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復合旋轉部件的制作方法

文檔序號:11141668閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種轉子組件,包括:

a.多個轉子片,每個轉子片包括:

i.以第一厚度間隔開的第一側面和第二相對側面;

ii.在所述第一側面和所述第二側面之間延伸的中央開口;

iii.從所述中央開口延伸的多個凸角,每個凸角具有與所述中央開口的中心相交的縱向軸線;

b.至少一個轉子片,所述轉子片由纖維增強復合材料形成;和

c.軸,該軸延伸穿過所述多個轉子片中的每一個的中央開口;

d.其中,所述多個轉子片被堆疊并固定在一起以形成所述轉子組件,使得一個轉子片的第一側面和第二側面中的至少一個與另一個轉子片的第一側面和第二側面中的至少一個相鄰并接觸。

2.根據權利要求1所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子片的纖維增強復合材料包括纖維基底和塑料樹脂。

3.根據權利要求2所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子片的所述纖維基底是碳纖維基底。

4.根據權利要求3所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子片的碳纖維基底用所述塑料樹脂預浸漬。

5.根據權利要求2所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子片的所述纖維基底具有多個纖維,并且其中,至少一些纖維排列成大致平行于所述至少一個轉子片的多個凸角中的至少一個的縱向軸線。

6.根據權利要求5所述的轉子組件,其中,所述多個纖維是非織造的。

7.根據權利要求6所述的轉子組件,其中,所述多個纖維在大致平行的方向上延伸以形成單向纖維基底。

8.根據權利要求6所述的轉子組件,其中,所述多個纖維被編織以使得所述纖維中的至少一些沿著第一取向軸線延伸,并且所述纖維中的至少一些沿著第二取向軸線延伸,所述第二取向軸線具有與第一取向軸線不同的方向。

9.根據權利要求8所述的轉子組件,其中,所述第一取向軸線大致垂直于第二取向軸線。

10.根據權利要求9所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子片具有共享第一共同縱向軸線的相對延伸的第一和第二凸角以及共享第二共同縱向軸線的相對延伸的第三和第四凸角,其中所述第一取向軸線大致平行于所述第一共同縱向軸線,并且所述第二取向軸線大致平行于所述第二共同縱向軸線。

11.根據權利要求8所述的轉子組件,其中,所述多個纖維被編織以使得所述纖維中的至少一些沿著第三取向軸線延伸。

12.根據權利要求9所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子片具有第一凸角、第二凸角和第三凸角,并且其中,所述第一取向軸線大致平行于所述第一凸角的縱向軸線,所述第二取向軸線大致平行于第二凸角的縱向軸線,并且第三取向軸線大致平行于第三凸角的縱向軸線。

13.根據權利要求2所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子片由預固化的復合材料形成。

14.根據權利要求13所述的轉子組件,其中,所述轉子片用粘合劑粘結在一起,所述粘合劑與所述至少一個轉子片的塑料樹脂分開固化。

15.一種旋轉部件,包括:

a.多個旋轉部件層,每個旋轉部件層包括:

i.以第一厚度分隔開的第一側面和第二相對側面;

ii.在所述第一側面和所述第二側面之間延伸的中央開口;

iii.從所述中央開口延伸的多個凸角,每個凸角具有與所述中央開口的中心相交的縱向軸線;

b.所述多個旋轉部件層中的每一個由包括纖維基底和塑料樹脂的纖維增強復合材料形成,所述塑料樹脂將所述多個旋轉部件層固定在一起以形成所述轉子組件。

16.根據權利要求15所述的旋轉部件,還包括延伸穿過所述多個旋轉部件層中的每一個的中央開口的軸。

17.根據權利要求16所述的旋轉部件,其中,所述軸設置有至少一個周向凹槽,并且其中,所述至少一個周向凹槽內的塑料樹脂將多個轉子層固定到軸。

18.一種制造層疊轉子的方法,所述方法包括:

a.提供多個轉子片,所述多個轉子片中的每一片:

i.具有第一側面和第二相對側面;

ii.具有在所述第一側面和所述第二側面之間延伸的中央開口;

iii.具有從中央開口徑向延伸的多個凸角,其中至少一些片具有帶凸角開口的凸角;

iv.由包括纖維基底和塑料樹脂的纖維增強復合材料形成;

b.堆疊所述多個轉子片中的每一個,使得每個轉子片的第一和第二側面中的至少一個鄰近另一個轉子片的第一或第二側面;

c.使堆疊的多個轉子片中的每一片緊壓在一起;

d.加熱所述堆疊的多個轉子片,使得所述塑料樹脂在至少一些所述轉子片之間流動,以將所述多個轉子片固定在一起;和

e.使塑料樹脂固化。

19.根據權利要求18所述的制造層疊轉子的方法,還包括將軸插入所述多個轉子片中的每一個的中央開口中。

20.根據權利要求19所述的制造層疊轉子的方法,其中,所述軸的插入在加熱所述堆疊的多個轉子片之前進行。

21.根據權利要求20所述的制造層疊轉子的方法,其中,所述軸的插入包括插入具有至少一個周向槽的軸,并且其中,加熱所述堆疊的多個轉子片使得來自所述轉子片中的至少一個的塑料樹脂流入周向槽,以將堆疊的多個轉子片固定到軸。

