加筋板及其制造方法
【專利說明】加筋板及其制造方法
[0001]本發(fā)明涉及加筋板。本發(fā)明應(yīng)用于航空領(lǐng)域。
[0002]飛機(jī)向電氣消費(fèi)者的增加使用的演進(jìn)大大增加了對(duì)電能和電力的需要。為了滿足這些新的需要，特別開發(fā)了必要的電能在飛機(jī)起飛前儲(chǔ)存在飛機(jī)上的系統(tǒng)。從這個(gè)角度來說，例如，引入了超級(jí)電容器的包。例如，在文檔US5793603中對(duì)這些包進(jìn)行了描述。
[0003]然而，在這樣的系統(tǒng)的情況下，有必要對(duì)能量和功率密度進(jìn)行優(yōu)化以便降低它們的質(zhì)量和體積，從而使得減輕飛機(jī)的質(zhì)量，并因此減少它們的環(huán)境影響。
[0004]因此在提升由這樣的系統(tǒng)提供的能量和功率密度的同時(shí)，存在對(duì)降低所述系統(tǒng)的質(zhì)量和體積的需要。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)方面使得解決該第一技術(shù)問題。
[0006]加筋板傳統(tǒng)上包括蒙皮和至少一個(gè)大幅度拉長的加強(qiáng)筋，其包括布置在縱向方向上并與蒙皮形成空腔的凹槽。這樣的加筋板通常是通過覆蓋在工裝芯上來制造的，工裝芯的形狀與空腔互補(bǔ)，并且一旦制造完成則將工裝撤回。例如，在申請(qǐng)人的文檔FR2898539中描述了用于撤回工裝芯的操作。
[0007]然而，工裝芯的撤回是特別困難的，尤其是當(dāng)加強(qiáng)筋具有雙曲率時(shí)。實(shí)際上，這樣的操作需要許多時(shí)間和手段。
[0008]因此存在簡化這樣的加筋板制造方法，尤其是從工裝芯撤回的操作從而降低其時(shí)間和成本的需要。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)方面使得解決該第二技術(shù)問題。
[0010]更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明的目的是制造包括蒙皮和至少一個(gè)大幅度拉長的加強(qiáng)筋的加筋板的方法；所述至少一個(gè)加強(qiáng)筋包括布置在縱向方向上并與所述蒙皮形成空腔的凹槽；所述板包括用于儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置，所述裝置置于所述空腔內(nèi)；所述方法涉及:用儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置來填充至少一個(gè)加強(qiáng)筋的所述凹槽的步驟；以及用所述蒙皮來鋪蓋儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置，從而使得所述加強(qiáng)筋的凹槽和所述蒙皮一起形成所述空腔的步驟。
[0011]這樣的加筋板的使用具有以下優(yōu)點(diǎn):一方面，通過節(jié)約對(duì)儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置進(jìn)行封裝本來所必須的質(zhì)量而允許質(zhì)量增益，另一方面，通過使用加筋板空腔的迄今未使用的體積而允許體積增益。
[0012]另外，這樣的加筋板具有能夠被置于盡可能靠近要被提供電能的系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]最后，儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置在加強(qiáng)筋空腔中的存在具有修正結(jié)構(gòu)的聲學(xué)響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。因此有可能避免使用噪聲衰減設(shè)備，從而允許補(bǔ)充的質(zhì)量增益。
[0014]優(yōu)選地，在儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置的鋪蓋步驟期間，儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置形成蒙皮覆蓋在其上的芯。
[0015]這種方法具有以下優(yōu)點(diǎn):使用儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置作為工裝芯，一旦加筋板的制造完成，則不一定要撤回該工裝芯。
[0016]更優(yōu)選地，加強(qiáng)筋包括復(fù)合材料；填充加強(qiáng)筋凹槽的步驟是用預(yù)固化的加強(qiáng)筋來執(zhí)行的；并且覆蓋步驟之后跟隨著加筋板的固化步驟。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，填充加強(qiáng)筋凹槽的步驟是由電極層和與蒙皮的表面基本平行的多孔電絕緣裝置層的連續(xù)層疊來執(zhí)行的，所述蒙皮和至少一個(gè)加強(qiáng)筋的凹槽形成空腔。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在填充加強(qiáng)筋凹槽的步驟之前，該方法包括:電極層和多孔電絕緣裝置層的連續(xù)層疊的步驟，然后是纏繞圍繞具有基本上與空腔互補(bǔ)的形式的芯所達(dá)到的層疊的步驟。
[0019]優(yōu)選地，該方法還包括:為電極層配備用于收集電能的裝置的步驟；用于收集相同極的電能的裝置一起連接至包括與儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置相對(duì)的開口的中空管的步驟；電解質(zhì)注入所述管以浸透電極層的步驟；以及插塞所述管的步驟。
[0020]這樣的中空管的安裝具有避免內(nèi)囊直接存在于加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)中的優(yōu)點(diǎn)，從而允許所述加強(qiáng)筋的簡單性和機(jī)械強(qiáng)度上的增益。
