IT201900019934A1

IT201900019934A1 - Maniglia a carico applicabile limitato per una porta di un aeromobile

Info

Publication number: IT201900019934A1
Application number: IT102019000019934A
Authority: IT
Inventors: Rosario Cascone; Angelo Guercia; Ernesto Rinaldi; Angelo Trinchillo
Original assignee: Leonardo Spa
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2021-04-29
Also published as: WO2021084423A1; EP4051578B1; EP4051578A1; ES2970448T3; US20220381059A1

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione dal titolo:

“Maniglia a carico applicabile limitato per una porta di un aeromobile”

DESCRIZIONE

Settore tecnico

La presente invenzione riguarda una maniglia a carico applicabile limitato per una porta di un mezzo di trasporto, in particolare ma non esclusivamente, una porta cargo di un aeromobile.

Stato della tecnica

I meccanismi delle porte utilizzate sui mezzi di trasporto, e in particolare quelle in ambito aeronautico, sono soggetti a verifiche strutturali in condizioni straordinarie che raramente si verificano effettivamente in esercizio. Una di queste, spesso la più stringente riguardo il dimensionamento della maggioranza dei componenti meccanici, è quella di anomalo bloccaggio per cause estemporanee e contemporanea forzatura della maniglia da parte dell’operatore nel tentativo di vincere la resistenza accidentale. Può infatti capitare che, par svariati motivi, la maniglia di una porta o sportello di un velivolo o altro mezzo di trasporto rimanga bloccata, ad esempio per presenza di corpi estranei all’interno del meccanismo.

In mancanza di un motivo valido per limitare il carico massimo applicabile, spesso impossibile da sostenere riguardo alla potenziale casistica applicabile, le norme di certificazione prescrivono livelli di sollecitazione da considerare sulla maniglia molto alti, con conseguente sovradimensionamento di tutte le parti coinvolte nella trasmissione del moto. Il problema è particolarmente sensibile nelle applicazioni in cui il peso e l’ingombro sono fattori importanti nei confronti del risultato atteso.

Le norme certificative in ambito aeronautico prevedono la verifica di resistenza dei meccanismi delle porte di mezzi di trasporto in condizioni straordinarie e non operative di bloccaggio imprevisto rispetto alle quali si presuppone un’azione di forzamento sulla maniglia da parte dell’operatore nel tentativo di risolvere lo stallo.

Per rendere la maniglia conforme a sopportare i carichi massimi imposti dalle norme certificative, occorre sovradimensionare il meccanismo della maniglia, con conseguente aggravio di costo, peso e spazio utile occupato.

La presente invenzione propone di limitare il carico massimo applicabile ad una maniglia utilizzando un elemento sacrificale.

Nel campo dei fusibili meccanici, la pubblicazione brevettuale US 2017/0137147 A1 riguarda una configurazione di perni sacrificali con elementi fisici distintivi che rendono univoca l’installazione impedendo assemblaggi errati.

Sintesi dell’invenzione

La presente invenzione si prefigge quindi lo scopo di realizzare una maniglia dotata di un dispositivo meccanico di limitazione del carico che consenta di assumere una condizione dimensionante meno gravosa, senza compromettere la funzionalità del prodotto in quanto il dispositivo di limitazione non interviene in condizioni operative.

Il suddetto scopo, ed altri scopi e vantaggi che saranno compresi meglio in seguito sono raggiunti, secondo la presente invenzione, da una maniglia regolabile avente le caratteristiche enunciate nell'annessa rivendicazione indipendente 1. Secondo un altro aspetto, l’invenzione riguarda un aeromobile che include almeno una porta con una maniglia come definita nella rivendicazione 1. Forme di attuazione vantaggiose dell’invenzione sono specificate nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto è da intendersi come parte integrante della descrizione che segue.

In sintesi, secondo un aspetto della presente invenzione, si realizza una maniglia per l’apertura e la chiusura di una porta di un mezzo di trasporto, in particolare di un aeromobile. La maniglia comprende:

una parte di base, bloccabile ad un albero girevole di un meccanismo di apertura della porta; una parte di presa manuale, collegata alla parte di base;

una cerniera che collega la parte di base alla parte di presa per consentire la rotazione relativa della parte di presa rispetto alla parte di base attorno ad un primo asse;

una pluralità di sedi, di cui almeno una sede è solidale alla parte di base ed almeno un’altra sede è solidale alla parte di presa, le sedi essendo adiacenti e allineate lungo un secondo asse sostanzialmente parallelo al primo asse;

un elemento di vincolo a fusibile meccanico accolto nelle sedi, tale per cui applicando alla parte di presa una sollecitazione di flessione attorno alla cerniera maggiore rispetto ad una soglia predeterminata, l’elemento di vincolo si rompe per taglio tra dette sedi.

