air bearing us 6024491a
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7/24/2019 Air Bearing US 6024491A
http://slidepdf.com/reader/full/air-bearing-us-6024491a 1/4
US006024491A
Ulllted States
Patent
[ 1 9 ] [ 1 1 ] P a t e n t N u m b e r : 6 , 0 2 4 , 4 9 1
Bak [ 4 5 ] Date o f
P a t e n t :
F e b . 1 5 , 2000
54 AIRBEARING
5,885,004 3/1999 Scharrer e t
a 1 .
. . . . . . . . 384/103
X
[ l
5,902,049 5/1999 Heshmat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384/106
[ 7 5 ] I n v e n t o r : M i c h a e l J . B a k , W h i t e L a k e ,
M i c h .
[ 7 3 ] A s s i g n e e : W i l l i a m s I n t e r n a t i o n a l Company, P r i m a r y E X ? m i n € r — T h 0 I n a S
R -
H a n n o n
L . L . C . ,
W a l l e d L a k e , M i c h . A t t o r n e y ,
A g e n t ,
o r Firm—Lyon, P C .
[ 2 1 ] A p p l . N o . : 0 9 / 1 6 1 , 1 6 9 [ 5 7 ] ABSTRACT
[ 2 2 ]
F i l e d
S e 2 5 1 9 9 8
A
o i l
a i r b e a r i n g
f o r a r o t a t a b l e s h a f t c o m p r i s e s a p l u r a l i t y
p ‘ ’ of
d i s c r e t e
a i r c h am b e r s disposed i n a c i r c u m f e r e n t i a l a r r a y .
[ 5 1 ] I n t . C l . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F 1 6 C 3 2 / 0 6 Each o f
t h e
chambers h a s a r a d i a l l y
d i s p l a c e a b l e
r a d i a l l y
5 2 384
1 0 6 - 3 8 4
1 0 3
i n n e r W a l l
f o r
p o s i t i o n i n g
a
b e a r i n g f o i l
d i s p o s e d r a d i a l l y
[ l
/ /
[ 5 8 ] F i e l d
o f
Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 4 / 1 0 3 ,
1 0 4 ,
i n w a r d l y t h e r e o f A i k e p l u r a l i t y o f v a l v e s
C o n t r o l t h e ?OW
3 8 4 / 1 0 5 ,
1 0 6 o f
p r e s s u r i z e d
a i r t o
t h e
a i r c h a m b e r s ,
r e s p e c t i v e l y .
S e n s o r s
respond
t o
r a d i a l
d e ? e c t i o n o f t h e s h a f t
s o a s
t o
c o n t r o l
t h e
[ 5 6 ] R e f e r e n c e s
C i t e d
How o f p r e s s u r i z e d a i r t o
t h e c h a m b e r s , s e l e c t i v e l y
t h e r e b y
t o
compensate f o r r a d i a l
d e ? e c t i o n
o f
t h e s h a f t .
U . S . PATENT DOCUMENTS
4 , 7 6 7 , 2 2 2 8 / 1 9 8 8
P a l e t t a e t
a 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 4 / 1 0 6 7 C l a i m s , 1 Drawing Sheet
96’ ~ \
9 6 / \
5 2
d ’
\
50
52
I 0 2
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_
7 5
58 7 4 __ 54
72
7 6
L 5
7 8
65 4 0
74 __
72
55
26
20
50 70 _
l 5 5
5 2
22 22
\_
64 7 0
3 4
52 6 0
7/24/2019 Air Bearing US 6024491A
http://slidepdf.com/reader/full/air-bearing-us-6024491a 2/4
7/24/2019 Air Bearing US 6024491A
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6 0 2 4 4 9 1
1
AIR
BEARING
BACKGROUND OF THE INVENTION
T h e p r e s e n t i n v e n t i o n
r e l a t e s
g e n e r a l l y
t o b e a r i n g s
f o r
r o t a t a b l e s h a f t s , a n d more p a r t i c u l a r l y t o a m i c r o a d a p t i v e
?oW
c o n t r o l
f o i l a i r
b e a r i n g
c o m p r i s i n g
a n
i m p r o v e d
m u l t i
chamber a i r
s p r i n g
t h a t e x h i b i t s
a n o n l i n e a r s p r i n g r a t e f o r
c o n t r o l l i n g s h a f t d i s p l a c e m e n t t h a t
o c c u r s
i n
s m a l l
h i g h
s p e e d r o t o r s
u t i l i Z e d i n
g a s t u r b i n e a i r c r a f t e n g i n e s .
