BRPI0711653A2

BRPI0711653A2 - indicador de falha de mancal

Info

Publication number: BRPI0711653A2
Application number: BRPI0711653-5A
Authority: BR
Inventors: Paul Blades; Richard John Henry Burness
Original assignee: Airbus Uk Ltd
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2011-11-29
Also published as: RU2425264C2; CN101443565B; US8087832B2; EP2019926A1; GB0609712D0; ATE501364T1; WO2007132159A1; RU2008144358A; EP2019926B1; US20090116777A1; CA2646566C; JP5129239B2; JP2009537756A; DE602007013032D1; CA2646566A1; CN101443565A

Abstract

INDICADOR DE FALHA DE MANCAL. A presente invenção refere-se a um dispositivo de indicação de falha de mancal compreendendo um mancal tendo um anel interno e um anel externo, uma primeira parte disposta a ser fixada em relação fixa a anel interno de mancal ou anel externo de mancal, um indicador de falha disposto em relação fixa tanto na primeira parte como no anel interno de mancal ou anel externo de mancal, o indicador de falha construído de modo que, se o movimento relativo ocorrer entre a primeira parte e o anel de mancal ao qual é fixada, o indicador de falha responderá ao movimento relativo indicando deste modo a falha do mancal. O indicador de falha é particularmente adaptado para uso nas estruturas de aeronave e indica falha de mancal total ou parcial por meio do movimento e/ou deformação do indicador.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "INDICADOR DE FALHA DE MANCAL".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um aparelho para indicar a falha de mancai ou desempenho degradado de mancai. Mais particularmente, embora não exclusivamente, a invenção refere-se a um dispositivo de indi- cação de falha de mancai para uso nas superfícies de controle de aeronave, por exemplo, ailerão, flapes e redutor de velocidade.

Técnica Anterior

A avaliação da condição ou o desempenho dos mancais é con- vencionalmente realizada pela verificação do jogo livre do mancai, da condi- ção de lubrificantes ou pela medição do coeficiente de fricção do mancai. Todavia, muitos mancais quando instalados no seu ambiente de operação previnem ou inibem a avaliação eficaz destes indicadores do desempenho.

Por exemplo, pode ser difícil determinar o coeficiente de fricção de um mancai se o mesmo for instalado como peça de um mecanismo em que a contribuição individual daquele mancai ao sistema complexo não é facilmente discernível.

Além do mais, pode não ser fácil avaliar a condição do lubrifican- te quando o mancai pode ser instalado em um ambiente inacessível. O jogo livre pode ser também muito difícil para detectar no contexto de um meca- nismo montado ou pode ser mascarado completamente por um mancai em- perrado que gira dentro do seu invólucro ou em torno de um eixo.

Tais avaliações são particularmente severas no contexto de es- truturas de aeronave. Aeronaves estão sujeitas a significativamente mais severas limitações em termos de confiabilidade e desempenho do que a maioria de outras peças complexas de maquinaria. Portanto, mecanismos seguros e precisos para monitorar o desempenho dos mancais são essenci- ais.

Numerosos mancais envolvidos na operação das superfícies de controle de aeronave são freqüentemente tornados inacessíveis por outros componentes de aeronave e podem também ser parte de estruturas mais complexas que confundem o comportamento de qualquer mancai individual. Por exemplo, uma charneira em um dispositivo complexo de elevação na altura pode ser parte de uma estrutura que incorpora inúmeros mancais e os indicadores de falha de mancai ou falha incipiente de mancai podem ser mascarados pela operação global do dispositivo. Ainda, o comportamento de mancais em falha pode também estar dependente das condições físicas sob as quais eles estão operando. Assim, o mancai defeituoso pode comportar- se diferentemente, quando a aeronave está no seu ambiente de operação e os mancais são carregados.

É, portanto, usualmente necessário desmontar parcial ou com- pletamente o conjunto contendo mancai a fim de determinar sua condição.

A presente invenção procura superar ou melhorar os problemas acima mencionados.

