用于連接兩個(gè)部件的復(fù)合材料連接叉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于連接兩個(gè)部件(1)的復(fù)合材料連接叉(3)，包括復(fù)合材料連接叉板層裝置(9a、9b、9c、9d)和允許所述連接的孔口，所述孔口由環(huán)件(7)限定。所述連接叉板層中的至少一些(9b、9c)的至少第一部包圍了所述環(huán)件(7)的至少一部分，其被引導(dǎo)的方向基本和在所述兩個(gè)部件之間傳遞的主要應(yīng)力的方向垂直，和所述連接叉板層中的至少一些的至少第二部限定了至少一個(gè)肋板，所述肋板被引導(dǎo)的方向基本平行于所述應(yīng)力的方向。
【專利說(shuō)明】用于連接兩個(gè)部件的復(fù)合材料連接叉

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可以連接兩個(gè)部件的復(fù)合材料連接叉。

【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明所指的連接叉為和第一部件一體化的元件，所述元件上設(shè)置有允許緊固第二部件的孔口。
[0003]例如在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙領(lǐng)域中，可以在推力反向器的梁上找到這樣的連接叉，滑動(dòng)罩鉸接在所述梁上。
[0004]在和該發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙相同的領(lǐng)域中，也可以在推力反向器的風(fēng)片門找到這樣的連接叉，而風(fēng)片門的致動(dòng)桿連接到這些風(fēng)片門上。
[0005]在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的領(lǐng)域中，也一直可以在滑動(dòng)罩的支架上找到這樣的連接叉，而推力反向器的致動(dòng)缸筒連接到滑動(dòng)罩上。
[0006]在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的領(lǐng)域中，一直可以在固定部的支架上找到這樣的連接叉，而推力反向器的致動(dòng)缸筒連接到滑動(dòng)罩上。
[0007]以上所述的應(yīng)用中的每一個(gè)都有以下所述的不同的機(jī)械上和幾何上的約束。
[0008]很明顯，以上該應(yīng)用的列舉并不是窮盡的且并不限于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙。
[0009]在這種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的減輕重量的方法中，需要使用復(fù)合材料來(lái)制造這些連接叉，也就是說(shuō)，通常使用特別是玻璃纖維或碳纖維的板層(即織物)來(lái)制造，而所述板層則是從聚合樹(shù)脂(例如聚酰胺)中得到。
[0010]復(fù)合材料的纖維類型(單向織物纖維或2D、3D編織/編結(jié)，或其它任何類型)或生產(chǎn)方法(可以使用的樹(shù)脂傳遞成型，液體樹(shù)脂浸泡，預(yù)先浸漬或其它復(fù)合材料纖維)并不重要。
[0011 ] 由于板層可以相對(duì)于相關(guān)作用力以最優(yōu)化的方式設(shè)置，所以這些材料可以提供很大的設(shè)計(jì)靈活度。
[0012]該優(yōu)化也允許把連接叉的重量相對(duì)于已知作用力降到最小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是進(jìn)一步改進(jìn)該優(yōu)化，以得到一種相對(duì)于已知阻力的重量更輕的復(fù)合材料連接叉。
[0014]具體地，本發(fā)明的目的是通過(guò)連接兩個(gè)部件的復(fù)合材料連接叉來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述連接叉包括復(fù)合材料連接叉的板層布置和允許所述連接的孔口，其特征在于，其包括限定所述孔口的環(huán)件，以及所述復(fù)合材料連接叉板層的布置允許限定該連接叉的輪廓，包圍著所述環(huán)件并限定了把所述環(huán)件連接到所述連接叉的輪廓上的肋板。
