用于改进的弹簧刚度调节的气动增强弹性减震器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种实时改变减震器弹簧刚度的系统和方法。该减震器包括具有形成空腔的内表面的壳体。设置在空腔内部并且牢固地连接到壳体内表面的弹性材料件。由弹性材料件的第一端和壳体的内表面形成的第一腔室。该方法包括通过调节第一腔室内部的压力限制弹性材料件的移动，由此改变减震器的弹簧刚度。
【专利说明】用于改进的弹簧刚度调节的气动增强弹性减震器
【技术领域】
[0001]本申请总体涉及减震器，并且更具体地，涉及可调节的飞机减震器。
【背景技术】
[0002]众所周知，减震器在飞机工业中用于有效地抵消在飞行中不期望的力。在一些具体情形中，飞机的旋翼系统采用多个减震器，其中由旋翼桨叶产生的不期望的力被降低，创造出最佳的飞行条件。
[0003]传统减震器常见的问题是在飞行中不能选择性地改变减震器的弹簧刚度。例如，随着飞机增加飞行高度飞机减震器经受温度变化，由此影响设置在减震器内部的弹性材料件的弹力性能。这些不期望的特征大大降低了减震器效率，由此潜在地在飞行中对飞机的飞行特性造成损害。
[0004]尽管减震器已经取得了长足发展，仍然存在很多问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]被认为是本申请的实施例特有的新颖性特征在所附的权利要求中提出。然而，系统本身以及优选的应用模式，还有其进一步的目标和优点将参照后面的详细描述并结合附图获得最好的理解，其中:
[0006]图1为根据本申请的优选实施例的飞机的侧视图；
[0007]图2为图1的减震器的透视图；
[0008]图3为图1的减震系统的剖面侧视图；并且
[0009]图4为图3的减震系统的另一种实施形式。
[0010]尽管本申请的系统允许具有各种改变和替代形式，但是其具体实施例通过附图中的例子而被示出并且在这里对其进行了详细描述。然而，应该理解的是，这里对具体实施例的描述并不是要将该方法限定于公开的特定形式，恰恰相反，本发明旨在覆盖落入由所附的权利要求所限定的本申请的精神和范围之内的全部的修改，等同以及替代。
【具体实施方式】
[0011]本申请系统的示意性实施例将在下面描述。当然还应该意识到的是在任何实际的具体产品的发展中，必须视情况而做出各种具体的决定以实现研发者的具体目标，例如与系统相关以及商业相关的规定相符，从一种产品变换到另一种产品。此外，可以意识到这种发展的结果可能是复杂并且耗时的，但是无疑是得益于本公开的本领域普通技术人员的常规任务。
[0012]本申请的减震系统和方法克服了上面列出的常见的与传统减震器相关的问题。具体地，减震系统设置有可调节减震器，其中根据期望的飞行条件，减震系统调节减震器的弹簧刚度以获得最佳的飞行条件。该减震系统通过气体或液体调节设置在减震器内部并且与其中的弹性材料件可操作关联的至少一个腔来获得这样的结果。这些特征进一步的详细描述在下面给出并且在附图中示出。
[0013]通过附图并结合所附的描述能够理解本申请的系统和方法的结构和运行方法。这里给出了该系统的几个实施例。应该理解的是不同实施例的各个组件，部件，以及特征可以结合到一起和/或彼此交换，其全部位于本申请的范围之内，即使在附图中没有示出全部变化的和具体的实施例。还应该理解的是各个实施例之间特征，元件和/或功能的结合和匹配在这里明确进行了规定以使得本领域普通技术人员通过本公开能够意识到一个实施例的特征，元件和/或功能可以恰当地结合到另一个实施例中，除非另有描述。
[0014]现在参照附图，其中在全部的图中相同的参考数字表示相应或类似的部件，图1描绘了根据本申请的优选实施例的飞机101。在典型的实施例中，飞机101为具有机身103和承载在其上的旋翼系统105的直升飞机。多个旋翼桨叶107与产生飞行力的旋翼系统105可操作关联。
