用于改進的彈簧剛度調(diào)節(jié)的氣動增強彈性減震器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實時改變減震器彈簧剛度的系統(tǒng)和方法。該減震器包括具有形成空腔的內(nèi)表面的殼體。設置在空腔內(nèi)部并且牢固地連接到殼體內(nèi)表面的彈性材料件。由彈性材料件的第一端和殼體的內(nèi)表面形成的第一腔室。該方法包括通過調(diào)節(jié)第一腔室內(nèi)部的壓力限制彈性材料件的移動，由此改變減震器的彈簧剛度。
【專利說明】用于改進的彈簧剛度調(diào)節(jié)的氣動增強彈性減震器
【技術領域】
[0001]本申請總體涉及減震器，并且更具體地，涉及可調(diào)節(jié)的飛機減震器。
【背景技術】
[0002]眾所周知，減震器在飛機工業(yè)中用于有效地抵消在飛行中不期望的力。在一些具體情形中，飛機的旋翼系統(tǒng)采用多個減震器，其中由旋翼槳葉產(chǎn)生的不期望的力被降低，創(chuàng)造出最佳的飛行條件。
[0003]傳統(tǒng)減震器常見的問題是在飛行中不能選擇性地改變減震器的彈簧剛度。例如，隨著飛機增加飛行高度飛機減震器經(jīng)受溫度變化，由此影響設置在減震器內(nèi)部的彈性材料件的彈力性能。這些不期望的特征大大降低了減震器效率，由此潛在地在飛行中對飛機的飛行特性造成損害。
[0004]盡管減震器已經(jīng)取得了長足發(fā)展，仍然存在很多問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]被認為是本申請的實施例特有的新穎性特征在所附的權利要求中提出。然而，系統(tǒng)本身以及優(yōu)選的應用模式，還有其進一步的目標和優(yōu)點將參照后面的詳細描述并結(jié)合附圖獲得最好的理解，其中:
[0006]圖1為根據(jù)本申請的優(yōu)選實施例的飛機的側(cè)視圖；
[0007]圖2為圖1的減震器的透視圖；
[0008]圖3為圖1的減震系統(tǒng)的剖面?zhèn)纫晥D；并且
[0009]圖4為圖3的減震系統(tǒng)的另一種實施形式。
[0010]盡管本申請的系統(tǒng)允許具有各種改變和替代形式，但是其具體實施例通過附圖中的例子而被示出并且在這里對其進行了詳細描述。然而，應該理解的是，這里對具體實施例的描述并不是要將該方法限定于公開的特定形式，恰恰相反，本發(fā)明旨在覆蓋落入由所附的權利要求所限定的本申請的精神和范圍之內(nèi)的全部的修改，等同以及替代。
【具體實施方式】
[0011]本申請系統(tǒng)的示意性實施例將在下面描述。當然還應該意識到的是在任何實際的具體產(chǎn)品的發(fā)展中，必須視情況而做出各種具體的決定以實現(xiàn)研發(fā)者的具體目標，例如與系統(tǒng)相關以及商業(yè)相關的規(guī)定相符，從一種產(chǎn)品變換到另一種產(chǎn)品。此外，可以意識到這種發(fā)展的結(jié)果可能是復雜并且耗時的，但是無疑是得益于本公開的本領域普通技術人員的常規(guī)任務。
[0012]本申請的減震系統(tǒng)和方法克服了上面列出的常見的與傳統(tǒng)減震器相關的問題。具體地，減震系統(tǒng)設置有可調(diào)節(jié)減震器，其中根據(jù)期望的飛行條件，減震系統(tǒng)調(diào)節(jié)減震器的彈簧剛度以獲得最佳的飛行條件。該減震系統(tǒng)通過氣體或液體調(diào)節(jié)設置在減震器內(nèi)部并且與其中的彈性材料件可操作關聯(lián)的至少一個腔來獲得這樣的結(jié)果。這些特征進一步的詳細描述在下面給出并且在附圖中示出。