Gas t u r b i n e
e n g i n e s
i n t e n d e d f o r u s e i n h i g h l y maneu
v e r a b l e
a i r c r a f t r e q u i r e
s h a f t
b e a r i n g s
t h a t a r e o f m ini mum
s i Z e a n d W e i g h t y e t c a p a b l e o f s u p p o r t i n g t h e W e i g h t
o f
t h e
r o t o r s h a f t and
t u r b i n e
a s s e m b l y d u r i n g e x t r e m e maneuvers
W i t h o u t d e ? e c t i n g t o t h e
p o i n t
t h a t t h e
t u r b i n e
b l a d e s r u b
a g a i n s t t h e t u r b i n e s h r o u d .
O i l
l u b r i c a t e d
r o l l i n g e l e m e n t
b e a r i n g s
Which
a c c o m p l i s h
t h i s t a s k
a r e
W e l l knoWn.
H o W e v e r , c e r t a i n a p p l i c a t i o n s h a v e s i Z e a n d W e i g h t l i m i t a
t i o n s t h a t
m i l i t a t e a g a i n s t t h e
u s e o f
s u c h o i l l u b r i c a t e d
b e a r i n g s .
One s o l u t i o n t o t h e s i Z e
and Weigh t
problem s t o
u s e
a f o i l
a i r b e a r i n g i n t h e
h o t
s e c t i o n o f a g a s t u r b i n e
e n g i n e t o
s u p p o r t
t h e t u r b i n e end o f t h e t u r b i n e r o t o r
s h a f t .
F i e l d
e x p e r i e n c e
i n d i c a t e s
t h a t a t s e a l e v e l c o n d i t i o n s W i t h
normal
l o a d s s u c h
knoWn
i r b e a r i n g s m e e t o p e r a t i n g
r e q u i r e m e n t s .
HoWever,
a t h i g h
a l t i t u d e a n d u n d e r e x t r e m e
l o a d s i n d u c e d
b y
m u l t i p l e “ G ”
m a n e u v e r s ,
s u c h knoWn i r
b e a r i n g s
p e r m i t
e x c e s s i v e t u r b i n e r o t o r s h a f t
d e ? e c t i o n
t h a t r e s u l t s i n t h e
t u r b i n e
r u b b i n g
i t s
s h r o u d ,
c a u s i n g a l o s s
i n
p e r f o r m a n c e a n d
p o s s i b l e damage t o
t h e
e n g i n e . E x c e s s i v e r o t o r s h a f t d e ? e c
t i o n i n
s u c h knoWn
a i r b e a r i n g s i s d u e p r i m a r i l y t o t h e
f a c t
t h a t
t h e y employ
a s p r i n g
mounted s u p p o r t
s t r u c t u r e
W i t h i n
t h e r u n n i n g g a p o f t h e
b e a r i n g
t h a t e x h i b i t s
a
c o n s t a n t s p r i n g
r a t e
o v e r
a l l
l o a d
c o n d i t i o n s , r e s u l t i n g
i n
u n s a t i s f a c t o r y
p e r f o r m a n c e u n d e r e x t r e m e
l o a d
c o n d i t i o n s .
