專利名稱：減震裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一減震裝置。
它們基本上采用質塊-彈簧系統(tǒng)。
在某些應用中，特別是航空工業(yè)，尤其在直升機領域里，緩沖裝置的性能最好能適合不同的飛行配置，這就需要靠一控制機構，以使緩沖裝置的特征盡量少受壓力、溫度及/或濕度測定條件的影響。
因此，本發(fā)明涉及一種減震裝置，其包括一種把機械能轉換為電能的能量轉換裝置，所述轉換裝置可安裝在待減震結構的底座上，其特征在于，所述轉換裝置包括一電動機，所述電動機有一線圈及一磁路，所述線圈采用機械方式連接所述底座，所述磁路通過至少一根彈簧而懸吊著；所述線圈耦合到一具有電阻元件的電載荷上，并具有一控制裝置，用于按至少兩個值來改變所述電阻元件的阻值。
所述第一控制值可對應于第一緩沖(例如，當線圈為斷路狀態(tài)時)，第二控制值對應于一更強緩沖(例如，線圈處于短路狀態(tài)時)。
本發(fā)明還涉及飛機、尤其是直升機里內使用的一減震裝置，其特征在于，它借助一飛行計算器，可實施對一控制裝置的控制當飛機處于靜態(tài)飛行時，根據第一控制值來控制；飛機改變航向狀態(tài)下，根據第二控制值控制。
在對應于系統(tǒng)的對稱軸方向上，動力緩沖裝置也存在著運轉問題。
因此，所述問題在于，要保證其只沿所述軸移動，以便避免如振動、干擾、摩擦，甚至線圈損壞等缺陷。
根據第二方面，本發(fā)明的目的在于，通過使用一個或幾個相應的定心彈簧，來解決上述問題。
根據第二方面，本發(fā)明涉及一種減震裝置，其包括一能量轉換裝置，所述轉換裝置安裝在要固定于一結構上的一底座上，所述能量轉換裝置有一通過一根彈簧懸置的活動部件，其特征在于，所述活動部件有至少一根平板式定心彈簧，所述定心彈簧在一具有一第一直徑的內區(qū)和一具有一第二直徑的外區(qū)之間延伸，所述定心彈簧具有至少兩個切槽，各形成一分支，所述分支有至少一段其凹側向彈簧外側旋轉的部分。
至少一個切槽可以部分為螺旋形，如一拋物螺線形。
至少一個切槽可有一筆直的外段。
有利的是，各切槽繞所述定心彈簧周長1至1.5圈。
切槽可為3個，最好為4個，若為4個，各切槽最好沿彈簧周長的大約一圈延伸。
特別有利的是，定心彈簧由平板彈簧的疊放件構成，尤其可形成一種疊層結構。事實上，軸向剛度和所達到的最大應力會隨疊放層數降低而降低，這樣，尤其可調整定心彈簧的軸向剛度和徑向剛度之間的比率。此外，達到的最大應力隨每層的厚度而減小。
可看到，線圈20處，通過波狀織物26實現了密封性，所述波狀織物由安裝在極片11上面的平墊圈25支承著。
所述組件形成一電動機，所述電動機的線圈相對于底座1固定著，其活動部件是一質塊Mb，所述質塊基本上由所述磁路—也就是由上極片11、下極片12及磁鐵10構成。
控制電路可變化線圈20端子處的電阻荷載。它可為一可變電阻，如壓敏電阻，其值隨電壓變化，或還可為由所述控制裝置控制的一變阻器。因此，可變化兩極值之間的緩沖，即當線圈20處于斷路狀態(tài)時，緩沖極??；當線圈20處于短路狀態(tài)時，緩沖最強，因此，負載電阻等于線圈20固有的電阻值R0。
對于相對較小的緩沖，可選擇一更大的負載電阻值R1，對于更大的緩沖，選擇一更小的電阻值R2。
相對較小或最小的緩沖特別適合靜態(tài)飛行狀態(tài)下的飛機，此時，震動有一穩(wěn)定狀態(tài)，在此狀態(tài)下，賦予緩沖裝置最大效果，但是，當飛機改變航向時，可選擇較大的緩沖，以避免可能使緩沖裝置失去平衡和/或使機艙震動量上升的暫態(tài)。
緩沖裝置工作時，質塊Mb的磁路和底座1之間存在著一相對運動。因此，線圈20的作用相當于一電動勢發(fā)生器Eb＝BLv，BL表示電動機的耦合系數(N/A)，v表示質塊Mb的磁路和底座1之間的相對速度。