[0015]在本發(fā)明的上下文中，環(huán)件為允許兩個(gè)部件之間的連接的材料塊。
[0016]得益于本發(fā)明的特征，環(huán)件可以允許把在兩個(gè)部件之間傳遞的主要作用力分布在連接叉板層中包裹著環(huán)件以及和垂直于該作用力方向的整個(gè)表面上:這樣可以以壓力負(fù)荷的方式減弱所述連接叉板層的作用力。
[0017]在另一方面，連接叉板層中限定肋板的部分基本上是在牽引/壓縮下工作，也就是說(shuō)在其阻抗力的最佳條件下，而不是在剪力下工作。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的其它可選特征:
[0019]-所述環(huán)件是由從包括金屬合金或復(fù)合材料在內(nèi)的一組材料中選擇的材料制成；
[0020]-所述環(huán)件是通過(guò)加工被所述連接叉板層包裹的實(shí)現(xiàn)部分制成；
[0021]-所述環(huán)件呈現(xiàn)一個(gè)截面，所述截面的外輪廓和內(nèi)輪廓從包括圓形、橢圓形和多邊形在內(nèi)的一組形狀中選出；
[0022]-所述環(huán)件具有的夾在至少一些所述連接叉板層之間的延伸部；
[0023]-通過(guò)縫紉拼接/簇絨或任何已知的三維強(qiáng)化類型把所述連接叉板層和環(huán)件盡可能緊密地連接在一起(例如圖8中的板層29a和29b)
[0024]-環(huán)件是由復(fù)合材料制成且通過(guò)縫紉/簇絨或任何已知的三維強(qiáng)化類型把所述連接叉板層和所述環(huán)件連接在一起。
[0025]本發(fā)明還涉及設(shè)置有根據(jù)之前所述的連接叉的部件，其中至少一些所述連接叉板層把所述環(huán)件連接到該部件的其它部分上。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的所述部件的其它可選特征:
[0027]-和所述部件的其它部分一體化的結(jié)構(gòu)板層包裹著所述環(huán)件，且所述結(jié)構(gòu)板層的至少一部分被至少一些所述連接叉板層覆蓋；
[0028]-樹(shù)脂簇在所述環(huán)件附近被插入所述結(jié)構(gòu)板層和所述連接叉板層之間；
[0029]-縫紉拼接把所述結(jié)構(gòu)板層和所述連接叉板層連接在一起。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]通過(guò)以下說(shuō)明書(shū)和附圖可以更好地理解本發(fā)明的其他特征和有益效果，其中:
[0031]-圖1所示為一種復(fù)合材料推力反向器的梁的立體圖，一方面包括傳統(tǒng)的鉸接件，而另一方面包括根據(jù)本發(fā)明的鉸接件，
[0032]-圖2所示為根據(jù)圖1中的發(fā)明的鉸接件的透視圖，
[0033]-圖2(b)所示為圖2中區(qū)域II的正視圖，
[0034]-圖3為圖2(b)沿著平面II1-1II截面圖，示出了設(shè)置于例如圖1中所示的推力反向器梁的部件上的根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)鉸接件，
[0035]-圖4所示為設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的連接叉推力反向器的支架及其緊鄰環(huán)境的立體圖，
[0036]-圖5所示為圖4中區(qū)域V的細(xì)節(jié)圖，
[0037]-圖6所示為圖4和圖5中的連接叉的環(huán)件及其緊鄰環(huán)境的截面圖，
[0038]-圖7至圖10所示為根據(jù)本發(fā)明的其他可選連接叉的和圖6相似的視圖，
[0039]-圖11為例如結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的連接叉的桿的一種長(zhǎng)形件的立體圖，且
