CN102203451A - 粘性剪切阻尼支柱组件 - Google Patents

Abstract

一种使用粘性剪切来缓和基本上线性运动的阻尼设备。该设备具有：壳体，壳体具有一个或多个包含粘性流体比如硅酮的容器；以及能从壳体延伸的一个或多个可缩回支柱。支柱具有形成为有齿齿条的一部分，并且相关轴杆在与支柱的有齿齿条相关联的一部分上具有小齿轮。齿条的齿与小齿轮的齿相配合。盘或优选地一系列间隔开的盘，能在容器内安装在轴杆上，与邻近轴杆上的盘的静态板剪切，以阻尼支柱的线性运动。相对固定的、间隔开的盘或板与齿轮轴杆上的盘相邻或相互交叉以阻尼支柱的线性运动。

Description

粘性剪切阻尼支柱组件

技术领域

本公开涉及粘性剪切阻尼支柱组件，并且更具体地，涉及具有用于粘性剪切从而在主要线性方向上阻尼支柱组件的交互作用盘的阻尼设备。

背景技术

虽然使用领域没有限制，但是阻尼设备可与飞行器系统一起使用。某些飞行器系统与通常由发动机舱(通常包括一个或一对枢转飞行器引擎罩的大型圆柱形结构)所包围的飞行器喷气发动机一起使用。飞行器发动机引擎罩通常由铰链安装至发动机支撑结构。闭锁机构已经用来将第一飞行器结构，比如飞行器发动机的飞行器面板或引擎罩，可释放地紧固至另一个飞行器结构。

飞行器系统必须能承受苛刻环境。飞行器系统必须承受较高的振动以及极端的温度和压力范围。例如，高压密封会在这种苛刻环境下损坏。损坏的密封会引起流体泄漏。

飞行器还具有其它特殊考虑。飞行器内的空间是有限的，因此部件优选地尽可能地小和紧凑。而且，重量会影响飞行器的设计和性能，其中符合其它期望参数的较轻部件是优选的。根据耐久性，部件能由可利用的各种材料构造。

高粘性流体(比如硅酮)中盘之间的粘性剪切能阻尼线性运动。旋转和相对固定(固定或防止旋转)的盘之间的旋转运动会缓和盘之间的间隙中的流体的剪切力。粘性液体和表面之间的内摩擦会抑制运动。

在这一点上，期望具有使用粘性剪切原理阻尼支柱的线性运动的设备。这能用来缓和开闭面板的运动并使之平稳。本公开的另外特点将在考虑以下对所公开阻尼支柱组件的实施例的描述之上变得明显。

发明内容

本公开提供了一种使用粘性剪切的阻尼设备。该设备具有：带有相关联容器的壳体，容器包含粘性流体；以及一个或多个能从壳体延伸和缩入壳体的可移动支柱。在一个实施例中，支柱具有形成为有齿齿条的一部分，并且相关联的轴杆在与支柱的有齿齿条相关联的一部分上具有小齿轮，其中齿条的齿与小齿轮的齿相配合。盘或一系列间隔开的盘能在容器内安装于轴杆上以阻尼支柱的线性运动，与邻近轴杆上的盘的静态(即静止)板剪切。间隔开的盘或板与齿轮轴杆上的盘相邻或相互交叉以阻尼支柱的线性运动。

