ES2350023T3 - Biela para la construcción aeronáutica y mecanismo que comprende una biela de este tipo. - Google Patents

Abstract

Biela (1; 1001), para la construcción aeronáutica, que comprende al menos un primer conjunto que incluye: - al menos un árbol (4; 1004) destinado a transmitir esfuerzos (F1) ejercidos esencialmente a tracción y/o a compresión cuando la biela (1; 1001) está en servicio; - un elemento elásticamente deformable (62; 1062) solidarizado con dicho árbol (4; 1004) al objeto de absorber dichos esfuerzos (F1), siendo apto dicho elemento elásticamente deformable (62; 1062) para presentar una deformación elástica bajo el efecto de dichos esfuerzos (F1); - al menos un sensor de galgas extensométricas (603; 1603) asociado a dicho elemento elásticamente deformable (62; 1062) al objeto de medir dicha deformación elástica para evaluar dichos esfuerzos (F1); incluyendo además dicho primer conjunto un órgano de seguridad (617; 1617) solidario con dicho elemento elásticamente deformable (62; 1062) y distante del árbol (4; 1004) cuando la biela (1; 1001) está en reposo, siendo apto dicho órgano de seguridad (617; 1617) para limitar los movimientos del árbol (4; 1004) cuando dicha deformación elástica sobrepasa un límite determinado, al objeto de transmitir la parte excedente de dichos esfuerzos (F1), caracterizada porque el elemento elásticamente deformable (62; 1062) forma cuerpo con el órgano de seguridad (617; 1617).

Description

La presente invención se refiere a una biela para la construcción aeronáutica que soporta esencialmente esfuerzos de tracción y/o de compresión y que comprende un sensor de galgas extensométricas para evaluar estos esfuerzos, así como un órgano de seguridad para proteger este sensor. Por otro lado, la invención se refiere a un mecanismo aeronáutico que comprende una biela de este tipo.

En el ámbito de la construcción aeronáutica, es necesario evaluar las tensiones mecánicas experimentadas por un mecanismo y, especialmente, por la o las biela(s) que lo compone(n). Una biela de mecanismo aeronáutico generalmente comprende un árbol destinado a transmitir esfuerzos ejercidos esencialmente a tracción y/o a compresión cuando la biela está en servicio. En los mecanismos aeronáuticos de la técnica anterior, la biela integra generalmente un muelle lineal cuyo alargamiento es directamente proporcional a los esfuerzos experimentados por la biela, lo que permite medir estos esfuerzos. Sin embargo, la integración de un muelle lineal de este tipo aumenta el volumen, en particular axial, que ocupa la biela.

El documento USB6311566 describe una biela con un elemento elásticamente deformable y un órgano de seguridad que se constituyen en piezas diferentes, un muelle y una tuerca de retención respectivamente.

En el ámbito de la industria mecánica, existen piezas sometidas a esfuerzos de tracción y/o de compresión que comprenden un elemento elásticamente deformable asociado a un sensor de galgas extensométricas, al objeto de medir una deformación elástica para evaluar estos esfuerzos. Para realizar una medida precisa, la amplitud de la deformación elástica tiene que ser relativamente grande bajo los esfuerzos comúnmente experimentados en régimen de funcionamiento normal.

No obstante, una biela de mecanismo aeronáutico está dimensionada para soportar esfuerzos críticos, en un régimen de funcionamiento defectuoso, superiores con creces a los esfuerzos que se ejercen en funcionamiento normal. Ahora bien, existe el riesgo de que semejantes esfuerzos críticos originen una deformación plástica del elemento elásticamente deformable, que le vuelve inutilizable e impone su sustitución para poder realizar de nuevo medidas de esfuerzos.

La presente invención tiene en particular el propósito de subsanar estos inconvenientes, proponiendo una biela, para la construcción aeronáutica, que permite, por un coste y un número de componentes reducidos, efectuar medidas precisas de esfuerzos en funcionamiento normal, protegiendo al propio tiempo los componentes de la biela en un funcionamiento defectuoso.

