 el bloqueo de la transmisión del esfuerzo de reacción sobre la cadena de accionamiento 4 unida al motor 7a que falla.
Como aparece en la figura 4, cuando ninguno de los motores 7a, 7b funcionan, dichos medios de bloqueo 11a, 11b constituyen unos puntos de apoyo sobre cada una de las entradas del diferencial, lo que impide la transmisión de los esfuerzos de reacción desde el árbol de mando 6 hacia cada uno de los árboles de salida 4, 5.
Se ha representado en la figura 4 por unas flechas 15a, 15b el bloqueo de la transmisión de los esfuerzos de reacción sobre respectivamente la cadena de accionamiento 4 unida al motor 7a y la cadena de accionamiento 5 unida al motor 7d.
Se precisa que los motores 7a, 7b pueden ser unos motores hidráulicos, en cuyo caso son alimentados por unas fuentes hidráulicas 8a, 8b. Los motores 7a, 7b pueden también ser unos motores eléctricos, en cuyo caso son alimentados por unas fuentes de corriente 8a, 8b.
Se observará que los medios de bloqueo 11a, 11b son autónomos y lo necesitan, al contrario de los medios 9 que constituyen el freno de los dispositivos de la técnica anterior esquematizado en la figura 1, ningún accionamiento externo.
Dichos medios de bloqueo, 11a, 11b pueden así ser utilizados indiferentemente en unas cadenas de accionamiento eléctricas o hidráulicas.
Además, no consumen ninguna potencia, lo que permite limitar el consumo de potencia global de un dispositivo de accionamiento de este tipo, en particular para mando de vuelo de aeronave.
Una estructura posible para los medios de bloqueo 11a, 11b se detalla a continuación, con referencia a la figura 5.
La figura 5 presenta así un medio de bloqueo 20 destinado a ser intercalado entre un árbol de salida de una cadena de accionamiento y una entrada del diferencial.
Dicho medio de bloqueo 20 es más precisamente un dispositivo mecánico de arrastre unidireccional en rotación.
Un dispositivo de este tipo, clásicamente conocido, asegura un acoplamiento de dos árboles según un modo "rueda libre irreversible".
Uno de los árboles es el elemento conductor, el otro es el elemento conducido de manera que la rotación del árbol conductor provoca la rotación de árbol conducido, mientras que la rotación del árbol conducido está bloqueada por el dispositivo y que su efecto no es transmitido al elemento conductor.
En el marco de la invención, el árbol conductor está unido al árbol de salida de una de las cadenas de accionamiento; el árbol conducido está unido a una entrada del diferencial.
La descripción siguiente recuerda de forma sucinta el funcionamiento de dicho dispositivo de arrastre unidireccional en rotación en el marco de la invención.
El medio de bloqueo comprende un bastidor 22 que comprende una base 221 paralepipédica y un tubo cilíndrico 222 que descansa sobre dicha base.
Una primera pieza 21 penetra a través de una abertura prevista a este fin en la base 221 del bastidor 22. Dicha primera pieza 21 está destinada a ser arrastrada en rotación por el árbol de salida de una cadena de accionamiento bajo la acción del motor que manda dicha cadena.
Una segunda pieza 23 penetra en el tubo cilíndrico 222 del bastidor 22. Dicha segunda pieza 23 comprende un árbol 231 cuyo extremo que no penetra en el bastidor forma un piñón 232 destinado a engranarse sobre una entrada del diferencial.
La primera pieza 21 comprende un plato dispuesto en la base del tubo del bastidor y sobre el contorno del cual están dispuestos unos dedos 211.
La segunda pieza 23 presenta, en el lado que penetra en el bastidor 22, una leva 233 destinada a pasar a acoplarse entre los dedos 211 mencionados más arriba.
Unos rodillos 24 en oposición simétrica así como unos alojamientos que pueden alojar dichos rodillos están previstos en el interior del tubo cilíndrico 222 de manera que aseguren la función de arrastre unidireccional en rotación.
