BRPI0613875A2 - junta de força lateral - Google Patents

Abstract

JUNTA DE FORçA LATERAL Esta invenção relaciona-se com uma junta de força lateral, com a qual uma longarina tipo chapa (2) pode ser fixada junto a uma trava da fuselagem (3) montada na fuselagem de um avião (8) . Para este propósito, a longarina tipo chapa (2) possui um furo passante (14), dentro do qual um cilindro de fixação (1) montado no flange pode ser inserido para conectar ambos componentes (2, 3) . De modo a permitir a localização da longarina (2) ser ajustada com respeito à trava da fuselagem (3), uma bucha de mancal (5) da longarina é excentricamente encaixada dentro do furo passante (14) De forma correspondente, o cilindro de fixação (13) da trava da fuselagem (3) é montado excentricamente em uma bucha de mancal (4) de modo que uma rotação das buchas de mancal (4, 5) permite que a junta de força lateral seja ajustada.

Description

"JUNTA DE FORÇA LATERAL"

Referência com pedidos relacionados

Este pedido reivindica o beneficio da data de de-pósito do Pedido de Patente Alemão 10 2005 034 891.2, depo-sitado em 26 de julho de 2005 e do Pedido de Patente Provi-sório dos Estados Unidos 60/702.448, depositado em 26 de ju-lho de 2005, cujas revelações são incorporadas por este do-cumento por referência.

Campo da Invenção

Esta invenção relaciona-se em geral com o campotécnico de elementos de junção. Em particular, a invençãorelaciona-se com uma junta de força lateral, permitindo, porexemplo, que uma longarina de uma unidade de leme de direçãoseja fixada junto à fuselagem de um avião de uma forma comganho de peso. Adicionalmente, a invenção relaciona-se comuma longarina correspondentemente configurada para uma uni-dade de leme de direção de modo que a longarina pode sermontada na fuselagem de um avião de modo a poupar peso.

Antecedente Tecnológico

Durante o vôo, a unidade de leme de direção de umavião freqüentemente está sujeita a consideráveis cargas dear afetando a cobertura externa da unidade de leme de dire-ção. Tais cargas de vento são removidas como uma força late-ral via as longarinas da unidade de leme de direção (veja aFigs. 1 e 2) para dentro da fuselagem do avião. A conexãodas longarinas da unidade de leme de direção é então normal-mente executada com uma junta de união de cisalhamento du-plo. Esta junta de união freqüentemente é composta de umprendedor de suporte angular, o qual é rebitado junto à fu-selagem do avião e proporcionado com dois furos, bem comocom duas partes de trava de topo, as quais são aparafusadasem duas seções em ambos lados do prendedor do suporte angu-lar com a longarina da unidade de leme de direção, atravésdos furos correspondentes.

De modo que altas deformações nas longarinas sejaremovidas de forma segura para a fuselagem do avião, as lon-garinas são proporcionadas na área de junção com tamanhosaumentados freqüentemente muito grandes, de modo a reduziras deformações na face do furo resultantes das forças trans-mitidas a partir dos parafusos de porca para as paredes doparafuso de porca. À medida que as forças são então removi-das a partir das travas de topo para o prendedor do suporteangular, o prendedor do suporte angular também tem que pos-suir uma espessura correspondentemente grande de modo que asdeformações na face do furo correndo nos furos possam sermantidas as mais baixas possíveis.

Esta solução demonstra ser um problema pelo fatode que para a transmissão para a fuselagem do avião, as car-gas igualmente distribuídas através das longarinas ficamprimeiro localmente concentradas no parafuso de porca de co-nexão e geram deformações muito altas na face do furo nosfuros no prendedor do suporte angular, bem como nas própriaslongarinas. Entretanto, as dimensões requeridas devido aesta concentração de carga na área de junção das longarinascausam peso extra considerável, o qual obviamente é indese-jável no campo da tecnologia aeroespacial.Sumário da Invenção

Por conseqüência, entre outras coisas, pode ser umobjetivo da presente invenção propor uma junta inerente paratransmitir forças laterais, onde tamanhos aumentados na áreade junção não são requeridos, de modo que peso adicional edesnecessário pode ser evitado.

De acordo com um primeiro aspecto desta invenção,o objetivo no qual a invenção é baseada é alcançado por umajunta de força lateral para conectar duas chapas. Se chapasforem mencionadas neste documento, isto não significa neces-sariamente que elas têm que ser de material metálico; aoinvés disso, uma chapa como entendida por esta invenção tam-bém pode ser compreendida de material plástico ou de materi-al fibroso, tal como fibra de carbono.

