ES2880459T3 - Disposición de cojinete - Google Patents

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Abstract

Un tren de aterrizaje de aeronave que comprende: una viga (26) de bogie, un puntal (24) de choque acoplado a la viga del bogie mediante un pasador de pivote del bogie, y una disposición (100) de cojinetes acoplada a la viga del bogie y al montante amortiguador, comprendiendo la disposición de cojinete: un primer elemento (28) que tiene: una pista (106) de rodadura interior, y una primera superficie (102) de apoyo, un segundo elemento (24A), pivotante con respecto al primer elemento alrededor de un primer eje (A), comprendiendo el segundo elemento: una pista (108) de rodadura exterior, y una segunda superficie (104) de apoyo, que coopera con la primera superficie de apoyo para formar un cojinete liso de deslizamiento, y un elemento (110) de rodillo dispuesto entre las pistas de rodadura interior y exterior para formar un rodamiento, en el que las pistas de rodadura interior y exterior son arqueadas y subtienden un ángulo (α) alrededor del eje de menos de 360°.

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición de cojinete
Campo
Esta invención se refiere a una disposición de cojinete y a un tren de aterrizaje que incorpora la disposición de cojinete.
Antecedentes
Los trenes de aterrizaje de las aeronaves soportan cargas sustanciales cuando la aeronave está en tierra y el peso de la aeronave está apoyado en sus ruedas y, por lo tanto, movimientos relativamente menores de los cojinetes dentro del tren de aterrizaje pueden generar cantidades significativas de calor, que pueden dañar los cojinetes u otros componentes. Por ejemplo, una aeronave en rodaje rodará sobre superficies irregulares y para el tren de aterrizaje principal de la aeronave esto dará como resultado algún movimiento relativo entre la viga del bogie y el montante amortiguador del tren de aterrizaje principal. Dado que el tren de aterrizaje principal soportará una carga sustancial debido al peso de la aeronave al mismo tiempo, el movimiento puede causar una acumulación de calor significativa en los cojinetes entre la viga del bogie y el montante amortiguador.
Aunque se conocen varias configuraciones de cojinetes de baja fricción, estos suelen tener un peso mayor que los cojinetes lisos de deslizamiento que se utilizan generalmente en los trenes de aterrizaje de aeronaves. El peso adicional no es deseable para el tren de aterrizaje de la aeronave, ya que tiene un efecto perjudicial en el consumo de combustible de la aeronave. Por lo tanto, sería beneficioso proporcionar un cojinete de menor fricción que no añada peso significativamente al tren de aterrizaje.
El documento DE 7518183 U describe un cojinete liso de deslizamiento hidrodinámico en combinación con al menos un rodamiento; El documento US 2.309.397 A describe un medio de cojinete de apoyo de protección para un rotor de alta velocidad; y el documento US 2016/047412 A1 describe un casquillo de junta de pivote de aeronave.
Compendio
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un tren de aterrizaje de aeronave como se establece en la reivindicación 1.
Con tal disposición, se proporciona una disposición de cojinete que puede tener una fricción suficientemente baja para que la generación de calor pueda reducirse cuando el conjunto de cojinete está soportando una fuerza radial sustancial en una dirección, y el conjunto de cojinete puede tener un peso reducido.
La disposición de cojinete de la presente invención acopla la viga del bogie al montante amortiguador de un tren de aterrizaje de aeronave.
Las pistas de rodadura interior y exterior pueden subtender un ángulo alrededor del eje de no más de 180°. Por tanto, el peso de la disposición de cojinete puede reducirse aún más y el rodamiento puede soportar una parte sustancial del peso de la aeronave mientras la aeronave está apoyada en el tren de aterrizaje.
El primer elemento puede ser un apoyo o un pasador de pivote de bogie y el segundo elemento puede ser una orejeta.
La primera y segunda superficies de apoyo pueden ser arqueadas. Esto puede hacer que el cojinete liso de deslizamiento sea especialmente adecuado para girar alrededor de un eje fijo.
La primera superficie de apoyo y la pista de rodadura interior pueden formar una superficie continua. Esto puede permitir que el elemento de rodillo coopere con la primera superficie de cojinete y que la pista de rodadura interior coopere con la segunda superficie de cojinete, de modo que la disposición de cojinete pueda trabajar sobre un mayor intervalo de ángulos.
Las pistas de rodadura interior y exterior y el cojinete liso de deslizamiento pueden ser coplanarios en un plano normal al eje. Por lo tanto, puede proporcionarse una disposición de cojinete más compacta.