A tal efecto, la presente invención tiene por objeto una biela, para la construcción aeronáutica, que comprende al menos un primer conjunto que incluye:

-al menos un árbol destinado a transmitir esfuerzos ejercidos esencialmente a tracción y/o a compresión cuando la biela está en servicio; -un elemento elásticamente deformable solidarizado con dicho árbol al objeto de absorber dichos esfuerzos, siendo apto dicho elemento para presentar una deformación elástica bajo el efecto de dichos esfuerzos; -al menos un sensor de galgas extensométricas asociado a dicho elemento al objeto de medir dicha deformación elástica para evaluar dichos esfuerzos;

incluyendo dicho primer conjunto, además, un órgano de seguridad solidario con dicho elemento elásticamente deformable y distante del árbol cuando la biela se halla en reposo, siendo apto dicho órgano de seguridad para limitar los movimientos del árbol cuando dicha deformación elástica sobrepasa un límite determinado, al objeto de transmitir la parte excedente de dichos esfuerzos, caracterizado porque el elemento elásticamente deformable forma cuerpo con el órgano de seguridad.

En otras palabras, el órgano de seguridad define unos medios de tope para el árbol, que pueden absorber la mayor parte de los intensos esfuerzos soportados por la biela.

Un órgano de seguridad de este tipo permite por tanto proteger el elemento elásticamente deformable, «cortocircuitándolo» cuando los esfuerzos sobrepasan su límite elástico. El elemento así protegido puede presentar una deformación elástica de gran amplitud en funcionamiento normal, al objeto de efectuar medidas precisas.

De acuerdo con otras características ventajosas pero facultativas de la presente invención, tomadas de forma aislada o según cualquier combinación técnicamente admisible:

-el órgano de seguridad incluye una primera y una segunda superficies de apoyo; el árbol incluye una tercera y una cuarta superficies de apoyo dispuestas respectivamente enfrentadas a las superficies de apoyo primera y segunda, estando separadas, por una parte, las superficies de apoyo primera y tercera y, por otra parte, las superficies de apoyo segunda y cuarta, cuando la biela está en reposo, por respectivas distancias inferiores a dicho límite, siendo aptas las superficies de apoyo primera y tercera para transmitir los esfuerzos ejercidos a compresión cuando se sobrepasa dicho límite y siendo aptas las superficies de apoyo segunda y cuarta para transmitir los esfuerzos ejercidos a tracción cuando se sobrepasa dicho límite; -las superficies de apoyo primera y segunda se definen mediante mecanizado a partir de una superficie de referencia común mecanizada sobre el órgano de seguridad; -el árbol discurre según un eje globalmente paralelo a la dirección de aplicación de dichos esfuerzos y dichas superficies de apoyo son globalmente planas y normales a dichos esfuerzos; -el elemento presenta una forma de revolución coaxial con el árbol y el órgano de seguridad presenta una forma de revolución coaxial con el árbol, el árbol incluye un collar que presenta superficies axiales opuestas y que definen las superficies de apoyo tercera y cuarta, la primera superficie de apoyo es normal al eje, el órgano de seguridad está equipado con un anillo de retención que define la segunda superficie de apoyo y el órgano de seguridad y el anillo forman un alojamiento para el collar; -el elemento es una membrana, teniendo la membrana una forma globalmente cilíndrica o troncocónica con un semiángulo en el vértice superior a 45°, preferentemente a 60°; -el árbol va atornillado sobre el elemento, realizándose la rosca exterior sobre el árbol; -el árbol va atornillado sobre el elemento, realizándose la rosca interior sobre el árbol; -la biela incluye medios suplementarios de solidarización del árbol con el elemento, tales como un pasador o cola dispuesta sobre la rosca exterior; -la distancia que media entre el árbol y el órgano de seguridad se halla comprendida entre 0,1 mm y 0,4 mm, preferentemente entre 0,2 mm y 0,3 mm, dicho límite de deformación elástica se alcanza para un esfuerzo comprendido entre 1000 N y 2000 N y el árbol es apto para transmitir al órgano de seguridad esfuerzos que alcanzan 12 000 N; -el elemento se realiza en un material con un módulo de elasticidad longitudinal superior a 100 000 MPa, tal como por ejemplo el titanio de clase TA6V laminado; -la biela comprende, además, un segundo conjunto semejante al primer conjunto y los dos órganos de seguridad van fijados a cada lado de una brida central, hallándose los dos conjuntos dispuestos simétricamente con relación a dicha brida.

Por otro lado, la presente invención tiene por objeto un mecanismo aeronáutico, caracterizado porque comprende una biela tal y como se ha expuesto anteriormente.