Descrição da Invenção

Em um aspecto, a invenção proporciona um dispositivo de indi- cação de falha de mancai compreendendo:

a) um mancai tendo um anel interno e externo;

b) uma primeira parte disposta para ser fixada em relação fixa ao anel interno de mancai ou anel externo de mancai;

c) um indicador de falha disposto em relação fixa na primeira parte e no anel interno de mancai ou no anel externo de mancai, o indicador de falha adaptado de modo que se o movimento relativo ocorrer entre a pri- meira parte e o anel de mancai ao qual é fixado, o indicador de falha res- ponde ao movimento relativo indicando deste modo a falha do mancai.

Esta estrutura permite a inspeção in situ de um mancai a fim de detectar o desgaste ou falha do mancai. Se o coeficiente de fricção entre as partes de mancai, isto é, dos anéis interno e externo aumenta ou o mancai emperra, o indicador de falha provê um meio de detectar tal falha ou falha incipiente sem requerer a desmontagem da estrutura circundando o mancai.

Em uma concretização preferida, o indicador de falha responde ao movimento relativo da primeira parte e do anel de mancai interno ou ex- terno ao qual a mesma é fixada pelo movimento em relação à primeira parte e/ou ao anel de mancai ao qual a primeira parte é fixada. Este movimento pode ser manifestado pelo indicador de falha que se move em relação a uma marca de referência, de preferência por meio de um indicador ou pela de- formação.

De preferência, o indicador de falha está na forma de um anel anular e é adaptado para engatar-se com o anel interno de mancai ou anel externo de mancai.

O indicador de falha de preferência engata-se com o anel interno de mancai ou anel externo de mancai por meio de um detentor.

O indicador de falha pode ser fabricado de um material que pos- sui propriedades físicas selecionadas de modo que o indicador de falha res- ponda a um torque específico sendo transmitido entre o anel interno e anel externo de mancai.

A invenção também pode prover uma charneira incorporando pelo menos um dispositivo de indicação de falha de mancai como acima de- finido.

A invenção pode também prover uma superfície de controle de aeronave incorporando uma charneira como acima definida.

Breve Descrição dos Desenhos

A presente invenção, a seguir, será descrita por meio do exem- plo apenas, com referência aos desenhos em que:

Figura 1: ilustra uma vista parcialmente desmembrada de um dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com uma concretiza- ção da invenção;

Figura 2: ilustra uma vista em planta do dispositivo de indicação de falha de mancai mostrado na figura 1; Figura 3: ilustra uma vista seccional transversal do dispositivo de indica- ção de falha de mancai mostrado nas figuras 1 e 2; e Figura 4: ilustra detalhes do indicador de falha mostrado na figura 3. Melhor Modo para Realizar a Invenção

Na descrição seguinte, deve ser entendido que as referências a "falha de mancai" também contemplam o desempenho de mancai degrada- do. Para tal fim, a presente invenção pode ser usada para detectar não ape- nas a falha completa de um mancai, porém também a falha parcial ou de- sempenho degradado de um mancai. Esta condição é usualmente manifes- tada por um aumento gradual no coeficiente de fricção entre as partes ope- rativas de mancai e assim um aumento no torque aplicado entre os anéis interno e externo de um mancai.

As figuras 1, 2 e 3 ilustram um dispositivo de indicação de falha de mancai 10, de acordo com uma concretização da invenção incluindo um mancai 61 que possui um anel interno 32 e um anel externo 16. De acordo com o exemplo mostrado, uma primeira parte na forma de um pino de char- neira 42 é fixada em relação fixa no anel interno de mancai 32. Isto é con- vencionalmente por meio de um ajuste de fricção com o anel interno 32. O pino 42 é preso na estrutura fixa 12 por meio de buchas 101 e 30 e é preve- nido de girar com respeito à parte estrutural fixa 12 por meio do dispositivo anti-rotação 70 e 71. Assim, o pino 42 não pode girar com respeito às bu- chas 101.

