ES2586489T3

ES2586489T3 - Caja de accesorios para el gobierno de flaps de una aeronave

Info

Publication number: ES2586489T3
Application number: ES13766588.1T
Authority: ES
Inventors: Eric LE BORGNE; Alexandre MACHIN
Original assignee: Turbomeca SA
Current assignee: Safran Helicopter Engines SAS
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2016-10-14
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: RU2629835C2; KR20150052096A; EP2892806A1; FR2994939B1; WO2014037650A1; FR2994939A1; IN2015DN02248A; CA2883842C; JP2015528412A; KR102103043B1; RU2015109721A; CA2883842A1; CN104903195A; CN104903195B; US20150232171A1; US9758238B2; EP2892806B1; JP6321652B2; PL2892806T3

Abstract

Caja de accesorios de turboeje para aeronave, comprendiendo dicha caja (140) un cárter (42), una varilla (115) establecida para deslizar axialmente en el interior de dicha caja (140) y un actuador (120) de arrastre de dicha varilla (115) montado sobre dicho cárter (42), comprendiendo dicho actuador (120) un cuerpo hueco (121), un pistón (123) establecido para desplazarse en traslación en el interior de dicho cuerpo (121) y un vástago de pistón (122) que, unido a dicho pistón (123), se extiende, al menos en parte, en el exterior del cuerpo (121) del actuador (120), estando unido dicho vástago (122) a la varilla (115), estando caracterizada la caja (140) por que dicha varilla (115) es una varilla de mando de flaps de la aeronave y el cuerpo (121) del actuador (120) se halla dispuesto entre el enlace, del vástago (122) con la varilla (115), y el cárter (42) de la caja (140).

Description

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DESCRIPCION

Caja de accesorios para el gobierno de flaps de una aeronave

La invention se refiere a una caja de accesorios para el gobierno de al menos un flap de una aeronave, especialmente de un helicoptero.

Se conoce una caja de accesorios por el documento US 2011/0146434, que se considera como el estado de la tecnica mas cercano y describe las caracterlsticas del preambulo de la revindication 1. Segun se ilustra mediante las figuras 1 y 2, una aeronave tal como, por ejemplo, un helicoptero comprende, de manera conocida, un motor con acceso anterior (o frontal) que incluye una caja 40 de equipos perifericos 50 de dicho motor denominada caja de accesorios 40 (Accessory GearBox en ingles). Por el termino “anterior”, se entiende, en este punto y en todo lo que sigue, el lado por el que se accede a la caja de accesorios 40 para efectuar su mantenimiento. Igualmente, por el termino “posterior”, se entiende el lado opuesto al lado anterior con relation a la caja de accesorios 40.

Tal como se ilustra mediante la figura 1, una caja de accesorios 40 de este tipo comprende, de manera conocida, una varilla de mando de flaps 15 que se extiende en parte por un conducto 45 de la caja 40 en orden a deslizar en el interior del mismo cuando se actua la traslacion de esta.

Se conoce montar, sobre la cara anterior del carter 42 de tal caja 40, mediante brazos de fijacion (no representados), un actuador 20 de arrastre de dicha varilla 15.

El actuador 20 comprende un cuerpo hueco 21 en cuyo interior desliza un piston 23 montado sobre un vastago de piston 22, llamado de potencia, que se extiende en parte en el exterior del cuerpo. La varilla 15 esta unida, por una parte, con los flaps que han de gobernarse y, por otra, a testa con el extremo libre, exterior al cuerpo, del vastago 22. El enlace entre el vastago 22 y la varilla 15 se realiza mediante un eje de enlace 30 que, pasante perpendicularmente por la varilla 15 y el vastago 22, los hace solidarios en traslacion. De este modo, de la parte anterior a la parte posterior, encontramos, primero, el cuerpo del actuador 20 y luego la portion del vastago 22 que se extiende en el exterior del cuerpo y, finalmente, la varilla de mando de flaps 15, segun se ilustra en la figura 2. En el accionamiento del actuador 20, la puesta en circulation de fluidos a uno y otro lado del piston 23 actua el desplazamiento del mismo en uno u otro sentido, de modo que el vastago 22, a su vez, actua la traslacion de la varilla de mando de flaps 15.