Por último, la invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación de la anterior biela, en el que, sobre el órgano de seguridad, se mecaniza la superficie de referencia común y, a partir de dicha superficie de referencia común, se realizan mediante mecanizado dichas superficies de apoyo primera y segunda.

Se entenderá perfectamente la invención y también se desprenderán otras ventajas a la luz de la descripción subsiguiente en la que, dada tan sólo a título de ejemplos no limitativos, se hace referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

-la figura 1 es una sección longitudinal de una biela conforme a la invención; -la figura 2 es una vista a escala ampliada del detalle II en la figura 1; -la figura 3 es una vista a escala ampliada del detalle III en la figura 2; -la figura 4 es una vista a escala ampliada del detalle IV en la figura 2; y -la figura 5 es una sección longitudinal, a escala ampliada, de una variante de la biela de las figuras anteriores.

La figura 1 ilustra una biela 1 que discurre según un eje longitudinal X1. Los extremos de la biela 1 están formados por respectivas puntas 2 y 3, que están destinadas a ser vinculadas a otros componentes no representados de un mecanismo aeronáutico. Con este objeto, cada punta 2 ó 3 lleva taladrado un agujero pasante 20 ó 30 destinado a recibir una parte complementaria de otro componente.

La biela 1 comprende un primer árbol 4 con el que va solidarizada la punta 2 por medio de una rosca exterior 21 y de una tuerca 22. Asimismo, la biela 1 comprende un segundo árbol 5 con el que va solidarizada la punta 3 por medio de una rosca exterior 31 y de una tuerca 32. Cuando la biela se halla en servicio, los árboles 4 y 5 se destinan para transmitir esfuerzos de la punta 2 hacia la punta 3 y recíprocamente. Tales esfuerzos se ejercen esencialmente a tracción o a compresión. En el ejemplo de la figura 1, las puntas 2 y 3 se ven sometidas a una fuerza de tracción F1 que se ejerce según el eje X1.

Los árboles primero y segundo 4 y 5 quedan unidos entre sí por mediación de una caja 6 y de una cubierta 10, que se ensamblan por medio de tornillos 8 y 9. El segundo árbol 5 queda solidarizado con la cubierta 10, por ejemplo por medio de un tornillo 11. El primer árbol 4 discurre según el eje X1 que es globalmente paralelo a la dirección de aplicación de la fuerza de tracción F1.

La caja 6 está formada por una parte central 60 y por una parte periférica 61. El adjetivo «central» califica un objeto que se encuentra cercano al eje X1, en tanto que el adjetivo «periférico» califica un objeto que se halla más alejado del mismo. El árbol 4 queda solidarizado con la parte central 60 por medio de una rosca interior 604, de tal modo que el árbol 4 puede transmitir a la caja 6 esfuerzos de compresión y/o de tracción, tales como la fuerza F1. La caja 6 y el primer árbol 4 son, en el presente caso, coaxiales, ya que presentan ambos una simetría de revolución alrededor del eje X1. En el ejemplo de las figuras 1 y 2, la rosca interior 604 está realizada sobre el árbol 4.

Como así muestra la figura 2, las partes central 60 y periférica 61 de la caja 6 van unidas por mediación de un elemento 62 que es apto para presentar una deformación elástica cuando el árbol 4 transmite la fuerza F1 a la parte central 60. El elemento 62 forma cuerpo con las partes central 60 y periférica 61. El elemento 62 presenta una forma globalmente troncocónica de eje X1, cuya parte gruesa 622 va unida a la parte central 60 siguiendo una curva de acuerdo 602 y cuya parte delgada 621 va unida a la parte periférica 61. El semiángulo en el vértice del cono es de aproximadamente 75°. En la práctica, el semiángulo en el vértice del cono es superior a 45°, preferentemente a 60°. De acuerdo con una variante no representada, el elemento elásticamente deformable tiene una forma globalmente cilíndrica y achatada.

Así, el elemento 62 forma una membrana que tiene una forma troncocónica relativamente achatada, con una variación de espesor relativamente pequeña desde el eje X1 hasta su periferia. El elemento 62 tiene pues una forma semejante a un disco macizo. Esta construcción es especialmente compacta en las direcciones axial y radial. La membrana formada por el elemento 62 puede deformarse elásticamente según el eje X1.