SUMMARY OF THE INVENTION
A
i c r o
a d a p t i v e ?oW c o n t r o l f o i l
a i r
b e a r i n g , i n
a c c o r
d a n c e W i t h a p r e f e r r e d c o n s t r u c t e d embodiment o f t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n
s o l v e s
t h e a f o r e s a i d p r o b l e m
b y u t i l i Z i n g
a
m u l t i
chambered
a i r
s p r i n g ,
a n e l e c t r o m e c h a n i c a l mixing
v a l v e s y s t e m , e n g i n e s h a f t d i s p l a c e m e n t
s e n s o r s ,
a n d a
c o n t r o l
computer
o
a c t i v e l y s e n s e and c o r r e c t f o r v a r i a t i o n s
i n o p e r a t i n g c o n d i t i o n s a n d l o a d s on t h e b e a r i n g t o p r e v e n t
d a m a g i n g s h a f t
d e ? e c t i o n s . T h e a i r b e a r i n g o f
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n
i s i d e a l l y s u i t e d t o
h i g h
p e r f o r m a n c e
a i r c r a f t
a p p l i c a t i o n s
W h i c h p r e s e n t e x t r e m e c o n d i t i o n s o f
l o a d
t e m p e r a t u r e ,
a n d
s p e e d .
More s p e c i ? c a l l y ,
a
m u l t i
c h a m b e r
a i r s p r i n g r e p l a c e s
t h e
c o n s t a n t r a t e m e c h a n i c a l s p r i n g t h a t s u p p o r t s
t h e
f o i l
f o u n d
i n c o n v e n t i o n a l
f o i l a i r b e a r i n g s .
D i s c r e t e
a i r
c h a m b e r s
e n a b l e
t h e
a i r
b e a r i n g
t o
c h a n g e
b e a r i n g
s t i f f n e s s o r s p r i n g
r a t e
a t
a g i v e n r a d i a l p o s i t i o n b y s e l e c t i v e l y
p r e s s u r i Z i n g
a p p r o p r i a t e c h a m b e r s . I f
t h e s h a f t d i s p l a c e m e n t
s e n s o r
s y s
tem
d e t e c t s
t h a t t h e s h a f t i s b e i n g
d e ? e c t e d by
maneuver
l o a d i n g t h e a i r s p r i n g c h a m b e r t h a t i s b e i n g c o m p r e s s e d b y
t h e
l o a d
i s s u p p l i e d W i t h
i n c r e a s e d i n ? a t i o n p r e s s u r e t o
c o u n t e r a c t t h e d e ? e c t i o n .
P r e s s u r e
i n
e a c h
chamber i s c o n t r o l l e d by a d i s c r e t e
m i x i n g v a l v e
f o r
t h a t c h a m b e r . E a c h m i x i n g v a l v e
i s
s u p
p l i e d
W i t h
b o t h h i g h a n d loW r e s s u r e b l e e d a i r
f r o m
t h e
g a s
t u r b i n e
e n g i n e .
A
u a l
a c t i n g
s p o o l
i n
e a c h
m i x i n g
v a l v e
a l l o W s e i t h e r h i g h
o r
loW
p r e s s u r e a i r t o ?oW
i n t o i t s
a s s o c i a t e d a i r s p r i n g
c h a m b e r .
