用于修复受损螺纹的方法和工具与流程

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年10月17日提交的欧洲专利申请第18201060.3号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种用于修复受损螺纹的工具。

本发明还涉及一种用于修复受损螺纹的方法。

特别地，要进行修理的受损螺纹设置在用于悬停式飞行器(例如，直升机或推力换向式飞机)的主传动装置的壳体内。

背景技术：

包括一个或多个涡轮机、主旋翼以及将运动从涡轮机传递到主旋翼的主传动装置的直升机是已知的。

主传动装置被容纳在壳体内，该壳体旋转地支撑一个或多个旋转构件，例如主旋翼驱动轴。

壳体连接至角度固定的外罩，从而防止壳体随着传动装置操作而旋转。

举例来说，壳体可以由铝或镁合金制成，并且外罩可以由用于冷却传动油的风扇、液压泵、压缩机或任何类型的附件的动力输出装置(pto)限定。

同一申请人名下的ep-b-29775305描述了使用双头螺栓可拆卸地将壳体和外罩相连接。

特别地，双头螺栓实质上包括：

-被拧到壳体的第一螺母螺纹上的第一螺纹；

-被拧到锁定元件(例如，螺母)上的第二螺纹；以及

-介于第一螺纹和第二螺纹之间并在一定间隙下穿过外罩的容腔的无螺纹部分。

更特别地，在螺母上施加拧紧扭矩以将壳体和外罩相连接。类似地，如果需要移除壳体和外罩之间的连接，则在螺母上施加拧松扭矩。

由于螺母的螺纹和第二螺纹之间的摩擦，除了螺母的旋转之外，这种拧紧扭矩和拧松扭矩还可能产生双头螺栓相对于壳体的不期望的旋转。

为了避免双头螺栓的这种不期望的旋转，已知使用由镉钢制成的齿形垫圈。

更确切地说，齿形垫圈被容纳在壳体的容腔内，并且包括彼此相对且带齿的第一径向内表面和第二径向外表面。垫圈的第一径向内表面与双头螺栓的齿部配合。垫圈的第二径向外表面在壳体的容腔的内表面上形成齿部，这是由于齿形垫圈由钢制成，即，由比构成壳体的铝或镁更坚硬的材料制成。

这样，通过垫圈的第二表面与壳体的承座之间以及垫圈的第一表面与双头螺栓的齿部之间产生的摩擦，防止了双头螺栓相对于壳体旋转。

可以通过使用特定的工具来移除每个双头螺栓，其移除垫圈，从而能够取出双头螺栓。

双头螺栓的移除可能会损坏由壳体螺母限定的螺纹。

这些情况要求：

-从直升机上移除整个传动装置；

-将其送到授权的维修中心以对螺纹进行修复；

-完全拆开传动装置以使具有受损螺纹的壳体与齿轮、轴承、轴等分离；

-将具有受损螺纹的壳体设置在维修中心内的专用机床上；

-修理螺纹、用齿轮、轴承、轴等重新组装传动装置并且将其送到直升机所在的场所；以及

-用直升机上的固定螺纹重新安装传动装置。

由于需要将传动装置运送到维修中心并且必须长时间停止直升机的操作，因此这种程序涉及相当大的成本。

因此，在本领域中存在尽可能多地减少修复壳体的受损螺纹所需的成本和时间的需求。

us3,148,562公开了分别根据权利要求1和9的前序部分所述的用于修复受损螺纹的方法和工具。

de-u-9101752公开了一种包括三个可相互移位的元件并用埋头螺钉夹紧的通用定心装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种根据权利要求1所述的用于修复悬停式飞行器的传动单元的壳体的受损螺纹的方法。