El elemento 62 va recalcado sobre, luego asociado a, un sensor de galgas extensométricas 603 en sí conocido y dispuesto sobre una superficie axial 601 de la parte central 60 que está orientada hacia la cubierta 10. Las galgas extensométricas no representadas del sensor 603 discurren radialmente desde el eje X1 hacia la parte periférica 61, formando así un puente de galgas completo y permitiendo realizar simultáneamente varias medidas de los esfuerzos aplicados. El sensor 603 es del tipo «diafragma».

El elemento 62, como es en forma de membrana, puede recibir varios puentes de galgas adyacentes, por ejemplo dos, para realizar medidas de esfuerzos con precisión. En la práctica, los puentes de galgas están desfasados alrededor del eje X1 un ángulo comprendido entre 30°y 60°. El ensamblaje del (de los) puente(s) de galgas directamente sobre el elemento 62 también confiere una compacidad axial relativamente alta a la biela 1.

Por otro lado, se pueden prever medios suplementarios para solidarizar el árbol 4 con la parte central 60 y el elemento 62, como un pasador radial que atraviesa estas dos piezas o cola de tipo «fijatornillos» colocada sobre la rosca exterior 604. El empleo de un pasador ofrece la ventaja de hacer la calidad de esta solidarización independiente de las operaciones de ensamblaje del árbol 4 y del elemento 62.

La biela 1, cuando está en servicio según un régimen de funcionamiento normal, se ve sometida a un esfuerzo de tracción F1 de intensidad moderada, que es transmitido de la punta 2 a la caja 6 a través del árbol 4, y luego de la cubierta 10 a la punta 3 a través del árbol 5. En tal caso, el elemento 62 se deforma elásticamente, hecho que mide el sensor de galgas extensométricas 603 dispuesto sobre elemento 62 y, eventualmente, en la parte central 60.

En el lado de la caja 6, el primer árbol 4 incluye un collar 41 que discurre radialmente desde el eje X1 hacia la parte periférica 61. El collar 41 presenta una forma cilíndrica de eje X1. Un anillo de retención 7 se coloca en apoyo plano contra una superficial axial 612 de la caja 6 con la que queda solidarizado el anillo 7 y por mediación de unos tornillos 8 y 9. El anillo 7 presenta una forma anular de eje X1 y discurre radialmente hacia el eje X1 más allá de la superficie 612. La parte periférica 61 de la caja 6 incluye además un reborde 611 dispuesto enfrentado a la parte del anillo 7 que es salediza hacia el eje X1. Una superficie se denomina en el presente caso «axial» o «radial» según la orientación de una normal a esta superficie.

El ensamblaje del anillo 7 con la parte periférica 61 de la caja 6 define un órgano de seguridad 617 que encuadra el collar 41 del árbol 4. El órgano de seguridad 617 es pues solidario con el elemento elásticamente deformable 62. El elemento 62 forma cuerpo con la parte periférica 6 y, por tanto, con el órgano de seguridad 617. El órgano de seguridad 617 presenta una simetría de revolución alrededor del eje X1. El órgano de seguridad 617, al igual que el elemento 62, es pues coaxial con el árbol 4.

La constitución monobloque del elemento 62 y de la parte periférica 61 del órgano de seguridad 617 reduce el número de piezas necesarias para cumplir las funciones de elasticidad y de seguridad. Esta constitución simplifica por tanto las operaciones de ensamblaje y de mantenimiento de la biela 1.

Como así muestra la figura 3, cuando la biela 1 está en reposo, es decir, cuando no está sometida a ningún esfuerzo de tracción o de compresión, la parte periférica 61 y el anillo 7 que forman el órgano de seguridad 617 se hallan distantes del árbol 4. En otras palabras, el órgano de seguridad 617 y el anillo 7 forman un alojamiento con juego para el collar 41, el cual no puede escapar tras el ensamblaje de la biela 1. El árbol 4, el elemento 62, el sensor 603 y el órgano de seguridad 617 forman un primer conjunto destinado a medir con precisión y con total seguridad los esfuerzos experimentados por la biela.

Cuando la biela está en servicio y experimenta un esfuerzo F1 moderado, el elemento 62 se deforma elásticamente, lo que acarrea una elongación de las galgas extensométricas del sensor 603 y, por tanto, una modificación de su resistencia eléctrica que permite evaluar el esfuerzo F1.