The s p o o l i s
move d
o e i t h e r
t h e h i g h o r loW
p r e s s u r e
p o r t by a c o m p u t e r c o n t r o l l e d
e l e c t r i c s o l e n o i d . Under
n o r m a l
l o a d s
a l l
t h e s p r i n g
cham
b e r s
r e c e i v e r e l a t i v e l y
loW
p r e s s u r e a i r . I f t h e c o m p u t e r
10
1 5
25
35
45
55
6 5
2
d e t e r m i n e s
t h a t
r e l a t i v e l y
h i g h e r
p r e s s u r e
i s
r e q u i r e d i n a
s p e c i ? c
a i r chamber o
o f f s e t s h a f t d e ? e c t i o n , t h e
s o l e n o i d
o f
t h e a s s o c i a t e d
mixing
v a l v e
m o v e s t h e
v a l v e s p o o l
s o a s
t o
admit
a i r
a t maximum p r e s s u r e t o
t h e
chamber. I f a n
i n t e r m e d ia t e p r e s s u r e
i s
r e q u i r e d , t h e m i x i n g v a l v e s o l e n o i d
i s
p u l s e d
on
and
o f f
s o
a s t o
p r e s e n t
a
m i x t u r e o f h i g h and
loW
r e s s u r e
a i r t o
t h e
a i r s p r i n g c h a m b e r . The c o m p u t e r t h a t
e n e r g i Z e s
t h e
m i x i n g
v a l v e
s o l e n o i d s
u s e s
i n p u t
s i g n a l s f r o m
a p a i r o f s h a f t p o s i t i o n
s e n s o r s t o d e t e r m i n e
Which a i r
s p r i n g
c h a m b e r s r e q u i r e
r e l a t i v e l y h i g h e r p r e s s u r e . S e n s o r s f o r
e x a m p l e , c a p a c i t a n c e
p r o x i m i t y
p r o be s , s e n s e a c t u a l s h a f t
d i s p l a c e m e n t a n d d e t e r m i n e b o t h a m p l i t u d e a n d a n g u l a r
p o s i t i o n
o f
t h e d i s p l a c e m e n t . T h e
p r o p e r
a i r
s p r i n g
c h a m b e r s
a r e
i d e n t i ? e d
from
t h i s
d a t a a n d
p r e s s u r i Z e d
t o
compensate
f o r t h e s h a f t d e ? e c t i o n .
Accelerometers a r e an a l t e r n a t i v e
m e an s of p r e d i c t i n g
s h a f t d i s p l a c e m e n t .
I f an
a c c e l e r o m e t e r s e n s e s
t h a t
t h e
a i r c r a f t
i s b e i n g
a c c e l e r a t e d
by a
m a n e u v e r , t h e a i r b e a r i n g
c o m p u t e r c a n p r e d i c t f r o m
t h e
a c c e l e r o m e t e r d a t a t h a t
t h e
t u r b i n e
e n g i n e
s h a f t W i l l
b e
d i s p l a c e d
i n a
s p e c i ? c
d i r e c t i o n .
The
c o m p u t e r
W i l l t h e n
p r o v i d e
a
c o r r e c t i o n
s i g n a l t o t h e
s o l e n o i d
o f
t h e a p p r o p r i a t e m i x i n g
v a l v e o f
t h e a i r b e a r i n g
s o a s t o f e e d r e l a t i v e l y h i g h e r p r e s s u r e t o t h e a i r s p r i n g
chamber t h e r e o f .
The
s y s t e m a l s o c o m p e n s a t e s
f o r
a l t i t u d e e f f e c t s
on
t h e a i r
b e a r i n g . I t i s W e l l knoWn h a t t h e
l o a d
c a p a c i t y o f knoWn o i l
a i r b e a r i n g s d e c r e a s e s a s
a m b i e n t
a i r p r e s s u r e
d e c r e a s e s .
HoWever, t h e a i r
b e a r i n g
o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n
c a n
b e
s u p p l i e d
W i t h
h i g h
p r e s s u r e
a i r
a s r e q u i r e d
s o
a s
t o m a i n t a i n
e s s e n t i a l l y c o n s t a n t s t i f f n e s s a n d d a m p i n g c h a r a c t e r i s t i c s
t h e r e i n .
T h e p u l s e
c o n t r o l l e d
m i x i n g
v a l v e s
e n h a n c e t h e
a b i l i t y o f
t h e a i r
b e a r i n g t o
e x h i b i t
a c o n s t a n t b a s e s p r i n g r a t e
o v e r a Wide r a n g e
o f
a i r c r a f t
o p e r a t i n g
a l t i t u d e s .
A n o t h e r i m p o r t a n t
f e a t u r e
o f t h e h e r e i n d i s c l o s e d
a i r
b e a r i n g
i s
t h e f a b r i ca t i o n
t e c h n o l o g y u t i l i Z e d t o m a n u f a c t u r e
t h e
r a d i a l l y
d e ? e c t a b l e bump f o i l s u p p o r t p a d
f o r m i n g t h e
r a d i a l l y i n n e r W a l l o f e a c h a i r s p r i n g
c h a m b e r .
