ШАРНИРНЫЙ УЗЕЛ ДВЕРИ ВОЗДУШНОГО СУДНА
AIRCRAFT DOOR HINGE

Область техники
Настоящее изобретение относится к шарнирному узлу, выполненному с возможностью использования с дверью. В частности, настоящее изобретение относится к шарнирному узлу для двери воздушного судна, который позволяет двери оставаться по существу параллельной фюзеляжу воздушного судна, когда дверь открыта или закрыта.
Уровень техники
Существует много разных типов узлов двери воздушного судна. Например, в любительских или винтовых воздушных судах узлы двери могут быть выполнены с возможностью открывания посредством поворачивания таким же способом, как дверь автомобиля или дверь жилого помещения. Тем не менее, в коммерческих воздушных судах, имеющих герметизированные кабины, узлы двери являются более сложными для обеспечения герметизации и выполнены с возможностью открывания и закрывания таким способом, который исключает возникновение преград или препятствий для телескопического трапа, чтобы пассажиры могли легко входить и выходить из воздушного судна.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, на которых везде на отдельных видах одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые или функционально подобные элементы и которые вместе с подробным описанием, приведенным далее, включены в описание, образуя его часть, используются для дополнительного иллюстрирования различных вариантов осуществления и для пояснения различных принципов и преимуществ полностью согласно настоящему изобретению. На чертежах:
Фиг.1 - пример двери воздушного судна при виде изнутри воздушного судна, в которой использован шарнирный узел согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - концептуальное представление, иллюстрирующее дверь, показанную на фиг.1 при виде снаружи воздушного судна;
Фиг.3 - вид в перспективе примера шарнирного узла, используемого в двери, показанной на фиг.1 и 2, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, если смотреть в направлении изнутри двери воздушного судна;
Фиг.4 - вид спереди шарнирного узла, как показано на фиг.3, если смотреть в направлении изнутри двери воздушного судна;
Фиг.5 - вид сзади шарнирного узла, как показано на фиг.3, если смотреть в направлении вовнутрь двери воздушного судна;
Фиг.6 - вид сверху шарнирного узла, взятый в направлении линий 6-6 с фиг.5;
Фиг.7 - вид снизу шарнирного узла, взятый в направлении линий 7-7 с фиг.5;
Фиг.8 - вид в разрезе шарнирного узла, взятый вдоль линий 8-8 с фиг.4, для дополнительной демонстрации иллюстративных компонентов шарнирного узла;
Фиг.9 - вид в разрезе части шарнирного узла, взятый вдоль линий 9-9 с фиг.6;
Фиг.10 - подробный вид части шарнирного узла при виде вдоль линий 10-10 с фиг.6;
Фиг.11 - разрез части шарнирного узла, взятый вдоль линий 11-11 с фиг.6;
Фиг.12 - подробный вид примера одной группы зубчатых передач шарнирного узла, как показано на фиг.3;
Фиг.13 - подробный вид примера части внутренности шарнирного узла, как показано на фиг.3;
Фиг.14 - подробный вид примера соединительного механизма шарнирного узла, как показано на фиг.3;
Фиг.15 - подробный вид примера другой группы зубчатых передач шарнирного узла, как показано на фиг.3;
Фиг.16 - пример положения шарнирного узла, как показано на фиг.3, когда дверь воздушного судна находится в закрытом положении, при виде вовнутрь изнутри двери воздушного судна;
Фиг.17 - пример поворота шестерней на одном конце шарнирного узла, когда дверь воздушного судна перемещается в открытое положение;
Фиг.18 - пример положения шарнирного узла относительно фюзеляжа воздушного судна, когда дверь воздушного судна находится в полностью открытом положении, при виде по направлению вдоль фюзеляжа воздушного судна; и
Фиг.19А, 19Б и 19В - виды воздушного судна сверху, показано иллюстративное перемещение двери воздушного судна между закрытым и открытым положениями в соответствии с положениями шарнирного узла, показанного на фиг.16-18.
Подробное описание изобретения
Теперь будет описан пример шарнирного узла 100 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1 и 2, шарнирный узел 100 присоединен к внутренней стороне двери 102 воздушного судна и к фюзеляжу (не показан) воздушного судна, как более подробно описано ниже. Шарнирный узел 100 позволяет двери 102 воздушного судна открываться так, что дверь 102 воздушного судна двигается в направлении, параллельном или по существу параллельном фюзеляжу воздушного судна, на определенном расстоянии недалеко от внешней поверхности фюзеляжа.