En funcionamiento normal o defectuoso, la intensidad de los esfuerzos ejercidos sobre la biela, en esta ocasión la fuerza de tracción F1, puede llegar a ser muy alta, por ejemplo en caso de choque. En tal caso, la deformación elástica del elemento 62 alcanza y luego sobrepasa un límite predeterminado.

En cuanto se sobrepasa este límite, el órgano de seguridad 617 limita el movimiento del árbol 4 en el sentido de la fuerza F1. Así, las tensiones mecánicas experimentadas por el elemento 62 quedan limitadas a las tensiones correspondientes a este límite de deformación elástica. La parte excedente de la fuerza F1 es transmitida del árbol 4 al órgano de seguridad 617, mientras que el elemento 62 soporta una parte limitada de la fuerza F1. En otras palabras, el collar 41 desempeña la función de una «válvula» mecánica que «cortocircuita» el elemento 62 para transmitir considerables esfuerzos del árbol 4 a la caja 6.

Como así muestra la figura 3, el órgano de seguridad incluye una primera superficie de apoyo 611 formada por el reborde de la parte periférica 61 y una segunda superficie de apoyo 712 formada por la parte radial salediza del anillo 7. Las superficies de apoyo primera 611 y segunda 712 presentan una forma anular plana y perpendicular al eje X1. Estas superficies de apoyo pueden presentar sin embargo otras formas, por ejemplo planas e inclinadas sobre el eje X1 oblicuamente.

El collar 41 del primer árbol 4 incluye una tercera superficie de apoyo 413 y una cuarta superficie de apoyo 414 que van dispuestas, después de ensamblado el órgano de seguridad 617, respectivamente enfrentadas a las superficies de apoyo primera 611 y segunda 712. El collar 41 presenta una simetría cilíndrica y las superficies de apoyo 413 y 414 son planas, axiales y opuestas, es decir, orientadas hacia la punta 2 una y hacia la punta 3 la otra.

Cuando la biela está en reposo, las superficies de apoyo primera 611 y tercera 413 quedan separadas por una distancia d6 que es inferior al límite de deformación elástica seleccionado para el elemento 62. Por consiguiente, no se transmite ningún esfuerzo entre las superficies de apoyo 611 y 413, ni, por tanto, entre la caja 6 y el árbol 4, mientras la deformación elástica del elemento 62 en la dirección longitudinal definida por el eje X1 permanezca inferior a este límite. Asimismo, las superficies de apoyo segunda 712 y cuarta quedan separadas, cuando la biela 1 está en reposo, por una distancia d7 que es inferior a este límite. Por consiguiente, no se transmite ningún esfuerzo entre las superficies de apoyo 412 y 414 ni, por tanto, entre la caja 6 y el árbol 4, mientras el alargamiento del elemento 62 en la dirección longitudinal definida por el eje X1 permanezca inferior a este límite.

Cuando la biela 1 trabaja a tracción, las superficies de apoyo 712 y 414 se acercan y la distancia d7 disminuye. Por el contrario, cuando la biela 1 trabaja a compresión, las superficies de apoyo 611 y 413 se acercan y la distancia d6 disminuye.

Cuando se sobrepasa a tracción el límite de deformación elástica del elemento 62, las superficies de apoyo 712 y 414 entran en contacto y transmiten, del árbol 4 a la caja 6, la fuerza F1 cuya intensidad se ha hecho demasiado grande para efectuar su transmisión tan sólo mediante el elemento 62.

A la inversa, cuando se sobrepasa a compresión el límite de deformación elástica, las superficies de apoyo 611 y 413 entran en contacto y transmiten entonces, del árbol 4 a la caja 6, los esfuerzos de compresión cuya intensidad es demasiado grande para tan sólo el elemento 62.

Así, las superficies de apoyo 611 y 712 forman unos medios de tope aptos para absorber esfuerzos transmitidos por las superficies 413 ó 414.

Las superficies de apoyo 611, 712, 413 y 414 permiten proteger por tanto el elemento 62, evitándole toda deformación elástica. De este modo, se pueden medir los esfuerzos soportados por la biela 1 en funcionamiento normal, sin correr el riesgo del daño de su elemento 62 en funcionamiento defectuoso.

En la práctica, la distancia d6 equivale por ejemplo a aproximadamente 0,2 mm y la distancia d7, a 0,3 mm. En la práctica, las distancias d6 y d7 pueden hallarse comprendidas entre 0,1 mm y 0,4 mm y, preferentemente, entre 0,2 mm y 0,3 mm.

