BRPI0803786B1

BRPI0803786B1 - sistema de travamento com dispositivos de acionamento redundantes

Info

Publication number: BRPI0803786B1
Application number: BRPI0803786-8A
Authority: BR
Inventors: Jörg Meyer; Ulrich Grabherr; Daniel Maier; Walter Starzacher; Michael Huber
Original assignee: Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2020-10-27
Also published as: CA2637366C; DE102007032779A1; DE102007032779B4; US8061654B2; CA2637366A1; US20090071207A1; BRPI0803786A2

Abstract

SISTEMA DE TRAVAMENTO E MÉTODO DE OPERAR UM SISTEMA DE TRAVAMENTO. A presente invenção refere-se a um sistema de travamento, em particular um sistema de travamento para trens de pouso de aeronaves. Uma construção simples, economizadora de espaço e que necessita pouca manutenção do sistema de travamento é conseguida por no mínimo uma unidade de acionamento eletromecânica cujo torque é transmitido para um eixo de acionamento com um carne de disco, por meio de dispositivo de transmissão de eixo cruzado. Com o torque, o carne de disco pode mover o sistema de travamento da condição travada para a condição destravada

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de travamento, em particular um sistema de travamento para trens de pouso de aeronave, e a um método para operar um sistema de travamento para uma aeronave.

[0002] Atualmente aeronaves modernas têm principalmente trens de pouso retráteis hidráulicos. Para assegurar seu mérito aéreo, em particular em voo de alta velocidade, é necessário que em operação os sistemas de trem de pouso de tal aeronave possam ser retraídos de maneira segura, mantido e, se necessário, por acaso durante uma operação de pouso, possa tão seguramente ser novamente estendido.

[0003] Sustentação de maneira segura tem sido realizada até aqui por meio de sistemas de travamento que são conectados de maneira mecânica com a estrutura da aeronave e na condição retraída do sistema de trem de pouso fazem uma conexão positiva com a mesma. Tal sistema está mostrado, por exemplo, na figura 1.

[0004] Somente no curso de um movimento de abertura de gancho ativado externamente o sistema de trem de pouso é liberado de maneira positiva e estendido, seja de maneira hidráulica ou por meio de ação da gravidade. Devido a requisitos de confiabilidade relativamente elevados para tais sistemas, a ativação externa do movimento de abertura do gancho é agora alcançada de forma primária por meio de um pistão atuado de maneira hidráulica e em segundo lugar por meio da atuação de um cabo mecânico ou por uma unidade de atuação ele- tromecânica.

[0005] Os sistemas de cabo de tais unidades que atuam de forma mecânica frequentemente devem ser guiados através da fuselagem da aeronave através de zonas de pressão ou temperatura, polias de des- vio, guias e distribuidores. O que é desvantajoso aqui é a montagem complexa, manutenção intensiva e a tensão de cabo variável devido a diferentes propriedades de material no sistema. A figura 1 mostra tal sistema de travamento para uma aeronave. No curso de um movimento de abertura de gancho ativado externamente, o trem de pouso pode ser liberado de maneira positiva. Entre outras coisas, o movimento de abertura do gancho pode ser ativado de maneira mecânica por um sistema de cabo. Os sistemas de cabo devem ser guiados por uma pluralidade de polias de desvio e guias, o que é muito oneroso e também sujeito a falha.

[0006] Além disto, sistemas de travamento com unidades de atuação eletromecânica são conhecidos da WO 2005/005252 A1. Os mesmos são realizados por meio de uma bobina eletromagnética ou um motor elétrico com fuso, ou similar. Aqui é desvantajoso que os mesmos não possam ser sempre retornados para a condição inicial simplesmente desligando o suprimento de energia, e não sejam capazes de reajustar e iniciar em qualquer condição.

[0007] Portanto, é o objetivo da presente invenção desenvolver um sistema de travamento como mencionado acima, tal que o mesmo tenha uma construção economizadora de espaço e simples, e que requeira pouca manutenção.

[0008] Este objetivo é solucionado por meio de um sistema de travamento o qual, em adição aos aspectos conhecidos da técnica precedente, inclui uma primeira unidade de acionamento eletromecânica e uma transmissão, bem como um dispositivo de transmissão de eixo cruzado para transmitir um torque a partir da unidade de acionamento para um eixo de acionamento com um carne de disco. O termo eixo cruzado designa o fato que o torque é transmitido, por exemplo, por meio de rodas de engrenagem ou engrenagens sem-fim a partir de um primeiro eixo para um segundo eixo arranjado em um ângulo arbitrário em relação ao primeiro eixo. Por meio do torque o carne de disco move o sistema de travamento da primeira para a segunda posição. Em engatamento do primeiro dispositivo com o segundo dispositivo, contudo, ambos são fixados na primeira posição.