En el mantenimiento del motor, es preciso montar (o desmontar) el eje de enlace 30 entre el vastago 22 y la varilla 15. Ahora bien, segun se ilustra en la figura 1, este eje de enlace 30 no es directamente accesible para un operario desde la parte anterior, ya que esta situado detras del actuador 20, en una zona C situada entre el cuerpo del actuador 20 y la caja de accesorios 40. Por lo tanto, tal montaje precisa desmontar al menos una parte de los equipos perifericos 50 de la caja 40 para acceder lateralmente al eje de enlace 30, lo cual conlleva una perdida de tiempo e incrementa los costes de mantenimiento de la aeronave, presentando as! un primer inconveniente.

Ademas, pese a tal desmontaje de los equipos perifericos 50 de la caja 40, el eje de enlace 30 sigue siendo diflcilmente accesible y las manipulaciones de montaje (o de desmontaje) del eje 30 por parte de un operario se realizan a ciegas, cosa que las hace complejas y de larga duration, lo cual presenta un segundo inconveniente.

Por otro lado, segun se ilustra mediante la figura 1, el acondicionamiento de una zona de accesibilidad C al eje de enlace 30, entre la caja de accesorios 40 y el actuador 20, precisa alejar, hacia la parte anterior, el actuador 20 de la caja de accesorios 40. Semejante traslado impone un montaje del actuador 20 sobre la caja de accesorios 40 con un importante voladizo, lo cual vuelve al actuador 20 particularmente vulnerable a las diferentes excitaciones vibratorias del turboeje, llevando consigo problemas de comportamiento mecanico de las fijaciones del actuador 20 sobre el carter 42 de la caja de accesorios 40, lo cual presenta un tercer inconveniente.

Finalmente, una porcion de las canalizaciones externas 27A y 27B de entrada y de salida de fluido del actuador 20, ilustradas parcialmente mediante la figura 1, puede estorbar el acceso a la zona de accesibilidad C, lo cual complica las operaciones de mantenimiento y presenta un cuarto inconveniente.

Aunque, originalmente, la invencion ha sido concebida para responder a un problema relativo a la utilization de un actuador hidraulico, es de aplicacion a cualquier tipo de actuador, por ejemplo, un actuador neumatico, electrico, electroneumatico, electromecanico, electrohidraulico, etc.

La presente invencion tiene por finalidad eliminar al menos en parte estos inconvenientes, proponiendo una caja de accesorios para el gobierno de flaps de una aeronave que permite un montaje y un desmontaje sencillos y rapidos del enlace entre el vastago de piston y la varilla de mando de los flaps, para as! reducir el tiempo y el coste de mantenimiento de la aeronave.

Asl, la invencion se refiere a una caja de accesorios de turboeje para aeronave, comprendiendo dicha caja un carter, una varilla de mando de flaps de la aeronave establecida para deslizar axialmente en el interior de dicha caja y un actuador de arrastre de dicha varilla montado sobre dicho carter, comprendiendo dicho actuador un cuerpo hueco, un piston establecido para desplazarse en traslacion en el interior de dicho cuerpo y un vastago de piston unido a

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dicho piston y que se extiende al menos en parte en el exterior del cuerpo del actuador, estando unido dicho vastago a la varilla, destacando la caja por que el cuerpo del actuador se halla dispuesto entre el enlace, del vastago con la varilla, y el carter de la caja.

Una caja de este tipo permite trasladar el enlace del vastago con la varilla a la parte anterior del actuador. Por el termino “anterior”, se entiende, en este punto y en todo lo que sigue, el lado en el que se situa un operario con el fin de efectuar el mantenimiento de la caja de accesorios. Por el termino “posterior”, se entiende el lado opuesto al lado anterior con relacion a la caja de accesorios.