T h e bump
o i l
s u p p o r t pad e x e r t s a c o n s t a n t
b i a s
a g a i n s t t h e bump
f o i l
o f
t h e
b e a r i n g
a n d c o m p r i s e s a v e r y t h i n d e f o r m a b l e
m e t a l l i c
membrane
t h a t i s a t t a c h e d t o t h e
b e a r i n g
o u t e r
W a l l
s t r u c
t u r e .
W h i l e t h e bump
o i l
s u p p o r t p a d i s s u b j e c t
t o
r e l a t i v e l y
small d i s p l a c e m e n t s , i t must
m o v e
i n
a
m anner
h a t
t r a n s m i t s
a
u n i f o r m
f o r c e t o t h e bum p o i l
o f
t h e
b e a r i n g .
When n a i r
s p r i n g c h a m b e r i s p r e s s u r i Z e d
t o
t h e m a x i m u m a i r p r e s s u r e ,
t h e bump
o i l s u p p o r t p a d m a x i m i Z e s
t h e o v e r a l l s t i f f n e s s
o f
t h e b e a r i n g .
BRIEF
DESCRIPTION
OF THE DRAWINGS
F I G .
1 i s a
s c h e m a t i c p r e s e n t a t i o n o f
a
Micro A d a p t i v e
FloW C o n t r o l F o i l
A i r B e a r i n g i n
a c c o r d a n c e W i t h t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n .
FIG. 2 i s a d i a g r a m a t i c c r o s s s e c t i o n o f a mixer v a l v e
t a k e n W i t h i n t h e c i r c l e
2 o f
F I G .
1 .
DETAILED
DESCRIPTION
OF THE
PREFERRED
EMBODIMENT S)
As
s e e n
i n
F I G .
1 o f
t h e
d r a W i n g ,
a
m i c r o a d a p t i v e ?oW
c o n t r o l a i r b e a r i n g 1 0 c o m p r i s e s
a
h o u s i n g 1 2 h a v i n g
m u l t i p l e c h a m b e r s 14—28 d i s p o s e d i n a c i r c u m f e r e n t i a l
a r r a y .
The
c h a m b e r s
1 4 — 2 8
r e p l a c e
t h e
f o i l
s u p p o r t
p a d s
o f
a c o n v e n t i o n a l f o i l a i r b e a r i n g
a n d
g i v e t h e b e a r i n g
1 0
t h e
c a p a b i l i t y
t o c h a n g e b e a r i n g s t i f f n e s s
b y
s e l e c t i v e l y
p r e s
s u r i Z i n g one o r m o re o f
t h e a i r s p r i n g
chambers
1 4 — 2 8 .
A s h a f t
d i s p l a c e m e n t
s e n s o r s y s t e m 3 0 c o m p r i s e s a
p a i r
o f
s h a f t p o s i t i o n s e n s i n g p r o b e s 3 2 a n d 3 4 a n d a c o m p u t e r i Z e d
7/24/2019 Air Bearing US 6024491A
http://slidepdf.com/reader/full/air-bearing-us-6024491a 4/4
6 0 2 4 4 9 1
3
c o n t r o l l e r
3 6 . The s e n s o r s
32 and
34 d e t e c t d e ? e c t i o n o f
a
s h a f t 4 0
i n d u c e d
b y , f o r
e x a m p l e ,
m a n e u v e r l o a d i n g . The
c h a m b e r s 14—28
o f
t h e
a i r b e a r i n g
1 0 a r e
s u p p l i e d ,
s e l e c
t i v e l y W i t h a i r p r e s s u r e s u f f i c i e n t t o
c o u n t e r a c t
d e ? e c t i o n o f
t h e s h a f t
4 0 .