[0009] O primeiro dispositivo pode constituir, por exemplo um gancho, e o segundo dispositivo pode constituir, por exemplo, um parafuso. Para destravar o sistema, um torque é aplicado por meio da unidade de acionamento o qual através de um dispositivo de transmissão de eixo cruzado é transmitido para um eixo de acionamento que, por sua vez, é dotado de um carne de disco. Devido à rotação do carne de disco, o gancho libera o parafuso de retenção. O parafuso de retenção faz parte, de maneira vantajosa, de uma engrenagem de um trem de pouso de uma aeronave. Para finalidades de travamento, o gancho e parafusos são retornados para a primeira posição. Na primeira posição o carne de disco é colocado em uma posição neutra. A posição neutra é uma posição na qual o carne de disco não impede o gancho em sua liberdade de movimento.

[00010] O primeiro dispositivo de acionamento pode compreender no mínimo um motor elétrico e o segundo dispositivo de acionamento pode compreender no mínimo um acionamento hidráulico. Pelo termo "primeira" e "segunda" unidade de acionamento deveria, contudo, não ser entendido que, por exemplo, a primeira unidade de acionamento necessariamente está em utilização primária. Isto apresenta a vantagem que, por exemplo, para o caso de falha da hidráulica da aeronave, por exemplo, o segundo dispositivo de acionamento falha, porém por exemplo o primeiro dispositivo de acionamento está pronto para operação devido a um tipo diferente de acionamento. Consequentemente, o trem de pouso pode ser facilmente destravado e a aeronave pode ser preparada para aterrissagem.

[00011] Em adição, um primeiro elemento elástico é fornecido de maneira vantajosa o qual retrai o carne de disco para a posição neutra. Isto apresenta a vantagem que o carne de disco pode ser retraído em uma maneira simples sem aplicar um torque por meio de uma unidade de acionamento. Como resultado é ainda possível iniciar retração por meio do elemento elástico com um único evento, por exemplo, com-primindo uma chave.

[00012] O primeiro dispositivo também pode incluir uma alavanca de ativação que é montada de maneira rotativa sobre um eixo e, além disto, um gancho que é da mesma maneira montado de maneira rotativa em um eixo. A alavanca de ativação e o gancho são conectados um com o outro por meio de um segundo elemento elástico. Este arranjo apresenta a vantagem que a ação da alavanca pode, de maneira vantajosa, ser utilizada para as operações de travamento e de destra-vamento.

[00013] Além disto, a alavanca de ativação pode compreender um rolete montado de maneira rotativa sobre o qual o carne de disco está, no mínimo parcialmente, rolando ao transmitir o torque durante o movimento da primeira para a segunda posição. Este rolete apresenta a vantagem que a resistência de atrito que ocorre no carne de disco durante rolamento é mantida tão baixa quanto possível.

[00014] Uma outra modalidade vantajosa pode consistir em que na segunda posição o segundo elemento elástico mantém a alavanca de ativação e o gancho em uma posição estável devido à força elástica cuja posição estável pode somente ser abandonada retornando o parafuso de travamento para a primeira posição. Isto apresenta a vantagem que dispositivos de retração separados podem ser omitidos.

[00015] Da mesma maneira é concebível que o carne de disco seja conectado com uma embreagem de roda livre. Isto apresenta a vantagem que o carne de disco por um lado pode transmitir o torque com o qual o sistema de travamento é transferido da primeira para a segunda posição em uma direção e, por exemplo, para retrair o carne de disco o mesmo é desacoplado da unidade de acionamento.

[00016] O dispositivo de transmissão de eixo cruzado pode ser configurado de maneira vantajosa como um parafuso sem-fim ou engrenagem sem-fim. Isto apresenta a vantagem que a transmissão de torque do eixo cruzado pode ser realizada com pouca necessidade de espaço. É da mesma maneira concebível configurar o dispositivo de transmissão de eixo cruzado como uma transmissão de roda de engrenagem, transmissão de engrenagem cônica ou transmissão de en-grenagem de atrito.

[00017] É concebível configurar a unidade de acionamento como um motor elétrico com uma transmissão arranjada de maneira linear. Este arranjo permite uma manipulação fácil durante a montagem.

[00018] Pode ser proporcionado da mesma maneira configurar a unidade de acionamento como um acionamento direto com uma combinação de engrenagem anel viajante/engrenagem planetária. Isto apresenta a vantagem que grandes relações de engrenamento ou grandes torques podem ser realizados, e isto com pouca necessidade de espaço.