[0040]-圖12和圖13所示為兩個(gè)不同實(shí)施例的圖11中區(qū)域XII的截面圖。
[0041]在這些附圖中，相同或相似的附圖標(biāo)記指代相同或相似的構(gòu)件或構(gòu)件組。
[0042]在一部分附圖中，參考坐標(biāo)系X，Y和Z已經(jīng)被示出，其分別指代附著于發(fā)動(dòng)機(jī)艙和當(dāng)設(shè)置在飛機(jī)上時(shí)的推力反向器的縱向，橫向和垂直方向。
[0043]更確切地說(shuō)，X軸的箭頭指向推力反向器的前方，而Z軸的箭頭指向所述推力反向器的上方。

【具體實(shí)施方式】
[0044]圖1中示出了推力反向器的上梁。
[0045]如其本身被公知的那樣，所述梁，根據(jù)其相對(duì)于推力反向器的最高位置也被稱為“12點(diǎn)鐘”梁，允許通過(guò)一方面附接在機(jī)翼的桅桿(用于連接機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的部件)上和另一方面附接在推力反向器(圖中未示出)上的銷的方式，將推力反向器安裝在飛機(jī)機(jī)翼的下面。
[0046]得益于多個(gè)連接叉2a、2b、2c和3，每個(gè)半推力反向器都是通過(guò)所述梁I鉸接在飛機(jī)的桅桿上。
[0047]如之前所述，在本發(fā)明的內(nèi)容里，術(shù)語(yǔ)“連接叉”的意思是指和與第一部件(在這里為“12點(diǎn)鐘”梁I) 一體化的元件，所述元件上設(shè)置有允許緊固第二部件(在這里為飛機(jī)的桿)的孔口。
[0048]在圖1中，連接叉2a、2b和2c為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)，其中每一個(gè)連接叉都由復(fù)合材料腹板組成，所述腹板上設(shè)置有允許相關(guān)的推力反向器的半罩的鉸接銷穿過(guò)的孔口 5a、5b 和 5c ο
[0049]如其本身被公知的那樣，得益于例如樹(shù)脂傳遞成型(RTM)等的樹(shù)脂灌注方法，連接叉2a、2b、2c和“12點(diǎn)鐘”梁I可以是由復(fù)合材料制成。
[0050]如在本說(shuō)明書(shū)的【背景技術(shù)】部分所述，本發(fā)明的目的尤其是提供一種相對(duì)于相同的阻力的具有更低重量的連接叉，所述阻力和相關(guān)推力反向器的半罩的鉸接銷所施加的作用力相關(guān)。
[0051]具體地在圖2和圖2b中示出了附圖標(biāo)記為3的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)的連接叉。
[0052]這樣的連接叉3的孔口是由環(huán)件7限定，所述環(huán)件7可以是由復(fù)合材料、金屬合金或這兩種材料的結(jié)合所制成。
[0053]在后一種情況下，環(huán)件7是由兩種材料的結(jié)合所制成的，環(huán)件7可以是包括復(fù)合材料制成的外部7a以及可拆卸的由金屬合金制成的內(nèi)部7b (如圖3所示)，所述復(fù)合材料和孔口 3的其它部分一體化。
[0054]尤其是如圖2b所示，環(huán)件7被多個(gè)復(fù)合材料板層9a、9b、9c和9d所包圍。
[0055]板層9a基本上包圍了環(huán)件7超過(guò)一半的邊緣。
[0056]板層9b和9c分別在區(qū)域Ilb和Ilc包圍了環(huán)件7，所述區(qū)域Ilb和Ilc基本上和推力反向器的半罩傳遞給“12點(diǎn)鐘”梁I的主要作用力F的方向是垂直的。
[0057]另外，也是由復(fù)合材料制成的三個(gè)復(fù)合材料帶9a、9b和9c在外部結(jié)構(gòu)9d上組合，并限定了連接叉3的總體輪廓。
[0058]帶9a和9b分別包括與作用力F的方向基本上平行的區(qū)域12a和12b。
[0059]還可以考慮使用縫紉拼接類型的連接13a、13b和13c來(lái)加強(qiáng)帶9a、9b、9c和9d之間的連接和/或與環(huán)件7的連接。
[0060]當(dāng)有例如機(jī)械或密封等要求的時(shí)候，也可以考慮使用在整個(gè)連接叉內(nèi)延伸的復(fù)合材料腹板15。
