旋翼系统防旋转磨损保护装置的制作方法

专利名称：旋翼系统防旋转磨损保护装置的制作方法
技术领域：
本申请大致涉及用于预防直升机和倾转旋翼飞机的旋转控制系统磨损的防旋转装置，并且更具体地涉及ー种用于限制致动杆的旋转的方法和设备，致动杆用于操纵倾斜盘系统的非旋转倾斜盘。
背景技术：
倾转旋翼飞机为传统直升机和传统螺旋桨驱动飞机的混合类型。典型的倾转旋翼飞机具有固定的机翼，机翼末端为容置驱动旋翼的引擎和传动装置的可变换倾转旋翼组件。倾转旋翼飞机可以从直升机模式变换到飞机模式，在直升机模式中倾转旋翼飞机可以像直升机一样起飞，盘旋，并且降落；在飞机模式中，倾转旋翼飞机可以像固定机翼飞机ー样向前飞行。直升机和倾转旋翼飞机使用旋转控制系统。旋转控制系统典型地由通过轴承系统连接的旋转倾斜盘和非旋转倾斜盘组成。旋转倾斜盘追踪非旋转倾斜盘的移动，相应地调整主旋翼桨叶的角度。非旋转倾斜盘由飞行员通过液压致动器操作。每个致动杆连接到位于球面轴承中的非旋转倾斜盘的数个U形夹的其中之一上。球面轴承通过容置致动杆端部的轴承被保持在恰当位置上。球面轴承允许致动器在所有轴中的旋转偏差。球面轴承的偏差由来自飞行控制系统的输入确定和控制。致动器围绕其自身的纵向轴的旋转没有被限制，其也不会被来自飞行控制系统的输入所限制或控制。由于这种情况，轴承套能够在U形夹中旋转以使得其与U形夹的内表面接触。这种接触会引起磨损，磨损对U形夹臂和轴承套产生结构上的损坏。由于U形夹臂集成到非旋转倾斜盘，对于U形夹臂的损坏会危害到非旋转倾斜盘的结构整体性。对非旋转倾斜盘的损害会引起能够使飞行员失去对直升机或飞机的控制的危险状况。在U形夹中已经插入有限制致动器的过度旋转的装置。这种装置由于引入的碎屑会引起轴承套的过早的磨损和损坏，由此危害到致动器的结构整体性。由于非旋转倾斜盘和致动器的飞行关键特性，需要最小化对U形夹臂和轴承套的磨损和损坏。过去解决这个问题的方法是在轴承套和U形夹臂之间安装耐磨板。附加的问题是耐磨板需要频繁更换，这导致费用和飞机故障时间的増加。尽管防旋转装置已经取得了长足的进展，仍然存在相当多的缺点。


被认为是本申请的特性的新颖性特征在所附的权利要求中提出。然而，本发明本身，还有优选的应用模式，以及进一歩的目标和优点将參照下面的详细描述并结合附图获得最好的理解，其中:图1为采用本发明的防旋转装置的直升机的透视图；图2A为采用本发明的防旋转装置的倾转旋翼飞机在飞机模式中的透视图；图2B为采用本发明的防旋转装置的倾转旋翼飞机在直升机模式中的透视图3为用在图1的直升机以及图2A和2B的倾转旋翼飞机上的旋转控制系统的透视图，其中直升机和倾转旋翼飞机具有旋转倾斜盘和非旋转倾斜盘，倾斜盘具有多个U形夹，旋转控制系统具有防旋转装置。图4A为图3中示出的防旋转装置的组装透视图；图4B为图4A的防旋转装置的分解透视图；图5A为设置在图3的非旋转倾斜盘上的ー个U形夹放大透视图；图5B为图4A的防旋转装置安装在图5A的U形夹中的组装顶视图；图5C为图5B组装的防旋转装置的部分侧视图，示出防旋转装置如何允许致动杆围绕某些轴旋转而同时限制其围绕其它轴旋转；图6A为图4A的防旋转装置的一个替代实施例的透视图；图6B为图6A的防旋转夹紧装置的顶视图；图6C为图6A的防旋转装置的侧视图；图6D为图6A的防旋转夹紧装置的前视图；图6E为图6A的防旋转夹紧装置安装在图5A的U形夹中的前视图；图7A为图4A的防旋转装置的一个替代实施例的透视图；图7B为图7A的防旋转夹紧装置的顶部视图；图7C为图7A的防旋转装置的侧视图；图7D为图7A的防旋转夹紧装置的前视图；图7E为图7A的防旋转夹紧装置围绕图5C的致动杆安装的透视图；图8A为图4A的防旋转装置的一个替代实施例的透视图；图8B为图8A的防旋转夹紧装置的顶视图；图8C为图8A的防旋转装置的侧视图；图8D为图8A的防旋转夹紧装置的前视图；图8E为图8A的防旋转夹紧装置安装在图5A的U形夹中的前视图；图9A为图4A的防旋转装置的一个替代实施例安装在图5B示出的致动杆上方的透视图，防旋转装置具有多个元件，每个元件具有限制元件；图9B为图9A的防旋转夹紧装置的一个替代实施例的顶视图，每个元件具有限制元件；图9C为图9B的防旋转装置的侧视图；并且图9D为图9C的防旋转夹紧装置的一个元件沿着平面的前视图。虽然本申请的系统和方法可以具有各种变形和替代形式，其具体的实施方式通过图中的例子示出并且在这里进行详细的描述。然而，应当理解的是这里对具体实施方式
的描述并不是将本申请限定于公开的特定实施方式，而恰恰相反，其目的是为了覆盖落入由所附的权利要求所限定的本申请的エ艺的精神和范围之内的全部变形，等同，以及替代的方案。
