具有机械检测的冗余枢轴轴承制造技术

本公开涉及一种用于控制杆(12)的枢轴组件(14；48)，所述枢轴组件(14；48)包括围绕纵向轴线(A)布置的主枢轴轴承(22)和围绕所述纵向轴线(A)布置的冗余枢轴轴承(24；74)，所述冗余枢轴轴承(24；74)被配置为在所述主枢轴轴承(22)发生故障的情况下开始作为轴承进行操作，并且在所述冗余枢轴轴承(24；74)的整个操作中在所述控制杆(12)中产生触觉反馈。在所述控制杆(12)中产生触觉反馈。在所述控制杆(12)中产生触觉反馈。

【技术实现步骤摘要】
具有机械检测的冗余枢轴轴承


[0001]本公开涉及一种用于交通工具，尤其是(但不排他地)用于飞机的控制杆的枢轴组件。

技术介绍

[0002]在交通工具中，可提供控制杆件或杆、或者另一种类型的机械输入控制装置来控制交通工具的移动范围。控制杆件可控制多个控制参数。例如，飞机中的控制杆件可被布置成通过允许控制杆件围绕多个轴线旋转来控制飞机的俯仰和翻滚。飞机中的推力杆可用于控制由飞机发动机提供的推力。例如，踏板组件可用于控制飞机的偏航和机轮制动器。
[0003]为了便于控制杆件围绕其轴线中的一个轴线旋转，控制杆件的轴可安装到枢轴轴承。典型的枢轴轴承包括滚动元件轴承，例如包括滚珠或滚柱。滚动元件轴承虽然提供了低摩擦枢轴但易于受到冲击载荷、滚动元件破损、轴承座圈破损或者因灰尘或污垢进入轴承所致的磨损的影响。这会导致轴承卡住，其可能会阻止控制杆件(或杆或踏板)移动。在飞机的示例中，控制杆件或杆的轴承卡住可能会阻止对飞机围绕所述轴线旋转进行控制或对发动机推力进行控制。这会导致严重的安全问题，诸如飞机坠毁。
[0004]为了避免这些缺点，常规的控制杆件枢轴通常并入有第二轴承，所述第二轴承与主滚动元件轴承同心地组装以提供冗余；冗余的第二轴承在主滚动元件轴承失效的情况下开始能够作为滑动轴承进行操作。因此，就用于飞机的控制杆件而言，如果滚动元件轴承失效，则飞行员将能够继续使用控制杆件。
[0005]附图中的图1示出了如在WO 2017/182836 A1(其内容以引用的方式整体并入本文)中所公开的现有技术枢轴组件100。枢轴组件100包括：轴110，所述轴具有所述轴110旋转可围绕的纵向轴线R
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R；以及控制杆件枢轴200，所述控制杆件枢轴围绕所述轴110的端部设置在壳体120内。
[0006]控制杆件枢轴200包括主枢轴轴承210和冗余枢轴轴承220，两者都关于轴110同心并且被配置为围绕轴线R
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R旋转。主枢轴轴承210是滚动元件轴承，所述滚动元件轴承包括：外轴承座圈212，所述外轴承座圈具有固定到壳体120的外表面213；以及内轴承座圈214，所述内轴承座圈围绕冗余枢轴轴承220设置。冗余枢轴轴承220包括设置在主枢轴轴承210与轴110之间的衬套225。
[0007]随着轴110围绕轴线R
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R旋转，冗余枢轴轴承220和内轴承座圈214与轴110一起旋转。如果主枢轴轴承210发生故障，使得主枢轴轴承210卡住或不能有效操作，则开始冗余枢轴轴承220与内部元件214之间或冗余枢轴轴承220与轴110之间的滑动接触。因此，冗余枢轴轴承220开始作为枢轴进行操作。
[0008]当控制杆件枢轴200以滑动接触而不是滚动接触操作时，转动轴110所需的扭矩固有地变大。因此，在感觉到控制杆件操纵起来更为僵硬时，用户可检测到主枢轴轴承210的失效。可对用于冗余枢轴轴承220的材料的选项进行选择以在轴110开始操作之前要求所述轴中存在期望的摩擦扭矩水平，这与带来控制问题的摩擦扭矩水平没有明显不同，但是对
于警觉的飞行员来说可能仍然是可察觉的。WO 2017/182836 A1还公开了诸如易断裂连杆或对准引导件等视觉指示器，或者诸如光学、电或磁性传感器等传感器也可用于警示用户或维修工程师主枢轴轴承210已发生故障。
[0009]然而，在检测主枢轴轴承的失效方面可作出一些改进。