[0061]在環(huán)件7至少一部分是由復(fù)合材料制成的情況下，可以由一維、二維或三維玻璃或碳纖維板層得到，例如，通過(guò)可選地互相之間縫紉拼接。
[0062]和13a、13b和13c中一樣的所述縫紉拼接允許把不同的帶9和環(huán)件7連接在一起，這些縫紉拼接可以是傳統(tǒng)的類型，或是簇絨的方法，所述簇絨包括不同板層的厚度上穿過(guò)纖維環(huán)，接著在聚合過(guò)程中把這些纖維環(huán)浸入樹(shù)脂(使得這些連接優(yōu)選地靠近輻條)。
[0063]圖1至3中環(huán)件的形狀以及肋板的方向優(yōu)選地和圖6至10中所示的幾何結(jié)構(gòu)一致以得到更好的機(jī)械強(qiáng)度。
[0064]圖3示意性地示出了結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)連接叉3的部件的有利的實(shí)施例:該部件可以是例如一個(gè)圖1中“12點(diǎn)鐘”梁I這樣的部件，包括幾個(gè)連接叉3，所述連接叉3的由環(huán)件7限定的孔口必須是對(duì)準(zhǔn)的。
[0065]如圖3所示，在樹(shù)脂的通過(guò)固化而聚合的過(guò)程中，可以稍微擴(kuò)張的芯體17被設(shè)置在環(huán)件7的整個(gè)孔口上以使得這些孔口保持完美的同軸。
[0066]作為一個(gè)說(shuō)明性但非限制性的例子，芯體17可以是由碳制成。
[0067]該方法可以允許所有U型夾環(huán)件的銷的完美對(duì)齊，也可以允許通過(guò)“12點(diǎn)鐘”梁I得到推力反向器的半罩的極佳的安裝精度。
[0068]圖4至6中示出了推力反向器的支架19。
[0069]如其本身被公知的那樣，這樣的支架可以允許推力反向器的致動(dòng)汽缸和該推力反向器的滑動(dòng)部的連接，以使該推力反向器在其“直接噴射”(飛機(jī)的正常運(yùn)行)位置和“間接噴射”(飛機(jī)降落時(shí)的制動(dòng)情況)位置之間轉(zhuǎn)換。
[0070]支架19結(jié)合有兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的連接叉3，只有其中一個(gè)在圖4和5中可見(jiàn)。
[0071]所述由復(fù)合材料制成的連接叉可以包括兩個(gè)內(nèi)帶9a、9b和一個(gè)外帶9c，所述內(nèi)帶限定了基本上是長(zhǎng)方形的截面的部件23，具有相應(yīng)的外形的環(huán)件7插入所述部件23內(nèi)。
[0072]環(huán)件7可以是由例如金屬合金制成。
[0073]在圖2中的連接叉3中，如果所舉的例子有機(jī)械或密封要求，腹板15可以在不同帶9a、9b和9c之間延伸。
[0074]支架19所受的作用力的主要方向在圖5中用箭頭F示出。
[0075]如圖6所示，帶9a和9b限定了包圍著環(huán)件7的區(qū)域11，其基本上與作用力F的方向平行。
[0076]如圖6所示，其中的剖面線25顯示了作用力F從環(huán)件7的內(nèi)部到其邊緣的傳遞區(qū)域，可以看到該傳遞是通過(guò)壓力場(chǎng)的方式完成的。
[0077]更具體地，區(qū)域11的表面基本上垂直于作用力F的方向，所述區(qū)域11比該作用力F在環(huán)件7內(nèi)的應(yīng)用表面27要大得多，這導(dǎo)致傳遞給區(qū)域11內(nèi)的復(fù)合材料板層的作用力的減弱。
[0078]如圖6中所示，作用力F還允許肋板29a和29b在壓縮/牽引下工作，所述肋板29a和29b是由圍繞著環(huán)件7的帶9a和9b的相鄰區(qū)域所限定，且所述肋板在和作用力F基本平行的方向上延伸。
[0079]圖7至8中示出了圖4至6中的實(shí)施例的概括示例。
[0080]在圖7所示的實(shí)施例中，環(huán)件7具有多邊形的外輪廓，且每一個(gè)肋板29a至29e基本上都分別延伸到由環(huán)件7的外輪廓所限定的多邊形的各自的邊的中間，而所述肋板29a至29e是由相鄰復(fù)合材料板層帶的接合部所限定。