S p e c i ? c a l l y ,
t h e
h o u s i n g 1 2
o f
t h e
a i r
b e a r i n g
1 0
c o m
p r i s e s a p l u r a l i t y o f
r a d i a l l y
i n W a r d l y
e x t e n d i n g
s e g m e n t s
52—68
t h a t
de?ne t h e r a d i a l
W a l l s o f t h e a i r
c h a m b e r s
1 4 — 2 8 ,
r e s p e c t i v e l y . T h e
r a d i a l l y
i n n e r W a l l s o f t h e c h a m b e r s 1 4 — 2 8
a r e d e ? n e d b y a
c i r c u m f e r e n t i a l l y
e x t e n d i n g bump f o i l
s u p p o r t
p a d
7 0
t h a t i s
s e a l a b l y
a t t a c h e d
t o a n d
s u p p o r t e d
b y
t h e s e g m e n t s 5 2 — 6 8 o f t h e h o u s i n g 5 0 . The bump f o i l
s u p p o r t p a d 7 0 b e a r s a g a i n s t a n d r a d i a l l y p o s i t i o n s a bump
f o i l 7 2 W h i c h ,
i n
t u r n p o s i t i o n s t h e
c o n v e n t i o n a l b e a r i n g
f o i l s 7 4 -
and
7 6 .
P r e s s u r e t o t h e a i r chambers 14—28
s
c o n t r o l l e d
by a l i k e
p l u r a l i t y
o f
m i x i n g
v a l v e s
8 0 — 9 4 ,
a
r e p r e s e n t a t i v e
v a l v e
b e i n g i l l u s t r a t e d i n d e t a i l i n F I G . 2 a n d d e s i g n a t e d b y
n u m e r a l 8 2 . The m i x i n g v a l v e s 80—94
c o n t r o l
a i r p r e s s u r e
i n
t h e c h a m b e r s
1 4 — 2 8 , r e s p e c t i v e l y .
The
m i x i n g
v a l v e s
a r e
s u p p l i e d W i t h b o t h h i g h a n d loW r e s s u r e
b l e e d
a i r
f r o m t h e
g a s t u r b i n e e n g i n e
t h r o u g h
c o n d u i t s
9 6 a n d
9 8 r e s p e c t i v e l y .
As s e e n i n
F I G .
2 ,
t h e m i x i n g
v a l v e 8 2 c o m p r i s e s a d u a l
p o s i t i o n
s p o o l
1 0 0 t h a t n o r m a l l y
c h a n n e l s l o W p r e s s u r e
a i r
from
t h e
c o n d u i t
98 t o a n a s s o c i a t e d
i n l e t c o n d u i t
1 0 2 .
The
s p o o l
100
o f
t h e
v a l v e
8 2
a l l o W s e i t h e r loW o r h i g h p r e s s u r e
a i r t o ?oW i n t o
t h e
a i r s p r i n g c h a m b e r 1 6 ,
s e l e c t i v e l y
t h r o u g h t h e c o n d u i t 102 upon
d i s p l a c e m e n t
o f a n a c t u a t o r
104 due t o
e n e r g i Z a t i o n o f
a c o i l
106 o f a n
e l e c t r i c
s o l e n o i d
1 0 8 .
I f
f o r
e x a m p l e , t h e
a i r s p r i n g c h a m b e r
1 6 r e q u i r e s h i g h
p r e s s u r e a i r t o compensate f o r d e ? e c t i o n o f t h e s h a f t
40 i n
t h e d i r e c t i o n t h e r e o f , a s s e n s e d
by
t h e
p r o b e s
3 2
a n d
34
a n d
i n t e g r a t e d
b y
t h e
c o n t r o l l e r
3 0 ,
t h e
s o l e n o i d
1 0 8
o f
t h e
v a l v e
82
W i l l be e n e r g i Z e d by t h e c o n t r o l l e r 30 s o a s t o
m o v e t h e
a c t u a t o r 104 and poppet
100 t h e r e o f t o t h e l e f t
a s
s e e n
i n
F I G . 2
o f t h e d r a W i n g ,
a g a i n s t
t h e b i a s o f a r e t u r n s p r i n g 1 0 1 ,
a d m i t t i n g
h i g h
p r e s s u r e a i r t o c h a m b e r 1 6 o f
t h e
a i r
b e a r i n g
1 0 . Under
n o r m a l
l o a d s
a l l
t h e s p r i n g
c h a m b e r s
14—28
r e c e i v e loW p r e s s u r e a i r
f r o m
t h e e n g i n e b l e e d s y s t e m
t h r o u g h c o n d u i t 9 8 a n d t h e i r a s s o c i a t e d
v a l v e .