技术实现思路

[0010]本公开的一方面提供了一种用于控制杆的枢轴组件，所述枢轴组件包括围绕纵向轴线布置的主枢轴轴承和围绕所述纵向轴线布置的冗余枢轴轴承，所述冗余枢轴轴承被配置为在所述主枢轴轴承发生故障的情况下开始作为轴承进行操作，并且在所述冗余枢轴轴承的整个操作中(例如，在所述控制杆中)产生触觉反馈。当所述冗余枢轴轴承作为轴承进行操作时，所述触觉反馈可由枢转所述冗余枢轴轴承或控制杆所需的扭矩的变化产生。在所述冗余枢轴轴承的整个操作中使用触觉反馈提供了改进，因为无论操作者何时移动所述杆，操作者都能确切地知道操作已经有了变化。小的频繁的变化可用于将所述触觉反馈提供为可被用户感觉到的振动效果。可替代地，可使用较少数量(例如，一个或两个)的大变化。这个概念可在这个方面的范围内进行修改，以提供在所述冗余枢轴轴承的整个操作中都可被用户感觉到的各种类型的触觉反馈。
[0011]例如，所述冗余枢轴轴承可包括卡位机构以例如通过改变枢转所述冗余枢轴轴承所需的所述扭矩来产生所述触觉反馈。
[0012]所述冗余枢轴轴承可包括围绕所述纵向轴线布置的卡位环和承载环。所述卡位环和所述承载环可被配置为使得当所述冗余枢轴轴承作为轴承进行操作时，所述卡位环和所述承载环中的一者围绕所述纵向轴线相对于另一者旋转，并且所述卡位环和所述承载环配合来提供所述卡位机构以产生所述触觉反馈。
[0013]所述卡位环可包括卡位轮廓，并且所述承载环可包括一个或多个突出元件和一个或多个弹簧。所述卡位环和所述承载环可被布置成使得所述一个或多个突出元件与所述卡位轮廓直接相对并且与所述卡位轮廓接触，所述一个或多个弹簧被预加载荷以使至少一个突出元件抵靠所述卡位轮廓偏置，并且所述卡位轮廓和所述一个或多个突出元件被成形为当所述卡位环与所述承载环之间存在围绕所述纵向轴线的相对旋转运动时在所述弹簧的所述偏置下产生所述触觉反馈。
[0014]所述承载环可包括在第二表面中的一个或多个孔，每个弹簧布置在一个孔内。每个突出元件可包括被接纳在所述第二表面处的每个孔的开口内的滚珠轴承，其中所述弹簧被预加载荷以使所述滚珠轴承抵靠所述卡位轮廓偏置。
[0015]所述卡位轮廓可在所述卡位环的与所述承载环的径向外表面直接相对的径向内表面上。所述承载环可包括径向内表面、在所述径向内表面中的周向凹部以及在所述周向凹部与所述径向外表面之间延伸的一个或多个孔。所述一个或多个突出元件可被接纳在每个孔内并且突出到所述周向凹部中并从所述径向外表面突出来。所述一个或多个弹簧可包括在所述周向凹部内布置成与所述一个或多个突出元件接触的弹簧环，所述弹簧环被预加载荷以使所述一个或多个突出元件抵靠所述卡位轮廓偏置。每个突出元件可包括滚珠轴承。
[0016]所述卡位轮廓可包括至少一个凹槽，所述至少一个凹槽被配置为接纳所述一个或
多个突出元件，使得随着所述至少一个突出元件在所述卡位环与所述承载环之间存在围绕所述纵向轴线的相对旋转运动时进入和/或离开所述至少一个凹槽而产生所述触觉反馈。
[0017]所述主枢轴轴承可固定到所述卡位环或与所述卡位环成一体，使得在所述主枢轴轴承发生故障的情况下，所述主枢轴轴承将扭矩传递给所述卡位环，从而使得所述主枢轴轴承和所述卡位环一起围绕所述纵向轴线相对于所述承载环旋转。