附图说明

将参照仅作为非限制性示例给出的附图在下文描述本公开，其中：

图1是具有一对开口飞行器引擎罩的飞行器喷气发动机的透视图，引擎罩可用相应的保持开口杆保持在打开位置中；

图2示出缩回的保持开口杆的局部剖视图；

图3是延伸的保持开口杆的侧视图；

图4示出另一个缩回的保持开口杆的局部剖视图；

图5示出延伸的保持开口杆的局部剖视图；

图6示出伸缩液压阻尼设备的局部剖视图；

图7是粘性剪切阻尼支柱组件的透视图，比如可容纳高度粘性的流体比如硅酮；

图8是粘性剪切阻尼支柱组件的顶视图，示出支柱杆与壳体的关系；

图9是粘性剪切阻尼支柱组件的侧视图，示出壳体的腔室或腔与支柱杆的关系；

图10是粘性剪切阻尼支柱组件的端视图；

图11是局部切除的粘性剪切阻尼支柱组件的透视图，切除是为了显示腔室、小齿轮、盘和支柱的内部结构，前盘未示出；

图12是粘性剪切阻尼支柱组件的透视图，比如可容纳非常粘性的流体，比如硅酮；

图13是粘性剪切阻尼支柱组件的分解视图；

图14示出具有盘和板的杯状包围件的分解视图；

图15示出延伸的粘性剪切阻尼支柱组件的侧视图；

图16示出延伸的粘性剪切阻尼支柱组件的顶视图；

图17示出延伸的粘性剪切阻尼支柱组件沿着图16的17-17线截取的横截侧视图；

图18示出缩回的粘性剪切阻尼支柱组件的侧视图；

图19示出缩回的粘性剪切阻尼支柱组件的顶视图；

图20示出缩回的粘性剪切阻尼支柱组件沿着图19的19-19线截取的横截侧视图；并且

图21是粘性剪切阻尼支柱的端视图。

这里阐述的例证示出本公开的实施例，这些实施例不是要构造来以任何方式限制本公开的范围。在考虑以下对举例说明目前认为实施本公开的最好方式的说明性实施例的详细描述之下，对于本领域技术人员而言本公开的另外特点将变得明显。

具体实施方式

本公开可具有不同形式的实施例，附图示出并且在这里将详细描述其实施例，但是将理解到本描述将视为是本公开原理的举例并且不是穷举的或者要将本公开限制于以下描述所述和附图所示的部件的构造和布置的细节。

如图1所示，飞行器喷气发动机12通常由大型圆柱形结构14包围，圆柱形结构14通常包括一个或一对飞行器面板或引擎罩16和18。飞行器发动机引擎罩16和18通常由铰链20安装至发动机支撑结构22，比如发动机能经由发动机外挂架安装至飞行器之处。引擎罩16和18铰接以使得它们能枢转从而提供发动机12的维护和修理通路。在飞行器操作期间，引擎罩16和18必须枢转入闭合位置，并且通常锁闭。用来固定飞行器面板16和18的闭锁件24是已知的并且由Hartwell生产，比如美国专利6,629,712和6,189,832中所公开的，这两个专利通过参考结合于此。

保持开口杆组件(前端26和尾部28)能用在飞行器发动机机舱上，比如与波音C17发动机舱一起使用的Hartwell的H3383-1/-5和-3。内管30能用扭转和牵引机构32延伸从而释放。图2示出处于缩回位置的保持开口杆26的一个实施例，并且图3示出处于延伸位置的实施例。快速释放销34能在缩回位置中用作手动锁并且在延伸位置中能隐藏或用作备份。保持开口杆26的一端，比如锁定端，可具有快速释放钩36，并且另一端可具有杆端部38。图4示出处于缩回位置的保持开口杆28的另一个实施例，并且图5示出处于延伸位置的实施例。作为选择，远端都具有杆端部38。

阻尼设备40能提供飞行器面板16和18的平滑且受控的打开。阻尼设备40在与枢转地安装的面板16和18一起使用时在基本上线性的方向上阻尼支柱42的运动并且控制面板的打开。阻尼设备40控制与阻尼设备40相关联的零件比如面板16和18的运动速度。

支柱组件42能是阻尼设备40的部件，其提供必要的阻尼负荷以控制其它部件的运动。虽然阻尼设备40可具有一个支柱，但是所示实施例具有两端。如图6-10所示，支柱42能在相对端上具有支架44和46，比如球状轴承或杆端，以使得支柱42能附接至固定结构22和可移动零件16或18，比如枢转引擎罩或面板。