As duas chapas são uma primeira chapa e uma segun-da chapa, um furo passante com um primeiro diâmetro sendoproporcionado na primeira chapa. Em uma primeira superfícieda segunda chapa, é formado um cilindro, cujo diâmetro é a-daptado para o primeiro diâmetro do furo passante na primei-ra chapa. Desse modo, pode ser garantido que o cilindro dasegunda chapa se encaixe de forma positiva junto com o furopassante na primeira chapa, de modo a estar apto a transmi-tir as forças direcionadas perpendicularmente para a linhacentral do cilindro a partir da primeira para a segunda cha-pa e vice versa. Se for mencionado neste documento que odiâmetro do cilindro é adaptado para o primeiro diâmetro dofuro passante na primeira chapa, isto significa que o diâme-tro do cilindro é ligeiramente menor do que o diâmetro dofuro passante, de modo que ele pode ser encaixado no mesmocom uma pequena folga.

De modo a reduzir as altas deformações indesejá-veis na face do furo, a junta de força lateral, de acordocom a invenção, faz uso de uma solução diferente da configu-ração conhecida anteriormente descrita de uma junta de uni-ão. Se no último caso, a deformação na face do furo for re-duzida via a espessura inerente da longarina pelo uso de umtamanho aumentado adicional, então, de acordo com a inven-ção, as deformações na face do furo são reduzidas por se es-colher o diâmetro do furo passante e do cilindro o maiorpossível, resultando em um aumento da área efetiva de apoioe por conseqüência, em uma redução das deformações na facedo furo.

De modo a permitir o ajuste do cilindro da segundachapa com respeito ao furo passante na primeira chapa, tantoo cilindro como o furo passante são dispostos excentricamen-te sobre ou em um componente separado da primeira ou da se-gunda chapa, a qual é primeiro encaixado de forma rotativano plano da primeira ou da segunda chapa. Assim, a primeirachapa compreende uma primeira bucha de mancai, a qual é in-serida dentro da primeira chapa de modo a poder ser giradaao redor de sua linha central no plano da primeira chapa.Aqui, o furo passante da primeira chapa é configurado excen-tricamente na primeira bucha de mancai de modo que uma rota-ção da bucha de mancai pode modificar a posição do furo pas-sante de modo a alinha o último com respeito à localizaçãodo cilindro da segunda chapa.A bucha de mancai pode ser um corpo oco cilíndri-co, o qual é proporcionado em uma extremidade com um flangeanular para entrar em contato com uma primeira superfície daprimeira chapa. Este flange anular é assim utilizado paragarantir a segurança de posição para a bucha de mancai comrespeito à primeira chapa.

Para permitir que a primeira chapa seja conectadana segunda superfície da mesma, oposta ao primeiro nível desuperfície com a segunda chapa, a primeira bucha de mancai,na extremidade da mesma, oposta ao flange anular, é substan-cialmente nivelada com a segunda superfície da primeira chapa.

Como é evidente para os versados na técnica a par-tir das explicações precedentes, quando utilizando a primei-ra bucha de mancai com seu furo passante disposto excentri-camente, somente um ajuste de posição em um caminho circularé possível. Entretanto, de modo a estar apto a precisamenteajustar a junta de força lateral para qualquer ponto, a se-gunda chapa adicionalmente compreende um disco circular, noqual o cilindro da segunda chapa é formado excentricamente.De modo a permitir o ajuste de posição do cilindro, o discocircular é disposto no plano da segunda chapa para poder sergirado ao redor de sua linha central, de modo que em combi-nação com a capacidade de rotação da bucha de mancai na pri-meira chapa, o ajuste deposição com respeito à quase qual-quer ponto pode ser possível.

De acordo com uma modalidade particular, o discocircular da segunda chapa também é configurado como uma bu-cha de mancai. Isto significa que o disco circular no for-mato de uma bucha de mancai também possui uma abertura pas-sante para poupar peso, através da qual, para segurança deposição da primeira e da segunda chapas, com respeito uma àoutra, por exemplo, um parafuso de porca de segurança podeser inserido. No caso do disco circular da segunda chapaser uma bucha de mancai, o cilindro da segunda chapa porconseqüência é configurado como um cilindro oco com uma a-bertura passante. Neste caso, o disco circular é um discocircular perfurado com um furo, a abertura passante do ci-lindro oco sendo alinhada com o furo do disco circular perfurado.

De modo a garantir a segurança de posição para abucha de mancai da segunda chapa de modo que ela não possacair do segundo plano, a bucha de mancai é proporcionada comum flange anular, o qual é configurado para entrar em conta-to com uma segunda superfície oposta à primeira superfícieda segunda chapa.