[0018]所述主枢轴轴承可固定到所述承载环或与所述承载环成一体，使得在所述主枢轴轴承发生故障的情况下，所述主枢轴轴承将扭矩传递给所述承载环，从而使得所述主枢轴轴承和所述承载环一起围绕所述纵向轴线相对于所述卡位环旋转。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种用于控制杆(12)的枢轴组件(14；48)，所述枢轴组件(14；48)包括：主枢轴轴承(22)，所述主枢轴轴承围绕纵向轴线(A)布置；以及冗余枢轴轴承(24；74)，所述冗余枢轴轴承围绕所述纵向轴线(A)布置，所述冗余枢轴轴承(24；74)被配置为在所述主枢轴轴承(22)发生故障的情况下开始作为轴承进行操作，并且在所述冗余枢轴轴承(24；74)的整个操作中在所述控制杆(12)中产生触觉反馈。2.如权利要求1所述的枢轴组件，其中所述冗余枢轴轴承(24；74)包括卡位机构(33)以产生所述触觉反馈。3.如权利要求2所述的枢轴组件，其中所述冗余枢轴轴承(24；74)包括卡位环(30；50)和承载环(32；52)，所述卡位环和所述承载环围绕所述纵向轴线(A)布置并且被配置为使得当所述冗余枢轴轴承(24；74)作为轴承进行操作时，所述卡位环(30；50)和所述承载环(32；52)中的一者围绕所述纵向轴线(A)相对于另一者旋转，并且所述卡位环(30；50)和所述承载环(32；52)配合来提供所述卡位机构(33)以产生所述触觉反馈。4. 如权利要求3所述的枢轴组件，其中所述卡位环(30；50)包括卡位轮廓(40；60)，并且所述承载环(32；52)包括一个或多个突出元件(36；56)和一个或多个弹簧(34；54)，所述卡位环(30；50)和所述承载环(32；52)被布置成使得所述一个或多个突出元件(36；56 )与所述卡位轮廓(40；60)直接相对并且与所述卡位轮廓接触，所述一个或多个弹簧(34；54)被预加载荷以使所述至少一个突出元件(36；56)抵靠所述卡位轮廓(40；60)偏置，并且所述卡位轮廓(40；60)和所述一个或多个突出元件(36；56)被成形为当在所述卡位环(30；50)与所述承载环(32；52)之间存在围绕所述纵向轴线(A)的相对旋转运动时在所述弹簧(34；54)的所述偏置下产生所述触觉反馈。5.如权利要求4所述的枢轴组件，其中所述承载环(32)包括在第二表面(44)中的一个或多个孔(38)，每个弹簧(34)布置在一个孔(38)内，并且每个突出元件(36)包括被接纳在所述第二表面(44)处的每个孔(38)的开口内的滚珠轴承(36)，其中所述弹簧(34)被预加载荷以使所述滚珠轴承(36)抵靠所述卡位轮廓(40)偏置。6.如权利要求4所述的枢轴组件，其中所述卡位轮廓(60)是在所述卡位环(50)的与所述承载环(32)的径向外表面(64)直接相对的径向内表面(62)上，并且所述承载环(32)包括：径向内表面(66)；在所述径向内表面(66)中的周向凹部(68)；以及一个或多个孔(58)，所述一个或多个孔在所述周向凹部(68)与所述径向外表面(64)之间延伸，所述一个或多个突出元件(56)被接纳在每个孔(58)内并且突出到所述周向凹部(68)中并从所述径向外表面(64)突出来，其中所述一个或多个弹簧(54)包括在所述周向凹部(68)内布置成与所述一个或多个突出元件(56)接触的弹簧环(54)，所述弹簧环(54)被预加载荷以使所述一个或多个突出元件(56)抵靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：拉季埃菲雅克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：