具体实施例方式优选实施例的示意性实施方式将在下面进行描述。为了清楚起见，在本说明书中并没有描述实际实施的全部特征。当然可以意识到在任何实际实施方式的发展过程中，需要视具体情况做出各种决定以实现研发者的特定目标，例如服从系统相关和商业相关的系统规定參数，其从ー种实施方式变化到另ー种。此外，可以意识到的是这种发展努力可能是复杂和耗时的，但是仍然是享有本公开的利益的本领域普通技术人员必须经历的常规过程。在说明书中，如在附图中描绘的，參考标记用于标示各种组件之间的空间关系以及组件的各种方位的空间指向。然而，如本领域技术人员在完整地阅读了本申请之后能够认识到的，这里描述的装置，元件，设备，等等可以设置成任何期望的指向。由此，用于描述各种组件之间的空间关系或者用于描述这些组件的方位的空间指向的术语的使用应当理解为描述组件之间的相对关系或这些组件的方位的空间指向，而这里描述的装置可以指向任何期望的方向。參照图1，示出具有用于倾斜盘系统41的防旋转装置的直升机11。直升机11具有机身13、主旋翼组件15和尾旋翼组件19，其中主旋翼组件15包括主旋翼桨叶17和主旋翼轴18，并且尾旋翼组件19包括尾旋翼桨叶21和尾旋翼轴20。主旋翼桨叶17通常围绕主旋翼轴18的纵向轴16旋转。尾旋翼桨叶21通常围绕尾旋翼轴20的纵向轴22旋转。直升机11能够起飞，盘旋，旋转，根据指定航向飞行并且降落。直升机11包括根据本申请的防旋转装置12，其用干与倾斜盘系统41连接。尽管在图1中看不到，可以理解的是防旋转装置12和倾斜盘系统41通常相对于直升机11定位。现在參照图2A和2B，示出能够执行与直升机11相同功能的倾转旋翼飞机23。倾转旋翼飞机23具有机身25和连接到机身25的机翼27a和27b。如常规的，机翼27a和27b的末端分别为倾转旋翼组件29a和29b。倾转旋翼组件29a和29b通常均包括有用于驱动旋翼轴31a和31b以及推进旋翼33a和33b的引擎，传动装置以及齿轮箱，还包括有转换致动器，使倾转旋翼组件29a和29b在图2A所示的飞机模式和图2B所示的直升机模式之间转换。在飞机模式中，倾转旋翼飞机23能够像传统的固定机翼螺旋桨驱动飞机那样飞行。在直升机模式中，倾转旋翼飞机23能够像传统的旋翼飞机或直升机那样起飞，盘旋，降落以及操作。倾转旋翼飞机23包括根据本申请的与倾斜盘系统41相连接的防旋转装置12。尽管在图1中看不到，可以理解的是防旋转装置12和倾斜盘系统41通常相对于倾转旋翼飞机23定位。现在參照图3，示出用在直升机11和倾转旋翼飞机23中的旋转控制系统或者倾斜盘系统41。倾斜盘系统41可以是原始设计制造的也可以是现有的用在飞机中的倾斜盘系统。尽管倾斜盘系统41的设计不同，倾斜盘系统41使用至少ー个液压致动器43操纵非旋转倾斜盘45。非旋转倾斜盘45包括多个U形夹46，每个U形夹由ー对夹臂46a形成。夹臂46a适于枢转地容纳液压致动器43。液压致动器43的位置通常由飞行操作中飞行员的输入确定。随着液压致动器43在夹臂46a内枢转地运行，液压致动器43与非旋转倾斜盘45的一部分接触。这种接触能够引起非旋转倾斜盘45和/或液压致动器43的过早磨损。倾斜盘系统41使用至少ー个防旋转装置12用以限制液压致动器43在夹臂46a，46b中的自由旋转而不会限制液压致动器43的偏差能力。预防液压致动器43和非旋转倾斜盘45之间的接触和过早磨损。非旋转倾斜盘45围绕与旋翼轴50的纵向轴48交叉的任意水平，平面轴自由旋转，其中旋翼轴50与主旋翼轴18 (图1)，尾旋翼轴20 (图1)，以及旋翼轴31a和31b (图2A和2B)相类似。这种旋转在这里可以被称为“平面外”旋转。液压致动器43使得非旋转倾斜盘45经历平面外旋转，进而使得旋转倾斜盘47经历相同的平面外旋转。旋转倾斜盘47在与非旋转倾斜盘45平行的平面内围绕纵向轴48自由地旋转。这种旋转可以在这里被称为“平面内”旋转。轴承系统49设置在旋转倾斜盘47和非旋转倾斜盘45之间。旋转倾斜盘47包括多个U形夹52，每个U形夹52由一对夹臂52a形成。夹臂52a适于枢转地容纳用于多个主旋翼桨叶55中的每ー个主旋翼桨叶的螺距杆(pitch link)51。随着非旋转倾斜盘45被致动，非旋转倾斜盘45和旋转倾斜盘47经历平面外旋转。旋转倾斜盘47的平面外旋转操纵连接到变距摇臂53的用于多个主旋翼桨叶55中的每ー个的螺距杆51。变距摇臂53基于旋转倾斜盘47的平面外旋转延伸或收缩，由此调整主旋翼桨叶55的角度a。现在參照图4A和4B，示出根据本发明的夹紧装置65的优选实施例。夹紧装置65为防旋转装置12的多种实施例中的ー种。夹紧装置65为ー种多部件装置，其具有至少ー个顶部或第一部分67以及ー个底部或第二部分69。在下文中，应该理解的是顶部部分67与底部部分69在形式和功能上是相同的。在优选的实施例中，顶部部分67和底部部分69由具有良好的耐磨性的塑料制成，例如尼拉特隆。尼拉特隆指的是ー种塑料系列，其典型地填充有ニ硫化钥润滑剂粉末。然而，构成防旋转夹紧装置65的材料可以是任何耐磨的材料。限制元件97如此选择以使得限制元件97的材料比用在液压致动器43中的材料更轻以提高限制元件97的磨损而不是液压致动器43的磨损。顶部部分67包括大体上为长方形的中心通道71，中心通道71具有底表面73，后表面75，以及顶表面77。顶部部分67的中心通道71的底表面73适于与底部部分69的中心通道71的相应底表面73紧密配合。中心通道71包括纵向延伸的孔79，孔79沿着纵向轴81从顶表面77延伸到底表面73。凸缘83从中心通道71的后表面75向后延伸。凸缘83包括下部凸缘表面84，随着下部凸缘表面84从中心通道71向后延伸，下部凸缘表面84朝向顶表面77大体上成锥形分布。顶部部分67还包括侧部元件85。侧部元件85包括大体上垂直于后表面75的平面部分85a。侧部元件85还包括与平面部分85a—体的大体上成圆角的部分85b。