Com referência à concretização mostrada na figura 3, o pino de charneira 42, o anel interno 32 e a parte estrutural 12 são todos fixados em operação normal do mancai. Nota-se que nas concretizações alternativas, o anel externo podia ser fixado em relação fixa a uma parte da estrutura e mo- vimento relativo entre aquela parte e o anel externo indicaria falha do man- cai. Esta variante alternada será discutida em maiores detalhes abaixo.

O dispositivo de indicação de falha de mancai inclui um indicador de falha na forma de uma Placa de Indicação de Falha de Mancai 15 mos- trada em detalhes na figura 4. Esta parte é convenientemente referida como BFIP 15. Referindo-se à figura 1, a BFIP 15 é disposta ou montada em rela- ção fixa em ambos, no pino de charneira 42 e no anel interno de mancai 32. A BFIP 15 é localizada no pino 42 e fixada no trilho interno 32 de modo que, se qualquer movimento relativo ocorrer entre o pino de charneira 42 nor- malmente fixado de modo relativo e anel de mancai interno 32, a BFIP 15 indicará este movimento, de preferência em um modo visível.

O movimento relativo entre um anel de mancai e a parte a qual é normalmente fixado de modo imóvel pode apenas ocorrer se uma certa car- ga de torque for excedida entre as partes.

Isto é, e com referência à figura 3, em operação normal, os anéis interno 32 e externo 16 giram livremente um com relação ao outro conforme a função normal de um mancai. Todavia, se o mancai 61 emperra ou inicia a aderência, o movimento da parte móvel 11 produzirá uma força que é reagi- da via anel externo 16 ao anel interno 32. O anel interno 32 e o pino de charneira 42 são presos pelas buchas 101 e o pino 42 é prevenido de girar pelo mecanismo 70 e 71. Dependendo da pré-carga aplicada à bucha 101 pela sujeição da carga introduzida pelo torque de aperto do pino, haverá um ponto em que a força reagida pela bucha 101 excederá a carga de sujeição. Nesta situação, o movimento rotacional que normalmante seria aplicado à interface do mancai que se move livremente será manifestado como um tor- que entre o pino de charneira 42 e o anel de mancai interno 32. Quando esta carga de torque é excedida, o movimento ocorre entre o pino 42 e o anel interno 32. A BFIP 15, que é montada em relação fixa no anel interno 32, responde a este torque indicando assim a falha ou falha incipiente do man- cai.

Na concretização ilustrada, a BFIP 15 é montada no pino de charneira 42 e é retida na posição fixa por meio de um detentor ou espigas 40 (ver figura 4). Quando a BFIP é montada em posição no pino 42, a espiga 40 engata-se com um recesso correspondentemente formado 19 visível na figura 1 formado na superfície externa do anel interno 32. Esta retém a BFIP 15 em uma posição fixa em relação ao anel interno 32 e, sob operação nor- mal do mancai,também em relação ao pino de charneira 42.

De acordo com esta concretização, se o mancai emperrar com- pletamente, o anel interno 32 é congelado em relação ao anel externo 16. Se uma força rotacional for subseqüentemente aplicada à parte da charneira 11, um torque será transmitido do anel externo 16 para o anel interno 32 e pode levar o anel interno a deslizar-se em relação ao pino da charneira 42. Quan- do a BFIP 15 é enchavetada no anel interno, a BFIP 15 moverá em relação ao pino de charneira 42. Este movimento pode ser detectado por perceber o movimento do braço de BFIP 41 em relação a um plano de referência (não mostrado) na parte estrutural da charneira fixa 12. Se tal movimento for vis- to, isto indica a patinagem entre o anel interno 32 e o pino da charneira 42 e portanto a falha do mancai 61.

Em uma concretização alternativa, a BFIP 15 pode ter um forma- to de perímetro interno específico 51 que engata com uma superfície externa de formato correspondente do pino de charneira 42. Nesta situação, a pati- nagem entre o pino 42 e o anel interno 32 será manifestada novamente co- mo movimento do braço de BFIP 41 em relação à parte estrutural 12 e tam- bém potencialmente à deformação da BFIP 15.

Dependendo da forma específica da BFiP 15, na falha de man- cal, a BFIP 15 pode tanto deformar-se como mover-se com respeito a uma marca de plano de referência ,indicando deste modo a falha de mancal.