[00019] Em adição, pode ser proporcionado que a unidade de acionamento compreenda motores elétricos redundantes com rodas livres e uma transmissão em um arranjo linear. Como resultado, a probabilidade de falha do dispositivo pode ser reduzida.

[00020] Da mesma maneira, pode ser proporcionado que a unidade de acionamento compreenda motores elétricos redundantes com rodas livres e uma transmissão em um arranjo compacto. Além da segurança contra falha, isto apresenta a vantagem que a necessidade de espaço é reduzida ainda mais.

[00021] É ainda concebível que a unidade de acionamento compreenda motores elétricos redundantes de roda livre e uma transmissão em um arranjo de 90°.

[00022] Também pode ser proporcionado que a unidade de acionamento compreenda um motor elétrico, uma transmissão em um arranjo linear com transmissão de engrenagem sem-fim a 90 ° e com uma roda livre integrada na engrenagem sem-fim.

[00023] A invenção, além disto, é relativa a um método para operar um sistema de travamento no qual, por exemplo, o trem de pouso de uma aeronave é travado e destravado por meio de um sistema de travamento de acordo com a invenção.

[00024] É concebível que o método da invenção seja realizado por meio da unidade de acionamento eletromecânica, no qual a unidade de acionamento é operada por uma chave liga/desliga. Com isto é evitado que no caso de atuação muito longa do acionamento, por exemplo, girando o carne de disco por 360 ° exista um risco para o sistema. Assim, dispositivo de monitoramento complexo e oneroso pode ser economizado.

[00025] É particularmente vantajoso quando a unidade de acionamento eletromecânica do sistema de travamento da invenção normalmente seja utilizada para a operação de destravamento e a segunda unidade de acionamento seja empregada no caso de uma falha da unidade de acionamento eletromecânica. Por exemplo, uma falha da unidade de acionamento normalmente utilizada pode ser detectada por meio de sensores, e ela pode então ser automaticamente comutada sobre a segunda unidade de acionamento. Como resultado, por exemplo, o piloto não precisa intervir de maneira separada.

[00026] Outros detalhes e vantagens da invenção estão explicados em detalhe com referência a uma modalidade ilustrada no desenho, na qual: a figura 1 mostra uma representação em perspectiva de um sistema de travamento para uma aeronave de acordo com a técnica precedente; a figura 2 mostra representações em perspectiva do lado frontal e traseiro de um sistema de travamento de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 3 mostra uma outra representação em perspectiva do sistema de travamento como mostrado na figura 2; a figura 4, por sua vez, mostra uma outra representação em perspectiva do sistema de travamento como mostrado na figura 2; a figura 5 mostra uma vista lateral do sistema de travamento na primeira posição; a figura 6 mostra uma vista lateral do sistema de travamento na segunda posição, destravado por meio do dispositivo 20; a figura 7 mostra uma vista lateral do sistema de travamento destravado por meio do dispositivo 10; a figura 8 mostra um motor elétrico e uma transmissão do sistema de travamento em um arranjo linear; a figura 9 mostra um acionamento direto com combinação de transmissão de anel viajante/planetário em uma vista em perspectiva; a figura 10 mostra um motor elétrico redundante com rodas livres e uma transmissão em um arranjo linear em uma vista em perspectiva; a figura 11 mostra motores elétricos redundantes com roda livre e uma transmissão em um arranjo compacto em uma vista em perspectiva; a figura 12 mostra motores elétricos redundantes com rodas livres e uma transmissão em um arranjo a 90° por meio de engrenagem sem-fim em uma vista em perspectiva; e a figura 13 mostra um motor elétrico e transmissão em uma vista em perspectiva com transmissão de engrenagem sem-fim e uma roda livre integrada na engrenagem sem-fim.

[00027] As figuras 2 até 4 mostram vistas em perspectiva de uma modalidade do dispositivo de travamento da invenção para um trem de pouso de uma aeronave em uma vista frontal e traseira no qual uma modalidade está mostrada, na qual dois dispositivos são fornecidos para travamento e destravamento, e no qual o primeiro dispositivo 10 inclui uma unidade de acionamento 12 com um motor elétrico 12' e uma transmissão arranjada de maneira linear 17, e o segundo dispositivo 20 inclui um acionamento hidráulico 20'. Os dispositivos de trans-missão de eixo cruzado 15 e 16 são configurados como uma transmissão de engrenagem sem-fim 15', 16', no qual a transmissão de engrenagem sem-fim compreende uma roda livre 50 integrada na engrenagem sem-fim.

