ES2897445T3 - Cojinete conductor autolubricante - Google Patents

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ES2897445T3 ES19180234T ES19180234T ES2897445T3 ES 2897445 T3 ES2897445 T3 ES 2897445T3 ES 19180234 T ES19180234 T ES 19180234T ES 19180234 T ES19180234 T ES 19180234T ES 2897445 T3 ES2897445 T3 ES 2897445T3
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Abstract

Un cojinete (200) que comprende un manguito eléctricamente conductor (202) y un revestimiento autolubricante (208), en el que: el manguito eléctricamente conductor (202) comprende una primera porción y una segunda porción, teniendo respectivamente la primera porción y la segunda porción una superficie interior (206, 212) y una superficie exterior (210, 218); el revestimiento autolubricante se extiende sobre la superficie interior (206) de la primera porción del manguito eléctricamente conductor para definir un primer volumen tubular (214), teniendo el primer volumen tubular un primer diámetro (A) y un primer eje longitudinal; y la superficie interior (212) de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor (202) define un se- gundo volumen tubular (216), en el que cuando el cojinete (200) está en uso, el segundo volumen tubular (216) tiene el mismo diámetro y el mismo eje longitudinal que el primer volumen tubular (214); caracterizado por que, cuando el cojinete está en uso, la superficie exterior (210) de la primera porción del manguito eléctricamente conductor se extiende radialmente más desde el primer eje longitudinal que la su- perficie exterior de la segunda porción (218) del manguito eléctricamente conductor.

Description

DESCRIPCIÓN
Cojinete conductor autolubricante
Antecedentes
Un conjunto de tren de aterrizaje de una aeronave puede incluir componentes estructurales acoplados de forma móvil por medio de un acoplamiento o articulación. Por ejemplo, un tirante delantero incluye componentes primero y segundo que están acoplados de forma pivotante uno con el otro utilizando una articulación de clavija para permitir que el tirante se pliegue. La articulación de clavija generalmente consiste en una clavija con un recubrimiento duro (tradicionalmente recubierta de cromo y, más recientemente, con Recubrimiento de Combustible de Oxígeno de Alta Velocidad (HVOF)) asentado contra un casquillo de desgaste de sacrificio (generalmente hecho de bronce de aluminio o acero inoxidable) que se encuentra alojado dentro de las. orejetas de acoplamiento de los componentes acoplados.
Es deseable que los trenes de aterrizaje proporcionen una vía conductora entre las ruedas y los puntos de fijación del tren de aterrizaje en la aeronave para permitir descargas electrostáticas y asegurar la protección contra los rayos. En una articulación de clavija, por ejemplo, la vía conductora está formada por componentes estructurales acoplados eléctricamente siendo usada la vía conductora entre el casquillo metálico y la clavija de articulación.
Recientemente, se han utilizado materiales de baja fricción, comúnmente conocidos como materiales autolubricantes, para recubrir o revestir los casquillos de las articulaciones para reducir la necesidad de engrasar periódicamente la articulación. Estos materiales autolubricantes son generalmente malos conductores y, por lo tanto, se pierde la cone­ xión eléctrica que estaba asegurada por el contacto de metal con metal entre el casquillo de articulación, el compo­ nente y la clavija.
Las correas de unión son una forma de proporcionar una vía de corriente entre los componentes acoplados. Sin em­ bargo, las correas de unión requieren puntos de sujeción y sujetadores y pueden provocar que otros equipos se en­ ganchen. Además, las correas de unión pueden causar un exceso de ruido y aumentar la complejidad de la articula­ ción, lo que lleva a un mayor nivel de mantenimiento. Sería deseable mitigar estos problemas.
El documento GB 2410986A describe un sistema de cojinete autolubricante eléctricamente conductor que comprende una estructura de acoplamiento y un sustrato eléctricamente conductor en el que el material lubricante 6 está dispuesto dentro de los valles del sustrato eléctricamente conductor de modo que el material lubricante 6 quede a ras con las partes no revestidas y conductoras. Este documento muestra el preámbulo de la reivindicación 1 del apéndice.