El conjunto de cojinete puede comprender además una cinta acoplada a la pista de rodadura interior o exterior, que rodea al menos parcialmente el elemento de rodillo. La cinta dispuesta de esta manera puede evitar que el elemento de rodillo deslice hasta una posición excéntrica del rodamiento y, por lo tanto, puede evitar el deslizamiento del elemento de rodillo.
El elemento de rodillo puede comprender una rueda dentada dispuesto para engranar con una superficie dentada correspondiente de la pista de rodadura interior y/o de la pista de rodadura exterior. Esto puede reducir el movimiento indeseable del elemento de rodillo, de tal modo que el elemento de rodillo o la jaula migre o se deslice hacia un extremo del cojinete de pista de rodadura y se ensucie cuando el cojinete se mueve, y puede evitar que el cojinete de pista de rodadura "toque fondo".
El elemento de rodillo puede ser un primer elemento de rodillo y la disposición de cojinete puede comprender además un segundo elemento de rodillo acoplado al primer elemento de rodillo mediante una jaula de modo que los elementos de rodillo mantengan una separación fija.
La jaula puede reducir la posibilidad de contacto entre elementos de rodillos adyacentes dentro del rodamiento.
Cada una de las pistas de rodadura interior y exterior puede subtender un ángulo en el eje que sea mayor que un ángulo subtendido por el primer y segundo extremos de la jaula. Esto puede permitir el movimiento de los elementos de rodillo dentro de la disposición de cojinete.
Las pistas de rodadura interior y exterior pueden extenderse a lo largo del eje más allá de lo que la primera y segunda superficies de cojinete pueden extenderse a lo largo del eje. Por tanto, se puede reducir la fricción y, en consecuencia, la generación de calor dentro del cojinete de pista de rodadura.
El primer elemento puede ser el pasador de pivote del bogie y el segundo elemento puede ser una orejeta del montante amortiguador, y la pista de rodadura interior puede estar dispuesta en un lado superior del pasador de pivote del bogie cuando el tren de aterrizaje está desplegado.
El primer elemento puede ser el pasador de pivote del bogie y el segundo elemento puede ser una orejeta de la viga del bogie, y la pista de rodadura interior puede estar dispuesta en un lado inferior del pasador de pivote del bogie cuando el tren de aterrizaje está desplegado.
Breve descripción de los dibujos
Con el fin de proporcionar una mejor comprensión de la presente invención, a continuación, se explicarán ciertos aspectos de la invención, solo a modo de ejemplo, con referencia a los siguientes dibujos, en los que:
La figura 1 muestra una aeronave;
La figura 2 muestra un tren de aterrizaje;
La figura 3 muestra una unión entre un montante amortiguador y una viga de bogie en un tren de aterrizaje;
La figura 4 muestra una disposición de cojinete según una realización de la invención;
La figura 5 muestra una disposición de cojinete alternativa según una realización de la invención; y
La figura 6 muestra otra disposición alternativa de cojinete según una realización de la invención.
Descripción detallada
La figura 1 es un diagrama de una aeronave 10. La aeronave 10 incluye conjuntos tales como un tren de aterrizaje 12 de morro, un tren de aterrizaje principal 14 y motores 16. Otros conjuntos de la aeronave resultarán evidentes para el experto en la técnica. El término aeronave, como se usa en este documento, incluye aviones, helicópteros y vehículos aéreos no tripulados (“drones”).
Con referencia ahora a la figura 2, un tren de aterrizaje principal 14 de aeronave incluye un soporte plegable 18, una articulación 20 de bloqueo y un conjunto de resorte de bloqueo hacia abajo montado en el soporte 18 y dispuesto para impulsar la articulación 20 de bloqueo a asumir un estado bloqueado. El tren de aterrizaje también incluye un montante amortiguador principal 24, que está acoplado a una viga 26 de bogie en su extremo inferior.
El tren de aterrizaje 14 se muestra unido a un fuselaje 11 y bajado a una posición desplegada, en la que el soporte 18 es sustancialmente recto y la viga 26 de bogie está dispuesta lejos del fuselaje 11. Se entenderá que el tren de aterrizaje 14 está unido de manera pivotante al fuselaje 11 de manera que el tren de aterrizaje pueda retraerse de modo que la viga 26 del bogie se asiente sustancialmente dentro del fuselaje 11.
Cuando se despliega el tren de aterrizaje 14, como se muestra en la figura 2, está dispuesto debajo del fuselaje 11 de manera que las ruedas del tren de aterrizaje 14 pueden hacer contacto con el suelo para soportar el peso de la aeronave 10. La viga 26 de bogie puede pivotar con respecto al montante amortiguador 24 alrededor de un eje A.