22.根據權利要求18所述的制造層疊轉子的方法,還包括由具有第一取向軸線和第二取向軸線的碳纖維片形成具有共享第一共同縱向軸線的相對延伸的第一和第二凸角以及共享第二共同縱向軸線的相對延伸的第三和第四凸角的多個轉子片中的每一個,所述第一取向軸線大致平行于所述第一共同縱向軸線,所述第二取向軸線垂直于所述第一取向軸線并且大致平行于所述第二共同縱向軸線。

23.一種制造復合層壓轉子的方法,所述方法包括:

a.提供多個單獨的轉子板,每個轉子板由預固化的纖維增強復合材料形成,每個轉子板具有:

i.第一側面和第二相對側面;

ii.在所述第一側面和所述第二側面之間延伸的中央開口;

iii.多個凸角,其從中央開口徑向延伸;

b.堆疊所述多個轉子板中的每一個,使得每個轉子板的第一側面和第二側面中的至少一個鄰近另一個轉子板的第一側面或第二側面;

c.使用粘合劑將所述多個轉子板中的每一個結合到至少一個相鄰的轉子板;和

d.將軸插入所述轉子板的中央開口中。

24.根據權利要求23所述的制造復合層壓轉子的方法,還包括在將所述軸插入到所述轉子板的中央開口中之前對所述軸進行去毛刺。

25.根據權利要求23所述的制造復合層壓轉子的方法,其中,在將所述轉子板結合在一起的步驟之后執(zhí)行插入所述軸。

26.根據權利要求23所述的制造復合層壓轉子的方法,還包括通過沖壓、精密沖裁、激光切割和水射流切割中的一種形成所述多個轉子板中的每一個。

27.一種轉子組件,包括:

a.多個轉子層,每個轉子層包括:

i.第一側面和第二相對側面;

ii.在所述第一側面和所述第二側面之間延伸的中央開口;

iii.由根段連結的多個凸角,所述多個凸角中的每一個遠離所述中央開口延伸并且具有與所述中央開口相交的縱向軸線;

b.其中至少一個轉子層由絲狀材料形成;和

c.軸,其延伸穿過所述多個轉子層中的每一個的中央開口;

d.其中所述多個轉子層堆疊在一起以形成所述轉子組件。

28.根據權利要求27所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子層是由單個連續(xù)纖維絲束形成的轉子層片,所述纖維縫合在一起以限定所述多個凸角、所述根段和所述中央開口。

29.根據權利要求27所述的轉子組件,其中,所述多個轉子層中的每一個是由單個連續(xù)纖維絲束形成的轉子層片,所述纖維縫合在一起以限定所述多個凸角、所述根段和所述中央開口。

30.根據權利要求27所述的轉子組件,還包括將所述多個轉子層固定在一起的固化樹脂材料。

31.根據權利要求30所述的轉子組件,其中,所述絲狀材料是碳纖維絲束。

32.根據權利要求28所述的轉子組件,其中,所述連續(xù)纖維絲束借助縫合材料縫合在一起。

33.根據權利要求32所述的轉子組件,其中,所述連續(xù)縫合材料連結到與所述轉子層片相鄰的縫合背襯材料。

34.根據權利要求32所述的轉子組件,其中,所述中央開口通過使所述絲束布置成具有大致圓形的中心段來限定,并且每個凸角通過使所述絲束布置成具有至少第一凸角段和第二凸角段來限定。

35.根據權利要求34所述的轉子組件,其中,每個凸角還通過使所述絲束布置成具有縫合到所述第一凸角段的第三凸角段以及縫合到所述第二凸角段的第四凸角段來限定。

36.根據權利要求34所述的轉子組件,其中,所述絲束進一步限定在所述凸角之間延伸的所述根段,其中每個根段被縫合到所述中心段。

37.根據權利要求34所述的轉子組件,其中,所述第一和第二凸角段中的纖維通常從所述中心段朝向每個凸角的尖端部分延伸,所述中心段中的纖維圍繞所述中央開口大致周向地延伸,并且根段中的纖維的至少一部分大致平行于中心段中的相鄰纖維的一部分延伸。

38.根據權利要求37所述的轉子組件,其中,所述絲束中的纖維被布置成限定三個凸角。

39.根據權利要求38所述的轉子組件,其中,所述絲束中的纖維被布置成限定四個凸角。

40.根據權利要求34所述的轉子組件,其中,所述第一和第二凸角段布置成形成凸角開口。

41.根據權利要求27所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子層包括纖維基底和塑料樹脂。

42.根據權利要求41所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子層的所述纖維基底是碳纖維基底。

43.根據權利要求42所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子層的碳纖維基底用塑料樹脂預浸漬。

44.根據權利要求43所述的轉子組件,其中,所述至少一個轉子層的碳纖維基底具有多個纖維,并且其中,至少一些纖維大致平行于所述至少一個轉子層的所述多個凸角中的至少一個的縱向軸線對齊。

45.根據權利要求44所述的轉子組件,其中,所述多個纖維是非織造的。

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