[0013]通過附圖并結(jié)合所附的描述能夠理解本申請的系統(tǒng)和方法的結(jié)構和運行方法。這里給出了該系統(tǒng)的幾個實施例。應該理解的是不同實施例的各個組件，部件，以及特征可以結(jié)合到一起和/或彼此交換，其全部位于本申請的范圍之內(nèi)，即使在附圖中沒有示出全部變化的和具體的實施例。還應該理解的是各個實施例之間特征，元件和/或功能的結(jié)合和匹配在這里明確進行了規(guī)定以使得本領域普通技術人員通過本公開能夠意識到一個實施例的特征，元件和/或功能可以恰當?shù)亟Y(jié)合到另一個實施例中，除非另有描述。
[0014]現(xiàn)在參照附圖，其中在全部的圖中相同的參考數(shù)字表示相應或類似的部件，圖1描繪了根據(jù)本申請的優(yōu)選實施例的飛機101。在典型的實施例中，飛機101為具有機身103和承載在其上的旋翼系統(tǒng)105的直升飛機。多個旋翼槳葉107與產(chǎn)生飛行力的旋翼系統(tǒng)105可操作關聯(lián)。
[0015]如圖所示，一個或多個減震系統(tǒng)109與旋翼系統(tǒng)105可操作關聯(lián)，例如旋翼斜盤111或旋翼系統(tǒng)的其它裝置。在預期的實施例中，減震系統(tǒng)109配置成抑制在飛行中由旋翼系統(tǒng)105產(chǎn)生的力；然而，可以意識到的是減震系統(tǒng)109還能夠用于采用本申請的減震器的飛機或車輛的不同裝置。
[0016]圖2描繪了減震系統(tǒng)109的減震器201的部分剖面透視圖。減震器201包括具有空腔204的殼體203，彈性材料件205設置在空腔204中。在預期的實施例中，彈性材料件205牢固地連接到殼體203的內(nèi)表面207，由此防止在使用中彈性材料件相對于內(nèi)表面滑動。
[0017]彈性材料件205容納有桿209，該桿209連接到桿連接件211。第二桿連接件213被示出剛性地連接到殼體203相對的端部。在預期的實施例中，桿連接件連接到與旋翼系統(tǒng)105可操作關聯(lián)的一個或多個裝置，例如，斜盤和/或軛。在運行中，采用箭頭表示的力“F”施加在減震器201上，其通過設置在殼體203內(nèi)部的彈性材料件205被減弱。
[0018]使用至少一個與彈性材料件205相關聯(lián)用于調(diào)節(jié)彈簧剛度的腔室被認為是減震器201獨有的特征。在典型的實施例中，采用兩個腔室:由內(nèi)表面207和彈性材料件205的第一端217形成的第一腔室215 ;以及，由內(nèi)表面207和彈性材料件205的第二端221形成的第二相對腔室219。該典型的實施例采用兩個腔室；然而，可以意識到替代的實施例可以采用更多或更少的腔室用于根據(jù)這里公開的特征來調(diào)節(jié)彈簧剛度。
[0019]與第一腔室215氣體/液體連通的是第一端口 223，與第二腔室219氣體/液體連通的是第二端口 225。這兩個端口穿過殼體203的厚度并且為與貯存器氣體/液體連通的管道提供連接手段。在運行中，氣體或液體從貯存器被引導并且穿過端口接著進入腔室。進入腔室的氣體/液體的數(shù)量改變其中的壓力，壓力被施加在彈性材料件上，由此限制移動彈性材料件的移動。這個過程允許對減震器的彈簧剛度進行實時調(diào)節(jié)。
[0020]在預期的實施例中，氣體被用于操作減震系統(tǒng)，然而，替代的實施例可以采用不可壓縮流體并且貯存器不會達到滿容量否則將會發(fā)生液壓鎖閉。