圆角部分85b —体并且平齐地连接到后表面75。尽管平面部分85a被示出大体上垂直于后表面75，应该理解的是平面部分85a也可以根据夹紧装置65安装在其中的U形夹的角度而与后表面具有直角之外的角度，这将在下面更加详细地描述。平面部分85a包括形成腿95a和95b的弓形缺ロ 93，腿95a具有上部腿表面99并且腿95b具有下部腿表面101。上部腿表面99和下部腿表面101随着平面部分85a从圆角部分85b向外延伸而朝向彼此逐渐收縮。当顶部部分67和底部部分69组合在一起时，形成壁部分87，其由中心通道71和侧部元件85组成。壁部分87包括内表面89和相対的外表面91。内表面89包括从内表面89向内突出并且垂直于对称轴135 (參见图5A)的限制元件97，由此形成相对光滑和连续的球形部分。限制元件97平行于纵向轴81延伸，而不是垂直于纵向轴延伸。限制元件97具有在壁部分87和弓形缺ロ 93之间较宽的宽度。这个宽度是可以改变的。
限制元件97配置成提高与液压致动器43的表面接触以最小化对液压致动器43的潜在磨损。限制元件97的横截面大致为长方形，然而横截面的形状可以根据设备的具体应用而改变。应该理解的是限制元件97并没有限制在图中描绘的尺寸或形状。限制元件97作为ー个连续的弧形从上部腿表面99向下部腿表面101延伸。进而，可以理解的是在每个部分67，69上可以使用一个或多个限制元件97。限制元件97位置的选择是为了最有效地限制液压致动器43的选择自由度而对液压致动器43的偏差能力不做限制。限制元件97在部分67，69内部整体地形成。在其它的实施例中限制元件97也可以配置成可释放地连接到部分67，69以便被移除。进而，这种移除方式允许部分67，69在限制元件97的移除过程中固定在倾斜盘系统41里。具体參照图4B，示出连接顶部部分67和底部部分69的方式。每个中心通道71的底表面73适于彼此紧密配合。连接元件105穿过孔79可释放地连接顶部部分67和底部部分69。使用多部件的夹紧装置65能够允许夹紧装置65在初始安装的过程中容易地安装并且在周期性维护期间容易地更换。接触表面103被示出位于限制元件97上以表示当液压致动器43处于最大的偏差角度时液压致动器43和限制元件97之间的近似的接触区域。限制元件97的轮廓和形状被优化以提供在液压致动器43的整个定向范围内尽可能最大的接触面积103。可以理解的是接触表面103只是代表性的。限制元件97的任何部分都可以与液压致动器43接触。限制元件97较宽的形状配置成避免液压致动器43遭受来自外部磨损材料和累积在接触表面103上的油脂造成的局部磨损。现在參照图5A，5B和5C，示出包含本发明的优选实施例的组件。图5A和5B示出具有上表面113和下表面115的非旋转倾斜盘111。倾斜盘111与非旋转倾斜盘45类似。非旋转倾斜盘111也包括优选地相互平行并且典型地形成U形夹具119的夹臂117a和117b。尽管夹臂117a和117b被示出为相互平行的，但是这对于夹臂117a和117b也不是必须的。然而，优选地是夹臂117a和117b从非旋转倾斜盘111向外在ー个共同的夹臂平面内延伸。对称轴135设置在夹臂117a和117b之间的夹臂平面内。非旋转倾斜盘111包括用于每个旋翼桨叶55 (參见图3)的U形夹119。U形夹119包括内表面121。夹臂117a包括使其从中穿过的孔123a，孔123a与穿过夹臂117b的对应孔(未示出)位于一条线上。孔123a和穿过夹臂117b的对应孔包括常规的适于在致动杆129的端部接合传统的球面轴承127的轴衬125a和125b。球面轴承127允许致动杆129在各个轴上的旋转偏差。球面轴承127被设置在致动杆129的端部的轴承套131在径向方向上约束。连接销133穿过孔123a，球面轴承127，以及穿过夹臂117b的对应孔，由此枢转地将致动杆129连接到非旋转倾斜盘111。夹紧装置65安装在夹臂117a和117b之间。如前面描述的，夹紧装置65的外表面91适于通过使用粘结剂与夹臂119的内表面121紧密配合，粘结剂例如为硅酮胶。腿95a和95b适于同轴地包围轴衬125a和125b。夹紧装置65的凸缘83的下部凸缘表面84适于与非旋转倾斜盘111的上表面113以及下表面115紧密配合。凸缘82能够适于防止夹紧装置65沿着纵向轴81平移。然而，该特征对于凸缘83来说并不是必须的。具体參照图5B和5C，示出本发明的主要功能。如图所示，防旋转夹紧装置65安装在非旋转倾斜盘111的U形夹119中。致动杆129为液压致动器43的一部分，其包括球面轴承127以及轴承套131，被固定在夹臂117a和117b之间。致动杆129限定出沿着致动杆129轴向延伸的杆轴136。根据来自飞行员的输入，致动杆129延伸或收缩，引起非旋转倾斜盘111的平面外旋转。尽管平面外旋转对于控制飞机来说是必须的，但是，由于围绕杆轴136的旋转使得轴承套131撞击U形夹119的内表面121对非旋转倾斜盘111的轴承套131和U形夹119造成磨损和结构损坏，因此，不希望致动杆129围绕杆轴136过度旋转。图5B中示出的对称轴135与杆轴136交叉并且垂直于图5C中示出的杆轴。夹紧装置65的主要功能是限制致动杆129围绕杆轴136的旋转，由此消除或实质上減少磨损和结构性损坏。