[00028] A figura 5 mostra a modalidade do sistema de travamento da invenção em uma vista lateral. Ele está colocado na primeira posição na qual o sistema está travado. O primeiro dispositivo 30 engata no segundo dispositivo 40. O segundo dispositivo 40 é um parafuso de travamento 40' de um sistema de trem de pouso e na condição retraída do sistema de trem de pouso o dispositivo 30 pode engatar no parafuso de travamento 40'. O primeiro dispositivo 30 inclui uma alavanca de ativação 32 que é montada de maneira rotativa sobre um eixo 34. Ele da mesma maneira inclui um gancho 36 que é montado de maneira rotativa sobre o eixo 38, no qual a alavanca de ativação 32 e o gancho 36 são conectados um com o outro por meio do elemento elástico 39 que é configurado como uma mola dupla. Na primeira posição o dispositivo 30 engata no parafuso de travamento 40' por meio do gancho 36. A alavanca de ativação 32 em adição inclui um rolete montado de maneira rotativa 31 sobre o qual o carne de disco 14 pode, no mínimo parcialmente, rolar quando movendo da primeira para a segunda posição. Por meio do primeiro dispositivo 10 ou por meio do segundo dispositivo 20, o sistema de travamento pode ser movido da primeira para a segunda posição.

[00029] Para guiar o sistema de travamento da primeira para a segunda posição, e assim destravar o sistema, um torque é aplicado pela unidade de acionamento 12, a qual por meio do dispositivo de transmissão de eixo cruzado 15'e 16' gira o carne de disco 14 montado sobre o eixo 13 em direção anti-horária. O carne de disco 14, no mínimo parcialmente, rola sobre o rolete 31. Como resultado uma alavanca de ativação 32 pode ser comprimida, pelo que, o gancho 36 libera o parafuso 40. Por meio da mola 18 o came de disco 14 pode ser retraído devido à roda livre 50, sem cooperação da unidade de acionamento 12.

[00030] Por razões de segurança um dispositivo de acionamento redundante 20 é fornecido, o qual inclui um acionamento hidráulico 20'. O mesmo pode comprimir a alavanca de ativação 32 por meio de uma alavanca 33.

[00031] A figura 6 mostra o sistema de travamento na condição destravada na segunda posição ilustrado em uma vista lateral. O acionamento hidráulico 20' está estendido, pelo que, a alavanca de ativação 32 está comprimida por meio da alavanca 33. Como resultado o gancho 36 libera o parafuso de travamento 40'.

[00032] A figura 7 mostra o sistema de travamento na segunda posição em uma vista lateral. Por meio da unidade de acionamento 12 com o motor elétrico 12', um torque é fornecido, o qual é transmitido para o carne de disco 14 por meio da transmissão de engrenagem sem-fim de eixo cruzado 15', 16'. Dito carne de disco comprime a alavanca de ativação 32, pelo que, o gancho 36 libera o parafuso de travamento 40.

[00033] A figura 8 mostra a unidade de acionamento 12 em uma vista em perspectiva. A unidade de acionamento 12 inclui um motor elétrico 12'e além disto uma transmissão arranjada de maneira linear 17'.

[00034] A figura 9 mostra uma vista em perspectiva da unidade de acionamento 12 configurada como um acionamento direto 12". A transmissão é configurada como uma combinação de anel viajan- te/transmissão planetária.

[00035] A figura 10 mostra a unidade de acionamento 12 em uma vista em perspectiva. A unidade de acionamento 12 inclui dois motores elétricos redundantes 12' com rodas livres. A transmissão 17 é arranjada de maneira linear em relação aos dois motores elétricos redundantes 12'.

[00036] A figura 11 mostra a unidade de acionamento 12 em uma vista em perspectiva, na qual dois motores elétricos redundantes 12' são fornecidos. A transmissão 17 é colocada acima dos dois motores elétricos redundantes 12', de modo que é obtido um arranjo compacto.

[00037] A figura 12 mostra a unidade de acionamento 12 configurada com dois motores elétricos redundantes 12'. Os dois motores elétricos redundantes 12' são dotados de rodas livres nos quais a transmissão é arranjada em um ângulo de 90 ° por meio de engrenagem sem- fim.

[00038] A figura 13 mostra um motor elétrico 12' e a transmissão 17 em um arranjo linear. A transmissão de engrenagem sem-fim é arranjada em um ângulo de 90 0 e consiste no parafuso sem-fim 15'e da engrenagem sem-fim 16'. A engrenagem sem-fim 16' tem uma embreagem de roda livre 50.