[0021]一個或多個可選的薄墊片227，優(yōu)選地由金屬材料構成，與彈性材料件205設置在一起，并且被用于提高彈性材料件的剛性以及其它期望的特征。
[0022]圖3和4描繪了減震系統(tǒng)109的兩個不同實施形式的側(cè)視圖，其在形式和功能上基本彼此相似，并且具有一個或多個相同的在這里公開的特征。[0023]圖3描繪了與減震器201可操作關聯(lián)的減震系統(tǒng)301的側(cè)視圖。系統(tǒng)301包括兩個氣體/液體貯存器:通過管道305與腔室215連通的第一貯存器303 ；以及，通過管道309與腔室219連通的第二貯存器307。在典型的實施例中，兩個貯存器用于提供腔室內(nèi)部相同或不同的氣體/液體壓力。還可以意識到該系統(tǒng)適于在每個腔室中產(chǎn)生負壓和正壓，全部取決于期望的用途。
[0024]與管道305和309氣體/液體連通的分別是配置成調(diào)節(jié)被引導到腔室的氣體/液體流動的閥311和313。
[0025]第一驅(qū)動器315與第一貯存器303可操作關聯(lián)，并且類似的，第二驅(qū)動器317與第二貯存器307可操作關聯(lián)。兩個驅(qū)動器315和317均配置成驅(qū)動容置在貯存器內(nèi)部的氣體/液體進入腔室。在優(yōu)選的實施例中，這兩個驅(qū)動器為氣動系統(tǒng)；然而，在替代的實施例中，也可以采用其它驅(qū)動器系統(tǒng)，例如齒輪系統(tǒng)。
[0026]如虛線所示，系統(tǒng)301進一步包括與氣體/液體貯存器和閥可操作關聯(lián)的控制系統(tǒng)319?？刂葡到y(tǒng)319通過傳感器321監(jiān)控減震器201的彈簧剛度，并且隨后通過調(diào)節(jié)驅(qū)動器和/或閥而調(diào)節(jié)彈簧剛度以獲得期望的彈簧剛度。由此，隨著飛行條件或飛機性能的變化系統(tǒng)301能夠獲得期望的實時的彈簧剛度。
[0027]在預期的實施例中，控制系統(tǒng)319是自主控制的；然而，替代的實施例可以包括由操作者手動控制的控制系統(tǒng)。
[0028]可以意識到替代的實施例還能夠僅僅采用驅(qū)動器調(diào)節(jié)腔室內(nèi)部的氣體/液體壓力。這些實施例不需要閥。還可以預期的是采用單個驅(qū)動器調(diào)節(jié)貯存器，由此消除冗余。
[0029]圖4為減震系統(tǒng)401的剖面?zhèn)纫晥D。減震系統(tǒng)401在形式和功能上基本上與系統(tǒng)301類似。在該實施例中，單個氣體/液體貯存器與兩個腔室連通，并且可以預期的是在兩個腔室中具有相同的壓力。典型的實施例還允許兩個腔室均與彼此氣體/液體連通。
[0030]系統(tǒng)401包括通過管道405與兩個腔室215和219連通的氣體/液體貯存器403。與管道405氣體/液體連通的是配置成調(diào)節(jié)從貯存器到腔室的氣體/液體流動的閥407。驅(qū)動器409與貯存器403可操作關聯(lián)，用于驅(qū)動貯存器內(nèi)部的氣體/液體流到腔室。在優(yōu)選的實施例中，驅(qū)動器為氣動系統(tǒng)；然而在替代的實施例中，也可以采用其它驅(qū)動器系統(tǒng)，例如齒輪系統(tǒng)。
[0031]如虛線所示，系統(tǒng)401進一步包括與氣體/液體貯存器和閥可操作關聯(lián)的控制系統(tǒng)411。具體的，控制系統(tǒng)411通過傳感器413監(jiān)控減震器201的彈簧剛度，并且隨后調(diào)節(jié)驅(qū)動器和閥，以獲得期望的腔室內(nèi)部的壓力來調(diào)節(jié)彈簧剛度。因此，隨著飛行條件改變，系統(tǒng)401能夠獲得期望的實時的彈簧剛度。