[0081]在圖8中的實(shí)施例中，這些肋板29a、29b、29c、29d的一部分延伸到由環(huán)件7的外輪廓所限定的多邊形的頂點(diǎn)。
[0082]將會(huì)注意到的是，如上所述，環(huán)件7的內(nèi)孔口的截面也可以是圓形。
[0083]相對(duì)于圓形，環(huán)件7外的平面形狀的優(yōu)勢(shì)是可以避免距離過(guò)大并因此避免板層29a相對(duì)于29b的分層，以及板層29b相對(duì)于29c的分層等。
[0084]然而，這個(gè)形狀是非限制性的。
[0085]其它形狀也可以是合適的，例如橢圓形的、四方形的等。
[0086]在圖9中的實(shí)施例中，環(huán)件7包括夾在復(fù)合材料板層的中間的延伸部31a、31b、31c，所述復(fù)合材料板層限定了設(shè)置在環(huán)件周圍的肋板29a、29b和29c。
[0087]在圖10所示的實(shí)施例中，可以看到環(huán)件7可以具有除了多邊形外的任何外輪廓，且尤其是包括直線部分33a、33b和曲線部分35a、35b的輪廓。
[0088]在圖11和13中，示出了長(zhǎng)形部件37結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的連接叉3。
[0089]所述部件37可以是例如推力反向器風(fēng)片門的致動(dòng)桿，或其他任何和組成飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙相關(guān)的桿件。
[0090]所述部件37也可以是葉柵的后框架的接合部，所述接合部可以允許保持推力反向器的葉柵的后部固定在12點(diǎn)鐘和6點(diǎn)鐘梁上。
[0091]所述部件37還可以是桅桿或臂的局部延伸。板層的幾何機(jī)構(gòu)根據(jù)本發(fā)明并沒(méi)有圍繞多邊形的環(huán)件而是多邊形的桅桿，或者，該幾何結(jié)構(gòu)可以基本上是柱形的且在這種情況下則有必要使用根據(jù)本發(fā)明的中間多邊形環(huán)件(其可能的結(jié)構(gòu)的例子，參見(jiàn)以下的附圖)。
[0092]在圖12所示的實(shí)施例中，可以看到環(huán)件7可以具有基本上是方形的外輪廓，和基本上是圓形的內(nèi)輪廓。
[0093]環(huán)件7被復(fù)合材料的帶9所包裹，所述帶9包括基本上垂直于施加在連接叉上的主要作用力F的方向的區(qū)域11。
[0094]更具體地，在復(fù)合材料帶9和環(huán)件11之間有另一個(gè)復(fù)合材料帶39，所述帶39包裹著環(huán)件7且在另一端連接到部件37的結(jié)構(gòu)上。
[0095]由于這個(gè)原因，可以說(shuō)復(fù)合材料帶39為結(jié)構(gòu)化的，和只是組成連接叉3的復(fù)合材料帶9是完全不同的，所述帶39實(shí)際上是和部件37 —體化的一部分且可以被稱為環(huán)件帶。
[0096]為了可以最佳地分布作用力，可以考慮在帶9和39之間及環(huán)件7的附近置入一組可以避免樹(shù)脂聚集的復(fù)合材料群或泡沫41，且由于這一區(qū)域的截面基本上為三角形而被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為“釘頭”。
[0097]得益于穿過(guò)兩個(gè)復(fù)合材料帶9、39和釘頭41的縫紉拼接或簇絨類型13的橫向連接(如圖13所示)，所得到的結(jié)構(gòu)可以有利地被加強(qiáng)。
[0098]圖13和圖12中的實(shí)施例的不同之處主要在于其中環(huán)件7具有基本上圓形的外輪廓，且作用力的擴(kuò)散將會(huì)通過(guò)如圖6至10中的例子中纖維和環(huán)件7之間的平面連接來(lái)避免分層。
[0099]從之前的描述可以理解，本發(fā)明可以允許制造一種復(fù)合材料連接叉且得益于該連接叉，在不同相關(guān)部件之間傳遞的作用力以壓力負(fù)荷在不同復(fù)合材料帶的方式被發(fā)布，所述復(fù)合材料帶被設(shè)置為圍繞著環(huán)件。