Sumario de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un cojinete que comprende un manguito eléctricamente conductor y un revestimiento autolubricante, en el que el manguito eléctricamente conductor com­ prende una primera porción y una segunda porción, teniendo la primera porción y la segunda porción respectivamente una superficie interior y una superficie exterior; extendiéndose el revestimiento autolubricante sobre la superficie inte­ rior de la primera porción del manguito eléctricamente conductor para definir un primer volumen tubular, teniendo el primer volumen tubular un primer diámetro y un primer eje longitudinal; y definiendo la superficie interior de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor un segundo volumen tubular, teniendo el segundo volumen tubular el mismo diámetro y el mismo eje longitudinal que el primer volumen tubular.
Ventajosamente, un cojinete de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención proporciona una vía conduc­ tora entre la superficie exterior de la articulación de clavija y la clavija, acoplando eléctricamente los componentes estructurales que están acoplados de forma móvil por medio de la articulación de clavija. Además, un cojinete de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención reduce la necesidad de ranuras de lubricación en la articulación de clavija y puede reducir la envolvente del espacio y la masa total de la articulación, lo que conduce a una articulación de clavija mejorada.
La superficie exterior de la primera porción del manguito eléctricamente conductor puede extenderse radialmente más allá desde el primer eje longitudinal que la superficie exterior de la segunda porción del manguito eléctricamente con­ ductor.
La segunda porción del manguito eléctricamente conductor puede comprender una pluralidad de secciones de con­ tacto que sobresalen de la primera porción y en paralelo al primer eje longitudinal, estando las secciones de contacto separadas unas de las otras por espacios de separación formados en la segunda porción del manguito eléctricamente conductor.
El cojinete puede comprender una brida. La brida puede comprender un cuerpo de brida que se extiende radialmente desde un extremo del manguito conductor.
De acuerdo con otro aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un conjunto de articulación de clavija que comprende una clavija de articulación; un componente; y un cojinete de acuerdo con el aspecto anterior, en el que la clavija de articulación ocupa los volúmenes tubulares primero y segundo y la superficie exterior de la primera porción contacta con el componente de manera que el componente está acoplado pivotantemente a la clavija de articulación.
La superficie exterior de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor puede estar separada del compo­ nente por un espacio de separación.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de tren de aterrizaje de una aero­ nave que comprende uno o más de los conjuntos de articulación anteriores.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describirán algunas realizaciones de la presente invención, únicamente a modo de ejemplo ilustra­ tivo, con referencia a las figuras que se acompañan, en las cuales:
la figura 1 es un conjunto de articulación conocido que comprende una correa de unión;
la figura 2 es un diagrama en sección transversal de un cojinete de acuerdo con una realización de la inven­ ción;
la figura 3 es un diagrama en sección transversal de un cojinete de acuerdo con otra realización de la inven­ ción;
la figura 4 es un diagrama de una vista parcial de una aeronave con un conjunto de tren de aterrizaje que comprende una realización de la invención.
Descripción detallada de realizaciones ilustrativas
La figura 1 muestra una articulación de clavija 100 conocida que comprende una clavija de articulación 102 y varios cojinetes autolubricantes. La articulación de clavija 100 acopla un primer componente 104 y un segundo componente 106 de manera que el primer componente 104 se pueda mover con relación al segundo componente 106 pivotando alrededor de la clavija de articulación 102. El primer componente 104 y el segundo componente 106 pueden ser, por ejemplo, enlaces de un tirante lateral, enlaces de torsión, enlaces de bloqueo, clavija de pivote de bogie, accesorios de actuador u otros componentes similares que se encuentran comúnmente en los trenes de aterrizaje. Los casquillos autolubricantes (no visibles en la figura 1) están dispuestos entre la clavija de articulación y los componentes primero y segundo 104, 106. Los casquillos autolubricantes comprenden un material de baja fricción que reduce o elimina la necesidad de lubricación periódica del casquillo. En otras disposiciones de uniones de clavija conocidas, uno de los componentes primero y segundo pueden estar empernados en cruz a la clavija de la articulación, de modo que sólo el otro componente pueda moverse con respecto a la clavija de la articulación.