La figura 3 muestra una vista más detallada de la conexión entre la viga 26 del bogie y el montante amortiguador 24. Puede verse que la viga 26 de bogie soporta dos ejes (no mostrados) en los extremos 28A, 28B.
El montante amortiguador 24, en su extremo inferior, tiene una horquilla, que tiene dos orejetas sobresalientes, 24A, 24B. La viga 26 de bogie está dispuesta entre las dos orejetas, 24A, 24B y las orejetas 24A, 24B pueden estar conectadas de manera pivotante a la viga 26 de bogie mediante uno o más muñones (no visibles en la figura 3). Puede haber un muñón que se extiende desde cada orejeta 24A, 24B hacia la viga 26 de bogie, lo que significa que hay un total de dos muñones o puede haber un muñón que se extiende desde una primera orejeta 24A, a través de la viga 26 de bogie, a una segunda orejeta 24B. Alternativamente, el montante amortiguador 24 puede extenderse en un rebaje en la viga 26 de bogie.
Para acoplar de forma pivotante la viga de bogie a las orejetas, se utiliza un conjunto 100 de cojinete. La figura 4 muestra un conjunto 100 de cojinete según una realización de la presente invención. El conjunto 100 de cojinete está formado por una orejeta 24A, que puede considerarse un segundo elemento del conjunto de cojinete y un muñón 28 que puede considerarse un primer elemento del conjunto de cojinete, así como una pluralidad de elementos 110 de rodillo. El muñón 28 puede ser un pasador de pivote de bogie. El muñón 28 tiene una primera superficie 102 de apoyo, que coopera con y desliza a lo largo de una segunda superficie 104 de apoyo, que está formada en la orejeta 24A. El muñón 28 también tiene una pista 106 de rodadura interior, que está dispuesta para tener una pluralidad de elementos 110 de rodillo rodando a lo largo de ella, los elementos 110 de rodillo también ruedan a lo largo de una pista 108 de rodadura exterior, formada en la orejeta 24A. Las primera y segunda superficies 102, 104 de cojinete forman un cojinete liso de deslizamiento entre el muñón 28 y la orejeta 24A. El cojinete liso de deslizamiento puede comprender además grasa para reducir la fricción del cojinete liso de deslizamiento. La pista 106 de rodadura interior, los elementos 110 de rodillo y la pista 108 de rodadura exterior forman un rodamiento.
El rodamiento también se puede conocer como elemento de rodamiento o rodamiento de pista de rodadura. El rodamiento puede ser un cojinete de bolas, un cojinete de rodillos cilíndricos, un cojinete de rodillos esféricos, un cojinete de engranajes, un cojinete de rodillos cónicos o un cojinete de agujas o cualquier otro tipo de cojinete que tenga elementos de rodillos intermedios dispuestos entre las pistas de rodadura interior y exterior.
Las pistas de rodadura interior y exterior 106, 108 pueden extenderse alrededor del eje A de manera que subtiendan un ángulo a. El ángulo a es menor de 360° y puede ser preferiblemente de 180° o menor.
Generalmente, los rodamientos tienen un peso mayor que los cojinetes lisos. Por lo tanto, no es deseable implementar un rodamiento completo en un tren de aterrizaje. Los presentes inventores se han dado cuenta de que, debido a la carga y el movimiento particulares que tiene lugar en un tren de aterrizaje, se puede utilizar una disposición de cojinete en un tren de aterrizaje para beneficiarse de la baja fricción de un rodamiento sin aumentar excesivamente el peso de la disposición de cojinete.
El presente cojinete puede ser ventajoso en situaciones en las que se transfiere una fuerza de cizallamiento significativa a través de un cojinete, por ejemplo, a través de una carga de cizallamiento en un pasador de pivote, aplicándose la fuerza de cizallamiento en un intervalo estrecho de direcciones.
En la realización mostrada en la figura 4, cuando se aplica una fuerza hacia abajo a la orejeta 24A, el rodamiento se aplicará para soportar una parte sustancial de la carga y, por lo tanto, el cojinete tendrá una fricción baja. Cuando se aplica una fuerza hacia arriba a la orejeta, por ejemplo, cuando un tren de aterrizaje que incorpora el cojinete está suspendido, el cojinete liso de deslizamiento se aplicará y, por lo tanto, la rotación seguirá siendo posible, aunque con una mayor fricción.