[0100]另外，根據(jù)本發(fā)明的連接叉允許使得這些不同的帶主要在牽引/壓縮下工作，也就是說(shuō)在這些帶的性能的最佳范圍內(nèi)，而不是在剪力下工作。
[0101]本發(fā)明可以尤其大量地應(yīng)用在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的設(shè)計(jì)中，當(dāng)然該應(yīng)用也可以延伸到其它任何相關(guān)的領(lǐng)域。
[0102]很明顯，本發(fā)明絕不局限于通過(guò)簡(jiǎn)單舉例的方式而描述的以及表示的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于連接兩個(gè)部件(I)的復(fù)合材料連接叉(3)，包括復(fù)合材料連接叉板層的布置(9a、9b、9c、9d ;9)和允許所述連接的孔口，其特征在于，其包括限定所述孔口的環(huán)件(7)，以及在于所述復(fù)合材料連接叉的板層的布置允許限定該連接叉(3)的輪廓(9d)，圍繞所述環(huán)件(7)并限定了把所述環(huán)件(7)連接到所述連接叉(3)的所述輪廓(9d)上的肋板(9a、9b、9c)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的連接叉(3)，其中所述環(huán)件(J)是由從包括金屬合金和復(fù)合材料在內(nèi)的一組材料中選擇的材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的連接叉(3)，其中所述環(huán)件(7)是通過(guò)加工被所述連接叉板層包裹的實(shí)心部分制成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接叉(3)，其中所述環(huán)件(7)呈現(xiàn)一個(gè)截面，所述截面的外輪廓和內(nèi)輪廓為從包括圓形、橢圓形和多邊形的一組形狀中選出。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接叉(3)，其中所述環(huán)件(7)具有夾在至少某些所述連接叉板層(29a、29b、29c)中間的延伸部(31a、31b、31c)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接叉(3)，其中環(huán)件(7)是由復(fù)合材料制成且通過(guò)縫紉(13a、13b、13c、13)把所述連接叉板層(9a、9b、9c、9d)和所述環(huán)件(7)連接在一起。
7.—種設(shè)置有前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接叉(3)的部件(I)，其中至少某些所述連接叉板層(9d、9)把所述環(huán)件(7)連接到部件(I)的其它部分上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的部件，其中與所述部件(I)的其它部分一體化的結(jié)構(gòu)板層(39)包裹著所述環(huán)件(7)，且所述結(jié)構(gòu)板層(39)的至少一部分被至少某些所述連接叉板層(9)所覆蓋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的部件，其中所述部件內(nèi)的區(qū)域內(nèi)填充有復(fù)合材料或泡沫，例如被稱為“釘頭”(41)在所述環(huán)件(7)的附近被插入所述結(jié)構(gòu)板層(39)和所述連接叉板層(9)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的部件，其中縫紉(13)把所述結(jié)構(gòu)板層(39)和所述連接叉板層(9)連接在一起。
【文檔編號(hào)】F02K1/68GK104520094SQ201380041552
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】盧瓦·勒布利康 申請(qǐng)人:埃爾塞樂(lè)公司