第一阻尼设备140能基于阻尼支柱组件，包括如图6所示处于延伸位置的四级伸缩阻尼单元148。这个设备140能提供不同速度的双向阻尼。容器150可容纳液压流体。排出阀152和密封156能处于每级伸缩支柱148的一端处。弹簧154防止密封156后面的空穴现象。优选地，阻尼设备140包括止回阀158或其它类型的流量调节器。

图7-21公开了另一种类型的阻尼设备40，其能与各种零件一起使用，包括与一个或多个保持开口杆26和28相结合的飞行器面板16或18。阻尼设备40提供用于平滑、稳定、受控并且一致的运动。阻尼设备40具有带有相关联容器50的壳体60，容器50包含流体62，可缩回支柱42可以从壳体60延伸。支柱42和轴杆64按照齿条和小齿轮原理操作。一个或优选地多个间隔开的盘66能安装在轴杆64(包括内部驱动器65)位于壳体60的容器50中的部分上。容器50具有与轴杆64上的一个或多个间隔开的盘66相邻的静态板68，从而宽泛地包括但是不限于壁、盘、垫片和底板，以阻尼支柱42的线性运动。在如所示的实施例中，优选地对于飞行器，两个支柱42和142用作阻尼设备40的部件。

阻尼设备40包括一个或多个支柱42和/或142能由此延伸的壳体60。壳体60优选地接收一对往复运动的支柱42和142，每个支柱在相反侧上进入壳体60并且在垂直方向上间隔开。支柱42和142能利用齿条和小齿轮原理从壳体60延伸和缩回。支柱42和142每个具有形成有齿齿条70的一部分。支柱42基本上在与轴杆64(优选地为两个)相配合的平面中具有齿72，轴杆64在与支柱42相邻的一部分上具有小齿轮74。齿条70的齿72与小齿轮74的齿76相啮合。在齿条70啮合小齿轮74时，齿条70直线地运动。根据齿条和小齿轮原理，旋转盘66的阻尼力传送来缓和支柱42的线性运动。

壳体60具有腔室78，腔室78由侧面包围件80覆盖以形成容器50。如图7和11所示，壳体60能形成容器由作为侧面包围件80的面板覆盖的绝大部分，或如图13和14所示，侧面包围件80能杯状地附接至较平壳体60。如所示，提供四个腔室。小齿轮74是优选地一系列间隔开的盘66安装于其上的延伸轴杆64的一部分，它们位于壳体60一侧上的装满流体的容器50中。

轴杆64延伸入容器50。容器50优选地具有间隔开的静态板68，静态板68与轴杆64上的盘66相互交叉。轴杆64优选地驱动密封容器50内交替的盘66，盘与静态或固定板68相邻。这样，与受驱动的盘66相邻的众多固定板68产生较大的流体剪切区域，用于阻尼。静态板68可具有平状侧面(未示出)，其阻止它们在与壳体60上如图11的切除描绘(为了清楚的缘故移除了盘)中所示的形成容器50的一部分的平状表面82相结合使用时的旋转。轴杆64进入密封容器50(其中密封有粘性流体62)，在该处最小的内部压力提供用于易于密封。

如图11所示，静态密封84能用于壳体60和每个侧面包围件80之间。旋转密封86能用于轴杆64与壳体60之间。如图14所示，静态O形环90能与旋转O形环92一起使用。基于优选的硅酮流体，阻尼设备40包围高压密封或滑动“轴向”密封，它们在现代飞行器发动机操作的苛刻环境下会更迅速地损坏或出现故障。容器50优选地包括非磨损性、非挥发性流体62，这种流体在宽泛的温度范围内是稳定的，比如惰性纯硅酮流体。容器50能包括具有期望粘性的流体62以在盘66和68之间实现剪切从而阻尼运动。阻尼力能通过流体62的粘性实现。高粘性硅酮流体62不易于泄漏。