Breve descrizione dei disegni

Verranno ora descritte le caratteristiche di alcune forme di realizzazione preferite di un gruppo rullo secondo l'invenzione. Si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica di un tronco di fusoliera che include una maniglia secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista in sezione verticale parziale di una maniglia raffigurata in due posizioni operative diverse rispetto ad una parete esterna di un aeromobile;

la figura 3 è una vista prospettica di una maniglia secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, in condizione integra;

la figura 4 è una vista in sezione della maniglia della figura 3 in condizione danneggiata; la figura 5 è una vista prospettica del lato di una maniglia rivolto verso l’interno dell’aeromobile;

la figura 6 è una vista prospettica esplosa della maniglia della figura 5;

la figura 7 è una vista in sezione della maniglia della figura 5, in condizione integra;

la figura 8 è una vista in sezione della maniglia della figura 7, in una condizione danneggiata; e

la figura 9 è una vista in sezione della maniglia della figura 7, in una condizione danneggiata diversa da quella della figura 8.

Descrizione dettagliata

Facendo inizialmente riferimento alla figura 1, con il numero 10 è indicata nel suo insieme una maniglia per l’apertura di una porta, ad esempio una porta cargo C su un mezzo di trasporto, tipicamente su un aeromobile, del quale nella figura 1 è illustrato un tronco di fusoliera B.

La maniglia 10 è montata su un albero 11 girevole (figura 2) di un meccanismo a chiavistello per l’apertura e la chiusura della porta cargo C. Nella figura 2, la maniglia 10 è illustrata in due posizioni operative diverse. La maniglia 10 è girevole solidalmente insieme all’albero 11 tra una posizione di chiusura, nella quale la maniglia è a filo con una superficie esterna 12 del mezzo di trasporto, ed una posizione di apertura, nella quale la maniglia forma un angolo diverso da 180° rispetto alla superficie esterna 12.

La collocazione della maniglia 10 può variare a seconda delle applicazioni. Nell’esempio illustrato nella figura 1, la maniglia 10 è montata sulla porta cargo C del mezzo di trasporto. In altre applicazioni, la maniglia 10 può essere usata per aprire ad esempio una porta A, situata in posizione remota rispetto alla maniglia 10. In certe applicazioni, la maniglia 10 può essere quindi montata direttamente sulla porta (C o A) da aprire; in altre applicazioni, la maniglia può essere montata su una parete esterna fissa del mezzo di trasporto, ad esempio sulla fusoliera B, oppure su altre parti dell’aeromobile, aventi una superficie 12 esterna, cioè rivolta verso l’esterno del mezzo di trasporto. La collocazione e il tipo di porta, nonché la collocazione della maniglia rispetto alla porta che essa deve aprire, non sono da intendersi come aspetti limitativi della presente invenzione.

Nel presente contesto, i termini e le espressioni indicanti posizioni ed orientamenti quali “esterno” e “interno” si intendono riferiti ai lati interno ed esterno di una parete di un mezzo di trasporto quale, in particolare, la fusoliera di un velivolo.

Con riferimento anche alle figure 3 e 4, la maniglia 10 è scomposta in due parti collegate insieme da una cerniera 13: una parte di base 14, bloccabile solidalmente all’albero 11 del meccanismo a chiavistello, ed una parte 15 di presa manuale.

Sia la parte di base 14 e sia la parte di presa manuale 15 della maniglia 10 sono configurate come piastre, aventi ciascuna una rispettiva superficie esterna 14a, 15a, rivolta in uso verso l’esterno del mezzo di trasporto e rispettive superfici opposte interne 14b, 15b, rivolte in uso verso l’interno del mezzo di trasporto.

Le superfici esterne 14a, 15a sono preferibilmente lisce e sostanzialmente piane o debolmente incurvate a seguire il profilo aerodinamico della superficie esterna 12 del mezzo di trasporto sul quale la maniglia è applicata.