Как более подробно показано на фиг.3-17, шарнирный узел 100 включает в себя шарнирный рычажный узел 104, содержащий первый рычаг 106 и второй рычаг 108. Первый рычаг 106 и второй рычаг 108, так же как другие компоненты шарнирного рычажного узла 104, описанного в настоящем документе, могут быть изготовлены из легированной стали или любого другого подходящего материала, такого как нержавеющая сталь, металл и т.п., достаточного для выдерживания нагрузки, сообщаемой шарнирному узлу 100 дверью 102 воздушного судна во время открывания и закрывания, и когда дверь 102 воздушного судна остается в открытом или частично открытом положении. Как первый рычаг 106, так и второй рычаг 108 расположен под соответствующим углом θ, который в этом примере составляет приблизительно 121°. Тем не менее, углом θ может быть любой подходящий угол, который позволит двери 102 воздушного судна перемещаться в направлении, параллельном или, по существу, параллельном фюзеляжу воздушного судна, когда шарнирный узел 100 открывает и закрывает дверь 102 воздушного судна.
Шарнирный узел 100 дополнительно содержит угловой элемент 110, который является рукояткой для закрывания двери 102 воздушного судна и присоединен к первому рычагу 106 крепежными деталями 112, которые могут быть, например, гаечными и болтовыми соединителями или любыми другими подходящими соединителями, такими как заклепки, шурупы или подобное. Следует отметить, что все крепежные детали, описанные в настоящем документе, могут быть гаечными и болтовыми соединителями или любыми другими подходящими соединителями, такими как заклепки, шурупы или подобное, изготовленными из любого подходящего материала, такого как легированная сталь, нержавеющая сталь и так далее. Более того, все другие компоненты шарнирного узла 100, описанного в настоящем документе, могут быть изготовлены из любого подходящего материала, такого как легированная сталь, нержавеющая сталь, металл и так далее.
Первый и второй рычаги 106 и 108 соединены вместе панелями 114, 116 и 118, а также длинными опорными элементами 120 и короткими опорными элементами 122. Панели 114, 116 и 118 и опорные элементы 120 и 122 присоединены к первому и второму рычагам 106 и 108 посредством, например, крепежных деталей 112 или любого другого подходящего крепежного механизма, как может быть понятно специалисту в данной области техники. Также, может быть использовано различное количество опорных элементов 102 и 122, и каждая из панелей 114, 116 и 118 по желанию может быть выполнена в виде одной или нескольких деталей. Также, как показано, панель 116 может иметь в себе отверстие, выполненное с возможностью введения в него крюка механизма стопорения.
Более того, шарнирный узел 100 включает в себя первую ось 124 поворота, которая присоединена между первым и вторым рычагами 106 и 108, как показано. Концы первой оси 124 поворота могут быть прикреплены соответствующими крепежными деталями 126 к первому и второму рычагам 106 и 108. Следовательно, первый и второй рычаги 106 и 108 могут поворачиваться вокруг первой оси 124 поворота, как описано более подробно далее.
К тому же, первая ось 124 поворота выполнена с шарнирным соединением осей 128 к первому и второму рычагам 106 и 108 соответственно. Как более подробно показано на фиг.12 и 16, например, оси 128 присоединены к части фюзеляжа воздушного судна, образующей раму 130, определяющую проем, в котором размещается дверь 102 воздушного судна, когда дверь 102 воздушного судна находится в закрытом положении. В этом примере множество шайб 132 надето на оси 128, и оси могут быть прикреплены к раме 130 двери посредством, например, болтов, гаек или любым другим подходящим способом. Следует отметить, что оси 128, следовательно, являются неподвижными относительно рамы 130 двери, в то время как первый и второй рычаги 106 и 108 и, следовательно, шарнирный узел 100 поворачиваются вокруг первой оси 124 поворота в точке Р1 поворота в дугообразном направлении стрелки А, когда дверь 102 воздушного судна перемещается из закрытого положения в открытое положение, как рассмотрено более подробно ниже.
Как показано далее, шестерни 134 прикреплены к каждой оси 128 посредством, например, крепежных деталей 136. Соответственно, шестерни 134 являются неподвижными, как и оси 128, когда первая ось 124 поворота поворачивается относительно осей 128, и, таким образом, это позволяет шарнирному узлу 100 поворачиваться вокруг точки Р1 поворота.