El elemento 62 está realizado en un material con elevado módulo de elasticidad longitudinal (módulo de Young), tal como el titanio (Ti). Por elevado módulo de elasticidad longitudinal se entiende un módulo superior a 100 000 MPa.

La elección de un material de este tipo y el dimensionamiento del elemento 62 permiten obtener una deformación elástica relativamente importante, lo que aumenta la precisión de las medidas de los esfuerzos experimentados por la biela 1. Sin embargo, cuanto más tiene que deformarse el elemento 62, mayor riesgo presenta su deformación de acercarse a la zona plástica. Sin embargo, el collar 41 y el órgano de seguridad 617 aseguran en tal caso la protección del elemento 62.

El límite de deformación elástica del elemento 62 se selecciona en el presente caso, a tracción y a compresión, para que sea alcanzado para un esfuerzo superior al de la colocación a tope del «cortocircuito» anteriormente aludido. En la práctica, este esfuerzo límite puede quedar definido más allá de 2000 N. En el rango de funcionamiento normal de la biela 1, en el que los esfuerzos se hallan comprendidos entre 0 y 500 N, el elemento 62 permite una precisión de ± 10 N sobre la medida de los esfuerzos transmitidos por el elemento 62.

Por otro lado, el dimensionamiento del collar 41 y del órgano de seguridad 617, es decir, el dimensionamiento de las superficies de apoyo 611, 712, 413 y 414, les permite transmitir esfuerzos que alcanzan 12 000 N.

La figura 4 ilustra de manera esquemática la forma de mecanizar el órgano de seguridad 617 y el collar 41. El sentido de mecanizado está señalado mediante la flecha U en la figura 4. En esta ocasión, las formas de la caja 6, del anillo 7 y del collar 41 son de obtención relativamente fácil, luego económica, al tiempo que garantizan las distancias d6 y d7. La caja 6 se mecaniza por medio de un torno de control numérico, lo que permite una precisión de ± 3/100 mm.

Se mecaniza primero una superficie axial 605 situada sobre la parte central 60 y orientada hacia el primer árbol 4. Se utiliza a continuación la superficie 605 como superficie de referencia común para el mecanizado de la parte periférica 61 de la caja

6. Se realiza entonces una superficie anular 612 que es plana y axial y que queda situada en el extremo de la caja 6 por el lado del árbol 4. Se realiza a continuación el reborde 611, tomando siempre como referencia la superficie 605. Luego se mecaniza el collar 41 realizando la cota d41. También se tiene que realizar el anillo 7 con una buena planicidad de la segunda superficie de apoyo 712, ya que esta última tiene que quedar apretada contra la superficie 612 en el ensamblaje del órgano de seguridad

617. En la medida en que el torneado numérico permite obtener las cotas de las superficies 605, 612 y 611 a ± 3/100 mm, es fácil y poco oneroso garantizar que las distancias d6 y d7 queden comprendidas entre 0,2 y 0,3 mm. Tras este mecanizado, se puede realizar, simplemente y sin necesidad alguna de ajuste, el ensamblaje del primer conjunto.

La figura 5 ilustra una variante para la biela 1 de las figuras 1 a 4. Los elementos de la figura 5 que son idénticos o correspondientes a los de las figuras 1 a 4 llevan la misma referencia numérica incrementada en 1000. La descripción de la biela 1 anteriormente dada se puede transponer a la biela 1001 ilustrada en la figura 5.

La biela 1001 discurre según un eje longitudinal X1001. La biela 1001 o la biela 1 puede medir aproximadamente 23 cm de largo y pesar aproximadamente 1 kg. La biela 1001 comprende un primer conjunto que incluye un primer árbol 1004, una caja 1006 y un anillo 1007. El árbol 1004 incluye un collar 1041 y la caja 1006 comprende una parte central 1060, una parte periférica 1061 y un elemento elásticamente deformable 1062. La parte periférica 1061 y el anillo 1007 forman un órgano de seguridad 1617. Además, la caja 1006 está equipada con un sensor de galgas extensométricas 1603 que va recalcado sobre, luego asociado a, el elemento 1062.