[0032]替代實施例也還可以包括與兩個腔室連通的單個氣體/液體貯存器，但是配置成在每個腔室具有不同的壓力。
[0033]盡管所示的與兩個腔室可操作關聯(lián)，可以意識到系統(tǒng)301和401的特征能夠容易地應用于具有以這里公開的類似的方法調(diào)節(jié)的單個腔室的減震器。
[0034]盡管改變彈簧剛度的方法的具體步驟順序以及被圖示，描述并且聲明要求保護，應該理解的是這些步驟可以以任意的順序，單獨或組合執(zhí)行除非另有標示并且仍然能夠現(xiàn)有本公開的利益。
[0035]很明顯，已經(jīng)描述和圖示的系統(tǒng)和方法具有顯著的優(yōu)點。上面公開的具體實施例僅僅是示意性的，本申請可以以對享有這里的教導的利益的本領域技術人員來說現(xiàn)已建的不同但是等效的方式進行修改和實施。此外，除了下面在權利要求中描述的，這里示出的結(jié)構或設計的細節(jié)并不是限制性的。因此顯而易見的是上面描述的具體實施例可以被改變和修改并且全部的修改都被認為位于本申請的范圍和精神之內(nèi)。相應地，這里尋求的保護在下面的權利要求中提出。顯而易見的是描述和示出的系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)點。盡管本申請的系統(tǒng)以有限數(shù)量的形式被示出，其并不限于這些形式，而是可修改的具有各種改變和修改而不會脫離本申請的精神。
【權利要求】
1.一種減震系統(tǒng),包括: 減震器，具有: 具有形成空腔的內(nèi)表面的殼體； 設置在空腔內(nèi)部并且牢固地連接到殼體內(nèi)表面的彈性材料件，該彈性材料件配置成容納連接桿的端部；以及 由彈性材料件的第一端和殼體的內(nèi)表面形成的第一腔室，第一腔室配置成通過調(diào)節(jié)其中的壓力限制彈性材料件移動； 其中限制彈性材料件的移動，以改變減震器的彈簧剛度。
2.如權利要求1所述的減震系統(tǒng)，進一步包括: 與第一腔室連通的端口 ；以及 與端口連通的貯存器。
3.如權利要求2所述的減震系統(tǒng)，其中貯存器為通過端口與第一腔室氣體連通的氣體貯存器；并且 其中進入第一腔室的氣 體的壓力限制了彈性材料件的移動，由此改變了減震器的彈簧剛度。
4.如權利要求3所述的減震系統(tǒng)，進一步包括: 閥；以及 與閥可操作關聯(lián)的控制系統(tǒng)； 其中控制系統(tǒng)通過閥調(diào)節(jié)第一腔室內(nèi)部容納的氣體的量。
5.如權利要求1所述的減震系統(tǒng)，減震器進一步包括: 由彈性材料件的第二相對端與殼體的內(nèi)表面形成的第二腔室，第二腔室配置成通過調(diào)節(jié)其中的壓力而限制彈性材料件的移動。
6.如權利要求5所述的減震系統(tǒng)，其中第一腔室與第二腔室連通。
7.如權利要求5所述的減震系統(tǒng)，其中第一腔室產(chǎn)生第一壓力，并且第二腔室產(chǎn)生第二壓力；并且 其中第一壓力和第二壓力不相等。
8.如權利要求5所述的減震系統(tǒng)，進一步包括: 與第二腔室連通的端口 ；以及 與端口連通的貯存器。
9.如權利要求8所述的減震系統(tǒng)，其中貯存器是通過端口與第一腔室氣體連通的氣體貯存器；并且 其中進入第二腔室的氣體的壓力限制了彈性材料件的移動，由此改變減振器的彈簧剛度。
10.如權利要求9所述的減震系統(tǒng)，進一步包括: 閥；以及 與閥可操作關聯(lián)的控制系統(tǒng)； 其中控制系統(tǒng)通過閥調(diào)節(jié)容納在第二腔室內(nèi)部的氣體的量。