El material de baja fricción del casquillo autolubricante puede ser un mal conductor eléctrico. Para asegurar que existe una vía conductora, a través del cual las descargas electrostáticas o las corrientes resultantes de los rayos pueden circular desde el primer componente 104 al segundo componente 106, se acopla una correa de unión eléctricamente conductora 110 al primer componente 104, a través de un primer punto de articulación de la correa 112a, al segundo componente 106, a través de un segundo punto de sujeción 112b de la correa. La cinta de articulación comprende un material eléctricamente conductor. Los puntos de sujeción 112a y 112b están configurados para permitir que la co­ rriente fluya desde el primer componente 104 a través de la correa de unión 110 hasta el segundo componente 106.
Las correas de unión adolecen de varios inconvenientes. Por ejemplo, pueden hacer que otros equipos se enganchen o pueden hacer que el tren de aterrizaje se "cuelgue" durante el despliegue. Además, las correas de unión pueden crear un exceso de ruido y los puntos de articulación 112a, 112b pueden requerir pernos y sujetadores que pueden ser perjudiciales para la integridad estructural de los componentes 104, 106. Las correas de unión también aumentan la complejidad del montaje de la articulación y, como resultado, requieren mayor mantenimiento.
La figura 2 muestra una sección transversal de un conjunto de articulación de clavija que comprende un cojinete 200 de acuerdo con una realización de la presente invención. El cojinete 200 es sustancialmente tubular y comprende un manguito eléctricamente conductor 202 y un revestimiento autolubricante 208. El cojinete 200 está dispuesto entre la clavija de articulación (no ilustrada en la figura 2) y una superficie interior del componente estructural 204, permitiendo que el componente estructural 204 pivote alrededor de la clavija de articulación mientras se mantiene una conexión eléctrica entre el componente estructural 204 y la clavija de articulación a través del manguito eléctricamente conductor 202.
El manguito eléctricamente conductor 202 comprende una primera porción y una segunda porción, siendo las porcio­ nes primera y segunda contiguas una a la otra. En esta realización, la superficie interior 206 de la primera porción del manguito eléctricamente conductor es tubular aunque en otras realizaciones puede no ser tubular sino tener una forma irregular, por ejemplo para mejorar la adherencia del revestimiento 208 al manguito. La superficie interior 206 de la primera porción del manguito eléctricamente conductor está revestida o recubierta con una capa de material autolu­ bricante que forma el revestimiento autolubricante 208 que define un primer volumen tubular 214.
El revestimiento autolubricante 208 tiene una superficie tubular interior dispuesta para contactar con la clavija de arti­ culación, lo que facilita el movimiento de pivote del componente estructural 204 alrededor de la clavija de articulación. La superficie tubular interior del revestimiento autolubricado 208 tiene un primer diámetro A.
En esta realización, la superficie exterior 210 de la primera porción del manguito eléctricamente conductor es una superficie tubular, dispuesta para contactar y adaptarse a una superficie del componente estructural 204. En otras realizaciones, la superficie exterior 210 puede estar conformada para definir un prisma recto rectangular, un prisma recto triangular o cualquier otra forma que se ajuste a la forma de la superficie del componente estructural 204.
La superficie interior 212 de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor es tubular y define un segundo volumen tubular 216, teniendo el segundo volumen tubular 216 el mismo diámetro A y el mismo eje longitudinal que el primer volumen tubular 214 definido por la superficie interior del revestimiento autolubricante 208. En la realización de la figura 2, el segundo volumen tubular 216 es contiguo al primer volumen tubular, sin embargo, en otras realiza­ ciones, la superficie interior del revestimiento autolubricado 208 y la superficie interior 212 de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor puede tener un espacio de separación entre ellos, dando como resultado un es­ pacio de separación entre los volúmenes tubulares primero y segundo 214, 216.