在容器50装满高粘性流体62时，邻近由轴杆64驱动的盘66的静态板68产生较大的流体剪切区域用于阻尼。作为阻尼单元，阻尼设备40使用在粘性流体64中盘66和68之间的粘性剪切原理用于线性支柱组件42，流体包括但是不限于硅酮。

图14示出杯状包围件80的分解视图，包围件80形成腔室78的一部分，能包围由轴杆64驱动的盘66以及相对于受驱动的盘66静止的相邻板68。邻近轴杆64由此穿过的盖帽94，静态O形环90能与旋转O形环92一起使用。内部驱动器65可以是轴杆64的一部分或可作为单独零件互补地附接至轴杆64。

优选地，阻尼设备40允许其中支柱42以不同速度延伸和缩回的双向阻尼。阻尼设备40能用滚柱离合轴承96以不同速度缩回以及延伸，轴承96在支柱42缩回时自由地旋转并且在支柱42延伸时啮合。

任选地，阻尼设备可包括集成的锁闭打开结构。通常，杆端部38位于支柱42的每端处，但是各种附接装置能基于该构造以及紧固件或连接器用于零件16、18和22，其与阻尼设备40一起使用

阻尼设备40能用于在打开面板或引擎罩16或18中平稳、一致并且受控的操作，面板或引擎罩16或18通常与飞行器发动机12的引擎罩的远端处的一个或多个保持开口杆26或28相结合使用。阻尼设备40不会受到容器50中的小气囊的不利影响。这种阻尼方法提供了平稳且一致的阻尼负荷。

至少一个支柱42的阻尼运动包括移动面板16或18，这引起支柱42相对于壳体60移动，装满流体的容器50具有静态板68。移动支柱42包括移动在支柱42的至少一部分上的有齿齿条70，这又在轴杆64上旋转小齿轮74，轴杆64协作地定位为啮合支柱42的有齿齿条70。轴杆64上间隔开的盘66与容器50内相对静态的板68相邻地旋转，引起粘性剪切，从而阻尼支柱42的运动。

虽然本公开已经描述为具有示例性实施例，但是本申请将覆盖使用其总体原理的任何变化、使用、或适应。预想到，本领域技术人员到可在不脱离本公开如以下权利要求所述的精神和范围之下建议不同的变型及其等同概念。此外，本申请将覆盖本公开落入所属领域已知或常规实践范围的改变。

Claims (20)

1.一种用于阻尼支柱的运动的阻尼设备，所述阻尼设备包括：

具有相关联容器的壳体；

能相对于壳体延伸和缩回的可移动支柱；

在支柱的至少一部分上的有齿齿条；

位于轴杆上并且协作地定位来啮合支柱的有齿齿条的小齿轮，其中齿条的齿与小齿轮的齿相配合；

在壳体的容器内位于轴杆上的间隔开的盘，以及

保持在容器中的粘性流体，间隔开的静态板在轴杆上与间隔开的盘相邻，以阻尼支柱的运动。

2.根据权利要求1的阻尼设备，其具有两个支柱、两个轴杆以及至少两个容器，其中每个轴杆驱动单独的密封容器内的一系列间隔开的盘，每个容器具有与轴杆上间隔开的盘相互交叉的间隔开的静态板。

3.根据权利要求1的阻尼设备，其中壳体具有形成作为容器一部分的平状表面的平状部分，其中静态板没有固定至容器，而是具有阻止静态板在与容器的平状表面结合使用时旋转的平状侧面。

4.根据权利要求1的阻尼设备，其中粘性流体是硅酮。

5.根据权利要求1的阻尼设备，还包括滚柱离合轴承，其在支柱缩回时自由地旋转并且在支柱延伸时接合，其中轴杆与滚柱离合轴承一起操作，允许其中支柱能以不同速度延伸和缩回的双向阻尼。