本发明还涉及一种根据权利要求9所述的用于修复悬停式飞行器的传动装置的受损螺纹的工具。

附图说明

为了更好地理解本发明，下面通过非限制性例子并参照附图来描述优选实施方式，其中：

-图1是用于悬停式飞行器的传动装置壳体和外罩的立体图，在其上可以使用根据本发明的工具；

-图2和图3以放大的比例示出了带有可分别耦合至螺栓和与螺栓分离的受损螺纹的图1的传动单元的壳体；

-图4示出了根据本发明的指示所制造的用于修复悬停式飞行器的传动装置的壳体的受损螺纹的工具的立体图；

-图5是图4的修复工具在工具与要进行修理的螺纹耦合期间的俯视图；

-图6是图4和图5的修复工具在与要进行修理的螺纹耦合的步骤中的放大比例的剖视图；

-图7以放大的比例示出了根据本发明的修复方法定心的步骤；

-图8以放大的比例示出了根据本发明的修复方法去除受损螺纹的步骤；

-图9至图12以放大的比例示出了根据本发明的修复方法制造直径更大的新螺纹的相应的连续步骤；

-图13至图15以放大的比例示出了根据本发明的修复方法施加带有报告的螺纹的插入件的相应的连续步骤；

-图16以放大的比例示出了根据本发明的修复方法制成的经修复的螺纹；并且

-图17示出了进一步放大的图16的某些细节。

具体实施方式

参照图1，附图标记1表示悬停式飞行器(未被示出)、特别是直升机或推力换向式飞机的主传动装置。

在所示的例子中，传动装置1适合于将一个或多个涡轮机和主旋翼的驱动轴(未被示出)相连接。

传动装置1在图1中仅通过壳体2示出，其支撑可围绕轴线a旋转的驱动轴。

参照图1，附图标记3还表示用于对润滑液、特别是油进行冷却从而对传动装置1进行冷却的动力输出装置。

图1所示的动力输出装置3被约束在外罩4上，外罩4相对于轴线a在角度上是固定的。

壳体2和外罩4借助于介于壳体2和外罩4的叠置的圆周边缘13、14之间的多个连接组件5进行连接。

应注意，外罩4不以任何方式支撑传动装置1。换言之，如图1所示，即使在移除外罩4之后，传动装置1也完全由壳体2支撑并位于壳体2上。

在所示的例子中，壳体2由铝或镁制成。

壳体2和外罩4借助于围绕轴线a成角度地等距隔开的多个连接组件5进行连接。

由于所有连接组件5都是相同的，因此下面的描述涉及单个连接组件5。

更具体地，连接组件5实质上包括沿着轴线b延伸的双头螺栓6a、6b、螺母7和未被示出的固定环。

双头螺栓6a、6b实质上包括(图1至图4)：

-螺纹9，其被拧到由形成在壳体2中的孔23a、23b限定的螺纹8、特别是螺母螺纹上；

-螺纹10(仅示意性示出)，螺母7以指定的紧固扭矩值被拧在其上；以及

-无螺纹部分11，其在轴向上介于螺纹9、10之间，并以一定的径向间隙与由外罩4限定并与壳体2的相应的孔23a、23b同轴的承座12接合。

双头螺栓6a、6b还包括介于螺纹10和部分11之间的未被示出的齿部。

参照图2和图3，附图标记15表示由孔23a限定并要进行修复的螺纹8的损坏区域。

在下面的描述中，要进行修复的螺纹8称为受损螺纹8。

特别地，在本说明书的下文中，双头螺栓6a与具有相应的受损螺纹8的孔23a相关联，并且双头螺栓23b与设置在孔23a的相应的相对的部分上并且紧邻孔23a的孔23b相关联。

参照图4至图16，用于修复受损螺纹8的工具用附图标记20表示。

工具20包括(图4和图5)：

-设置在壳体2的孔23a处的托架21，其限定了能通过适于与受损螺纹8相互作用并且适于在孔23a上进行定心的钻头25和凸形元件26进行接合的孔24(图6至图16)；以及

-铰接在托架21上并且限定相应的承座19的两个托架22，承座19能通过与壳体2的相应的孔23b接合的相应的双头螺栓6a、6b进行接合。

在所示的例子中，孔24沿轴线c延伸。孔23b还设置在相对于孔23a的相对两侧上并且紧邻孔23a。

更详细地，在图1的构造中，即在保持传动装置1被支撑并被容纳在外罩2内的同时已经拧松螺母7并且已经从壳体2上移除外罩4之后，工具20被施加到具有要进行维修的受损螺纹8的壳体2的孔23a上。