11.如權利要求5所述的減震系統(tǒng)，進一步包括: 與第一腔室和第二腔室氣體連通的氣體貯存器；以及與 氣體貯存器可操作關聯(lián)并且配置成調(diào)節(jié)第一腔室和第二腔室之中的每一個腔室中的氣體量的控制系統(tǒng)； 其中調(diào)節(jié)第一腔室和第二腔室之中的每一個腔室中的氣體量，以改變減振器的彈簧剛度。
12.如權利要求5所述的減震系統(tǒng)，進一步包括: 與第一腔室和第二腔室流體連通的流體貯存器；以及 與流體貯存器可操作關聯(lián)并且配置成調(diào)節(jié)第一腔室和第二腔室之中的每一個腔室中的流體量的控制系統(tǒng)； 其中調(diào)節(jié)第一腔室和第二腔室之中的每一個腔室中的流體量，以改變減振器的彈簧剛度。
13.如權利要求1所述的減震系統(tǒng)，進一步包括: 設置在彈性材料件內(nèi)部的多個縱向薄墊片。
14.一種飛機的飛機旋翼系統(tǒng),包括: 具有多個連接到其上的旋翼槳葉的軛；以及 與旋翼盤可操作關聯(lián)的減震系統(tǒng)，減震系統(tǒng)具有: 減震器，具有: 具有形成空腔的內(nèi)表面的殼體； 設置在空腔內(nèi)部并且牢固地連接到殼體內(nèi)表面的彈性材料件，該彈性材料件配置成容納連接桿的端部；以及 由彈性材料件的第一端和殼體的內(nèi)表面形成的第一腔室，第一腔室配置成通過調(diào)節(jié)其中的壓力限制彈性材料件移動；
15.如權利要求14所述的飛機旋翼系統(tǒng)，減震器進一步包括: 由彈性材料件的第二相對端與殼體的內(nèi)表面形成的第二腔室，第二腔室配置成通過調(diào)節(jié)其中的壓力而限制彈性材料件的移動。
16.如權利要求15所述的飛機旋翼系統(tǒng),其中第一腔室產(chǎn)生第一壓力，并且第二腔室產(chǎn)生第二壓力；并且 其中第一壓力和第二壓力不相等。
17.如權利要求16所述的飛機旋翼系統(tǒng)，減震系統(tǒng)進一步包括: 與第一腔室和第二腔室氣體連通的氣體貯存器；以及 與氣體貯存器可操作關聯(lián)并且配置成調(diào)節(jié)第一腔室和第二腔室之中的每一個腔室中的氣體量的控制系統(tǒng)； 其中調(diào)節(jié)第一腔室和第二腔室之中的每一個腔室中的氣體量，以改變減振器的彈簧剛度。
18.一種實時改變減震器的彈簧剛度的方法，包括: 形成第一腔室，該第一腔室與設置在減震器的殼體內(nèi)部的彈性材料件相連通； 通過調(diào)節(jié)第一腔室內(nèi)部的壓力而限制彈性材料件的移動； 其中通過第一腔室調(diào)節(jié)和限制彈性材料件的移動，以實時改變減震器的彈簧剛度。
19.如權利要求18所述的方法，進一步包括: 形成第二腔室，該第二腔室與設置在減震器的殼體內(nèi)部的彈性材料件相連通；并且通過調(diào)節(jié)第二腔室內(nèi)部的壓力限制彈性材料件的移動；其中第二腔室設置在彈性材料件相對的一端上。
20.如權利要求18所述的方法，進一步包括:采用控制系統(tǒng)監(jiān)控第一腔室的壓力；并且通過控制系統(tǒng)調(diào) 節(jié)第一腔室的壓力。
【文檔編號】F16F13/26GK103967996SQ201410025170
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權日:2013年2月4日
【發(fā)明者】布賴恩·E·巴恩斯, 弗蘭克·B·斯坦普斯 申請人:貝爾直升機泰克斯特龍公司