6.根据权利要求1的阻尼设备，其中间隔开的静态板与轴杆上间隔开的盘相互交叉。

7.根据权利要求1的阻尼设备，其中壳体形成由侧面包围件覆盖的腔室以形成所述容器。

8.根据权利要求7的阻尼设备，还包括在壳体和侧面包围件之间的静态密封。

9.根据权利要求1的阻尼设备，还包括在轴杆和壳体之间的旋转密封。

10.在具有枢转地附接有飞行器面板的飞行器结构的飞行器发动机舱中，一种用于平滑、一致且受控地打开飞行器面板的系统，包括：

附接至飞行器结构和飞行器面板远端的保持开口杆，

用来固定飞行器面板的闭锁件，以及

使用粘性剪切的阻尼设备，其包括：

具有相关联容器的壳体；

能相对于壳体延伸和缩回的可移动支柱；

在支柱的至少一部分上的有齿齿条；

位于轴杆上并且协作地定位用于啮合支柱的有齿齿条的小齿轮；

在容器内位于轴杆上的盘；以及

密封在容器中的粘性流体，静态板在轴杆上与盘相邻，以阻尼支柱的运动。

11.根据权利要求10的系统，还包括滚柱离合轴承，其在支柱缩回时自由地旋转并且在支柱延伸时接合，其中轴杆与滚柱离合轴承一起操作，允许其中支柱能以不同速度延伸和缩回的双向阻尼。

12.根据权利要求10的系统，其中壳体形成由侧面包围件覆盖的腔室以形成容器。

13.根据权利要求12的系统，还包括在壳体和侧面包围件之间的静态密封。

14.根据权利要求10的系统，还包括在轴杆和壳体之间的旋转密封。

15.在具有枢转地附接有飞行器面板的飞行器结构的飞行器发动机舱中，一种用于平滑、一致且受控地打开飞行器面板的系统，包括：

附接至飞行器结构和飞行器面板远端的保持开口杆组件，

用来固定飞行器面板的闭锁件，以及

使用粘性剪切的阻尼设备，其包括：

具有相关联容器的壳体；

能相对于壳体延伸和缩回的多个可移动支柱，每个支柱具有形成为有齿齿条的一部分；

多个轴杆，每个轴杆在与支柱之一的每个有齿齿条相关联的一部分上具有小齿轮，其中齿条的齿与小齿轮的齿相配合，其中每个轴杆驱动单独的密封容器内的一系列间隔开的盘，以及

保持在每个容器中的粘性流体，间隔开的板在轴杆上与间隔开的盘相互交叉以阻尼支柱的线性运动。

16.根据权利要求15的系统，还包括滚柱离合轴承，其在每个支柱缩回时自由地旋转并且在支柱延伸时接合，其中轴杆与每个滚柱离合轴承一起操作，允许双向阻尼，以使每个支柱能以不同速度延伸和缩回。

17.根据权利要求15的系统，其中壳体形成由侧面包围件覆盖的腔室以形成所述容器。

18.根据权利要求17的系统，还包括在壳体和侧面包围件之间的静态密封。

19.根据权利要求15的系统，还包括在轴杆和壳体之间的旋转密封。

20.一种阻尼飞行器结构中的至少一个支柱的运动的方法，飞行器结构具有枢转地附接的飞行器面板，该方法包括步骤：

移动飞行器面板，引起支柱相对于具有容器的壳体移动，容器具有静态板并且保持粘性流体；

移动在支柱的至少一部分上的有齿齿条；

旋转轴杆上的小齿轮，其协作地定位用于啮合支柱的有齿齿条，其中齿条的齿与小齿轮的齿相配合；以及

旋转容器内在轴杆上与板相邻的间隔开的盘，板相对于旋转的间隔开的盘是静态的，引起粘性剪切以阻尼支柱的运动。

Images