Nell’esempio della figura 1, la maniglia 10 è ospitata in un vano D, ricavato nella parete esterna del velivolo. La maniglia 10 occupa la parte inferiore e centrale del vano D, mentre una parte o finestra sommitale D1 del vano D è accessibile per permettere ad un operatore di infilarvi la mano per afferrare la maniglia, secondo una configurazione di per sé nota. La finestra sommitale D1 del veno D è normalmente chiusa da un coperchio o sportello apribile, preferibilmente mantenuto in posizione da elementi elastici. Negli esempi qui illustrati, la parte di base 14 è disposta inferiormente rispetto alla parte di presa 15, in modo tale che la maniglia viene aperta tirandola verso l’esterno e verso il basso.

Come illustrato nelle figure 5 e 6, le superfici interne 14b e 15b possono presentare una pluralità di formazioni ed elementi già di per sé presenti anche sulle maniglie monopezzo tradizionali. In particolare, la parte di base 14 può formare una coppia di formazioni parallele a piastra 20, 21 o altre formazioni di vincolo atte a bloccare tra di esse l’albero 11. La parte di presa 15 può presentare formazioni a staffa 24 sulle quali è montato un appiglio manuale 23 montato in modo oscillante su un perno 25 per liberare un fermo 26 che si impegna in un riscontro (non illustrato) della parete nella quale è montata la maniglia. Può essere previsto un chiavistello 27 azionabile inserendo una chiave in un foro di serratura 28 esterno (figura 1) per sbloccare preliminarmente la maniglia.

La cerniera 13 è di per sé configurata per consentire la rotazione relativa della parte di presa manuale della maniglia rispetto alla prima parte attorno ad un primo asse E. Tuttavia, in condizioni operative normali a maniglia integra, la parte di presa manuale non è girevole rispetto alla parte di base 14 della maniglia. È infatti previsto un ulteriore vincolo, spezzabile (descritto più avanti), che collega insieme la parte di base e la parte di presa manuale, mantenendo la parte di presa manuale 15 complanare con la parte di base 14. In condizioni operative normali, le due parti 14 e 15 sono reciprocamente fissate e si muovono unitariamente in rotazione con l’albero 11. Si veda, in particolare, la posizione inclinata assunta dalla maniglia 10 nella figura 2.

In una condizione operativa di funzionamento normale, le superfici esterne 14a e 15a sono complanari. Quando la maniglia è in posizione chiusa, le superfici 14a e 15a sono complanari (figure 1, 3, 5, 7) e a raso con la superficie esterna 12 del mezzo di trasporto.

La parte di base 14 e la parte di presa manuale 15 presentano ciascuna una o più sedi 16, 17 (figura 6), ad esempio sedi di forma cilindrica, allineate in una condizione di funzionamento normale lungo almeno un secondo asse F parallelo e distanziato dal primo asse geometrico E della cerniera 13.

Secondo una forma di realizzazione, gli assi E e F si trovano a distanze diverse rispetto ad una superficie di riferimento R (figura 4) individuata dalla parte di presa 14 della maniglia, ad esempio rispetto alla superficie esterna 14a della maniglia.

Preferibilmente, le sedi 16, 17 presentate dalle due parti 14 e 15 sono consecutive o adiacenti e si alternano lungo l’asse F.

Le sedi delle due parti 14 e 15 insieme accolgono un elemento di vincolo 18 a fusibile meccanico, o elemento sacrificale, preferibilmente in forma di perno. L’elemento di vincolo 18, accolto nelle sedi 16, 17, unitamente alla cerniera 13 impedisce movimenti relativi fra le due parti 14 e 15. Più in particolare, la spinta impartita alla parte di presa 15 della maniglia provoca una sollecitazione di flessione sulla cerniera 13; tale sollecitazione di flessione è contrastata dalla cerniera 13 unitamente all’elemento di vincolo 18 trattenuto nelle sedi 16 e 17, fino al raggiungimento di una soglia di forza. Al superamento di tale forza, quando la sollecitazione impartita alla parte di presa 14 supera una soglia predeterminata, l’elemento di vincolo 18 si rompe per taglio tra le sedi 16 e 17 delle due diverse parti componenti la maniglia. La rottura per taglio avviene per il fatto che la cerniera 13, più resistente rispetto all’elemento di vincolo 18, costituisce un punto di fulcro attorno al quale la parte di presa 15 ruota rispetto alla parte di base 14, e quindi le sedi 16 e 17, rispettivamente solidali alle parti di base 14 e parte di presa 15, tranciano per taglio l’elemento di vincolo 18 a fusibile meccanico.