De modo a permitir que a primeira e a segunda cha-pa fiquem conectadas juntas no mesmo nível, a bucha de man-cai da segunda chapa é nivelada com a primeira superfície dasegunda chapa, superfície esta que entra em contato com aprimeira chapa quando ambas chapas são conectadas.

De acordo com outro aspecto da presente invenção,uma longarina para uma unidade de leme de direção é propos-ta, a qual é configurada pelo menos em uma área de junçãopara ser montada na fuselagem de um avião como uma primeirachapa como entendido na descrição precedente. Devido a estaconfiguração da longarina, é possível prender a última comuma tira de fixação montada na fuselagem de um avião, na me-dida em que a tira é configurada como uma segunda chapa comoentendido na descrição precedente.

Breve Descrição dos Desenhos

Daqui para frente, a invenção será explicada emdetalhes adicionais com referência aos desenhos ilustrativosanexos. Nos desenhos:

A Fig. 1 apresenta um tipo conhecido de montagemde uma unidade de leme de direção junto à fuselagem de umavião;

A Fig. 2 apresenta uma vista detalhada da Fig. 1na área de junção da unidade de leme de direção na fuselagemdo avião;

A Fig. 3 apresenta uma unidade de leme de direçãocom uma junta de força lateral de acordo com a invenção nafuselagem de um avião;

A Fig. 4 apresenta uma vista detalhada da Fig. 3na área de junção na fuselagem do avião;

A Fig. 5 apresenta uma ilustração em perspectivade uma junta de força lateral desmontada de acordo com a in-venção; e

A Fig. 6 apresenta uma ilustração em perspectivada junta de força lateral de acordo com a invenção da Fig. 5em um estado desmontado.

Por todas as figuras, os mesmos itens ou itens si-milares são identificados com os mesmos números de referên-cia ou com números de referência correspondentes. As figu-ras não estão em escala, mas representam proporções qualitativas

Descrição Detalhada de uma modalidade ilustrativa

Com referência às Figs. 1 e 2, primeiro, uma juntaconhecida de uma caixa central 7 de uma unidade de leme nafuselagem de um avião 8 é descrita. A caixa central 7 éformada lateralmente substancialmente por duas faces late-rais reforçadas transversalmente e lateralmente por chapasfinas e vigas, faces laterais estas que são presas na fren-te e atrás nas longarinas 2 da unidade de leme de direção.

As longarinas 2 por sua vez são presas junto à fuselagem doavião 8 pela utilização de uma junta conhecida, a qual serádiscutida em detalhes adicionais. À medida que durante ovôo, altas cargas aerodinâmicas afetam as grandes faces Ia-terais da unidade de leme de direção, ela deve estar apta aremover as mesmas de forma segura via as longarinas 2 na fu-selagem do avião 8. À medida que durante o vôo, toda a uni-dade de leme de direção é carregada com as forças lateraisde vento, e estas forças podem ser exclusivamente removidaspara a fuselagem do avião 8, estas forças se acumulam portoda a unidade de leme de direção, e são removidas pronta-mente para a fuselagem do avião 8, via a junta conhecida, aser descrita daqui para frente em detalhes adicionais.

Como apresentado na Fig. 2, a longarina 2 possuina área de junção da mesma, com a fuselagem do avião 8, umtamanho aumentado 17, onde dois furos são proporcionados.

Por outro lado, na fuselagem do avião 8, um prendedor de su-porte angular 18 é montado, o qual também é proporcionadocom dois furos. A tira 18 então possui as mesma proporçõesde espessura que o tamanho aumentado 17 da longarina 2 naárea de junção. A longarina 2, no tamanho aumentado da mes-ma 17, é conectada com a trava 18 via uma junta de ligaçãode duas parte de cisalhamento duplo no formato de duas tra-vas de topo 19 dispostas em pares, as quais são aparafusadascom o tamanho aumentado 17 ou com a tira 18 através dos fu-ros correspondentes.

O tamanho aumentado 17 da longarina 2 tem que serproporcionado, à medida que forças laterais a serem transmi-tidas são muito altas, e de outro modo, deformação inadmis-sivelmente altas sobre a face do furo ocorreriam nos furosatravés dos quais as travas de topo 10 são aparafusadas.Como tal junção da longarina 2 é muito complicada devido aotamanho aumentado 17 e à tira 18, configurada com a espessu-ra correspondente, bem como devido às travas de topo adicio-nais 19, e implica em peso adicional, a presente invençãoescolhe um modo diferente para unir a unidade de leme de di-reção com a fuselagem do avião, o qual será explicado daquipara frente em maiores detalhes por meio das Figs. 3 até 6.