La biela 1001, cuyas puntas no están representadas en la figura 5, se diferencia de la biela 1 en que comprende, haciendo las veces de la cubierta 10 y del árbol 5, un segundo conjunto semejante al primer conjunto de la biela 1, y que está montado de forma simétrica con respecto al plano de sección media de la biela 1001. En otras palabras, el segundo conjunto figurado a la izquierda en la figura 5 se halla montado invertido respecto al primer conjunto figurado a la derecha en la figura 5. Este segundo conjunto incluye así un árbol 1005, una caja 1016, un anillo 1017 y un sensor de galgas extensométricas 1613 semejantes respectivamente al árbol 1004, a la caja 1006, al anillo 1007 y al sensor 1603. El anillo 1017 forma, con una parte periférica 1161 de la caja 1016, un órgano de seguridad 1761 semejante al órgano 1617.

Las cajas 1006 y 1016 se hallan solidarizadas a cada lado de una brida central 1050, por ejemplo por medio de tornillos 1008 y 1009 representados mediante sus trazos de ejes en la figura 5. Los dos conjuntos, de derecha a izquierda, quedan pues dispuestos simétricamente con respecto a la brida central 1050. La biela 1001, como está equipada con dos sensores 1603 y 1613, permite realizar dos series de medidas independientes, presentando al propio tiempo un ensamblaje relativamente compacto. Las medidas realizadas por el sensor 1603 pueden servir para regular el mecanismo aeronáutico equipado con la biela 1001, en tanto que las medidas realizadas por el sensor 1613 sirven para comprobar la conformidad de las medidas efectuadas por el sensor 1603. Así, si deja de funcionar uno de los sensores 1603 y 1613, por ejemplo si el elemento 1062 se deforma plásticamente, la diferencia de medida entre los sensores 1613 y 1603 indica entonces el fallo del sensor.

Por otro lado, la biela 1001 se diferencia de la biela 1 en que el árbol 1004

5 porta una rosca exterior 1604, mientras que el árbol 4 porta una rosca interior 604. Esta configuración del árbol 1004 presenta la ventaja de garantizar el hecho de que el órgano de seguridad 1617 absorbe los esfuerzos transmitidos por el árbol 1004, en caso de ruptura del enlace entre el árbol 1004 y la parte central 1060. En efecto, en el caso de la biela 1001, existe el riesgo de que la ruptura se produzca en la sección

10 anular de la parte central 1060 a nivel del final de la rosca interior. El árbol 1004 permanece íntegro, de tal modo que puede transmitir esfuerzos al órgano de seguridad 1617.

Además, la sencillez de la geometría de los componentes de la biela 1 o de la biela 1001 permite una cómoda adaptación del campo de medida de esfuerzos cuando 15 se desea realizar mecanismos de diferentes dimensiones.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Biela (1; 1001), para la construcción aeronáutica, que comprende al menos un primer conjunto que incluye:

   -al menos un árbol (4; 1004) destinado a transmitir esfuerzos (F1) ejercidos esencialmente a tracción y/o a compresión cuando la biela (1; 1001) está en servicio; -un elemento elásticamente deformable (62; 1062) solidarizado con dicho árbol (4; 1004) al objeto de absorber dichos esfuerzos (F1), siendo apto dicho elemento elásticamente deformable (62; 1062) para presentar una deformación elástica bajo el efecto de dichos esfuerzos (F1); -al menos un sensor de galgas extensométricas (603; 1603) asociado a dicho elemento elásticamente deformable (62; 1062) al objeto de medir dicha deformación elástica para evaluar dichos esfuerzos (F1); incluyendo además dicho primer conjunto un órgano de seguridad (617; 1617) solidario con dicho elemento elásticamente deformable (62; 1062) y distante del árbol (4; 1004) cuando la biela (1; 1001) está en reposo, siendo apto dicho órgano de seguridad (617; 1617) para limitar los movimientos del árbol (4; 1004) cuando dicha deformación elástica sobrepasa un límite determinado, al objeto de transmitir la parte excedente de dichos esfuerzos (F1), caracterizada porque el elemento elásticamente deformable (62; 1062) forma cuerpo con el órgano de seguridad (617; 1617).

2. 2.