[0015]如图所示，一个或多个减震系统109与旋翼系统105可操作关联，例如旋翼斜盘111或旋翼系统的其它装置。在预期的实施例中，减震系统109配置成抑制在飞行中由旋翼系统105产生的力；然而，可以意识到的是减震系统109还能够用于采用本申请的减震器的飞机或车辆的不同装置。
[0016]图2描绘了减震系统109的减震器201的部分剖面透视图。减震器201包括具有空腔204的壳体203，弹性材料件205设置在空腔204中。在预期的实施例中，弹性材料件205牢固地连接到壳体203的内表面207，由此防止在使用中弹性材料件相对于内表面滑动。
[0017]弹性材料件205容纳有杆209，该杆209连接到杆连接件211。第二杆连接件213被示出刚性地连接到壳体203相对的端部。在预期的实施例中，杆连接件连接到与旋翼系统105可操作关联的一个或多个装置，例如，斜盘和/或轭。在运行中，采用箭头表示的力“F”施加在减震器201上，其通过设置在壳体203内部的弹性材料件205被减弱。
[0018]使用至少一个与弹性材料件205相关联用于调节弹簧刚度的腔室被认为是减震器201独有的特征。在典型的实施例中，采用两个腔室:由内表面207和弹性材料件205的第一端217形成的第一腔室215 ;以及，由内表面207和弹性材料件205的第二端221形成的第二相对腔室219。该典型的实施例采用两个腔室；然而，可以意识到替代的实施例可以采用更多或更少的腔室用于根据这里公开的特征来调节弹簧刚度。
[0019]与第一腔室215气体/液体连通的是第一端口 223，与第二腔室219气体/液体连通的是第二端口 225。这两个端口穿过壳体203的厚度并且为与贮存器气体/液体连通的管道提供连接手段。在运行中，气体或液体从贮存器被引导并且穿过端口接着进入腔室。进入腔室的气体/液体的数量改变其中的压力，压力被施加在弹性材料件上，由此限制移动弹性材料件的移动。这个过程允许对减震器的弹簧刚度进行实时调节。
[0020]在预期的实施例中，气体被用于操作减震系统，然而，替代的实施例可以采用不可压缩流体并且贮存器不会达到满容量否则将会发生液压锁闭。
[0021]一个或多个可选的薄垫片227，优选地由金属材料构成，与弹性材料件205设置在一起，并且被用于提高弹性材料件的刚性以及其它期望的特征。
[0022]图3和4描绘了减震系统109的两个不同实施形式的侧视图，其在形式和功能上基本彼此相似，并且具有一个或多个相同的在这里公开的特征。[0023]图3描绘了与减震器201可操作关联的减震系统301的侧视图。系统301包括两个气体/液体贮存器:通过管道305与腔室215连通的第一贮存器303 ；以及，通过管道309与腔室219连通的第二贮存器307。在典型的实施例中，两个贮存器用于提供腔室内部相同或不同的气体/液体压力。还可以意识到该系统适于在每个腔室中产生负压和正压，全部取决于期望的用途。
[0024]与管道305和309气体/液体连通的分别是配置成调节被引导到腔室的气体/液体流动的阀311和313。
[0025]第一驱动器315与第一贮存器303可操作关联，并且类似的，第二驱动器317与第二贮存器307可操作关联。两个驱动器315和317均配置成驱动容置在贮存器内部的气体/液体进入腔室。在优选的实施例中，这两个驱动器为气动系统；然而，在替代的实施例中，也可以采用其它驱动器系统，例如齿轮系统。
[0026]如虚线所示，系统301进一步包括与气体/液体贮存器和阀可操作关联的控制系统319。控制系统319通过传感器321监控减震器201的弹簧刚度，并且随后通过调节驱动器和/或阀而调节弹簧刚度以获得期望的弹簧刚度。由此，随着飞行条件或飞机性能的变化系统301能够获得期望的实时的弹簧刚度。