O engate de espigas 41 e/ou a "luva" da BFIP 15 no pino 42 as- segura que a BFIP é efetivamente engatada com o anel interno 32 do man- cai 61 e pino 42, de modo que qualquer movimento rotacional do anel inter- no de mancai 32 relativo ao pino de charneira 42 é evidente pela observação do movimento correspondente da placa de indicador 15.

A BFIP pode ser fabricada de um material que possui proprieda- des físicas escolhidas de modo que a BFIP torna-se "ativa" ou responde a um torque excessivo específico sendo transmitido entre o anel interno e ex- terno do mancai 32 e 16 e assim entre o anel interno 32 e o pino 42. Além do mais, um material apropriado podia ser aquele que provê um baixo coeficien- te de fricção entre a BFIP 15 e a face de bucha. Por exemplo, a BFIP 15 po- de ser fabricada de Al/bronze e a bucha construída de aço. Tal combinação provê vantagem adicional de proteger contra qualquer soldagem que ocorre entre o indicador e a bucha.

Assim a invenção proporciona um modo de detectar a falha de mancai por meio visual não-intrusivo. Não é mais necessário desmontar uma instalação de mancai para verificar ou analisar uma condição de mancai. Isto proporciona uma vantagem evidente no contexto de um dispositivo de man- cai instalado em uma avião onde tal análise in situ é muito difícil. Embora a invenção tenha sido descrita por meio de exemplo e com referência às concretizações particulares, deve ser entendido que a modificação e/ou aperfeiçoamentos podem ser feitos sem se distanciar do escopo das reivindicações apensas.

Quando na descrição acima a referência é feita aos inteiros ou elementos tendo equivalentes conhecidos, então tais equivalentes são aqui incorporados como se individualmente descritos.

Claims

1. Dispositivo de indicação de falha de mancai compreendendo: um mancai tendo um anel interno e um anel externo; uma primeira parte disposta para ser fixada em relação fixa a um anel interno de mancai ou a um anel externo de mancai; um indicador de falha disposto em relação fixa tanto na primeira parte como no anel interno de mancai ou no anel externo de mancai, o indi- cador de falha adaptado de modo que se o movimento relativo ocorresse entre a primeira parte e o anel de mancai ao qual é fixada, o indicador de falha responde ao movimento relativo indicando deste modo a falha do man- cai.

2. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com a reivindicação 1, em que o indicador de falha responde ao movimento relativo pelo movimento em relação à primeira parte e/ou ao anel de mancai ao qual a primeira parte está fixada.

3. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com a reivindicação 1, em que o indicador de falha responde ao movimento relativo pela deformação.

4. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com a reivindicação 1, em que o indicador de falha está na forma de um anel anular que é adaptado para engatar com o anel interno de mancai ou anel externo de mancai.

5. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o indicador de falha engata-se com o anel interno de mancai ou anel externo de mancai por meio de um detentor.

6. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o indicador de falha incorpora um indicador que é adaptado para se mover, em relação ao anel de mancai ao qual está em relação fixa, quando o indicador de falha de mancai defor- ma-se ou move-se.

7. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que a primeira parte é um pino de charneira que é montado no anel interno de mancai.

8. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com a reivindicação 7, em que o indicador de falha está na forma de um anel anu- lar, o perímetro interno do qual é adaptado para engatar-se com uma super- fície externa do pino de charneira.

9. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com a reivindicação 5 incorporando um indicador, o indicador adaptado para mover e/ou deformar se o pino de charneira mover em relação ao anel interno de mancal.

10. Dispositivo de indicação de falha de mancai de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o indicador de falha é fabricado de um material tendo propriedades selecionadas, de modo que o indicador de falha responde a um torque específico sendo transmitido entre o anel in- terno e externo de mancai.

11. Charneira incorporando pelo menos um dispositivo de indi- cação de falha de mancai como definido em qualquer uma das reivindica- ções 1 a 10.

12. Superfície de controle de aeronave incorporando uma char- neira como definida na reivindicação 11.