限制元件97限制致动杆129围绕杆轴136的旋转，同时允许致动杆129围绕对称轴135旋转。如图5C所示，限制元件97允许致动杆129围绕对称轴135向上旋转到角度P。这种旋转对于正确地操纵非旋转倾斜盘111是必须的，但是对围绕杆轴136的旋转的限制能够防止轴承套131冲击非旋转倾斜盘111。角度P根据整体控制系统的设计而改变。如图5C所示，轴承套131可以同步地接触限制元件97。现在參照图6A-6D，示出本申请的ー个替代实施例。夹紧装置201为防旋转装置12的另ー种实施形式。更具体地，除了在这里说明的之外，夹紧装置201在形式和功能上与夹紧装置65相类似。与优选实施例不同，夹紧装置201由整体结构构成。进而，夹紧装置201不包括中心通道71或者限制元件97。夹紧装置201优选地由尼拉特隆制作而成。然而夹紧装置201的构成材料可以是任意的耐磨损材料。夹紧装置201由不同于夹紧装置65的整体结构构成。夹紧装置201由単一的主体203构成，主体203由背部元件205和多个侧部元件207组成。背部元件205和侧部元件207通过大体上为圆角的部分208整体地连接在一起，圆角部分208整体并且平齐地连接到侧部元件207和背部元件205。作为整体，主体203包括内表面209和相対的外表面211。侧部元件207大体上垂直于背部元件205。尽管侧部元件207被示出大体上垂直于背部元件205，应该理解的是侧部元件207根据夹紧装置201安装在其中的U形夹的角度可以形成不同于直角的角度，这将在下面详细地描述。侧部元件207包括形成腿215a和215b的弓形缺ロ 213，腿215a具有上部腿表面217并且腿215b具有下部腿表面219。随着侧部元件207从中心部分208向外延伸，上部腿表面217和下部腿表面219朝向彼此逐渐收縮。夹紧装置201安装在夹臂117a和117b之间。如前面描述的，夹紧装置201的外表面211适于通过使用粘合剂与U形夹119的内表面121紧密配合，如图5A所示，粘合剂例如为娃酮胶。腿215a和215b适于同轴地包围轴衬125a和125b。现在參照图6E，示出夹紧装置201的主要功能。如图所示，夹紧装置201安装在图5A所示的非旋转倾斜盘111的U形夹119中。包括球面轴承127和轴承壳131的致动杆129固定在夹臂117a和117b之间。致动杆129限定出沿着致动杆129轴向地延伸的杆轴136。根据飞行员的输入，致动杆129延伸或收缩以引起非旋转倾斜盘111的平面外旋转。尽管平面外旋转对于控制飞机来说是必须的，由于围绕杆轴136的旋转使得轴承套131撞击U形夹119的内表面121对非旋转倾斜盘111的轴承套131和U形夹119造成磨损和结构损坏，因此，不希望致动杆129围绕杆轴136过度旋转。图5B中的对称轴135与杆轴136相交并且垂直于图6E中的杆轴。夹紧装置201的主要功能是消除或者实质上减少由于对轴承套131和U形夹119的内表面121产生冲击而造成的磨损和结构性损坏。马蹄形插入件201提供围绕U形夹119的内表面121的保护屏障。致动杆129被允许围绕对称轴135和杆轴136旋转。如图5C所示，致动杆129被允许围绕对称轴135向上旋转到角度3。这种旋转对于正确地操纵非旋转倾斜盘111是必须的，但是由夹紧装置201提供的保护屏障能够防止轴承套131冲击非旋转倾斜盘111。角度3根据整体控制系统的设计而改变。现在还要參照图7A-7E，示出本申请的ー个替代实施例。夹紧装置301为防旋转装置12的另ー个实施例。夹紧装置301优选地由尼拉特隆构成。然而，夹紧装置301的组成材料可以是任意的耐磨损材料。夹紧装置301具有与前面的实施例相同的目的，限定，功能和特征，由此除了下面描述的，全部的目的，限定，功能和特征都被结合到这里。夹紧装置301能够在初始安装过程中容易地安装并且在周期维护期间容易地更换。夹紧装置301可以以整体或多部件制作而成。夹紧装置301具有两个支撑元件303。当夹紧装置301为多部件夹紧装置时，每个支撑元件303配置成具有相同的功能，特征和限定。在球面轴承127的下方，夹紧装置301配置成环绕致动杆129的上部并且朝向和沿着轴承套131延伸有一个或多个限制元件305。如图5C和6E所示，致动杆129的杆轴136沿着致动杆129轴向延伸。根据飞行员的输入，致动杆129延伸或收缩以引起非旋转倾斜盘111的平面外旋转。尽管平面外旋转对于控制飞机是必须的，由于围绕杆轴136的旋转使得轴承套131撞击U形夹119的内表面121对非旋转倾斜盘111的轴承套131和U形夹119造成磨损和结构损坏，因此，不希望致动杆129围绕杆轴136过度旋转。图5B中示出的对称轴135与杆轴136相交并且垂直于图6E中所示的杆轴136。支撑元件303具有环带307，颈部313，以及限制元件305。环带307以具有至少两个端部的相対的半圆形形状形成。在每个端部上有孔309。孔309限定出轴306。孔309配置成沿着轴306容纳紧固件311。夹紧装置301包括紧固件311以在紧固件311被收紧时通过过盈配合将多个支撑元件303固定成围绕致动杆129。每个支撑元件303配置成沿着轴306与邻近的支撑元件303成一条线。环带307与致动杆129的上部接触并且紧密配合。每个支撑元件303的环带307采用紧固件311连接在一起。