Asl, el mantenimiento es sencillo y rapido para un operario que se situa delante de la caja de accesorios, puesto que este tiene acceso directo al enlace del vastago con la varilla para poder montarla o desmontarla.

Semejante actuador, ademas, puede ser montado directamente, presionado, sobre el carter de la caja de accesorios, de modo que ya no es necesario acondicionar una zona de accesibilidad entre el actuador y la caja de accesorios, lo cual permite reducir el voladizo del actuador con relacion a la caja de accesorios y, con ello, hacer el actuador mas robusto frente a las vibraciones generadas por el motor.

Cuando el cuerpo del actuador esta montado, presionado, directamente sobre el carter, las canalizaciones externas de entrada y de salida de fluido del actuador pueden ir integradas directamente a traves del carter de la caja, al objeto de liberar espacio alrededor del cuerpo del actuador. Por ejemplo, una de las canalizaciones puede ir directamente integrada en una pared del cuerpo del actuador y la otra canalizacion puede arrancar del cuerpo directamente a traves del carter.

Preferentemente, el vastago de piston es hueco y atraviesa el cuerpo hueco de parte a parte, estando dispuesta la varilla de mando coaxialmente en el interior del vastago de piston.

De este modo, haciendo pasar la varilla de mando a traves del cuerpo de actuador, el enlace del vastago con la varilla puede realizarse en la parte anterior del actuador.

De acuerdo con una caracterlstica de la invencion, el cuerpo del actuador comprende, en correspondencia con su extremo distal, una primera pared que comprende una primera abertura a traves de la cual desliza el vastago de piston y, en correspondencia con su extremo proximal, una segunda pared que comprende una segunda abertura a traves de la cual tambien desliza el vastago de piston, estando unidos el vastago y la varilla en correspondencia con sus respectivos extremos proximales, al objeto de ser solidarios en traslacion. El vastago de piston posee entonces una longitud axial superior a la longitud axial del cuerpo hueco del actuador.

Por el termino “proximal”, se entiende, en este punto y en todo lo que sigue, lo mas proximo al lado de la caja en que se situa un operario con el fin de acceder a ella para efectuar su mantenimiento. Igualmente, por el termino “distal”, se entiende, en este punto y en todo lo que sigue, lo mas distante al lado de la caja en que se situa un operario con el fin de acceder a ella para efectuar su mantenimiento.

De acuerdo con un aspecto de la invencion, los enlaces entre el vastago de piston y, respectivamente, la primera abertura y la segunda abertura, son estancos. Preferentemente, el actuador comprende, en correspondencia con cada abertura de deslizamiento del vastago, una junta de estanqueidad al objeto de hermetizar el enlace entre el vastago y el cuerpo del actuador.

Preferentemente, el vastago de piston y la varilla de mando estan unidos por un eje de enlace pasante perpendicularmente por el vastago y la varilla. La utilizacion de tal eje de enlace permite mantener solidamente solidarios en traslacion el vastago y la varilla.

Ventajosamente, la varilla de mando comprende, en correspondencia con su extremo proximal, una rotula de bloqueo de la varilla en el interior del vastago. Preferentemente, la rotula de bloqueo se materializa en forma de una bola en contacto directo con el vastago en el conjunto de una superficie anular. Tal rotula permite evitar que exista una holgura entre la varilla y el vastago en correspondencia con su enlace.

De acuerdo con una caracterlstica de la invencion, la rotula esta atravesada de parte a parte por el eje de fijacion. Tal enlace permite fijar solidamente la varilla al vastago y mantenerlos coaxiales entre si.

De acuerdo con otra caracterlstica de la invencion, el piston se halla dispuesto entre el extremo proximal y el extremo distal de la varilla, preferentemente sensiblemente en su mitad. Tal posicionamiento del piston permite liberar el extremo proximal de la varilla, en orden a facultar el enlace del vastago y de la varilla en correspondencia con sus respectivos extremos proximales. Asl, el piston separa la varilla en una porcion distal y en una porcion proximal, comprendiendo entonces esta ultima el enlace del vastago con la varilla.