Как показано далее, шарнирный узел 100 включает в себя шестерни 138, которые неподвижно прикреплены ко второй оси поворота 140 (см. фиг.12), которая прикреплена с возможностью поворота к первому и второму рычагам 106 и 108 таким же способом, как к первой оси 124 поворота, и выполнены с возможностью поворота, как описано более подробно ниже. А именно, как показано, множество пластин 142, имеющих отверстия, прикреплены к шестерням 138 и к фланцам 144, проходящим из оси 140, посредством крепежных деталей 146.
Как показано далее, шарнирный узел 100 включает в себя третью ось поворота 148 (смотри фиг.15), которая прикреплена с возможностью поворота к первому и второму рычагам 106 и 108 таким же способом, как и первая ось 124 поворота. Таким же способом, как шестерни 138, две шестерни 150 прикреплены к третьей оси поворота 148 посредством пластин 152, которые прикреплены к фланцам 154, проходящим из третьей оси поворота 148. Пластины 152 могут быть прикреплены к фланцам 154 посредством крепежных деталей 156.
Более того, шарнирный узел 100 содержит четвертую ось поворота 158, которая прикреплена с возможностью поворота к первому и второму рычагам 106 и 108, соответственно. Четвертая ось поворота 158 дополнительно прикрепляет с возможностью поворота узел 160 опоры двери к первому и второму рычагам 106 и 108, таким образом, узел 160 опоры двери может поворачиваться вокруг точки Р2 поворота. Узел 160 опоры двери содержит кронштейн 161, который имеет отверстия для введения четвертой оси поворота 158 для того, чтобы, таким образом, присоединять с возможностью поворота кронштейн 161 к первому и второму рычагам 106 и 108. Множество шестерней 162 присоединено к рычагам 164 и 166 кронштейна 161 узла 160 опоры двери посредством крепежных деталей 168. Каждая из шестерней 162 сцеплена с соответствующей шестерней 150, как рассмотрено более подробно ниже. Узел опоры двери, более того, включает в себя оси 170 и 172, которые присоединены с возможностью поворота и сдвига к узлу 160 опоры двери посредством кронштейнов 174 и 176, соответственно. Кронштейны 174 и 176 могут быть прикреплены к узлу 160 опоры двери посредством крепежных деталей.
Более того, узел 160 опоры двери содержит кронштейны 180, 182, 184 и 186, которые присоединены к осям 170 и 172. В частности, кронштейны 180 и 182 присоединены к противоположным концам оси 170 посредством крепежных деталей 188, и кронштейны 184 и 186 присоединены к противоположным концам оси 172 посредством крепежных деталей 190. Каждый из кронштейнов 180-186 включает в себя соответствующее отверстие 192, 194, 196 и 198, которое может принимать, например, болты для прикрепления кронштейнов 180-186 к двери 102 воздушного судна.
Более того, шарнирный узел 100 содержит два коротких соединительных элемента 200 и 202 и два длинных соединительных элемента 204 и 206. В этом примере один конец каждого соединительного элемента 200 и 202 присоединен с возможностью поворота к соответствующим пластинам 142 посредством крепежных деталей 204. Каждый из соединительных элементов 200 и 202 проходит сквозь соответствующие отверстия 208 в одном из длинных опорных элементов 120 и, более того, присоединен к пластинам 210 посредством крепежных деталей 212. Пластины 210, более того, неподвижно прикреплены посредством крепежных деталей 212 к пятой оси поворота 214 (см. фиг.12-16), которая присоединена с возможностью поворота к первому и второму рычагам 106 и 108 таким же способом, как первая ось 124 поворота, и может поворачиваться, как описано более подробно ниже. А именно, как показано, множество пластин 210, имеющих отверстия, прикреплено посредством крепежных деталей 212 к фланцам 216, проходящим из пятой оси поворота 214.
Длинные соединительные элементы 204 и 206 также присоединены к соответствующим пластинам 210 посредством крепежных деталей 212, и каждый длинный соединительный элемент 204 и 206 проходит сквозь соответствующие отверстия 218, 220 и 222 в длинных опорных элементах 120, как показано, например, на фиг.13. Другие концы длинных соединительных элементов 204 и 206 присоединены к соответствующим пластинам 152 посредством крепежных деталей 224.