El cojinete está dispuesto de tal manera que, cuando está en uso, la clavija de articulación ocupa los volúmenes tubulares primero y segundo 214, 216 y exista una vía de corriente desde la superficie exterior 210 de la primera porción del manguito eléctricamente conductor a la superficie interior 212 de la segunda porción del manguito eléctri­ camente conductor, acoplando de esta manera eléctricamente el componente estructural 204 a la clavija de articula­ ción.
Como se ilustra en la figura 2, la superficie exterior 218 de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor no entra en contacto con el componente estructural 204, ya que la superficie exterior 210 de la primera porción del manguito eléctricamente conductor se extiende radialmente más allá del eje longitudinal de los volúmenes tubulares primer y segundo 214, 216, que la superficie exterior de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor, creando así un relieve rebajado opuesto a la superficie interior 212 de la segunda porción. En otras palabras, la se­ gunda porción del manguito eléctricamente conductor tiene una forma tal que su superficie interior entra en contacto con la clavija de articulación, pero su superficie exterior no entra en contacto con el componente estructural 204. La existencia del relieve rebajado, o rebaje, proporciona una pequeña cantidad de flexibilidad, o resiliencia, a la segunda porción del manguito conductor 202 que, en uso, está en contacto con la clavija de articulación. Esta flexibilidad es ventajosa, ya que significa que cuando está en uso, la segunda porción del manguito conductor no soporta la carga total del rodamiento, ya que la segunda porción se deformará ligeramente elásticamente de modo que la primera porción del manguito conductor soporta la carga total del rodamiento y por el revestimiento autolubricante 208. Al reducir la carga soportada por la segunda porción sin revestimiento del manguito se evita el desgaste y/o rayado indeseables del manguito conductor y de la clavija de articulación. En otros ejemplos, que no están dentro del alcance de las reivindicaciones, la superficie exterior 218 de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor puede estar alineada con la superficie exterior 210 de la primera porción del manguito eléctricamente conductor.
En la realización de la figura 2, el cojinete comprende una brida 220 en un lado. La brida 220 comprende un cuerpo de brida que se extiende radialmente desde un extremo del manguito conductor y está dispuesto para limitar el reco­ rrido axial del cojinete 200 con respecto a la clavija de articulación o al componente estructural 204. Otras realizaciones pueden no tener una brida.
En la figura 2 se ilustran dos cojinetes, siendo uno una imagen especular del otro. Ambos cojinetes comprenden una brida y un relieve rebajado opuesto a la superficie interior no revestida del manguito eléctricamente conductor. Sin embargo, en otras disposiciones de articulación, puede haber solo un rodamiento, o solamente un rodamiento puede tener una brida, o solamente un rodamiento puede tener un relieve rebajado. En otras disposiciones, puede haber un cojinete como se ha descrito con anterioridad y el segundo cojinete puede carecer de la segunda porción no revestida, es decir, el segundo cojinete puede tener un revestimiento autolubricante extendido sobre toda la superficie interior del manguito conductor de electricidad. El experto en la materia apreciará que son posibles varias combinaciones de lo anterior.