Preferentemente, el piston se materializa en forma de un disco que discurre transversalmente al eje del vastago.

De acuerdo con un aspecto de la invencion, el piston separa el interior del cuerpo hueco del actuador en un espacio proximal y un espacio distal, comprendiendo el cuerpo una primera canalizacion de circulacion de un primer fluido, que se extiende entre el espacio proximal y el carter de la caja, y una segunda canalizacion de circulacion de un

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segundo fluido, que se extiende entre el espacio distal y el carter de la caja.

Preferentemente, la primera canalizacion se integra en una pared del cuerpo hueco, al objeto de desembocar al exterior del cuerpo en correspondencia con el carter de la caja y/o la segunda canalizacion desemboca al exterior del cuerpo en correspondencia con el carter de la caja. De este modo, el actuador posee una ocupacion de espacio limitada y puede ser montado, presionado, directamente contra el carter de la caja, lo cual limita el voladizo del actuador con relacion a la caja de accesorios.

La invencion se refiere tambien a un procedimiento de montaje de un actuador tal y como se ha definido anteriormente, que comprende una etapa de disposicion del cuerpo del actuador sobre el carter de la caja y una etapa de enlace del vastago de piston con la varilla de mando, de modo que el cuerpo del actuador se halle dispuesto entre el enlace del vastago con la varilla y el carter de la caja.

Preferentemente, el procedimiento comprende una etapa de disposicion de la varilla de mando coaxialmente en el interior del vastago de piston y una etapa de enlace de la varilla de mando y del vastago de piston, preferentemente mediante un eje de enlace, en correspondencia con sus respectivos extremos proximales.

La invencion se refiere tambien a una aeronave, especialmente del tipo helicoptero, que comprende un turboeje, al menos un flap que gobernar y una caja de accesorios tal y como se ha definido anteriormente, cuya varilla de mando esta unida a dicho flap.

Otras caracterlsticas y ventajas de la invencion se iran poniendo de manifiesto con la descripcion que sigue, llevada a cabo con referencia a las figuras que se acompanan, dadas a tltulo de ejemplos no limitativos y en las cuales a objetos semejantes se han dado referencias identicas.

La figura 1 es una vista esquematica en seccion transversal de una caja de accesorios de la tecnica anterior.

La figura 2 es una vista de la cara anterior de una caja de accesorios de la tecnica anterior.

La figura 3 es una vista esquematica en seccion transversal de una caja de accesorios segun la invencion.

La figura 4 es una vista de la cara anterior de una caja de accesorios segun la invencion.

Descripcion de la caja de accesorios segun la invencion

Segun se ilustra esquematicamente en la figura 4, una aeronave tal como, por ejemplo, un helicoptero comprende, de manera conocida, un motor con acceso anterior (o frontal) que incluye una caja 140 de equipos perifericos 50 del motor, denominada caja de accesorios (Accessory GearBox en ingles).

Segun se ilustra en las figuras 3 y 4, una caja de accesorios 140 comprende un carter 42 en el que esta determinado un conducto 45 en cuyo interior se halla dispuesta una varilla de mando de flaps 115 de la aeronave, establecida para deslizar axialmente en el interior de dicho conducto 45. En otras palabras, un desplazamiento de traslacion de la varilla 115 permite modificar la inclinacion de al menos un flap de la aeronave.

Con referencia a la figura 3, la caja de accesorios 140 incluye un actuador 120 de arrastre de dicha varilla 115, que va montado sobre la cara anterior del carter 42 de la caja de accesorios 140.

El actuador 120 comprende un cuerpo hueco 121 en el que esta montado un vastago de piston 122 solidario de un piston 123.

El cuerpo 121 del actuador 120 se materializa en forma de un cilindro longitudinal que discurre perpendicularmente a la cara anterior del carter 42 y cuya seccion puede ser diversa, en particular, cuadrada o circular.