Grazie alla rottura dell’elemento di vincolo a fusibile meccanico, una sollecitazione eccessiva di apertura o chiusura della maniglia non viene trasmessa al meccanismo a chiavistello per l’apertura e chiusura della porta, il quale meccanismo così non viene danneggiato.

Rotto l’elemento di vincolo 18, la parte di presa 15 rimane ruotata rispetto alla parte di base 14, in modo tale che le superficie esterne 14a e 15a formano un angolo ottuso (figure 4, 8 e 9) e non sono più a raso, l’una come prolungamento dell’altra (figura 7). Quando l’elemento di vincolo 18 è rotto (figure 4, 8 e 9), la condizione di rottura è evidente per un osservatore. La capacità di modifica della forma geometrica al di sopra di un determinato livello di carico funge da segnalazione di irregolarità ed è ostativa della prosecuzione del funzionamento senza la preventiva soluzione dell’intervenuto difetto.

Da un punto di vista aerodinamico, è vantaggioso che le sedi 16 e 17 non sporgano esternamente rispetto al profilo della superficie esterna 12 del mezzo di trasporto.

Nelle particolari forme di realizzazione illustrate nei disegni, le sedi 16 e 17 sono realizzate da occhielli 29, 30, formati rispettivamente dalla parte di base 14 e dalla parte di presa manuale 15, e sporgenti verso l’interno del mezzo di trasporto dalle superfici 14b, 15b rivolte verso l’interno del mezzo di trasporto.

La cerniera 13 può essere realizzata come una cerniera a pettine, con sedi 31 formate direttamente dalle due parti 14 e 15 (figure 5 e 6), oppure da elementi di cerniera separati e applicati alle parti 14 e 15 della maniglia (figure 3 e 4). Con 32 è indicato nella figura 6 uno stelo cilindrico facente parte della cerniera 13 che si estende lungo l’asse geometrico E.

Preferibilmente, la cerniera 13 è di per sé configurata per permettere alla parte di presa 15 di ruotare ad entrambi i lati opposti (G, H, figure 4, 8 e 9) rispetto al piano geometrico di riferimento R nel quale si estende la superficie esterna 14a della parte di base 14 della maniglia. In altre parole, la cerniera 13 preferibilmente permette alla parte di presa 15 di rompere l’elemento di vincolo 18 sia in fase di apertura forzata della maniglia, e cioè tirando la parte di presa 15 in allontanamento dalla superfice esterna 12 dell’aeromobile (figura 8), e sia in fase di chiusura forzata della maniglia, spingendo la parte di presa 15 con forza eccessiva verso la superficie esterna 12 (figura 9).

Come si potrà apprezzare, la presente invenzione è facilmente adattabile a contesti applicativi, configurazioni geometriche e limiti di carico diversi attraverso opportuno dimensionamento del diametro del perno sacrificale, scelta del suo materiale e posizionamento delle due cerniere. Anche eventuali necessità di introduzione su manufatti esistenti possono essere soddisfatte attraverso la sostituzione della sola maniglia con una nuova, visto che l’impatto della modifica è teoricamente limitato solo a questa.