Primeiro de tudo, as Figs. 3 e 4 apresentam vistasgerais da junta de força lateral de acordo com a invenção deuma unidade de leme de direção 7 na fuselagem de um avião 8.Apesar da estrutura geral da unidade de leme de direção 7corresponder a esta da unidade de leme de direção anterior-mente descrita com referência às Figs. 1 e 2, a área de jun-ção das longarinas 2 na fuselagem do avião 8 difere da juntaanteriormente descrita. Como pode ser visto a partir daFig. 4, a longarina tipo chapa 2 mantém sua espessura portodo o seu comprimento, e em particular, na área de base damesma, não possui ou somente pouco tamanho aumentado, de mo-do que economia de peso pode ser alcançada em contraste coma configuração anteriormente descria com referência às Figs.1 e 2. Como pode ser mais bem observado a partir da Fig. 4,na fuselagem do avião 8, uma segunda chapa ou trava da fuse-lagem 3 é montada, na qual, a longarina 2 está em contatonivelada para ser segura pelo uso da junta de força laterala ser descrita daqui para frente em detalhes adicionais.

A Fig. 5 apresenta a junta de força lateral de a-cordo com a invenção, com as duas chapas 2, 3 no formato dalongarina 2 ou da trava da fuselagem 3, em um estado desmon-tada, onde a chapa 2 é oposta à chapa 3 em uma distância.

Como pode ser visto, a primeira chapa 2 compreende um furopassante 14 e a segunda chapa 3 compreende um cilindro 13(aqui, um cilindro oco). 0 furo passante 14 e o cilindro 13possuem os diâmetros interno e externo adaptados um ao outrode modo que o cilindro oco 13 pode ser introduzido dentro dofuro passante 14 de modo que as chapas 2, 3 sejam positiva-mente conectadas juntas em uma direção transversal à linhacentral do cilindro 3, por meio do que é possível que asforças atuando transversalmente sobre uma chapa 2, 3 possamser transmitidas para as outras respectivas chapas 2, 3.

Por escolher o diâmetro do furo passante 14 e do cilindro 13o maior possível, as deformações sobre a face do furo ocor-rendo durante a transmissão de força de uma chapa 2 para aoutra chapa 3 são minimizadas, de modo que não ocorre nenhu-ma alta deformação de material não admissível.

Como pode ser adicionalmente visto a partir daFig. 5, uma bucha de mancai 5 é encaixada dentro da primeirachapa 2 como um componente da mesma, a bucha podendo ser gi-rada no plano da primeira chapa ao redor de sua linha cen-tral. Na bucha de mancai 15, o furo passante 14 da chapa 2com uma excentricidade e é disposto de modo que o centro degravidade do furo passante 14 descreva um círculo quando abucha de mancai 15 é girada.

Na extremidade superior, a bucha de mancai 5 éproporcionada com um flange anular 15, o qual é localizadona ilustração da Fig. 5 em contanto com o lado de cima 9 dachapa 2, por meio do que a posição da bucha de mancai 5 comrespeito à chapa 2 é garantida. No lado de baixo 10 da mes-ma, a chapa 2 é nivelada com a extremidade inferior da buchade mancai 15, de modo que não resulta projeção para a chapa2 para ficar adjacente à chapa 3 no mesmo nível.

Na chapa 3, como um componente da mesma, um discocircular 4 é encaixado, de modo que ele possa ser girado noplano da segunda chapa 3 ao redor de sua linha central. Nodisco circular 4, o cilindro 13 da segunda chapa 3 é dispos-to excentricamente (excentricidade e) , de modo que quando odisco circular 4 é girado ao redor da linha central do mes-mo, o cilindro descreve um movimento circular.

Devido à rotatividade do disco circular 4, a loca-lização do cilindro 13 pode ser adaptada para a respectivaposição do furo passante 14 da bucha de mancai 5. Inversa-mente, a rotatividade da bucha de mancai 5 permite a locali-zação do furo passante 14 ser adaptada para a respectiva po-sição do cilindro 13 do disco circular 14.

Na modalidade representada na Fig. 5 da junta deforça lateral de acordo com a invenção, o disco circular 4também é configurado como uma bucha de mancai, o que signi-fica que uma abertura passante se estende através de todo odisco circular 4, incluindo o cilindro 13. Esta aberturapassante pode ser utilizada no estado montado representadona Fig. 6 da junta de força lateral, de acordo com a inven-ção, na medida que é possível inserir através desta aberturapassante, por exemplo, um parafuso de porca de segurança demodo a evitar o afrouxamento não intencional da junta deforça lateral.