Al extender el rodamiento en menos de 360°, se puede usar un peso menor porque se pueden usar menos elementos rodantes. Esto también puede permitir que una orejeta 24A más pequeña rodee el cojinete. Sin embargo, existe el inconveniente de que el cojinete no puede girar 360° completos. Si se conoce la dirección más probable de carga de cizallamiento elevada en la disposición 100 de cojinete (por ejemplo, en una dirección vertical), entonces el rodamiento y el cojinete liso de deslizamiento pueden extenderse cada uno alrededor de ángulos de 180°. Cuando un rodamiento se extiende aproximadamente en más de 180°, el beneficio en términos de reducción de la fricción no aumenta mucho ya que en no más de 180° el rodamiento se aplicará cuando se aplique una fuerza de cizallamiento a la disposición de cojinete. Por lo tanto, una disposición de cojinete en la que el rodamiento se extienda aproximadamente 180° o menos puede proporcionar una solución preferible teniendo en cuenta las consideraciones de fricción y peso.
El cojinete liso de deslizamiento formado por la primera superficie 102 de cojinete y la segunda superficie 104 de cojinete puede extenderse alrededor del eje A de manera que la primera y segunda superficies 102, 104 de cojinete arqueadas subtiendan un ángulo p. El ángulo p puede ser igual a 360° - a. Esto puede permitir una disposición de cojinete más compacta, en la que el rodamiento y el cojinete liso de deslizamiento son coplanarios, como se muestra en la figura 4.
Alternativamente, el ángulo p puede ser mayor que 360° - a, p puede ser 360°. En tal ejemplo, la primera y segunda superficies 102, 104 de cojinete pueden ser cilindricas y pueden estar desplazadas axialmente del rodamiento a lo largo del eje A. Por ejemplo, el conjunto 100 de cojinete puede tener un cojinete liso de deslizamiento que se extiende alrededor de 360° y puede tener un rodamiento axialmente desplazado que se extiende alrededor de un ángulo de menos de 360°.
El rodamiento puede contener solo un elemento 110 de rodillo o, como se muestra en la figura 4, puede contener una pluralidad de elementos 110 de rodillo. Cuando el rodamiento contiene una pluralidad de elementos 110 de rodillo, los elementos 110 de rodillo pueden acoplarse a una jaula 112, que fija una separación entre los elementos 110 de rodillo de manera que, cuando el conjunto 100 de cojinete gira alrededor del eje A, los elementos 110 de rodillo no se acerque ni se aleje de sus elementos 110 de rodillo adyacentes. La jaula 112 puede ser cualquier tipo de jaula que mantenga una separación entre los elementos 110 de rodillo. La jaula 112 puede subtender un ángulo y en sus extremos. El ángulo y puede ser menor que el ángulo a de modo que los elementos 110 de rodillo pueden moverse dentro del rodamiento sin hacer contacto con los extremos del rodamiento. Preferiblemente, el ángulo y puede ser menor que el ángulo a en al menos 10°.
La figura 5 muestra un conjunto 100 de cojinete alternativo. En este conjunto de cojinete, los elementos 110 de rodillo comprenden al menos un elemento dentado 114, la pista 106 de rodadura interior comprende una parte dentada 116 y la pista 108 de rodadura exterior comprende una parte exterior dentada 118. Utilizando un elemento 114 de rodillo engranado, que puede acoplarse a los otros elementos 110 de rodillo mediante una jaula 112, se puede reducir el deslizamiento de los elementos 110 de rodillo y también se puede reducir el deslizamiento de los elementos 110 de rodillo alrededor del rodamiento. Todos los elementos 110 de rodillo pueden estar dentados y la totalidad de las pistas de rodadura interiores y exteriores 106, 108 pueden estar dentadas o, como se muestra en la Figura 5, puede haber un solo elemento 114 de rodillo dentado y solo una parte de las pistas de rodadura interior y exterior 116, 118 pueden estar dentadas.
El término "resbalamiento", como se usa en esta memoria descriptivas, está destinado a referirse al mecanismo por el cual los elementos de rodillo pueden, por deslizamiento, por ejemplo, mover su posición dentro de un rodamiento durante el curso de un movimiento repetido. Esto puede hacer que los elementos de rodillo entren en contacto con el extremo de un rodamiento, lo que evitará que los elementos de rodillo rueden y puede aumentar la fricción.