当连接在一起吋，夹紧装置301的环带307具有限定出轴312的环形形状。轴312配置成与杆轴136共轴地布置。支撑元件303限定出沿着顶表面310的平面315。在这个实施例中，不是环带307的全部部分都配置成与致动杆129和轴承套131紧密配合。环带307具有凹ロ 314，凹ロ 314具有凹ロ表面316。凹ロ 314从环带307的内表面308向内延伸。凹ロ在环带307中延伸的距离取决于致动杆129的尺寸和形状。当夹紧装置301被连接到一起吋，每个支撑元件303的凹ロ表面316抵压致动杆129。凹ロ表面316的形状形成为容纳致动杆129。环带307的其它部分并没有直接地与致动杆129紧密配合。然而，其它实施例可以创建ー个或多个围绕环带307的凹ロ以提供与致动杆129紧密配合的多个位置。限制元件305通过颈部313连接到环带307。颈部313为整体地连接到限制元件305的细长材料。同样地，环带307整体地连接到颈部313，由此形成单独的支撑元件303。颈部313从环带307的顶表面310和内表面308朝向轴312水平地延伸一定的距离。在当前的实施例中，颈部313伸展并且帮助限定出凹ロ 314。颈部313接着从平面315垂直向上平行于轴312延伸。
限制元件305设置在沿着颈部313离平面315最远的位置。限制元件305为楔形形状，具有内表面319，顶表面317，以及后表面321。内表面319配置成平行于并且与轴承套131的一部分接触。尽管描绘的为垂直并且平坦的表面，内表面319可以形成与轴承套131紧密配合的形状和轮廓。如图5B所示，顶表面317配置成与球面轴承127的轮廓紧密配合。顶表面317形成为凹面形状用于容纳球面轴承127。限制元件305配置成贴近球面轴承127倚靠在其上。可以理解的是球面轴承127和限制元件305之间的接触不是必须的，但是在某些实施形式中是希望的。后表面321与顶表面317相同，也具有凹面形状。后表面的轮廓和形状适于容纳轴衬125a和125b。夹紧装置301配置成连接到致动杆129和轴承套131。夹紧装置301被挑选的部分适于与致动杆129和轴承套131紧密配合。也就是，凹ロ表面316和内表面319采用粘结剂粘结到致动杆129和轴承套131，粘结剂例如为硅酮胶。当收紧紧固件311时，环带307的剰余部分与致动杆129接触。应该理解的是夹紧装置301可以以多种方式配置和形成，由此与前面描述的相比，允许夹紧装置301的更多或更少的部分与致动杆129和轴承套131紧密配合。具体參见图7E，示出夹紧装置301与致动杆129相连接。在本申请先前描述的实施例中，防旋转装置12被描述成紧密接合到非旋转倾斜盘111。夹紧装置301配置成与致动杆129直接接合。夹紧装置301与致动杆129 —起随着飞行员输入引导致动杆129移动而转动。当致动杆129过度旋转时，限制元件305配置成作为楔形件在轴承套131和轴衬125a和125b之间作用。限制元件305配置成防止致动杆129的过度旋转而不会对致动杆129的偏差能力产生限制。限制元件305沿着轴承套131设置。限制元件305的尺寸和形状如此选择以使得其允许在U形夹119内部具有最大旋转角P同时避免倾斜盘111和/或轴承套131的接触和过早磨损。现在再參照图8A-8E，示出本申请的ー个替代实施例。夹紧装置401为防旋转装置12的另ー种实施形式。夹紧装置401优选地由尼拉特隆制作而成。然而，夹紧装置401的构成材料可以是任意的耐磨损材料。夹紧装置401具有与前面的实施例相同的目标，限定，功能和特征，由此除了下面描述的，全部的这些目标，限定，功能和特征都被结合到这里。夹紧装置401能够在初始安装过程中容易地安装并且在周期维护期间容易地更换。夹紧装置401优选地为ー块整体材料。夹紧装置401具有从底座元件407延伸出来的两个内部凸缘403和两个外部凸缘405。凸缘403，405整体地连接到底座元件407。凸缘403，405配置成从底座元件407的内表面409垂直地延伸。外部凸缘405从底座元件407的一个端部延伸出来。内部凸缘403从底座元件407的一个内侧部分延伸出来。内侧部分指的是在外部凸缘405之间沿着底座元件407的任意的点。内部凸缘403形成ー个容纳轴承套131的腔。平面411存在于腔中并且与内部凸缘403之间的距离相等。平面411表示的是夹紧装置401的对称平面。凸缘403，405进ー步的区别在于关于平面411的位置不同。例如，外部凸缘405，位于平面411左侧的为左侧外部凸缘405a同时另ー侧的为右侧外部凸缘405b。相同的，也存在左侧内部凸缘403a和右侧内部凸缘403b。外部凸缘405a和405b分别具有内表面417a和417b。类似地，内部凸缘403a和403b分别具有外表面 419a 和 419b。内侧和外侧表面417a，417b，419a，419b关于彼此形成相对平行的平面。该平面的指向配置成与夹臂117a和117b的形状和轮廓相一致。夹紧装置401配置成在内表面417a和外表面419a之间容纳夹臂117a。进而，夹紧装置401配置成在内表面417b和外表面419b之间容纳夹臂117b。外部凸缘405配置成包括孔413。外部凸缘405中的孔413沿着轴415共轴排列。