El cuerpo 121 comprende, en correspondencia con su extremo distal 121d, una primera pared 124 que comprende una primera abertura 125 a traves de la cual desliza el vastago de piston 122 y, en correspondencia con su extremo proximal 121p, una segunda pared 126 que comprende una segunda abertura 128 a traves de la cual desliza el vastago de piston 122.

El piston 123 esta montado sobre el vastago de piston 122, sensiblemente en su mitad, y determinan una estructura monopieza. El piston 123 se establece para desplazarse en traslacion en el interior del cuerpo 121, segun el eje del actuador 120. El piston 123 separa el volumen interior del cuerpo 121 en dos espacios A y B, pudiendo ser ocupado cada espacio, al menos en parte, por un fluido con posibilidad de entrar y salir de dicho espacio por mediacion de una canalizacion (no representadas). De este modo, de manera conocida, se puede desplazar el piston 123 modificando la presion de fluido dentro de los espacios A, B del cuerpo 121.

De manera preferida, una pared longitudinal del cuerpo hueco 121 lleva integrada al menos una de dichas canalizaciones, en orden a permitir la conexion fluldica con el carter 42 de la caja 140, al propio tiempo que limita la ocupacion de espacio del actuador 120 en su conjunto.

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El vastago de piston 122 se materializa en forma de un tubo ciilndrico hueco en cuyo interior se halla dispuesta coaxialmente la varilla de mando 115. En este ejemplo, con referencia a la figura 3, el vastago de piston 122 posee una longitud axial superior a la longitud axial del cuerpo hueco 121 del actuador 120.

El vastago de piston 122 y la varilla de mando de flaps 115 estan unidos, en correspondencia con sus respectivos extremos proximales 122p y 115p, por un eje de enlace 130 que los hace solidarios en traslacion.

La varilla de mando 115 comprende, en correspondencia con su extremo proximal 115p, una rotula de bloqueo 118 de la varilla 115 dentro del vastago 122, siendo atravesada la rotula 118 de parte a parte por el eje de enlace 130.

Asl, semejante enlace permite la disposicion y la sujecion del cuerpo 121, del vastago de piston 122, del piston 123 y de la varilla de mando 115 coaxialmente entre si.

En correspondencia con las aberturas 125 y 128, se hallan respectivamente dispuestas, por ejemplo en horizontal, entre el vastago 122 y el cuerpo 121, unas juntas de estanqueidad 132, por ejemplo en X, al objeto de hermetizar los enlaces entre el vastago y el cuerpo del actuador.

La figura 4 ilustra la cara anterior de la caja de accesorios 140 segun la invencion y, especialmente, el enlace, entre el vastago de piston 122 y la varilla de mando 115, realizado mediante el eje de enlace 130, cuya accesibilidad, por la parte anterior del actuador 120, es entonces sencilla para un operario.

Tal accesibilidad permite evitar el desmontaje de los equipos perifericos 50, lo cual simplifica el mantenimiento de la caja de accesorios y permite reducir el tiempo y los costes del mismo.

Ensamble del actuador

Con objeto de montar el actuador sobre el carter 42 de la caja de accesorios 140, en primer lugar se dispone, en una primera etapa, el cuerpo del actuador 121 sobre el carter 42 de la caja 140, de modo que la varilla de mando 115 quede insertada en el interior del vastago de piston 122 y luego, en una segunda etapa, se une, con un eje de enlace 130, el vastago de piston 122 con la varilla de mando 115, en correspondencia con sus respectivos extremos proximales 115p y 122p, de modo que el cuerpo 121 del actuador 120 quede dispuesto entre el eje de enlace 130 y el carter 42 de la caja 140.

Con referencia a la figura 4, por lo tanto, un operario puede montar o desmontar con mucha facilidad el eje de enlace 130 que se encuentra por la parte delantera del actuador y es, por lo tanto, mas facil y rapidamente accesible para un operario en comparacion con la tecnica anterior.