[0027]在预期的实施例中，控制系统319是自主控制的；然而，替代的实施例可以包括由操作者手动控制的控制系统。
[0028]可以意识到替代的实施例还能够仅仅采用驱动器调节腔室内部的气体/液体压力。这些实施例不需要阀。还可以预期的是采用单个驱动器调节贮存器，由此消除冗余。
[0029]图4为减震系统401的剖面侧视图。减震系统401在形式和功能上基本上与系统301类似。在该实施例中，单个气体/液体贮存器与两个腔室连通，并且可以预期的是在两个腔室中具有相同的压力。典型的实施例还允许两个腔室均与彼此气体/液体连通。
[0030]系统401包括通过管道405与两个腔室215和219连通的气体/液体贮存器403。与管道405气体/液体连通的是配置成调节从贮存器到腔室的气体/液体流动的阀407。驱动器409与贮存器403可操作关联，用于驱动贮存器内部的气体/液体流到腔室。在优选的实施例中，驱动器为气动系统；然而在替代的实施例中，也可以采用其它驱动器系统，例如齿轮系统。
[0031]如虚线所示，系统401进一步包括与气体/液体贮存器和阀可操作关联的控制系统411。具体的，控制系统411通过传感器413监控减震器201的弹簧刚度，并且随后调节驱动器和阀，以获得期望的腔室内部的压力来调节弹簧刚度。因此，随着飞行条件改变，系统401能够获得期望的实时的弹簧刚度。
[0032]替代实施例也还可以包括与两个腔室连通的单个气体/液体贮存器，但是配置成在每个腔室具有不同的压力。
[0033]尽管所示的与两个腔室可操作关联，可以意识到系统301和401的特征能够容易地应用于具有以这里公开的类似的方法调节的单个腔室的减震器。
[0034]尽管改变弹簧刚度的方法的具体步骤顺序以及被图示，描述并且声明要求保护，应该理解的是这些步骤可以以任意的顺序，单独或组合执行除非另有标示并且仍然能够现有本公开的利益。
[0035]很明显，已经描述和图示的系统和方法具有显著的优点。上面公开的具体实施例仅仅是示意性的，本申请可以以对享有这里的教导的利益的本领域技术人员来说现已建的不同但是等效的方式进行修改和实施。此外，除了下面在权利要求中描述的，这里示出的结构或设计的细节并不是限制性的。因此显而易见的是上面描述的具体实施例可以被改变和修改并且全部的修改都被认为位于本申请的范围和精神之内。相应地，这里寻求的保护在下面的权利要求中提出。显而易见的是描述和示出的系统具有显著的优点。尽管本申请的系统以有限数量的形式被示出，其并不限于这些形式，而是可修改的具有各种改变和修改而不会脱离本申请的精神。
【权利要求】
1.一种减震系统,包括: 减震器，具有: 具有形成空腔的内表面的壳体； 设置在空腔内部并且牢固地连接到壳体内表面的弹性材料件，该弹性材料件配置成容纳连接杆的端部；以及 由弹性材料件的第一端和壳体的内表面形成的第一腔室，第一腔室配置成通过调节其中的压力限制弹性材料件移动； 其中限制弹性材料件的移动，以改变减震器的弹簧刚度。
2.如权利要求1所述的减震系统，进一步包括: 与第一腔室连通的端口 ；以及 与端口连通的贮存器。
3.如权利要求2所述的减震系统，其中贮存器为通过端口与第一腔室气体连通的气体贮存器；并且 其中进入第一腔室的气 体的压力限制了弹性材料件的移动，由此改变了减震器的弹簧刚度。
4.如权利要求3所述的减震系统，进一步包括: 阀；以及 与阀可操作关联的控制系统； 其中控制系统通过阀调节第一腔室内部容纳的气体的量。
5.如权利要求1所述的减震系统，减震器进一步包括: 由弹性材料件的第二相对端与壳体的内表面形成的第二腔室，第二腔室配置成通过调节其中的压力而限制弹性材料件的移动。