轴415与连接销133同轴并且垂直于表面417a，417b，419a，419b。尽管描述的具有相关的指向，可以理解的是夹紧装置401的其它实施方式可以改变表面417a，417b, 419a, 419b的排列以使得它们不平行。相同的，轴415可以配置成使得轴415不垂直于表面417a，417b, 419a, 419b。夹紧装置401配置成与非旋转倾斜盘111的几何形状相一致。孔413具有平行于内表面409延伸的垂直轴414。垂直轴414帮助限定出ー个平面，该平面穿过夹臂117a中的孔123a的中心以及夹臂117b中对应的孔，轴衬125a和125b，以及外部凸缘405中的孔413。内部凸缘403a配置成具有上部腿421a和下部腿423a。上部腿421a和下部腿423a形成ー个从表面409延伸开来的相对半圆形的弧形。腿421a和423a具有包围夹臂117a上的轴衬125a的一部分的形状和尺寸。类似地，内部凸缘403b具有上部腿421b和下部腿423b。腿421a和423a的限定，功能和特征相同地应用在与夹臂117b内部的轴衬125b相关的腿421b和423b上。如上面描述的，夹紧装置401的结构从U形夹119的外部位置处包围轴承套131。腿421a，423a，421b，423b配置成不围绕超越由轴414生成的平面的轴衬125a和125b延伸。这种配置允许夹紧装置,更具体地允许内部凸缘403围绕轴承125a和125b滑动。内部凸缘403沿着底座元件407设置以在安装夹紧装置401时在表面419a，419b上与夹臂117a和117b接触。如图8E中所示，夹紧装置401配置成越过U形夹119的前面137延伸。夹紧装置401配置成使用现有的用于将轴承127固定在U形夹119内部的硬件134以及粘合剂连接到非旋转倾斜盘111，粘合剂例如为硅酮胶。连接销133和关联的硬件134用在与外部凸缘405的连接中以将夹紧装置401固定到U形夹119。在实际中，随着连接销插入穿过夹臂117a中的孔123a以及夹臂117b中对应的孔，连接销133穿过外部凸缘405的孔413。现有硬件134被拧紧以围绕413夹紧。内部凸缘403配置成与夹臂117a和117b紧密配合。外表面419a，419b配置成分别与夹臂117a，117b接触，并且通过粘合剂粘接，粘合剂例如是硅酮胶。粘合剂以及现有紧固件134的使用帮助防止夹紧装置401关于前端面137的旋转。限制元件425在夹紧装置401内部的内部凸缘403之间整体地形成。限制元件425与限制元件97在形式和功能上相类似。除了这里描述的，限制元件97的特征，限定，以及功能相同地应用在限制元件425上。限制元件425在内部凸缘403的顶表面427和底表面429之间延伸。限制元件425典型地为长方形并且以预定的垂直布置定向。垂直布置允许限制元件425保持相对较宽的剖面并且增加与轴承套131的接触面积。这种垂直布置使轴承套相对于限制元件425的过早磨损最小化。尽管横截面大致为长方形，但是限制元件425的形状可以根据该设备的具体应用而改变。可以理解的是限制元件425并不局限于图中描绘的尺寸和形状。例如，限制元件425可以具有从顶表面427向底表面429延伸的连续弧形形状。进而，可以理解的是在每个内部凸缘403上可以使用一个或多个限制元件425。限制元件425位置的选择是为了最有效地限制致动杆129的旋转自由度并且不会限制致动杆129的偏差能力。
限制元件425从内部凸缘403朝向平面411向内延伸，留出足够的空间以容纳轴承套131。如同对夹紧装置65的描述，夹紧装置401配置成限制致动杆129的过度移动。限制元件425接触与夹紧装置65相対的轴承套131的一部分，也就是沿着由轴415和对称轴135形成的平面的U形夹119外面的部分。限制元件425在轴承套131的两侧延伸。可以理解的是在ー些实施形式中可以围绕底座元件407的内表面409在内部凸缘403之间环绕限制元件425，以产生一个连续的限制元件425。在这种实施形式中，夹紧装置401可以相对于U形夹119以各种方向定向。例如，夹紧装置401可以围绕U形夹119的端部旋转。限制元件425具有较宽的剖面结构以避免由引入的外部磨损物质和聚集在限制元件425上的油脂引起的局部磨损。随着致动杆129的旋转，限制元件425接触轴承套131的ー些部分以限制可能导致U形夹119与轴承套131产生接触的过度旋转。可以理解的是夹紧装置401可以与本申请描述的其它夹紧装置相结合。进而，可以理解的是夹紧装置65，201和401在方向上是不受限制的，无论是向上还是向下。现在參照图9A-9D，示出本申请的ー个替代的实施例。夹紧装置501为防旋转装置12的另ー种实施形式。夹紧装置501优选地由尼拉特隆制作而成。然而，夹紧装置501的构成材料可以是任意的耐磨损材料。夹紧装置501具有与前面的实施形式相同的目标，限定，功能和特征，由此除了在下面描述的，全部的这些目标，限定，功能和特征都被结合到这里。夹紧装置501可以在初始安装的过程中容易地安装并且在周期维护期间容易地更换。进而，夹紧装置501可以安装在轴承套131上而不必将致动杆129从非旋转倾斜盘111上移除。夹紧装置501与夹紧装置301相类似，夹紧装置501也是由多个部件形成并且直接地固定到致动杆129而不是固定到非旋转倾斜盘111。