把具有電載荷Zb的獨立電線圈20連接到電載荷Zc上。線圈和質塊Mb的磁路之間就產生一力Fa，所述力與v方向正相反(根據Lenz法則)，可表示為Fa＝[(BL)2/(Zb+Zc)]V(1)這樣就得到計算緩沖力的表達式。
假設電載荷由一壓敏電阻(可調電阻)構成，就可改變兩極值之間的緩沖系數Cb(Cb＝Fa/v)。
要使Cb最大——必須選擇一電動機，其特征可使(BL)2/Zb的比率達到最大——Zc必須最小(Zc＝0，或為一自由短路)要使Cb最小——只需斷開電路(Zc＝∝)緩沖裝置頻率的協同由活動質塊和將所述質塊連接到所述底座上的剛性組件給定定心彈簧31和32的總剛度Ks回位彈簧22的總剛度Kr由此可得關系式Mb*(2*π*Fb)2＝Ks+Kr (2)要把剛度分配在回位彈簧和定心彈簧31、32之間，需考慮以下應力1.當質塊Mb同時受到重力時，定心彈簧31、32不受應力。
2.Ks+Kr之和固定，以滿足關系(2)。
應力n°1使得活動質塊Mb的靜載由彈簧22支承著。因此，要考慮動力運動中所增加的所述靜態(tài)撓度，需計算它們的空載長度剛度Kr越小，空載長度越大。因而，必須選擇一足夠大的Kr，以避免出現某些整合困難(雍塞、彈簧背接、螺旋圈鄰接)。
實際上，因為下述原因，不可能使Ks接近一任意小值。
所述緩沖裝置沿唯一一方向運轉時，所述方向即為系統(tǒng)對稱軸的方向(

圖1中穿過部件中心的垂直軸Z)。
有利的是，保證質塊Mb的磁路和底座1之間僅沿所述軸作相對運動，以便避免線圈20出現任何機械損壞的危險。
因此，首先應排除——徑向移動(沿垂直于方向Z的方向X、Y)——繞軸X和Y的旋轉要確保所述功能，質塊Mb需由安放在質塊Mb的磁路兩側的兩彈簧31、32來導引。它們的中心與連接底座1的軸23連在一起，它們的外廓與質塊Mb的磁路連在一起。
其它導引技術中，值得一提的是
1.滾珠式襯套這是一種更笨拙的辦法，它必需一校矯正軸。此外，干摩擦的特征不是線性的，會隨時間而改變(接觸區(qū)出現磨損)，這樣，緩沖裝置在其使用周期中性能會發(fā)生改變。另外，還需沿軸Z增加一質塊Mb的旋轉閉塞系統(tǒng)。
2.聚合物軸承這種辦法也必需一矯正軸。此外，干摩擦的特征不是線性的，會隨時間而改變(接觸區(qū)出現磨損)，這樣，緩沖裝置在其使用周期中性能會發(fā)生改變。另外，還需沿軸Z增加一質塊Mb的旋轉閉塞系統(tǒng)。
圖3示出了一金屬定心彈簧31和32，所述彈簧有4道切槽50(或橫向缺口)，所述切槽形成4個分支，所述分支有規(guī)律地分布在孔55的周長上，與圓周相切，其內端53延伸至具有直徑Di的中央孔55附近，其外端54延伸至具有直徑De的外周57附近。所述切槽50有一朝彈簧外面凸起的圓形型面，尤為螺旋形，最好為拋物螺線形。
在其端54附近，切槽50最好有一直線段52，其作用在于避免應力集中，這點后文會描述到。在所示實施例中，分支50在其兩端53、54之間差不多形成彈簧的一螺旋圈。
圖4示出了一種三分支式實施例，其內端63分布在具有直徑Di的中央孔周圍，與孔圓周相切，其端64延伸到具有直徑De的外周67附近。如前所述，有利地是，型面為螺旋形，最好為拋物螺線形。其延伸得比一圈彈簧稍長。有利地是，一段直線端部62可避免應力集中。
端部53、54、63、64與孔55、56及各外圓周57、67隔開足夠遠距離，以使彈簧能很好地嵌入，使應力不會在這些端部處集中。
尤其有利地是，彈簧31、32可為一組疊放型彈簧，如為層壓結構，即一組單個彈簧，通過粘附方式疊放起來。這樣可改變軸向剛度，所述剛度隨著層數減少而降低，并改變達到的最大應力。
這樣尤其可調整軸向剛度和徑向剛度之間的比率。
定心彈簧31、32的優(yōu)點如下1.活動部件之間不需要任何接觸因而不會產生任何非線性化而且沒有干擾摩擦。
2.實施簡單。