Los esfuerzos de reacción que provienen del diferencial provocan una rotación de la segunda pieza 23 y por tanto de la leva 233. Esta está conformada de manera que su rotación pasa a acuñar los rodillos 24 en sus alojamientos. Dichos esfuerzos de reacción son entonces transmitidos y absorbidos por el bastidor 22.
Los esfuerzos de acción que provienen del motor provocan una rotación de la primera pieza 21. Los dedos 211 pasan entonces a actuar sobre los rodillos 24, por desaparición de un juego correspondiente a la carrera necesaria para desacuñarlos. Una vez los rodillos desbloqueados y dicho juego absorbido, dichos esfuerzos de acción pueden ser transmitidos a la segunda pieza 23.
Finalmente, se comprende que el dispositivo 20 asegura bien el arrastre unidireccional en rotación de dichas piezas primera 21 y segunda 23.
La primera pieza 21, arrastrada en rotación por el árbol de salida de una cadena de accionamiento cuando tiene lugar el funcionamiento normal de esta última, transmite así su movimiento de rotación a la segunda pieza 23.
En caso de fallo de la cadena de accionamiento, la segunda pieza es arrastrada en rotación por los esfuerzos de reacción que provienen del diferencial. La rotación de la segunda pieza está entonces bloqueada (absorbida por el bastidor), por lo que la primera pieza no es arrastrada en rotación.
Como ya se ha mencionado anteriormente, dichos medios de bloqueo vienen a sustituir ventajosamente los frenos de tipo de falta de corriente o de falta corriente hasta el presente utilizados en los dispositivos de accionamiento de timón de aeronave.
Se observará que el dispositivo que acaba de ser descrito es particularmente ventajoso para accionar un elemento de ajuste del plano horizontal de un avión.

Claims (8)

1. Dispositivo de accionamiento para mando de vuelo de aeronave, que comprende por lo menos dos cadenas de accionamiento (1, 2) y un diferencial (3) destinado a unir la salida de cada una de las cadenas a un árbol de mando (6) a su vez unido a un elemento a accionar (10), y unos medios (11a, 11b) de bloqueo montados en la salida de cada una de las cadenas, corriente arriba del diferencial 3, para bloquear las cadenas de accionamiento en el caso en que no funcionen, caracterizado porque dichos medios (11a, 11b) de bloqueo están adaptados para funcionar sin accionamiento externo de manera que:
- dejen pasar los esfuerzos de acción que provienen de la cadena de accionamiento (4, 5) correspondiente, para el arrastre del árbol de mando (6);
- bloquear los esfuerzos de reacción que provienen del árbol de mando (6) cuando dicha cadena de accionamiento correspondiente no funciona.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el cual la salida de cada una de las cadenas comprende un árbol (4, 5) unido a uno de dichos medios de bloqueo (11a, 11b), caracterizado porque dichos medios (11a, 11b) de bloqueo comprenden cada uno un dispositivo de arrastre unidireccional en rotación de dos árboles, unido por una parte al árbol de salida (4, 5) de la cadena de accionamiento (1, 2) correspondiente y por otra parte a un árbol de entrada del diferencial (3) y adaptado para que la rotación del árbol de salida de la cadena de accionamiento provoque la del árbol de entrada del diferencial y para que la rotación del árbol de entrada del diferencial sea neutralizada, no provocando la del árbol de salida de la cadena de accionamiento.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el dispositivo de arrastre unidireccional en rotación es del tipo rueda libre irreversible.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diferencial es un sumador de velocidad de manera que el árbol de mando (6) a la salida de diferencial (3) está animado con una velocidad de rotación función de la suma de las velocidades de rotación de dichos motores (7a, 7b).
5. Dispositivo según la reivindicación (4), caracterizado porque el diferencial sumador de velocidad permite animar el árbol de mando con una velocidad de rotación igual a la semisuma de las velocidades de rotación de dichos motores (7a, 7b).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las cadenas de accionamiento son de tipo hidráulicas.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las cadenas de accionamiento son de tipo eléctricas.
8. Dispositivos para accionar un elemento de regulación del plano horizontal en un avión, caracterizado porque está constituido por un dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores.
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