I f
t h e c o n t r o l l e r
30
d e t e r m i n e s t h a t t h e p r e s s u r e r e q u i re d
i n a n y p a r t i c u l a r chamber 1 4 — 2 8 i s i n t e r m e d i a t e t h e maxi
mum
and
m i n i m u m p r e s s u r e s a v a i l a b l e , a n
i n t e r m e d i a t e
p r e s s u r e i s a c h i e v e d by c y c l i n g t h e
a s s o c i a t e d
s o l e n o i d on
a n d o f f t o g e t a m i x t u r e
o f
h i g h a n d loW p r e s s u r e a i r
p r o v i d i n g a n i n t e r m e d i a t e
a i r
p r e s s u r e t o
s a i d a i r
s p r i n g
c h a m b e r .
T h e s e n s o r s 3 2 a n d
3 4
c o m p r i s e , f o r
e x a m p l e ,
c a p a c i t a n c e
p r o x i m i t y p r o b e s
W h i c h s e n s e a c t u a l
d i s p l a c e m e n t o f
t h e
s h a f t 4 0 a n d d e t e r m i n e b o t h
t h e
a m p l i t u d e a n d
a n g u l a r
p o s i t i o n
o f
t h e d i s p l a c e m e n t . A l t e r n a t i v e l y a c c e l e r o m e t e r s
n o t s h o W n ) c a n b e u t i l i Z e d t o p r e d i c t
s h a f t
d i s p l a c e m e n t . I f
a n
a c c e l e r o m e t e r s e n s e s
t h a t t h e
a i r c r a f t i s a c c e l e r a t i n g
due
t o a
maneuver, t h e c o n t r o l l e r
30 can p r e d i c t
f r o m t h e
a c c e l e r o m e t e r
d a t a
t h a t
t h e s h a f t 40 W i l l b e d i s p l a c e d i n a
s p e c i ? c d i r e c t i o n .
The
c o n t r o l l e r
30
W i l l
t h e n
p r o v i d e c o r
1 5
35
45
55
4
r e c t i o n d a t a t o t h e a p p r o p r i a t e
m i x i n g
v a l v e s 80—94 a n d f e e d
m o r e
pressure
t o one o r m o r e
of
t h e
a i r spring cha mbe rs
1 4 — 2 8 .
I t i s
W e l l
knoWn h a t
t h e
l o a d
c a p a c i t y o f f o i l a i r
b e a r i n g s
d e c r e a s e s
a s a i r p r e s s u r e
W i t h i n
t h e
b e a r i n g
d e c r e a s e s .
H o W e v e r ,
t h e
a i r
b e a r i n g o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
compen
s a t e s f o r a l t i t u d e e f f e c t s o n t h e b e a r i n g
b y
u t i l i Z i n g
h i g h e r
p r e s s u r e
b l e e d
a i r a s a l t i t u d e i n c r e a s e s . T h u s , t h e l o a d
c a p a c i t y a n d
d a m p i n g
c h a r a c t e r i s t i c s o f
t h e
b e a r i n g r e m a i n
r e l a t i v e l y c o n s t a n t .
A n o t h e r i m p o r t a n t
f e a t u r e
o f
t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n i s
t h e
f a b r i c a t i o n m e t h o d o f t h e
bump f o i l s u p p o r t p a d 7 0 t h a t
d e ? n e s
t h e
r a d i a l l y
i n n e r
W a l l o f
t h e
a i r s p r i n g
c h a m b e r s
1 4 — 2 8 . T h e bump
o i l s u p p o r t p a d 7 0
c o m p r i s e s
a v e r y t h i n
m e t a l l i c
m e m b r a n e t h a t i s
formed on a d i e and t h e n
l a s e r
W e l d e d t o t h e
r a d i a l l y e x t e n d i n g s e g m e n t s 5 2 — 6 8 o f t h e
h o u s i n g
1 2 . An
a l t e r n a t i v e a p p r o a c h i s t o e l e c t r o f o r m
t h e
bump
f o i l
s u p p o r t pad 7 0 o v e r a p r e c i s i o n
m a n d r e l
t h a t i s
e t c h e d o u t
a f t e r
t h e e l e c t r o f o r m i n g p r o c e s s i s c o m p l e t e .