6.如权利要求5所述的减震系统，其中第一腔室与第二腔室连通。
7.如权利要求5所述的减震系统，其中第一腔室产生第一压力，并且第二腔室产生第二压力；并且 其中第一压力和第二压力不相等。
8.如权利要求5所述的减震系统，进一步包括: 与第二腔室连通的端口 ；以及 与端口连通的贮存器。
9.如权利要求8所述的减震系统，其中贮存器是通过端口与第一腔室气体连通的气体贮存器；并且 其中进入第二腔室的气体的压力限制了弹性材料件的移动，由此改变减振器的弹簧刚度。
10.如权利要求9所述的减震系统，进一步包括: 阀；以及 与阀可操作关联的控制系统； 其中控制系统通过阀调节容纳在第二腔室内部的气体的量。
11.如权利要求5所述的减震系统，进一步包括: 与第一腔室和第二腔室气体连通的气体贮存器；以及与 气体贮存器可操作关联并且配置成调节第一腔室和第二腔室之中的每一个腔室中的气体量的控制系统； 其中调节第一腔室和第二腔室之中的每一个腔室中的气体量，以改变减振器的弹簧刚度。
12.如权利要求5所述的减震系统，进一步包括: 与第一腔室和第二腔室流体连通的流体贮存器；以及 与流体贮存器可操作关联并且配置成调节第一腔室和第二腔室之中的每一个腔室中的流体量的控制系统； 其中调节第一腔室和第二腔室之中的每一个腔室中的流体量，以改变减振器的弹簧刚度。
13.如权利要求1所述的减震系统，进一步包括: 设置在弹性材料件内部的多个纵向薄垫片。
14.一种飞机的飞机旋翼系统,包括: 具有多个连接到其上的旋翼桨叶的轭；以及 与旋翼盘可操作关联的减震系统，减震系统具有: 减震器，具有: 具有形成空腔的内表面的壳体； 设置在空腔内部并且牢固地连接到壳体内表面的弹性材料件，该弹性材料件配置成容纳连接杆的端部；以及 由弹性材料件的第一端和壳体的内表面形成的第一腔室，第一腔室配置成通过调节其中的压力限制弹性材料件移动；
15.如权利要求14所述的飞机旋翼系统，减震器进一步包括: 由弹性材料件的第二相对端与壳体的内表面形成的第二腔室，第二腔室配置成通过调节其中的压力而限制弹性材料件的移动。
16.如权利要求15所述的飞机旋翼系统,其中第一腔室产生第一压力，并且第二腔室产生第二压力；并且 其中第一压力和第二压力不相等。
17.如权利要求16所述的飞机旋翼系统，减震系统进一步包括: 与第一腔室和第二腔室气体连通的气体贮存器；以及 与气体贮存器可操作关联并且配置成调节第一腔室和第二腔室之中的每一个腔室中的气体量的控制系统； 其中调节第一腔室和第二腔室之中的每一个腔室中的气体量，以改变减振器的弹簧刚度。
18.一种实时改变减震器的弹簧刚度的方法，包括: 形成第一腔室，该第一腔室与设置在减震器的壳体内部的弹性材料件相连通； 通过调节第一腔室内部的压力而限制弹性材料件的移动； 其中通过第一腔室调节和限制弹性材料件的移动，以实时改变减震器的弹簧刚度。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括: 形成第二腔室，该第二腔室与设置在减震器的壳体内部的弹性材料件相连通；并且通过调节第二腔室内部的压力限制弹性材料件的移动；其中第二腔室设置在弹性材料件相对的一端上。
20.如权利要求18所述的方法，进一步包括:采用控制系统监控第一腔室的压力；并且通过控制系统调 节第一腔室的压力。
【文档编号】F16F13/26GK103967996SQ201410025170
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2013年2月4日
【发明者】布赖恩·E·巴恩斯, 弗兰克·B·斯坦普斯 申请人:贝尔直升机泰克斯特龙公司