ES2285378T3 - Dispositivo de enganche delantero de motor de avion. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de enganche de un turbomotor (1) en el montante de un avión, que forma el enganche delantero en un sistema de montaje con enganche delantero, enganche trasero y absorción de empuje mediante bielas, que comprende un herraje superior (12, 12'') provisto de medios de fijación rígida en el montante, una primera (16) y una segunda (18) bielas, comprendiendo cada biela (16, 18) una primera conexión de articulación (161, 181; 161'', 181'') que une la biela (16, 18) con el motor, por una parte, y una segunda conexión de articulación (165, 185; 165'', 185'') que une la biela (16, 18) con el herraje (12, 12''), por otra parte, caracterizado porque las dos bielas son intercambiables y porque cada una de las bielas (16, 18) comprende una tercera conexión (167, 187; 167'', 187''), en espera, que une la biela (16, 18) bien con el motor, bien con el herraje (12, 12'').

Description

Dispositivo de enganche delantero de motor de avión.

La presente invención se refiere a la suspensión de los motores de propulsión en la estructura de un avión. Se refiere, en particular, a una suspensión o dispositivo de enganche que comprende medios destinados a mantener la suspensión en función en caso de rotura de una de sus piezas.

Un motor de propulsión puede estar montado en diversos sitios del avión y se engancha en un montante que pertenece a la estructura del mismo. Puede estar suspendido bajo las alas, fijado al fuselaje o montado en el empenaje merced a medios de enganche. Estos medios de enganche tienen la función de asegurar la transmisión de las fuerzas mecánicas entre el motor y la estructura del avión. Las cargas a considerar están orientadas en las tres direcciones principales. En particular, consisten en el peso del motor, su empuje y las cargas aerodinámicas laterales. Las cargas a transmitir comprenden, también, la absorción del par de rotación en torno al eje del motor. Además, estos medios tienen que absorber las deformaciones experimentadas por el motor durante las fases diferentes del vuelo, como consecuencia, en particular, de las variaciones dimensionales debidas a las dilataciones o contracciones térmicas.

Un modo de suspensión, por ejemplo, en el caso de un turbomotor de soplador, consiste en enganchar el motor en un montante que pertenezca a la estructura del ala del avión mediante una suspensión o enganche delanteros y una suspensión o enganche traseros. La suspensión delantera está fijada, en particular, en el cárter exterior del soplador, y, la suspensión trasera, en el cárter de escape del flujo primario.

De acuerdo con una configuración conocida, el enganche delantero está destinado a asegurar la transmisión de las fuerzas mecánicas verticales y tangenciales entre el motor y el avión. El enganche trasero está destinado a asegurar el paso de las fuerzas mecánicas en esas mismas direcciones, así como la absorción del par motor en torno al eje del turbomotor, y la absorción de empuje. Este último es transmitido, por medio de dos barras de absorción de empuje enganchadas, en la parte delantera, en la base del cárter de soplador, a una y otra parte del eje longitudinal, y, en la parte trasera, por medio de la suspensión trasera del motor.

La presente invención se refiere a un enganche previsto para transmitir los esfuerzos verticales y laterales entre el motor y el montante del avión. Se trata, en la configuración mencionada en lo que antecede, del enganche delantero.

Un enganche de este tipo comprende un herraje, denominado superior, solidario del montante del avión, un herraje, denominado inferior, solidario del cárter del motor y un juego de bielas que cooperan con los herrajes. Merced a su disposición, las bielas permiten la transmisión de las fuerzas de tracción y de compresión a lo largo de su eje.

Los dispositivos de enganche integran, en caso de rotura de una pieza, medios de seguridad destinados a evitar que el motor se separe del avión. Se conocen, por ejemplo, medios, constituidos, en particular, por elementos inactivos en condiciones normales de funcionamiento del motor, cuando las piezas del dispositivo de enganche estén intactas. Cuando se produce la rotura de una de estas piezas, los medios de seguridad se vuelven activos. Dichos medios sustituyen a las piezas defectuosas del dispositivo de enganche.