Na extremidade inferior representada na Fig. 5, odisco anular 4 possui um flange anular no formato de uma bu-cha de mancai em contato com o lado de baixo 12 da segundachapa 3, o qual entretanto não é visível devido à represen-tação em perspectiva da Fig. 5. No lado de cima 11, o discoanular 4 é nivelado com o lado de cima 11 da segunda chapa3, de modo que somente o cilindro 13 projeta-se para cima.

De modo a evitar que no estado montado da junta deforça lateral da invenção, apresentado na Fig. 6, a bucha demancai 5 da primeira chapa possa ser girada com respeito àbucha de mancai 4 da segunda chapa 3, ambas buchas possuemmecanismos de trava apropriados para localizar suas respec-tivas localizações. Por exemplo, ambas buchas de mancai 4,5 podem possuir vários furos em seus flanges anulares, atra-vés dos quais um pino de travamento 6 pode ser inserido parasegurar ambas buchas de mancai 4, 5 com respeito uma à outra.

Claims (11)

1. Junta de força lateral, CARACTERIZADA por com-preender :uma primeira chapa (2), na qual um furo passante(14) com um primeiro diâmetro é proporcionado, euma segunda chapa (3) com uma primeira superfície(11), na qual um cilindro (13) é formado possuindo um diâme-tro que é adaptado ao primeiro diâmetro, de modo que o ci-lindro (13) da segunda chapa (3) positivamente encaixe juntocom o furo passante na primeira chapa (2) para transmitirforças direcionadas perpendicularmente para a linha centraldo cilindro (13) a partir da primeira chapa (2) para a se-gunda chapa (3) e vice versa.

2. Junta de força lateral, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a primeira chapa(2) adicionalmente compreende uma primeira bucha de mancai(5) , a qual é inserida dentro da primeira chapa (2) de modoque a primeira bucha de mancai (5) possa ser girada ao redorde sua linha central no plano da primeira chapa (2), epelo fato de que o furo passante (14) da primeirachapa (2) é configurado excentricamente na primeira bucha demancai (5).

3. Junta de força lateral, de acordo com a reivin-dicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a primeira chapa(2) possui uma primeira superfície (9), e pelo fato de que aprimeira bucha de mancai (5) possui um flange anular (15), oqual é configurado para contato com a primeira superfície(9).

4. Junta de força lateral, de acordo com a reivin-dicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a primeira chapa(2) possui oposta à primeira superfície (9) uma segunda su-perfície (10), com a qual a primeira bucha de mancai (5) ésubstancialmente nivelada.

5. Junta de força lateral, de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADA pelo fatode que a segunda chapa (3) adicionalmente compreende um dis-co circular (4), o qual é inserido dentro da segunda chapa(3), de modo que o disco circular (4) pode ser girado ao re-dor de sua linha central no plano da segunda chapa (3), epelo fato de que o cilindro (13) da segunda chapa(3) é formado excentricamente no disco circular (4).

6. Junta de força lateral, de acordo com a reivin-dicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o disco circular(4) é configurado como uma segunda bucha de mancai.

7. Junta de força lateral, de acordo com qualqueruma das reivindicações 5 ou 6, CARACTERIZADA pelo fato deque o cilindro (13) é um cilindro oco (1) com uma aberturapassante.

8. Junta de força lateral, de acordo com a reivin-dicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o disco circular(4) é um disco anular perfurado com um furo, onde a aberturapassante do cilindro oco (1) é alinhada com o furo do discoanular perfurado (4).

9. Junta de força lateral, de acordo com qualqueruma das reivindicações 5 até 8, CARACTERIZADA pelo fato deque a segunda chapa (3) possui uma segunda superfície (12)oposta à primeira superfície (11) , e pelo fato de que a se-gunda bucha de mancai (4) possui um flange anular (16), oqual é configurado para contato com a segunda superfície(12) da segunda chapa (3).

10. Junta de força lateral, de acordo com qualqueruma das reivindicações 5 até 9, CARACTERIZADA pelo fato deque a segunda bucha de mancai (4) é substancialmente nivela-da com a primeira superfície (11) da segunda chapa (3).

11. Longarina para uma unidade de leme de direção(7), CARACTERIZADA por ser configurada pelo menos em uma á-rea de junção para ser montada na fuselagem de um avião (8)como uma primeira chapa (2), como definida em qualquer umadas reivindicações 1 até 4, de modo a ser conectada com umatrava de fixação montada na fuselagem do avião (8) e confi-gurada como uma chapa (3) como definida em qualquer uma dasreivindicações 5 até 10.