La figura 3 muestra otra realización de la invención. El cojinete de la figura 3 es sustancialmente similar al de la figura 2. Sin embargo, en la realización de la figura 3, la segunda porción del manguito eléctricamente conductor tiene una periferia almenada, con una pluralidad de secciones de contacto 322a, 322b, 322c que sobresalen de la primera porción 202 del manguito eléctricamente conductor y en paralelo al eje longitudinal de los volúmenes tubulares primero y segundo 214, 216. Las secciones de contacto 322a, 322b, 322c están separadas unas de las otras por espacios 324a, 324b, formados en la segunda porción del manguito conductor de electricidad. Aunque en la realización de la figura 3 los miembros forman almenas rectangulares, en otras realizaciones, pueden formar un patrón de dientes de sierra o cualquier otra forma similar. De esta manera, en la realización de la figura 3, la segunda porción del manguito eléctricamente conductor forma un anillo ranurado, que proporciona una mayor flexibilidad de la segunda porción del manguito con respecto a la proporcionada simplemente por el rebajado en relieve.
La figura 4 muestra un esquema parcial de una aeronave 410 que tiene un conjunto de tren de aterrizaje 420 que comprende un puntal de aterrizaje principal 440, ruedas 430 y al menos un conjunto de articulación 400 que incluye un cojinete de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
El revestimiento autolubricante que se ha explicado más arriba puede ser un polímero reforzado con fibras sintéticas que pueden comprender fibras continuas como carbono, aramida, vidrio, PTFE, poliéster o una combinación de ellas. El revestimiento autolubricante también puede comprender partículas de lubricante seco que contienen epoxi, tal como grafito, y una mezcla tejida continuamente de fibras de PTFE y fibras de carbono. El experto en la materia reconocerá que los anteriores son solo ejemplos y que se puede usar en su lugar cualquier material con propiedades de baja fricción. El revestimiento autolubricante puede inyectarse en la superficie interior 206 de la primera porción del manguito eléctricamente conductor.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un cojinete (200) que comprende un manguito eléctricamente conductor (202) y un revestimiento autolubricante (208), en el que:
el manguito eléctricamente conductor (202) comprende una primera porción y una segunda porción, teniendo respectivamente la primera porción y la segunda porción una superficie interior (206, 212) y una superficie exterior (210, 218);
el revestimiento autolubricante se extiende sobre la superficie interior (206) de la primera porción del manguito eléctricamente conductor para definir un primer volumen tubular (214), teniendo el primer volumen tubular un primer diámetro (A) y un primer eje longitudinal; y
la superficie interior (212) de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor (202) define un se­ gundo volumen tubular (216), en el que cuando el cojinete (200) está en uso, el segundo volumen tubular (216) tiene el mismo diámetro y el mismo eje longitudinal que el primer volumen tubular (214); caracterizado por que, cuando el cojinete está en uso, la superficie exterior (210) de la primera porción del manguito eléctricamente conductor se extiende radialmente más desde el primer eje longitudinal que la su­ perficie exterior de la segunda porción (218) del manguito eléctricamente conductor.
2. Un cojinete (200) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda porción del manguito eléctricamente conductor comprende una pluralidad de secciones de contacto (322a, 322b, 322c) que sobresalen de la primera porción y en paralelo al primer eje longitudinal, estando separadas las secciones de contacto (322a, 322b, 322c) unas de las otras por espacios de separación (324a, 324b) formados en la segunda porción del manguito eléctri­ camente conductor.
3. Un cojinete (200) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende una brida (220).
4. Un cojinete (200) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la brida (220) comprende un cuerpo de brida que se extiende radialmente desde un extremo del manguito conductor.
5. Un conjunto de articulación de clavija que comprende
una clavija de articulación;
un componente (204); y
un cojinete (200), dispuesto entre la clavija de articulación y una superficie interior del componente (204) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
en el que la clavija de articulación ocupa los volúmenes tubulares primero y segundo (214, 216) y la superficie exterior (210) de la primera porción contacta con el componente de manera que el componente está acoplado de manera pivotante a la clavija de articulación.
6. Un conjunto de articulación de clavija de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la superficie exterior (218) de la segunda porción del manguito eléctricamente conductor está separada del componente por un espacio de separación.
7. Un conjunto de tren de aterrizaje de aeronave (420) que comprende uno o más conjuntos de articulación (400) de acuerdo con la reivindicación 5 o 6.
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