Se conoce, por ejemplo, un dispositivo de enganche tal como se describe en la patente US 6330995, que comprende una primera biela y una segunda biela entre los dos herrajes, superior e inferior. La primera biela está montada mediante una junta de rótula en una orejeta del motor y mediante dos juntas distintas en el herraje superior, siendo una de rótula y la otra axial. La segunda biela está conectada con una orejeta del motor mediante una junta de rótula, y con el herraje, en funcionamiento normal, mediante una sola junta de rótula. Está prevista una segunda junta, pero el eje de conexión está montado con cierta holgura. En funcionamiento normal, por tanto, esta segunda junta permanece inactiva. El dispositivo comprende una tercera biela entre los dos herrajes, que queda en espera merced a la existencia de cierta holgura entre el eje de conexión y su alojamiento respectivo. En funcionamiento normal, la transmisión de las fuerzas está asegurada por la primera de las bielas, como consecuencia de sus dos puntos de conexión con el herraje superior. La segunda biela transmite las fuerzas de tracción y compresión en virtud de su montaje mediante una sola junta.

En caso de rotura de la segunda biela, los dos herrajes pivotan uno en relación con otro en torno a la primera biela, hasta recuperar las holguras iniciales de la tercera biela. Esta última se vuelve activa y sustituye a la segunda biela. En caso de rotura de la primera biela, se recuperan las holguras de la segunda biela, así como la holgura de la tercera conexión de la segunda biela. En ese caso, todavía, la suspensión continúa cumpliendo su función sin alteración de sus prestaciones.

Puede observarse que la primera y la segunda bielas tienen forma de boomerang y presentan cierta simetría. Pero no son intercambiables, ya que uno de los ejes de la segunda biela está montado con cierta holgura mientras que, en la primera, los tres ejes son activos.

Merced a este tipo de disposición, tienen que mecanizarse piezas específicas. Cada biela tiene una posición única en la suspensión. Por tanto, existen tantas referencias como piezas constitutivas del dispositivo de enganche. De ese modo no se consiguen economías de fabricación ni gestión óptimas.

Los documentos EP 1 031 507, EP 0 744 338 y EP 0 741 074 tienen por objeto un enganche trasero en una suspensión de turborreactor.

Además, las dos bielas principales tienen formas casi idénticas. Durante el montaje, el técnico tiene que respetar un modo operativo muy preciso y proceder con gran atención. El riesgo de error no es despreciable.

La solicitante se ha fijado como objetivo la realización de un dispositivo de enganche de motor en la estructura del avión cuyos riesgos de error durante el montaje sean reducidos.

Se ha fijado por objetivo, también, la realización de un dispositivo que comprenda piezas intercambiables. De ese modo, sería posible efectuar el montaje con un número menor de piezas diferentes. No solamente se reduciría el riesgo de error sino, también, los costes de fabricación, mantenimiento y gestión de los stocks de piezas.

La invención logra estos objetivos mediante un dispositivo de enganche de un turbomotor en el montante de un avión, que forma el enganche delantero de un sistema de montaje con enganche delantero, enganche trasero y absorción de empuje mediante bielas, que comprende un herraje superior provisto de medios de fijación rígida en el montante, una primera y una segunda bielas unidas, cada una, con el motor, por una parte, mediante una primera conexión de articulación, y con el herraje, por otra parte, mediante una segunda conexión de articulación, caracterizado porque las dos bielas son intercambiables y porque cada una de las bielas comprende una tercera conexión en espera que une la biela bien con el motor bien con el herraje.

En particular, al menos una de las dos conexiones en espera está constituida por una conexión de articulación con un eje de articulación montado con cierta holgura en su alojamiento. En particular, cada conexión en espera consiste en una conexión de articulación, con un eje de articulación montado con cierta holgura en su alojamiento, siendo idénticas las dos holguras.