托架21包括(图4和图5)：

-板27，其限定了适于在孔23a处与壳体2的圆周边缘13进行抵靠的表面28；以及

-环形凸部29，其在与表面28相对的一侧上从板27突出。

凸部29与轴线c同轴地延伸。当将工具20安装在孔23a上时，轴线c与孔23a的轴线b重合(图4至图16)。

孔24尤其包括：

-螺母螺纹30，其在工具20安装在孔23a上时在轴向上设置在孔23a那一侧；以及

-部分39，其没有螺纹并且在轴向上与螺母螺纹30相对。

凸部29还限定了环形肩部31，其限定了部分39并且限定了环形的抵接表面32。

抵接表面32限定了凸部29的设置在与板27相对的一侧上的轴向端部。

工具20还包括：

-定心销33(图7)，其在凸部29的轴线c在孔23a的轴线b上定心的步骤期间使用；

-衬套40(图8)，其限定了能够由适于去除受损螺纹8的钻头25接合的孔41；以及

-衬套50(图9至图12)，其限定了能够由凸形元件26接合以形成直径比受损螺纹8更大的新螺纹16的中空孔51。

更详细地，销33具有相应的轴线e。

当工具20在孔23a上定心并且销33耦合至托架21时，轴线e与轴线b、c重合。

销33沿着轴线e依次包括：

-帽34，其适于在工具20的定心步骤期间抵靠抵接表面32；

-无螺纹部分42，其适于在工具20的定心步骤期间与孔24的部分39接合；

-部分35，其限定了在工具20的定心步骤期间被拧到螺母螺纹30上的螺纹37；

-连接部分36，其在当前例子中具有截头圆锥形状；以及

-适于与孔23a接合的无螺纹的圆柱段38。

参照图8，衬套40具有沿着轴线f的管状形状，并且包括能够被拧到托架21的螺母螺纹30上的螺纹44。

当工具20安装在孔23a上并且衬套40耦合至托架21时，轴线f与轴线b、c重合。

孔41的内径大于钻头25的直径，从而使后者能够在径向上插入孔41中。

参照图9至图12，衬套50具有管状形状，并且孔51具有轴线g。

当工具20在孔23a上定心并且衬套50耦合至托架21时，轴线g与轴线b、c重合。

衬套50还包括：

-螺纹53，其能够被拧到托架21的螺母螺纹30上；以及

-螺母螺纹54，凸形元件26的螺纹55能够被拧到其上。

参照图13至图15，工具20还包括：

-细长的安装器60；以及

-金属插入件61，其限定了报告的螺纹62(也被称为螺旋线圈)。

更详细地，安装器60形状为杆状，其具有与插入件61接合的钩状端部63。

插入件61的形状为螺旋弹簧状。

在受损螺纹8的修理步骤期间，在轴线b、c相互重合的情况下将安装器60和插入件61一起同轴地插入到孔24内，以使插入件61被拧到新螺纹16中。

然后(图15)，拔出安装器60，并且插入件61的内径限定修复后的螺纹8’。

下面描述工具20的操作。

在孔23a限定的螺纹8受损的情况下，在保持传动装置1被支撑并容纳在壳体2内的同时拧松双头螺栓6a、6b的螺母7并从壳体2上移除外罩4(图1)。

下面，将工具20施加在壳体2上。

特别地，将托架21设置在具有受损螺纹8的孔23a处，并且将托架22设置在紧邻孔23a的相应的孔23b处。

托架22被设置成使得相应的承座19通过被拧到相应的孔23b中的双头螺栓6进行接合。

传动装置1的受损螺纹8的修复提供以下步骤：

-在孔23a上对工具20进行定心(图7)；

-将钻头25插入到工具20内，并通过钻头25去除受损螺纹8(图8)；

-将凸形元件26插入到工具20内，并在孔23a内形成直径大于所述受损螺纹8的直径的新螺纹16(图9至图12)；以及

-将插入件61插入到工具20内，使得所述插入件61与没有受损螺纹8的孔23a接合、被拧到新螺纹16中并且限定修复后的螺纹8’；

-在前述步骤期间，保持所述传动装置1安装在直升机1上。

更详细地，参照图7，将销33插入到托架21的孔23a中，以使托架21的孔24的轴线c与壳体2的孔23a的轴线b同轴。这样，使托架21在具有受损螺纹8的孔23a上“定心”。