Sono stati descritti diversi aspetti e forme di realizzazione dell’invenzione; si intende che ciascuna forma di realizzazione può essere combinata con qualsiasi altra forma di realizzazione. Inoltre, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto e illustrato a puro titolo di esempi non limitativi, senza per questo esulare dall'ambito dell’invenzione, come definito nelle annesse rivendicazioni. Ad esempio, secondo altre forme di realizzazione meno preferite e non illustrate, le sedi 16 e 17 che ricevono l’elemento di vincolo 18 a fusibile meccanico possono essere allineate secondo più assi sostanzialmente paralleli, e l’elemento di vincolo 18 può avere una forma di perno non rettilineo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Maniglia (10) per l’apertura e la chiusura di una porta (C, A) di un mezzo di trasporto, in particolare di un aeromobile, dove la maniglia (10) comprende: una parte di base (14), bloccabile ad un albero (11) girevole di un meccanismo di apertura della porta (C, A); una parte di presa (15) manuale, collegata alla parte di base (14); una cerniera (13) che collega la parte di base (14) alla parte di presa (15) per consentire la rotazione relativa della parte di presa (15) rispetto alla parte di base (14) attorno ad un primo asse (E); una pluralità di sedi (16, 17), di cui almeno una sede (16) è solidale alla parte di base (14) ed almeno una sede (17) è solidale alla parte di presa (15), le sedi (16, 17) essendo adiacenti e allineate lungo un secondo asse (F) sostanzialmente parallelo al primo asse (E); un elemento di vincolo (18) a fusibile meccanico accolto nelle sedi (16, 17), tale per cui applicando alla parte di presa (15) una sollecitazione di flessione attorno alla cerniera (13) maggiore rispetto ad una soglia predeterminata, l’elemento di vincolo (18) si rompe per taglio tra le sedi (16 e 17).
2. Maniglia (10) secondo la rivendicazione 1, nella quale almeno una sede (16 o 17) solidale ad una delle due parti (14 o 15) di base o di presa della maniglia è interposta tra due sedi (17 o 16) solidali all’altra (15 o 14) delle due parti, di presa o di base, della maniglia.
3. Maniglia (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, avente una configurazione operativa di funzionamento normale, nella quale l’elemento di vincolo (18) a fusibile meccanico è integro e accolto in dette sedi (16, 17) e la parte di base (14) e la parte di presa (15) presentano rispettive superfici (14a, 14b) complanari, rivolte in uso verso l’esterno di un aeromobile o altro mezzo di trasporto sul quale la maniglia (10) è montata.
4. Maniglia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le sedi (16) e (17) non sporgono esternamente rispetto a superfici (14a, 15a) delle parti di base e di presa destinate in uso ad essere rivolte sull’esterno del mezzo di trasposto.
5. Maniglia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le sedi (16) e (17) sono realizzate in occhielli (29, 30) formati rispettivamente dalla parte di base (14) e dalla parte di presa (15), e sporgenti da rispettive superfici (14b, 15b) delle parti di base (14) e di presa (15) rivolte in uso verso l’interno del mezzo di trasporto.
6. Maniglia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli assi (E) e (F) si trovano a distanze diverse rispetto ad una superficie di riferimento (R) individuata da una superficie (14a) della parte di presa (14) della maniglia destinata ad essere rivolta in uso verso l’esterno del mezzo di trasporto.
7. Maniglia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la cerniera (13) è configurata per permettere alla parte di presa (15) di ruotare su entrambi i lati opposti (G, H) rispetto ad un piano geometrico di riferimento (R) nel quale si estende una superficie (14a) della parte di presa (14) della maniglia destinata ad essere rivolta in uso verso l’esterno del mezzo di trasporto.
8. Maniglia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento di vincolo (18) a fusibile meccanico è a forma di perno.
9. Maniglia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le sedi (16, 17) hanno forma cilindrica.
10. Aeromobile, comprendente: una parete avente una superficie esterna (12) rivolta verso l’esterno dell’aeromobile, una porta (C, A) ricavata nella superficie (12), una maniglia (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, per l’apertura e la chiusura della porta (C, A); la maniglia essendo in grado di assumere le seguenti configurazioni: una condizione di maniglia (10) integra chiusa, con l’elemento di vincolo (18) integro, nella quale condizione le parti di base (14) e di presa (15) hanno rispettive superfici esterne (14a, 15a) disposte complanari e a raso con la superficie esterna (12) dell’aeromobile; una condizione di maniglia (10) integra aperta, con l’elemento di vincolo (18) integro, nella quale condizione le parti di base (14) e di presa (15) hanno rispettive superfici esterne (14a, 15a) disposte complanari e formati un angolo diverso da 180 gradi con la superficie esterna (12) dell’aeromobile; una condizione di maniglia (10) danneggiata, con l’elemento di vincolo (18) rotto, nella quale condizione le parti di base (14) e di presa (15) hanno rispettive superfici esterne (14a, 15a) formanti tra loro un angolo diverso da 180 gradi, e dove almeno una delle due superfici esterne (14a, 15a) forma un anglo diverso da 180 gradi con la superficie esterna (12) dell’aeromobile.