De preferencia, la primera y la segunda bielas son idénticas. En particular, las bielas tienen forma curvada, formando ángulo las tres conexiones entre sí.

La invención se comprenderá mejor a partir de la lectura de la descripción que sigue, acompañada de los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 representa una vista general del montaje de un motor en el montante de un avión;

la figura 2 representa, en perspectiva, el dispositivo de montaje del motor conforme a la invención;

la figura 3 representa el dispositivo de la figura 2, en vista de despiece;

la figura 4 representa un segundo modo de realización de la invención, visto en perspectiva;

la figura 5 representa una biela vista de frente, con las diferentes articulaciones.

La figura 1 representa, en vista trasera de tres cuartos, un turborreactor 1 equipado con sus medios de enganche en un montante de avión, no representado. De acuerdo con este modo de suspensión, corriente en la actualidad, el motor comprende un dispositivo 10 de enganche en la parte delantera del motor, fijado en el cárter exterior del soplador. Comprende, también, un medio 40 de enganche en la parte trasera, fijado en el cárter de escape del flujo primario. La absorción del empuje se garantiza mediante dos bielas 50 enganchadas, por un extremo, en la base del cárter del soplador, y, por otro, en el enganche trasero 40.

La presente invención se refiere al enganche delantero 10, que se describe en lo que sigue en relación con las figuras 2, 3 y 5. El enganche 10 está compuesto por un herraje superior 12, un herraje inferior 14 y dos bielas 16 y 18 articuladas, que unen el herraje inferior con el herraje superior.

El herraje superior está constituido por una viga 120 con, en este caso, cuatro alojamientos para el paso de pernos, merced a los cuales se solidariza el herraje con el montante del avión. La viga se prolonga, a una y otra parte, en el sentido transversal en relación con el eje del motor, mediante dos horquillas dobles, 121 y 123, respectivamente.

El herraje inferior 14, cuya forma está adaptada para ser soldado con el cárter del soplador o remachado en él, comprende, en sentido periférico, dos horquillas 141 y 143, enfrentadas con las horquillas del herraje superior.

Los dos herrajes están conectados entre sí mediante las dos bielas 16 y 18 merced a conexiones que constituyen articulaciones, como se muestra en la vista de despiece de la figura 3.

La biela 16, por ejemplo, está unida con la horquilla 141 mediante una primera conexión, preferiblemente de rótula 161, con un eje 162. Las conexiones de rótula son bien conocidas en la técnica. Comprenden, por ejemplo, un eje 162 montado en un manguito 163, de superficie exterior esférica, mantenido, a su vez, en un alojamiento de la biela. El eje 162 está montado a rotación en los alojamientos correspondientes previstos en las orejetas de la horquilla 141.

La conexión de rótula permite la rotación, a la vez, en torno al eje 162 y en torno a las dos direcciones perpendiculares a él. Presenta la particularidad de no transmitir más que las fuerzas de tracción y compresión a través del eje 162.

La biela 16 está conectada con la horquilla 121 merced a una segunda conexión, de preferencia, también, de rótula 164, que, como la primera, comprende un eje 165 y un manguito esférico 166. El eje 165 está montado, a rotación, en alojamientos previstos en la horquilla 121.

Conforme a la invención, la biela 16 está unida con la horquilla 121 mediante una tercera conexión 167, que se encuentra en espera. Mediante este término, se designa una conexión que en funcionamiento normal permanece inactiva: no transmite ninguna fuerza. Se vuelve activa y transmite fuerzas en caso de rotura de piezas determinadas del enganche. Como puede verse de modo más preciso en la figura 5, se consigue una conexión de este tipo, por ejemplo, por medio de un eje 168 que atraviese la biela 16 y la horquilla 121. El eje 168 está montado con cierta holgura radial E_{1} en un alojamiento de la biela 16.

Como puede verse en las figuras 3 o 5, la biela 16 no es rectilínea; tiene una forma parecida a la de un boomerang. Los tres medios de conexión no están alineados.