La figura 6 muestra un conjunto 100 de cojinete alternativo, en el que una cinta 120 está unida a la pista de rodadura interior en una parte 120A de cinta unida y una segunda parte 120B de la cinta se extiende alrededor de un elemento 110 de rodillo. Alternativamente, una parte de la cinta puede unirse a la pista 108 de rodadura exterior. A medida que el elemento rodante 110 se mueve debido a la rotación del conjunto 100 de cojinete, la cinta 120 se enrollará o desenrollará adicionalmente alrededor del elemento 110 de rodillo. Uniendo la cinta 120 al elemento 110 de rodillo, el elemento 110 de rodillo puede mantenerse en su lugar de manera que se mueva sólo como consecuencia de la rotación del conjunto 100 de cojinete. Esto puede reducir el resbalamiento del elemento 110 de rodillo.
El elemento 110 de rodillo mostrado en la figura 6 unido a la cinta 120 también puede estar unido a una jaula, como la mostrada en las figuras 4 y 5, de modo que mantenga todos los elementos de rodillo en una posición correcta.
Puede ser deseable tener dos cintas 120, una dispuesta alrededor de un elemento 110 de rodillo, que puede ser un elemento de rodillo más extremo del rodamiento y una segunda cinta dispuesta alrededor de un segundo elemento 110 de rodillo, que puede estar en un extremo opuesto del rodamiento. Esto puede evitar que se produzca resbalamiento en cualquier dirección alrededor del rodamiento. Alternativamente, se pueden emplear resortes en cualquier extremo del rodamiento para mantener los elementos 110 de rodillo en una posición central.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un tren de aterrizaje de aeronave que comprende:
una viga (26) de bogie,
un puntal (24) de choque acoplado a la viga del bogie mediante un pasador de pivote del bogie, y
una disposición (100) de cojinetes acoplada a la viga del bogie y al montante amortiguador, comprendiendo la disposición de cojinete:
un primer elemento (28) que tiene:
una pista (106) de rodadura interior, y
una primera superficie (102) de apoyo,
un segundo elemento (24A), pivotante con respecto al primer elemento alrededor de un primer eje (A), comprendiendo el segundo elemento:
una pista (108) de rodadura exterior, y
una segunda superficie (104) de apoyo, que coopera con la primera superficie de apoyo para formar un cojinete liso de deslizamiento, y
un elemento (110) de rodillo dispuesto entre las pistas de rodadura interior y exterior para formar un rodamiento,
en el que las pistas de rodadura interior y exterior son arqueadas y subtienden un ángulo (a) alrededor del eje de menos de 360°.
2. El tren de aterrizaje de aeronave de la reivindicación 1, en el que la pista de rodaduras interior y exterior subtienden un ángulo alrededor del eje de no más de 180°.
3. El tren de aterrizaje de aeronave de la reivindicación 1 o 2, en el que el primer elemento es un muñón.
4. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que el segundo elemento es una orejeta.
5. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que la primera y segunda superficies de cojinete son arqueadas.
6. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que la primera superficie de cojinete y la pista de rodadura interior forman una superficie continua.
7. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que el rodamiento y el cojinete liso de deslizamiento están desplazados en una dirección a lo largo del eje.
8. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, que comprende además una cinta (120) acoplada a la pista de rodadura interior o exterior y rodeando al menos parcialmente el elemento de rodillo.
9. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que el elemento de rodillo comprende una rueda dentada (114), dispuesta para engranar con una superficie dentada (116, 118) correspondiente de la pista de rodadura interior y/o de la pista de rodadura exterior.
10. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que el elemento de rodillo es un primer elemento de rodillo y la disposición de cojinete comprende además un segundo elemento de rodillo acoplado al primer elemento de rodillo mediante una jaula (112) de manera que los elementos de rodillo mantienen una separación fija.
11. El tren de aterrizaje de aeronave de la reivindicación 10, en el que las pistas de rodadura interior y exterior subtienden cada una un ángulo en el eje que es mayor que un ángulo subtendido por el primer y segundo extremos de la jaula.
12. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que las pistas de rodadura interior y exterior se extienden a lo largo del eje más allá de la primera y segunda superficies de cojinete que se extienden a lo largo del eje.
13. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que el primer elemento es el pasador de pivote del bogie y el segundo elemento es una orejeta del montante amortiguador, y en el que la pista de rodadura interior está dispuesta en un lado superior del pasador de pivote del bogie cuando el tren de aterrizaje está desplegado.
14. El tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en el que el primer elemento es el pasador de pivote del bogie y el segundo elemento es una orejeta de la viga del bogie, y en el que la pista de rodadura interior está dispuesta en un lado inferior del pasador de pivote del bogie cuando el tren de aterrizaje está desplegado.
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