夹紧装置501由一组紧固件505和两个夹紧元件503形成，夹紧元件503由两个夹紧元件503a和503b所指代。每个元件503a和503b构成夹紧装置501的一半。元件503a，503b关于轴507对称分布。轴507与致动杆129和轴136共轴。夹紧装置501配置成围绕轴承套131安装而不需要将致动杆129从非旋转倾斜盘111上移除。因为元件503a和503b关于轴507对称分布，下面将对元件503a的特征进行讨论。可以理解的是元件503a的特征可以相同地应用到元件503b上。此外，夹紧装置501的其它实施方式允许元件503可以是如图9A所示的非対称的。元件503a形成为容纳致动杆129的一部分，并且具体地为轴承套131，由此形成腔504的一部分。元件503a具有配置成与轴承表面139和致动器表面141接触的内表面511a。内表面511a的形状配置成与轴承表面139和致动器表面141的形状相一致以使得表面511a与表面139和141连续地接触。可以理解的是内表面511a的形状和/或元件503b的内表面511b并不需要是相同的。进而，与描绘和描述的不同，元件503可以与轴承套131和/或致动器129的其它表面接触和紧密配合。扣环509设置在元件503a的顶端上，如图所示的为上部扣环509a，并且扣环509设置在元件503a的底部上，如图所示的为下部扣环509b。每个扣环具有至少ー个配置用于容纳紧固件505的孔508。在元件503b上具有对应的扣环509c和509d。扣环509从内表面511a延伸开一定的距离以避免紧固件505穿透表面511a。扣环509整体地形成在元件503内部。扣环表面513a和513b形成平行于轴507所在的表面的圆形平面。可以理解的是其他实施方式可以允许表面513a和513b位于分开的平面上。
尽管描述的扣环509设置在各自的位置上，可以理解的是可以使用和设置任意数量的扣环和/或紧固件用以将元件503a固定到轴承套131和致动杆129。进而，还可以使用与描绘的紧固件505不同的紧固件。例如，紧固件505也可以采用夹板，帯状物，夹子，或者销。如果使用这种替代的紧固件，可以理解的是孔508可选地位于元件503a内部。元件503a可以具有任意数量的肋片，轨道，旋钮或者槽以帮助将元件503a和503b固定在一起。元件503a具有设置在元件503a的每ー侧517和519上的限制元件515。限制元件515与元件503a整体地形成。每个限制元件515a，515b分别从侧面517和519延伸开一定距离D，由此形成球形结构。限制元件515a，515b的形状配置成包括与上面描述的限制元件97和425相同的特征和功能。限制元件515a和515b的形状可以改变。例如，限制元件515a和515b可以从侧面517，519延伸任意距离D。距离D的大小适于延伸限制元件515使其与限制元件97和/或425 —起运行。同样，距离D的大小适于延伸限制元件515使其直接地与夹臂117a和117b—起运行。限制元件515制造成具有任意距离D使得夹紧装置501既能与上面描述的其它夹紧装置一起使用也可以不一起使用。进而，夹紧装置501的其它实施形式使得夹紧装置501可以与前面公开的夹紧装置65，201，301，401还有限制元件97，425，515接合。如前面所述，关于元件503a的特征，功能和限定的讨论同样可以应用于元件503b。在夹紧装置501的这个实施形式中，元件503形成为关于轴507相对称。元件503的対称性特征能够简化制造并且在磨损或损坏时能够更换夹紧装置501的某些部分而不必更换整个夹紧装置501。图9B和9C示出了夹紧装置501上的每个元件503a和503b是対称的，并具有相同的特性。夹紧装置501具有额外的优点，即当元件503a磨损时，夹紧装置501可以被移除并且旋转以使得元件503a和503b更换位置。可以理解的是元件503a和503b之间的对称性和同一性特征并不是必须的。例如，图9A描绘了夹紧装置501的一个替代实施方式，即夹紧装置501a，其中只有一个元件包括有限制元件515。安装时，元件503a被插入到U形夹119内部，位于U形夹119的轴承套131和表面121之间。内表面511a与表面139和141接触。元件503b设置成内表面511b与表面139和141接触。元件503a和503b相对齐以通过紧固件505固定。夹紧装置501采用粘结剂粘结到表面139和141，粘结剂例如为硅酮胶。全部的紧密配合表面511a，511b，139，141被粘结到一起。其它实施例可以改变容纳粘结剂的表面的数量和位置。扣环表面513a，513b也可以通过粘结剂粘结。当元件503a和503b围绕轴承套131和致动杆129安装时，夹紧装置501围绕轴承表面139和致动器表面141形成罩盖层。应该理解的是本发明并不限于应用在直升机和倾转旋翼飞机上，而是还可以应用在任意使用旋翼控制系统的飞机上。此外，夹紧装置65，201，301，401，501能够用在任意应用中以限制连接在两个夹臂之间的致动器，杆或联动装置的旋转。进而，尽管描述的装置包括多个部件，可以理解的是夹紧装置501可以由ー个元件整体构成。例如，上部扣环509a，509c可以被移除由此在轴承套131的顶端整体地连接有元件513a和513b。安装时，夹紧装置501会发生变形并且在轴承套131上方延伸。夹紧装置501可以在下部扣环509b，509d中使用紧固件511连接到致动杆129。本申请相对于现有技术具有许多优点,包括:(1)预防轴承套或非旋转倾斜盘的过早磨损；(2)可移除地连接到非旋转倾斜盘或致动杆；(3)配置用于简化制造；(4)在初始安装过程中容易安装并且在周期维护期间容易更换；(5)安装时不需要移除飞机的飞行关键性系统和其它系统；以及(6)采用现有的紧固件固定到非旋转倾斜盘。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。进而，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