Теперь будет описана работа шарнирного узла 100. Когда дверь 102 воздушного судна находится в закрытом положении, как показано на фиг.1 и 2, шарнирный узел 100 расположен близко к внутренней поверхности двери 102 воздушного судна. Когда дверь 102 воздушного судна открывается, шарнирный узел 100 поворачивается в направлении по часовой стрелке вдоль стрелки А на фиг.3 вокруг точки Р1 поворота. Следует заметить, что направления “по часовой стрелке” и “против часовой стрелки”, рассматриваемые в данном документе, определяются при взгляде вниз с верхней части шарнирного узла 100. Это перемещение заставляет шестерни 138 поворачиваться по часовой стрелке вокруг шестерней 134 и также вызывает перемещение, которое передается через соединительные элементы 200-206 шестерням 150. В этом примере шестерни меньшего диаметра, такие как шестерни 134 и 162, поворачиваются на 130,3°, или, приблизительно, на 130,3°, и шестерни большего диаметра, такие как шестерни 138 и 150, поворачиваются на 69,5°, или, приблизительно, на 69,5°, между положением, в котором дверь 102 воздушного судна полностью закрыта, и положением, в котором дверь 102 воздушного судна полностью открыта.
А именно, перемещение, сообщаемое шестернями 138 коротким соединительным элементам 200 и 202, заставляет короткие соединительные элементы 200 и 202 поворачивать пятую ось поворота 214 в направлении по часовой стрелке, что передает перемещение длинным соединительным элементам 204 и 206. Это перемещение длинных соединительных элементов 204 и 206 заставляет ось поворота 148 и шестерни 150 перемещаться в направлении по часовой стрелке, что, в свою очередь, заставляет шестерни 162 перемещаться в направлении против часовой стрелки. В этом случае, узел 160 опоры двери поворачивается вокруг точки Р2 поворота, совершая дугообразное перемещение вдоль стрелки В на фиг.3.
На фиг.19А, 19Б и 19В, представляющих собой виды сверху воздушного судна 300, показан пример перемещения двери 102 воздушного судна между закрытым положением, показанным на фиг.19А, промежуточным положением, показанным на фиг.19Б, и открытым положением, как показано на фиг.19В, соответствующими положениям шарнирного узла, как показано на фиг.16-18. А именно, степень поворота шестерней 138, 150 и 162 и вращательное перемещение шарнирного узла 100 и узла 160 опоры двери синхронизированы так, что когда дверь 102 воздушного судна открывается из закрытого положения, показанного на фиг.19А, шарнирный узел 100 перемещает дверь 102 воздушного судна в промежуточное положение, показанное на фиг.19Б, в котором дверь 102 воздушного судна находится на определенном расстоянии D (например, равном или приблизительно равном 12 дюймов) от внешней поверхности фюзеляжа 302 воздушного судна. Затем, по мере того, как дверь 102 воздушного судна продолжает открываться, шарнирный узел 100 удерживает дверь 102 воздушного судна на определенном расстоянии D (например, равном или приблизительно равном 12 дюймов) от внешней поверхности фюзеляжа 302 воздушного судна и параллельно или, по существу, параллельно внешней поверхности фюзеляжа 302 воздушного судна, в то время, как дверь 102 воздушного судна продолжает свое перемещение в направлении перемещения вдоль стрелки М к ее конечному открытому положению. Когда дверь 102 воздушного судна находится в конечном открытом положении, как показано на фиг.19В, шарнирный узел 100 находится в выдвинутом положении, как показано, например, на фиг.18.
Аналогичным образом, степень поворота шестерней 138, 150 и 162 и вращательное перемещение шарнирного узла 100 и узла 160 опоры двери синхронизированы так, что когда дверь 102 воздушного судна закрывается, шестерни 138, 150 и 162 перемещаются в соответствующих направлениях, противоположных направлениям во время открывания, шарнирный узел 100 поворачивается в направлении, противоположном стрелке А на фиг.3, и узел 160 опоры двери поворачивается в направлении, противоположном стрелке В на фиг.3. Соответственно, это перемещение перемещает дверь 102 воздушного судна в направлении, параллельном или по существу параллельном внешней поверхности фюзеляжа воздушного судна, в промежуточное положение, как показано на фиг.19Б, в то же время удерживая дверь 102 воздушного судна на определенном расстоянии D от внешней поверхности фюзеляжа воздушного судна. Затем, по мере того, как дверь 102 воздушного судна продолжает закрываться, шарнирный узел 100 перемещает дверь 102 воздушного судна в проем в раме 130 двери в ее конечное закрытое положение. Когда дверь 102 воздушного судна находится в конечном закрытом положении, как показано на фиг.19А, шарнирный узел 100 находится в убранном положении, как показано, например, на фиг.1-3 и 16.
Несмотря на то, что выше были подробно описаны только некоторые иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники легко поймут, что возможны многочисленные модификации иллюстративных вариантов осуществления, не выходя за рамки новых идей и преимуществ этого изобретения. Следовательно, все такие модификации должны быть включены в рамки объема этого изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.