Puesta en practica del actuador

Con objeto de accionar el actuador 120, se regula la presion del fluido dentro de las canalizaciones (no representadas) que alimentan los espacios A, B del cuerpo hueco 121, de modo que el piston 123 se desplace en el interior del cuerpo hueco 121 en el sentido que interesa.

De manera ventajosa, una o las dos canalizaciones de alimentacion con fluido de los espacios A y B pueden ir al menos parcialmente integradas directamente en la caja de accesorios 140, en orden a liberar espacio alrededor del actuador 120. En efecto, puesto que el eje de enlace 130 esta situado en la parte anterior del cuerpo hueco 121, ya no es necesario acondicionar un espacio entre el cuerpo hueco 121 y el carter 42.

El piston 123, cuando se desplaza en uno u otro sentido en el interior del cuerpo hueco 121, actua la traslacion del vastago de piston 122.

En su deslizamiento a traves del cuerpo 121, el vastago de piston 122, a su vez, arrastra la varilla 115, permitiendo asl el gobierno de los flaps asociados.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Caja de accesorios de turboeje para aeronave, comprendiendo dicha caja (140) un carter (42), una varilla (115) establecida para deslizar axialmente en el interior de dicha caja (140) y un actuador (120) de arrastre de dicha varilla (115) montado sobre dicho carter (42), comprendiendo dicho actuador (120) un cuerpo hueco (121), un piston (123) establecido para desplazarse en traslacion en el interior de dicho cuerpo (121) y un vastago de piston (122) que, unido a dicho piston (123), se extiende, al menos en parte, en el exterior del cuerpo (121) del actuador (120), estando unido dicho vastago (122) a la varilla (115), estando caracterizada la caja (140) por que dicha varilla (115) es una varilla de mando de flaps de la aeronave y el cuerpo (121) del actuador (120) se halla dispuesto entre el enlace, del vastago (122) con la varilla (115), y el carter (42) de la caja (140).
2. Caja segun la reivindicacion 1, en la que el vastago de piston (122) es hueco y atraviesa el cuerpo hueco

(121) de parte a parte, estando dispuesta la varilla de mando (115) coaxialmente en el interior del vastago de piston

(122) .
3. Caja segun una de las anteriores reivindicaciones, en la que el cuerpo (121) del actuador (122) comprende, en correspondencia con su extremo distal (121 d), una primera pared (124) que comprende una primera abertura (125) a traves de la cual desliza el vastago de piston (122) y, en correspondencia con su extremo proximal (121p), una segunda pared (126) que comprende una segunda abertura (128) a traves de la cual desliza el vastago de piston (122), estando unidos el vastago (122) y la varilla (115) en correspondencia con sus respectivos extremos proximales (122p, 115p) al objeto de ser solidarios en traslacion.
4. Caja segun una de las anteriores reivindicaciones, en la que el vastago de piston (122) y la varilla de mando (115) estan unidos por un eje de enlace (130) pasante perpendicularmente por el vastago (122) y la varilla (115).
5. Caja segun una de las anteriores reivindicaciones, en la que la varilla de mando (115) comprende, en correspondencia con su extremo proximal (115p), una rotula de bloqueo (118) de la varilla (115) en el interior del vastago (122).
6. Caja segun la reivindicacion 5, en la que la rotula de bloqueo se materializa en forma de una bola (118) en contacto directo con el vastago (122) en el conjunto de una superficie anular.
7. Caja segun una de las anteriores reivindicaciones 5 y 6, en la que la rotula (118) esta atravesada de parte a parte por el eje de fijacion (130).
8. Caja segun una de las anteriores reivindicaciones, en la que el piston (123) se halla dispuesto entre el extremo proximal (122p) y el extremo distal del vastago (122).
9. Caja segun la reivindicacion 3, en la que los enlaces entre el vastago de piston (122) y, respectivamente, la primera abertura (125) y la segunda abertura (128), son estancos.
10. Aeronave que comprende un turboeje, al menos un flap que gobernar y una caja de accesorios (140) segun una de las anteriores reivindicaciones, cuya varilla de mando (115) esta unida a dicho flap.