Claims

1. Sistema de travamento com dispositivos de acionamento redundantes, no qual no mínimo um primeiro dispositivo de acionamento (10) e um segundo dispositivo de acionamento (20) são fornecidos para travar e destravar, o primeiro dispositivo de acionamento (10) tem um tipo de acionamento diferente do segundo dispositivo de acionamento (20), o sistema de travamento pode, cada um, ser travado e destravado independentemente com os dispositivos de acionamento (10, 20), para a finalidade de travamento em uma primeira posição, um primeiro dispositivo (30) engata de maneira positiva em um segundo dispositivo (40) e para a finalidade de destravar em uma segunda posição o primeiro dispositivo (30) libera o segundo dispositivo (40), caracterizado pelo fato de, o primeiro dispositivo de acionamento (10) incluir uma unidade de acionamento eletromagnética (12) e uma transmissão (17) e dispositivos de transmissão de eixo cruzado (15, 16), sendo fornecidos para transmitir um torque a partir da unidade de acionamento (12) para um eixo de acionamento (13) com um carne de disco (14), o carne de disco (14) movendo o sistema de travamento da primeira para a segunda posição, no qual o primeiro dispositivo (30) engata no segundo dispositivo (40) por meio do torque.

2. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de travamento ser um sistema de travamento de um trem de pouso de uma aeronave e o primeiro dispositivo (30) incluir no mínimo um gancho (36) e o segundo dispositivo (40) incluir um parafuso de retenção (40'), no qual o gancho (36) é montado de maneira rotativa sobre um eixo (38) e na primeira posição engatar de maneira positiva em um parafuso de retenção (40') do trem de pouso da aeronave.

3. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de primeiro dispositivo de acionamento compreender no mínimo um motor elétrico (12') e a segunda unidade de acionamento (20) compreender no mínimo um acionamento hidráulico (20').

4. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um primeiro elemento elástico (18) ser fornecido, o qual retrai o carne de disco (14) para a posição neutra.

5. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de na segunda posição o segundo elemento elástico (39) manter a alavanca de ativação (32) e o gancho (36) em uma posição estável por meio da força elástica, cuja posição estável pode somente ser abandonada retornando o parafuso de travamento (40') para a primeira posição.

6. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro dispositivo (30) incluir uma alavanca de ativação (32) que é montada de maneira rotativa sobre um eixo (34) no qual a alavanca de ativação (32) e o gancho (36) são conectados um com o outro por meio de um segundo elemento elástico (39).

7. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a alavanca de ativação (32) incluir um rolete montado de maneira rotativa (31) sobre o qual o carne de disco (14) e está no mínimo parcialmente rolando quando movendo da primeira para a segunda posição.

8. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o carne de disco (14) ser conectado com uma embreagem de roda livre (50).

9. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o primeiro elemento elástico (18) ser conectado com a embreagem de roda livre (50) e quando viajando sobre a posição de centro morto retrair o carne de disco (14) na direção livremente rotativa da embreagem de roda livre (50).

10. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de transmissão de eixo cruzado (15, 16) ser configurado como parafuso sem-fim (15') e engrenagem sem-fim (16').

11. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de transmissão de eixo cruzado (15, 16) ser configurado como uma transmissão de roda de engrenagem ou transmissão da engrenagem cônica ou transmissão de engrenagem de atrito.

12. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro dispositivo de acionamento (10) incluir um motor elétrico (12') com uma transmissão arranjada de maneira linear (17).

13. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro dispositivo de acionamento (10) incluir um acionamento direto (12") com uma combinação de anel viajante/engrenagem planetária.

14. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro dispositivo de acionamento (10) incluir motores elétricos redundantes (12') com rodas livres e uma transmissão (17) em um arranjo linear.

15. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro dispositivo de acionamento (10) incluir motores elétricos redundantes (12') com rodas livres e uma transmissão (17) em um arranjo compacto.

16. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro dispositivo de acionamento (10) incluir motores elétricos redundantes (12') com rodas livres e uma transmissão (17) em um arranjo a 90 °.

17. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro dispositivo de acionamento (10) incluir um motor elétrico (12') e uma transmissão (17) em um arranjo linear com uma transmissão de engrenagem sem-fim a 90 ° e uma roda livre (50) integrada na engrenagem sem-fim.

18. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de acionamento (12) ser operada por meio de uma chave liga/ desliga.

19. Sistema de travamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de acionamento (12) ser utilizada normalmente para a operação de destravamento e uma unidade de acionamento (20) ser empregada no caso de uma falha da unidade de acionamento (12).