La biela 18 comprende, como la biela 16, una primera conexión, de rótula 181 y eje 182, con la horquilla 143. Está unida, mediante una segunda unión de rótula 184 y eje 185, con la horquilla 123. Comprende, igualmente, una conexión 187, en espera, con la horquilla 123. De preferencia, esta conexión se materializa, como en la horquilla 121, por medio de un eje 188 montado con una holgura radial definida E_{2} en alojamientos alineados de la horquilla y la biela.

Ventajosamente las holguras E_{1} y E_{2} son idénticas. Además, como consecuencia de la simetría de la estructura y los medios que constituyen el enganche, la dos bielas son, de preferencia, intercambiables.

En lo que sigue se describe el modo de funcionamiento del dispositivo expuesto.

En funcionamiento normal, las fuerzas perpendiculares al eje del motor, es decir, fuerzas con una componente vertical y/o lateral, son transmitidas desde el motor al montante, sucesivamente, por el herraje inferior, los primeros y los segundos medios de unión y el herraje superior. Las dos uniones en espera se encuentran inactivas.

En la hipótesis, por ejemplo, de que la biela 16 se rompa, se produce un basculamiento entre las dos herrajes en torno a la biela 18, hasta que la holgura radial de la tercera conexión 187 haya desaparecido. Este desplazamiento se produce, también, en caso de fallo de otra pieza situada en la trayectoria de las fuerzas que pasen por la biela 16, tal como la viga del herraje superior, una orejeta de la horquilla 141, o bien, una conexión de rótula.

La conexión entre los dos herrajes se vuelve, entonces, rígida. Esta conexión asegura la transmisión, a la vez, de las fuerzas verticales y/o laterales.

En la figura 4 se ha representado un segundo modo de realización. Difiere del primer modo en que las terceras conexiones están invertidas. Se usan las mismas referencias para los medios correspondientes, con acento. Los dos herrajes 12' y 14' están modificados de tal manera que las terceras conexiones 167' y 187', con su eje respectivo 168' y 188', estén dispuestas en el herraje inferior 14'. Por tanto, las horquillas 141' y 143' comprenden alojamientos para las primeras conexiones 161' y 181', así como para las terceras conexiones. Las horquillas 121' y 123' están destinadas a recibir las segundas conexiones. Las bielas que unen las horquillas del herraje superior con el herraje inferior tienen la misma forma que en el primer modo de realización. Simplemente, están invertidas. Al posicionar las terceras conexiones en el motor, puede reducirse el tamaño de las horquillas 121' y 123', hacerse la estructura del dispositivo de enganche más compacta y disminuirse su volumen.

Claims (5)

1. Dispositivo de enganche de un turbomotor (1) en el montante de un avión, que forma el enganche delantero en un sistema de montaje con enganche delantero, enganche trasero y absorción de empuje mediante bielas, que comprende un herraje superior (12, 12') provisto de medios de fijación rígida en el montante, una primera (16) y una segunda (18) bielas, comprendiendo cada biela (16, 18) una primera conexión de articulación (161, 181; 161', 181') que une la biela (16, 18) con el motor, por una parte, y una segunda conexión de articulación (165, 185; 165', 185') que une la biela (16, 18) con el herraje (12, 12'), por otra parte, caracterizado porque las dos bielas son intercambiables y porque cada una de las bielas (16, 18) comprende una tercera conexión (167, 187; 167', 187'), en espera, que une la biela (16, 18) bien con el motor, bien con el herraje (12, 12').

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que al menos una de las dos conexiones (167, 187; 167', 187') en espera está prevista a modo de conexión de articulación, con un eje de articulación montado en su alojamiento con cierta holgura.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que cada conexión en espera consiste en una conexión de articulación con un eje de articulación (168, 188; 168', 188') montado con cierta holgura en su alojamiento, siendo idénticas las dos holguras.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera y la segunda bielas (16, 18) son idénticas.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las bielas tienen forma curvada, formando ángulo las tres conexiones entre sí.