[0021]本發(fā)明的另一個(gè)目的是包括蒙皮和至少一個(gè)大幅度拉長的加強(qiáng)筋的加筋板，所述至少一個(gè)加強(qiáng)筋包括布置在縱向方向上并與所述蒙皮形成空腔的凹槽；所述板包括用于儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置，所述裝置置于所述空腔內(nèi)；所述加筋板是根據(jù)如上所述的方法獲得的。
[0022]優(yōu)選地，儲(chǔ)存和釋放電能的所述至少一個(gè)裝置置于所述空腔內(nèi)以鑄模到所述空腔的壁。
[0023]儲(chǔ)存和釋放電能的這樣的裝置具有形成有助于加筋板的制造的芯的優(yōu)點(diǎn)。
[0024]優(yōu)選地，儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置是超級(jí)電容器。
[0025]超級(jí)電容器的使用具有以下優(yōu)點(diǎn):與電池相比，對(duì)于相等的質(zhì)量來說，使得要存儲(chǔ)的在電池與電容器之間的中間量的能量有更快的能量釋放。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該超級(jí)電容器包括與蒙皮的表面基本平行地布置的兩個(gè)電極層，所述層由多孔電絕緣裝置層彼此分離。
[0027]優(yōu)選地，該超級(jí)電容器的層在橫向方向上的兩個(gè)相對(duì)末端處配備有在電極層之間進(jìn)行密封的裝置，從而使浸透電極層的電解質(zhì)可以僅流動(dòng)通過多孔電絕緣裝置層。
[0028]這種密封裝置的使用具有以下優(yōu)點(diǎn):迫使電解質(zhì)流動(dòng)通過多孔電絕緣裝置層，因此使得超級(jí)電容器能夠更好地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0029]優(yōu)選地，兩個(gè)連續(xù)的電極層配備有用于收集電能的裝置，所述裝置在橫向方向上彼此相對(duì)布置。
[0030]用于收集電能的裝置的這種布置具有簡化相同極裝置的連接的優(yōu)點(diǎn)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，超級(jí)電容器包括基本以螺旋方式布置的兩個(gè)電極層，所述層由多孔電絕緣裝置層彼此分離。
[0032]優(yōu)選地，兩個(gè)連續(xù)的電極層在縱向方向上相對(duì)于彼此突出，所述突出配備有用于收集電能的裝置。
[0033]電極層的這種布置具有簡化用于對(duì)相同極的電能進(jìn)行收集的裝置的連接的優(yōu)點(diǎn)。
[0034]通過閱讀下文的描述以及通過考察附圖將更好地理解本發(fā)明。這些描述是通過舉例的方式給出的，絕不是對(duì)本發(fā)明的限制。附圖示出:
[0035]圖1:根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的加筋板的總圖；
[0036]圖2a和2b:根據(jù)圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施例的加筋板的詳細(xì)視圖。
[0037]圖l、2a和2b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例加筋的板10的總圖和詳細(xì)視圖。
[0038]加筋板10包括蒙皮11。例如，蒙皮11是空中運(yùn)載工具(如飛機(jī))的機(jī)身。蒙皮11可以是基本平坦的，具有單曲率或雙曲率。示例中的蒙皮11具有單曲率。
[0039]加筋板10還包括至少一個(gè)加強(qiáng)筋12。例如，加強(qiáng)筋12包括復(fù)合材料。加強(qiáng)筋12具有沿第一方向大幅度拉長的形式。第一方向在本說明書接下來的部分中與被稱為縱向的方向相對(duì)應(yīng)。
[0040]加強(qiáng)筋12包括布置在縱向方向上的凹槽13。蒙皮11的表面14覆蓋加強(qiáng)筋12的凹槽13。從而蒙皮11和凹槽13的裝配形成空腔15。凹槽13優(yōu)選地包括與蒙皮11的表面14基本平行地布置的底座16。
[0041]優(yōu)選地，空腔15在縱向方向上的每個(gè)末端(15A，15B)處是閉合的。在圖2a和2b中不出了空腔15的第一末端15A。
[0042]優(yōu)選地，加強(qiáng)筋12在被稱為橫向的方向上包括凹槽13的每個(gè)末端處的肋(17，18)。對(duì)肋(17，18)進(jìn)行配置從而使得其鑄模到蒙皮11的表面14。通過這種方法，蒙皮11和加強(qiáng)筋12在肋(17，18)處彼此粘附。
[0043]空腔15容納儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置19。儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置19在空腔15中占據(jù)的體積基本上等于空腔15的內(nèi)部體積。通過這種方法，容納儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置19鑄模到空腔15的壁。
[0044]優(yōu)選地，儲(chǔ)存和釋放電能的至少一個(gè)裝置19是超級(jí)電容器。超級(jí)電容器19包括由多孔電絕緣裝置層22彼此分離的兩個(gè)電極層(20，21)。例如，電極層(20，21)是鋪蓋有活性炭的沉積物的鋁的薄片，并且例如，多孔電絕緣裝置層22是纖維板。電極層(20，21)由電解質(zhì)浸透，電解質(zhì)優(yōu)選為液體，諸如例如，碳酸丙烯酯或乙腈。
[0045]在圖2a和2b所示的示例中，空腔15容納若干個(gè)超級(jí)電容器19。超級(jí)電容器19相對(duì)于彼此布置，從而使得電極層(20，21)同時(shí)服務(wù)兩個(gè)超級(jí)電容器。
[0046]根據(jù)圖2a和2b中所示的本發(fā)明的實(shí)施例，電極和多孔電絕緣裝置的層(20，21，22)與蒙皮11的表面14基本平行地布置。
[0047]優(yōu)選地，電極和多孔電絕緣裝置的層(20，21，22)沿橫向方向的末端配備有用于在所述層之間進(jìn)行密封的裝置23，從而使得電解質(zhì)僅可以流動(dòng)通過多孔電絕緣裝置層22。例如，密封裝置23是如膜或液態(tài)樹脂的粘合劑。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)