用于輕型部件的力導(dǎo)入裝配件的制作方法
【專利摘要】一種用于輕型部件的力導(dǎo)入裝配件（2、42），包括兩個徑向力導(dǎo)入面（6、8）、至少一個軸向力導(dǎo)入面（4）以及用于力導(dǎo)入裝配件的安裝和力導(dǎo)入的至少一個容納裝置。該徑向力導(dǎo)入面（6、8）和軸向力導(dǎo)入面（4）圍成腔。該徑向力導(dǎo)入面和軸向力導(dǎo)入面形成單件式部件。該容納裝置形成為徑向力導(dǎo)入面與軸向力導(dǎo)入面之間的壁，至少部分地與該軸向力導(dǎo)入面不平行地延伸，并且包括用于配裝錨定部的保持面的支承面（12）。這種類型的力導(dǎo)入裝配件能夠通過利用選擇性激光熔融方法制成。因此，該力導(dǎo)入裝配件能夠特別靈活地適于載荷條件并且具有特別有利的材料性能和輕的重量。
【專利說明】用于輕型部件的力導(dǎo)入裝配件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年4月26日提交的德國專利申請N0.102011018526.7以及于2011年4月26日提交的美國臨時專利申請N0.61/479，252的優(yōu)先權(quán)，所述申請的公開內(nèi)容通過引用并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于輕型部件的力導(dǎo)入裝配件、一種包括這種類型的力導(dǎo)入裝配件的輕型部件、一種用于制造這種類型的力導(dǎo)入裝配件的方法、這種類型的力導(dǎo)入裝配件的用于將力導(dǎo)入夾層部件的用途以及一種包括由裝備有這種類型的力導(dǎo)入裝配件的輕型部件構(gòu)成的固定裝置的飛行器。
【背景技術(shù)】
[0004]在現(xiàn)代交通工具中，輕型材料用于固定裝置、附加裝置以及空氣動力輔助面的寬廣范圍，該輕型材料除重量輕之外，還具有足夠的或高的強度。特別是在現(xiàn)代商用飛行器中，機身內(nèi)的大量機構(gòu)利用包括至少一個芯層以及一個、兩個或更多個護面的夾層材料而制成。示例包括乘客艙的地板、機務(wù)人員休息艙以及儲柜。在由夾層結(jié)構(gòu)形式的輕型材料制成的承載相對較重載荷的結(jié)構(gòu)部件中，有必要設(shè)置專門的力導(dǎo)入點，結(jié)構(gòu)部件能夠固定至該專門的力導(dǎo)入點，以使得可以可靠地傳遞力。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)未提供這樣一種選擇，該選擇用于將集中的力例如通過螺釘連接而導(dǎo)入輕型蜂窩夾芯板中的足夠可靠且同時節(jié)省重量，而無需在在力導(dǎo)入點處局部地提供實心增強。這種增強通常通過在由復(fù)合材料或鋁制成的實心部件中進行粘合來提供。替代性地，較小的力可以傳遞到具有蜂窩芯的輕型板中，該蜂窩芯的蜂窩單元填充有蜂窩芯填充物。
[0006]DE3827279A1和EP0354403B1公開了 一種用于吸收車輛運輸倉中的負載的防護壁，該防護壁構(gòu)造為輕型部件，所述壁通過裝配件保持在飛行器機身的上部結(jié)構(gòu)上。該裝配件各自具有支撐相關(guān)輕型部件的相對較大的面。
[0007]盡管對于技術(shù)實施來說，僅朝向接合元件突出的面足以將力導(dǎo)入輕型部件中，但由于一個或多個常規(guī)的、實心的力導(dǎo)入部件的一體化導(dǎo)致輕型部件的重量顯著增加，因此在不包括用于這種類型的輕型部件的輕型構(gòu)造的情況下，這些已知的選擇不能構(gòu)成一個優(yōu)選的解決方案。對于連接到成角度地設(shè)置到機艙地板的支桿的裝配件的情況而言也是如此。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，可以認為本發(fā)明的一個目的是提出一種力導(dǎo)入裝配件以及一種用于制造這種力導(dǎo)入裝配件的方法，其中，該力導(dǎo)入裝配件使得可以將力盡可能協(xié)調(diào)地導(dǎo)入輕型部件中，同時該力導(dǎo)入裝配件具有輕的重量并且其制造成本低。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提出一種該類型的力導(dǎo)入裝配件，其中，能夠通過改進力導(dǎo)入裝配件來調(diào)節(jié)可傳遞的力，這種類型的改型能夠盡可能低成本地或以無額外成本的方式執(zhí)行。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于，可以提出一種包括固定裝置的飛行器，該固定裝置由輕型部件構(gòu)成，該輕型部件能夠以特別小的額外重量安裝在飛行器結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0011]上述目的通過獨立權(quán)利要求的特征得以實現(xiàn)。