1.一种旋转控制系统，包括:具有至少ー个U形夹的元件，U形夹由ー对位于U形夹平面内的夹臂限定，该至少ー个U形夹具有位于U形夹平面内的对称轴，对称轴位于成对的夹臂中间；枢转地连接在成对的夹臂之间的轴元件，轴元件具有轴线，轴线设置成沿着轴元件轴向布置；以及用于限制轴元件围绕轴线旋转的防旋转装置，防旋转装置具有多个配置成连接到元件的夹臂的凸缘，凸缘从底座元件的表面延伸，防旋转装置具有至少ー个限制元件，限制元件朝向轴元件突出，用以限制轴元件的轴向旋转。
2.按权利要求1所述的旋转控制系统，其中凸缘围绕底座元件的ー个端部设置，凸缘具有将防旋转装置连接到元件的孔，这些孔与夹臂中的孔同心地排列。
3.按权利要求1所述的旋转控制系统，其中凸缘从底座元件的内部延伸，凸缘连接到夹臂的内表面，凸缘配置成容纳轴元件。
4.按权利要求1所述的旋转控制系统，其中限制元件连接到凸缘。
5.按权利要求1所述的旋转控制系统，其中夹臂设置在至少两个凸缘之间。
6.按权利要求1所述的旋转控制系统，其中限制元件从防旋转装置向内突出并且平行于轴线垂直地延伸，限制元件配置成与轴元件的两侧接触。
7.一种旋转控制系统，包括:具有至少ー个U形夹的元件，U形夹由ー对位于U形夹平面内的夹臂限定，该至少ー个U形夹具有位于U形 夹平面内的对称轴，对称轴位于成对的夹臂中间；枢转地连接在成对的夹臂之间的轴元件，轴元件具有轴线，轴线设置成沿着轴元件轴向布置；以及用于限制轴元件围绕轴线旋转的防旋转装置，防旋转装置具有ー个表面，该表面配置成连接到轴元件，防旋转装置具有至少ー个限制元件，限制元件从轴元件朝向夹臂延伸，用以限制轴元件的轴向旋转。
8.按权利要求7所述的旋转控制系统，其中防旋转装置采用紧固件和粘结剂中的至少一种连接到轴元件。
9.按权利要求8所述的旋转控制系统，其中防旋转装置具有多个孔，这些孔配置成容纳紧固件以将防旋转装置固定到轴元件。
10.按权利要求7所述的旋转控制系统，其中防旋转装置配置成连接到轴元件而不需移除轴元件。
11.按权利要求7所述的旋转控制系统，其中防旋转装置为多部件夹紧装置，该夹紧装置具有至少两个元件。
12.按权利要求7所述的旋转控制系统，其中防旋转装置配置成防旋转装置的磨损或损坏部分容易更换，由此避免更换整个防旋转装置。
13.按权利要求7所述的旋转控制系统，其中限制元件具有多个形状适于随着轴元件旋转而容纳球面轴承和轴衬的表面，球面轴承和轴衬可操作地连接到U形夹。
14.按权利要求13所述的旋转控制系统，其中防旋转装置具有用于支撑限制元件的带状物，该带状物配置成环绕轴元件的一部分，防旋转装置连接到轴元件。
15.按权利要求13所述的旋转控制系统，其中限制元件设置在球面轴承和轴衬下方。
16.按权利要求7所述的旋转控制系统，其中轴元件包括致动杆和轴承套。
17.一种飞机,包括:机身；由机身承载的旋转控制系统，旋转控制系统包括:具有至少ー个U形夹的元件，U形夹由ー对位于U形夹平面内的夹臂限定，该至少ー个U形夹具有位于U形夹平面内的对称轴，对称轴位于成对的夹臂中间；枢转地连接在成对的夹臂之间的轴元件，轴元件具有轴线，轴线设置成沿着轴元件轴向布置；以及用于限制轴元件围绕轴线旋 转的防旋转装置，该防旋转装置具有至少ー个连接到轴元件的限制元件，限制元件从轴元件朝向夹臂延伸。
18.按权利要求17所述的飞机，其中飞机为直升机。
19.按权利要求17所述的飞机，其中飞机为倾转旋翼飞机。
20.按权利要求17所述的飞机，其中防旋转装置由塑料制造而成。
全文摘要
一种旋翼系统防旋转磨损保护装置。本发明公开了一种旋转控制系统，包括具有至少一个U型夹的元件，U型夹由一对位于U型夹平面内的夹臂限定，该至少一个U型夹具有位于U型夹平面内的对称轴，对称轴位于成对的夹臂中间，可枢转地连接在成对的夹臂之间的轴元件，该轴元件具有轴线，轴线沿着轴元件轴向地设置，以及用于限制轴元件围绕轴线旋转的防旋转装置，该防旋转装置具有多个配置成连接到元件的夹臂的凸缘，凸缘从底座元件的表面延伸，防旋转装置具有至少一个朝向轴元件突出的限制元件，限制元件用以限制轴元件的轴向旋转。
文档编号B64C27/32GK103085972SQ20121042934
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月31日 优先权日2011年11月1日
发明者克利夫顿·B·戴, 布赖恩·S·M·默德兹基维斯克, T·斯塔克, D·斯皮维, F·赛义德 申请人:贝尔直升机泰克斯特龙公司