有利的是，定心彈簧31、32的實施要遵循一定數量的限制1.軸向剛度(沿軸Z)它必須小于一最大值Kz＝Mb*(2*π*Fb)22.不管沿哪個徑向方向的徑向剛度(平面X、Y內)它必須足夠大，以避免施加在緩沖裝置處的徑向應力因彈簧的翹曲而使線圈和磁路之間產生相對徑向移動，以致于它們可能會損壞所述線圈。無論沿軸Z的活動質塊處于什么位置，該特征都應保持。因此，必須避免在活動質塊的最大偏移下會發(fā)生翹曲的彈簧設計。采用具有這種形成朝外的分支凹切槽的彈簧就可避免翹曲。
3.彈簧的徑向尺寸與偏斜之比盡可能小。
4.在材料內的最大應力應能使構件進行非常多次數(＞108次)的形狀改變。在最大偏斜時，達到最大應力狀態(tài)。
最佳實施例可實施拋物螺線形(或沿一或多個圓弧逼近一拋物螺旋曲線)切槽設計參數如下分支的數量(至少為2，最好為4)。
內徑Di和外徑De。
彈簧厚度。
切槽的起始角θ(在內徑側)——(見圖4)。θ的值越接近90度，應力變化越漸進地進行。當θ為0度時，嵌入區(qū)內應力變化越是突然。
切槽的終止(外徑側)在材料段56、66上，終止是漸進地進行，其實際上以三角方式張開，這樣可避免應力局部集中在較小的曲率半徑上。為此，分支可采用直線型終端形狀52、62。
權利要求
1.減震裝置，其包括一能量轉換裝置，所述轉換裝置安裝在要固定于一結構上的一底座上，所述能量轉換裝置有一通過一根彈簧懸置的活動部件，其特征在于，所述活動部件有至少一根平板式定心彈簧(31，32)，所述定心彈簧在一具有一第一直徑(Di)的內區(qū)(55，65)和一具有一第二直徑(De)的外區(qū)(57，67)之間延伸，所述定心彈簧(31，32)具有至少兩個切槽(50，60)，各形成一分支，所述分支有至少一段其凹側向彈簧(31，32)外側(67)旋轉的部分(51，61)。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個切槽(50，60)是至少部分為螺旋形。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，至少一段(51，61)為拋物螺線形部分。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，至少一個切槽(50，60)有一筆直的外段(52，62)。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，各切槽繞所述定心彈簧(31，32)周長1至1.5圈。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述定心彈簧(31，32)有3個切槽(50，60)。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于，所述定心彈簧(31，32)有4個切槽(50，60)。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，各切槽(50，60)沿定心彈簧(31，32)周長的大致一圈延伸。
9.根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述定心彈簧(31，32)由平板彈簧的一疊放件構成。
10.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述平板彈簧的疊放件形成一種疊層結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一減震裝置，其包括一能量轉換裝置，所述轉換裝置安裝在要固定于一結構上的一底座上，所述能量轉換裝置有一通過一根彈簧懸置的活動部件，其特征在于，所述活動部件有至少一根平板式定心彈簧(31，32)，所述定心彈簧在一具有一第一直徑(D
文檔編號F16F15/03GK1463337SQ02801968
公開日2003年12月24日 申請日期2002年6月6日 優(yōu)先權日2001年6月6日
發(fā)明者馬蒂厄·諾埃 申請人:哈特奇桑公司