從相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中獲得有利的改進方案。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件包括至少一個軸向力導(dǎo)入面，兩個徑向力導(dǎo)入面以及用于安裝輕型部件的至少一個容納裝置，軸向力導(dǎo)入面和徑向力導(dǎo)入面圍成腔，并且根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件形成沒有接合部的單件式部件。所述至少一個容納裝置形成為位于徑向力導(dǎo)入面之間的壁并由所述軸向力導(dǎo)入面圍住，所述容納裝置至少在一些部分中與軸向力導(dǎo)入面不平行地延伸以及包括用于配裝錨定裝置的保持面的支承面。在力導(dǎo)入面的區(qū)域中，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件包括可以具有預(yù)先限定的壁厚并由力導(dǎo)入面向外地限制的壁狀結(jié)構(gòu)。
[0013]徑向力導(dǎo)入面優(yōu)選地構(gòu)造成以平面的有結(jié)合力的方式連接到輕型部件，粘合連接是特別有利的。能夠被傳遞到力導(dǎo)入裝配件的力能夠通過徑向力導(dǎo)入面的尺寸和形狀預(yù)先限定。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件可以具有任何所需的形狀，該所需的形狀設(shè)置有徑向力導(dǎo)入面和軸向力導(dǎo)入面，所述徑向力導(dǎo)入面和軸向力導(dǎo)入面能夠?qū)⒅С辛娜菁{裝置傳遞到輕型部件并且將所述力導(dǎo)入到力導(dǎo)入裝配件中。如果輕型部件為例如平坦的夾層面板，那么根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的外部尺寸可以適應(yīng)于夾層板的厚度或夾層板中的芯層的厚度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的協(xié)調(diào)的一體化。軸向力導(dǎo)入面也可以優(yōu)選地構(gòu)造成將要被垂直于輕型部件施加的力轉(zhuǎn)變成軸向力導(dǎo)入面與輕型部件的剪力芯之間的剪切力，而徑向力導(dǎo)入面構(gòu)造成將壓力或拉力定向為平行于夾層板的延伸方向協(xié)調(diào)地傳遞到所述板。
[0015]由于封閉的腔，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件以如下方式具有一定的可變形性:即，能夠提供力導(dǎo)入裝配件與輕型部件之間剛性的相對較小的變化。同時，該腔以如下方式將該力導(dǎo)入裝配件的重量減小到較小量:即，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件盡可能少的增加輕型部件的重量。
[0016]容納裝置的設(shè)計使得力導(dǎo)入裝配件可以特別容易地吸收傾斜于徑向力導(dǎo)入面延伸的拉力。由于包括有傾斜于軸向力導(dǎo)入面延伸的一體壁的協(xié)調(diào)設(shè)計，力能夠通過整個力導(dǎo)入裝配件被導(dǎo)入到輕型部件中。
[0017]除了通過致動器的引導(dǎo)功能之外，徑向力導(dǎo)入面中的開口還產(chǎn)生了與圍繞力導(dǎo)入裝配件的介質(zhì)的連接，所述開口對相關(guān)的錨定部從力導(dǎo)入裝配件的外部到力導(dǎo)入裝配件的腔中的延伸是必要的。因此，例如空氣的該介質(zhì)能夠滲透到腔中并且確保壓力補償，從而使得對在高海拔或深水中使用是合適的。
[0018]能夠抵靠支承面配裝的錨定部能夠在形成為保持面的外表面上包括鐘狀端部。通過該鐘狀端部，能夠?qū)肜Φ陌魻畋倔w能夠從力導(dǎo)入裝配件向外延伸。
[0019]同樣如上所述，多個容納裝置可以結(jié)合到力導(dǎo)入裝配件中以例如用于分別沿力導(dǎo)入裝配件和輕型部件的不同方向延伸的多個錨定裝置的使用。因此，所述徑向力導(dǎo)入面中的一者或兩者具有用于引導(dǎo)錨定部穿過的開口。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的有利的實施方式，容納裝置的壁包括以如下方式通向開口中的狹縫:即，錨定裝置能夠從包括保持面的一側(cè)延伸到壁的相對側(cè)。因此，錨定裝置的保持面可以齊平的、緊密配合的方式在間隙的每一側(cè)上接觸容納裝置的支承面，同時用于吸收拉力的棒狀本體延伸穿過該狹縫。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的有利的實施方式，支承面是以如下方式彎曲的:即，支承面處的切向梯度從壁的根部向與軸向力導(dǎo)入面相對的壁端部持續(xù)地變化。在錨定部上相應(yīng)形狀的保持面的情況下，這允許球窩接頭部的制造，最終導(dǎo)致具有相對于徑向力導(dǎo)入面的可變方向的力的吸收。因此，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件能夠被用于具有不同撐角的多個應(yīng)用并且不必要為每個載荷情況設(shè)計單獨的力導(dǎo)入裝配件。