   Biela (1; 1001) según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho órgano de seguridad (617; 1617) incluye una primera (611) y una segunda (712) superficies de apoyo, y porque el árbol (4; 1004) incluye una tercera (413) y una cuarta (414) superficies de apoyo dispuestas respectivamente enfrentadas a las superficies de apoyo primera (611) y segunda (712), estando separadas, por una parte, las superficies de apoyo primera (611) y tercera (413) y, por otra parte, las superficies de apoyo segunda (712) y cuarta (414), cuando la biela (1; 1001) está en reposo, por respectivas distancias (d6, d7) inferiores a dicho límite, siendo aptas las superficies de apoyo primera (611) y tercera (413) para transmitir los esfuerzos ejercidos a compresión cuando se sobrepasa dicho límite y siendo aptas las superficies de apoyo segunda (712) y cuarta (414) para transmitir los esfuerzos ejercidos a tracción (F1)

   cuando se sobrepasa dicho límite.

3. 3.

   Biela (1; 1001) según la reivindicación 2, caracterizada porque las superficies de apoyo primera (611) y segunda (712) se definen mediante mecanizado a partir de una superficie de referencia (605) común mecanizada sobre el órgano de seguridad (617; 1617).

4. 4.

   Biela (1; 1001) según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque dicho árbol (4; 1004) discurre según un eje (X1; X1001) globalmente paralelo a la dirección de aplicación de dichos esfuerzos (F1) y porque dichas superficies de apoyo (611, 712, 413, 414) son globalmente planas y normales a dichos esfuerzos (F1).

5. 5.

   Biela (1; 1001) según la reivindicación 4, caracterizada porque el elemento elásticamente deformable (62; 1062) presenta una forma de revolución coaxial con el árbol (4; 1004), porque el órgano de seguridad (617; 1617) presenta una forma de revolución coaxial con el árbol (4; 1004), porque el árbol (4; 1004) incluye un collar (41; 1041) que presenta superficies axiales opuestas y que definen las superficies de apoyo tercera (413) y cuarta (414), porque la primera superficie de apoyo (611) es normal al eje, porque el órgano de seguridad (617; 1617) está equipado con un anillo de retención (7; 1007) que define la segunda superficie de apoyo (712) y porque el órgano de seguridad (617; 1617) y el anillo (7; 1007) forman un alojamiento para el collar (41; 1041).

6. 6.

   Biela (1; 1001) según la reivindicación 5, caracterizada porque el elemento elásticamente deformable (62; 1062) es una membrana, teniendo la membrana una forma globalmente cilíndrica o troncocónica con un semiángulo en el vértice superior a 45°, preferentemente a 60°.

7. 7.

   Biela (1001) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el árbol (1004) va atornillado sobre el elemento elásticamente deformable (1062), estando realizada la rosca exterior (1604) sobre el árbol (1004).

8. 8.

   Biela (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el árbol (4) va atornillado sobre el elemento elásticamente deformable (62), estando realizada la rosca interior (604) sobre el árbol (4).

9. 9.

   Biela (1; 1001) según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque incluye medios suplementarios de solidarización del árbol con el elemento elásticamente deformable (62; 1062), tales como un pasador o cola colocada sobre la rosca exterior (604; 1604).

10. 10.

    Biela (1; 1001) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la distancia (d6, d7) que media entre el árbol (4; 1004) y el órgano de seguridad (617; 1617) está comprendida entre 0,1 mm y 0,4 mm, preferentemente entre 0,2 mm y 0,3 mm, porque dicho límite de deformación elástica se alcanza para un esfuerzo (F1) comprendido entre 1000 N y 2000 N y porque el árbol (4; 1004) es apto para transmitir al órgano de seguridad (617; 1617) esfuerzos que alcanzan 12 000 N.

11. 11.

    Biela (1; 1001) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento elásticamente deformable (62; 1062) está realizado en un material con módulo de elasticidad longitudinal superior a 100 000 MPa, tal como por ejemplo el titanio de clase TA6V.

12. 12.

    Biela (1001) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende, además, un segundo conjunto semejante al primer conjunto y porque los dos órganos de seguridad (1617, 1761) están fijados a cada lado de una brida central (1050), estando los dos conjuntos dispuestos simétricamente con relación a dicha brida (1050).

13. 13.

    Mecanismo aeronáutico, caracterizado porque comprende una biela (1; 1001) según una de las reivindicaciones precedentes.

14. 14.

    Procedimiento de fabricación de una biela según una de las reivindicaciones 3 a 12, en el que se mecaniza, sobre el órgano de seguridad (617; 1617), la superficie de referencia común (605) y, a partir de dicha superficie de referencia común, se realizan mediante mecanizado dichas superficies de apoyo primera (611) y segunda (712).