螺纹37被拧到托架21的螺母螺纹30上，以将部分38插入到孔23a内并使帽34抵靠表面32。

在该操作结束时，托架21的孔24的轴线c与孔23a的轴线b重合，即工具20处于孔23a上的“定心的”位置。

然后，将螺母7拧到上述双头螺栓6b的邻近孔23a的部分11上，以将工具20固定在孔23a上的“定心的”位置。

现在(图8)，将衬套40插入到孔24中。特别是，将衬套40的螺纹44拧到托架21的螺母螺纹30上。在该操作结束时，衬套40的轴线f与相应的孔24、23a的轴线c、b重合。

随后，将钻头25插入到衬套40的孔41中，直到相关端头70与壳体2的孔23a接合并且被设置在受损螺纹8的受损区域15处。

如图9和图10所示，钻头25的驱动允许通过使钻头25的端头71进行旋转来去除受损螺纹8。

现在，将钻头25从孔41中取出，将衬套40从托架21上拧下并取出，并将压缩空气引入到孔24中以精确地清洁孔23a。

然后(图9)，将衬套50插入到孔24中。特别地，将衬套50的螺纹53拧到托架21的螺母螺纹30上。在该操作结束时，衬套50的轴线g与相应的孔24、23a的轴线c、b重合。

随后，将凸形元件26插入到衬套50的孔51中(图10)并拧到衬套50的螺母螺纹54上，直到相关端头71在孔23a中形成新螺纹16。该新螺纹16的直径大于受损螺纹8的直径(图11)。

现在，将凸形元件26从孔51中取出，将衬套50从托架21上拧下，并将压缩空气引入到孔24中以精确地清洁孔23a。

然后(图13)，将安装器60和金属插入件61一起插入到托架21的孔24中，直到插入件61被拧到预先在孔24中形成的新螺纹16中(图14)。

将安装器60从孔24中取出(图15)，并且插入件61的内径限定直径与受损螺纹8的直径相同的修复后的螺纹8’(图16和图17)。

现在，螺纹8’限定修复后的螺纹8。

现在，移除与托架22的承座19接合的双头螺栓6的螺母7，并将工具20从壳体2上移除。

外罩4被再次安装在壳体2上并通过将螺母7拧到相应的双头螺栓6a、6b上而锁定在其上。

通过检查根据本发明的工具20和方法的特征，其优点非常明显。

特别地，根据本发明的方法包括以下步骤：

-在孔23a上对工具20进行定心；

-将钻头25插入到定心在孔23a上的工具20内并去除受损螺纹8；

-将凸形元件26插入到工具20内并在孔23a内形成直径大于所述受损螺纹8的直径的新螺纹16；以及

-将插入件61拧到所述新螺纹16内以限定修复后的螺纹8’。

在保持传动装置1安装在壳体2上并因此安装在直升机1上的同时执行上述步骤。

与本说明书的背景技术部分中描述的已知方案不同，本发明的方案允许在保持壳体2安装在直升机1上的同时修复受损螺纹8。

因此，受损螺纹8的修复不需要移除传动装置1并将其送到维修中心。

因此，可以通过与前面指出的已知方案所需的方式相比廉价得多且中断直升机操作所需的时间短得多的方式修复受损螺纹8。

工具20还包括：

-托架21，其设置在孔23a处并限定孔24，孔24在受损螺纹8的修复期间通过钻头25、凸形元件26和插入件61进行接合；以及

-一对托架22，它们通过与孔23a附近的孔23b接合的相应的双头螺栓6b的螺母17进行锁定。

这样，一方面，托架21通过插入到孔24中的衬套40、50能够正确地定位钻头25、凸形元件26和插入件61；另一方面，托架21还能够通过双头螺栓6b的螺母7锁定托架22并且使孔24的轴线c在具有受损螺纹8的孔23b的轴线b上定心。

这使修复后的螺纹8’的构造高度简便且最终的精度高。

最后，很明显，可以对在此描述和示出的工具20和方法做出不脱离所附权利要求限定的保护范围的修改和变型。

特别地，双头螺栓6a、6b可以由具有相应的螺母7的相应的螺栓替代。

此外，传动装置1可以安装在推力换向式飞机上而不是直升机上。

最后，只要外罩4的移除能够保持传动装置1被壳体2支撑，外罩4就可以由与动力输出装置3不同的操作组来限定。