While
t h e p r e f e r r e d embodiment
o f t h e
i n v e n t i o n
h a s b e e n
d i s c l o s e d , i t s h o u l d b e a p p r e c i a t e d t h a t
t h e
i n v e n t i o n
i s
s u s c e p t i b l e o f m o d i ? c a t i o n W i t h o u t d e p a r t i n g f r o m t h e
s c o p e
o f t h e f o l l o W i n g c l a i m s .
I c l a i m :
1 .
A o i l a i r b e a r i n g
f o r a r o t a t a b l e s h a f t
c o m p r i s i n g :
a n a n n u l a r h o u s i n g ;
a p l u r a l i t y
o f
d i s c r e t e
a i r
chambers d i s p o s e d i n a c i r c u m
f e r e n t i a l a r r a y a b o u t
t h e
r a d i a l l y i n n e r
p e r i p h e r y
o f s a i d
h o u s i n g , e a c h
o f
s a i d c h a m b e r s
h a v i n g a r a d i a l l y d i s
p l a c e a b l e r a d i a l l y i n n e r W a l l ;
a b e a r i n g f o i l
d i s p o s e d
r a d i a l l y
i n W a r d l y
o f
t h e
i n n e r W a l l
o f
s a i d
a i r
c h a m b e r ;
a p l u r a l i t y
o f v a l v e s
f o r
c o n t r o l l i n g t h e
?oW
f p r e s s u r i Z e d
a i r t o s a i d a i r c h a m b e r s , r e s p e c t i v e l y ;
a n d
means
f o r
s e n s i n g
r a d i a l
d e ? e c t i o n
o f
s a i d s h a f t h a v i n g
a n
o u t p u t
f o r
c o n t r o l l i n g s a i d v a l v e s , s e l e c t i v e l y ,
s o
a s
t o
c o n t r o l
t h e ?oW o f p r e s s u r i Z e d
a i r
t o s a i d c h a m b e r s ,
r e s p e c t i v e l y
t h e r e b y t o
c o m p e n s a t e f o r r a d i a l
d e ? e c
t i o n
o f
s a i d
s h a f t .
2 . The a i r b e a r i n g o f
c l a i m
1
W h e r e i n
s a i d a i r ?oW c o n t r o l
v a l v e s a d m i t e i t h e r h i g h o r loW p r e s s u r e a i r t o s a i d a i r
c h a m b e r s
s e l e c t i v e l y .
3 .
The
a i r
b e a r i n g o f
c l a i m
1
W h e r e i n a bump
f o i l
i s
i n t e r p o s e d b e t W e e n s a i d f o i l a n d s a i d a i r
c h a m b e r .
4 . The b e a r i n g o f
c l a i m 3 W h e r e i n
t h e
r a d i a l l y
i n n e r W a l l
o f
s a i d
a i r
c h a m b e r s
b e a r
d i r e c t l y
o n
s a i d
bump
f o i l .
5 . The b e a r i n g o f c l a i m 1 c o m p r i s i n g a p a i r o f b e a r i n g
f o i l s d i s p o s e d r a d i a l l y i n W a r d l y o f s a i d bump o i l .
6 .
The
b e a r i n g o f c l a i m
1
W h e r e i n
s a i d a i r ?oW c o n t r o l
v a l v e s c o m p r i s e a d u a l p o s i t i o n s p o o l .
7 . The b e a r i n g o f c l a i m 1 W h e r e i n s a i d s e n s i n g means
c o m p r i s e s a p a i r
o f
c a p a c i t i v e p r o x i m i t y p r o b e s o r i e n t a t e d a t
90
d e g r e e s r e l a t i v e t o one a n o t h e r .