[0022]拉力的最佳吸收在力垂直導(dǎo)入支承面的情況下實現(xiàn)。為了克服角度區(qū)域以便吸收來自多個不同方向的拉力，建議將支承面構(gòu)造成球形表面的一部分，因為在這種情況下能夠容易地滿足對垂直力導(dǎo)入的需要。
[0023]在本發(fā)明的有利的實施方式中，容納裝置的壁在根部區(qū)域連接到徑向力導(dǎo)入面。這導(dǎo)致了根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的特別高的穩(wěn)定性和剛度水平。
[0024]替代性地或此外，在本發(fā)明的另一有利的實施方式中，容納裝置的壁端部以如下方式連接到相對的徑向力導(dǎo)入面:即，壁從一個徑向力導(dǎo)入面向與其間隔開的徑向力導(dǎo)入面延伸，以及，實現(xiàn)了要被容納的錨定裝置的特別高的強度。
[0025]在本發(fā)明的有利的實施方式中，力導(dǎo)入裝配件包括相對面，該相對面與容納裝置的壁在與所述徑向力導(dǎo)入面中的至少一個徑向力導(dǎo)入面平行的徑向方向上分隔開，并且向支承面彎曲。錨定裝置的一端可以位于支承面與相對面之間的區(qū)域中，并且通過合適的裝置壓靠支承面從而不釋放連接。所述合適的裝置可以是彈簧或回彈本體或其組合，這些在錨定裝置的插入之前或之后被插入。如果使用由例如彈性體或另外的合適的材料制成的回彈本體，則可以同時執(zhí)行止動件的用于通過關(guān)閉徑向力導(dǎo)入面的開口來防止錨定裝置滑出的功能。
[0026]在本發(fā)明的有利的實施方式中，該相對面至少部分地相對于軸向力導(dǎo)入面傾斜。該傾斜優(yōu)選地至少在一部分中定向為朝向支承面。在相應(yīng)成形的錨定部的情況下，被插入的錨定裝置與相對面之間的橫截面積因此能夠被減小，因此回彈本體被略微壓緊并且防止掉出。
[0027]本發(fā)明的有利的實施方式中，徑向力導(dǎo)入面包括切口，該切口通向徑向力導(dǎo)入面中的開口中，并且從容納裝置的與支承面所位于的側(cè)部相反的一側(cè)徑向向外延伸。切口隨著距容納裝置的距離的增加而變寬。這允許錨定部以關(guān)于豎直于包括開口的徑向力導(dǎo)入面不同的角度位置被弓I導(dǎo)穿過而不損壞力導(dǎo)入裝配件。
[0028]在有利的改進方案中，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件是盤狀或盒狀。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的高度可以以如下方式適應(yīng)輕型部件的厚度:即，力導(dǎo)入裝配件可以例如以齊平的方式結(jié)合到例如構(gòu)造為夾層板的輕型部件中。由于盤狀或盒狀的設(shè)計，軸向力導(dǎo)入面可以構(gòu)造為圓筒形表面，而徑向力導(dǎo)入可以各自構(gòu)造為設(shè)置在圓筒形表面的上側(cè)和下側(cè)上的圓盤。徑向力導(dǎo)入面能夠在其整個表面上以沒有接合部的一體的構(gòu)造連接到軸向力導(dǎo)入面。由于這種類型的構(gòu)造，腔在可能屈曲的位置處的橫截面在加載有彎曲力的情況下被完全地或至少盡可能完全地保持。因此，相比于包括單個部件的構(gòu)造的情況下的其他可能，在根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件中可以導(dǎo)入明顯更大的彎曲力、拉力以及橫向力。
[0029]更有利地，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件可以具有對稱的構(gòu)造?？v向軸線可以與容納裝置同心地設(shè)置。徑向力導(dǎo)入面的形狀和軸向力導(dǎo)入面的形狀可以根據(jù)需要選擇；都可以使用圓形形狀和有角的形狀，即，具有或不具有圓化邊的多邊形形狀。軸向力導(dǎo)入面應(yīng)當具有由徑向力導(dǎo)入面之間的延伸而形成的形狀。
[0030]因此，盒狀設(shè)計可以基于圓筒形形狀(例如，類似于罐狀)、立方形形狀或任何其他規(guī)則或不規(guī)則的三維形狀。此外，根據(jù)要裝備的輕型部件，徑向力導(dǎo)入面可以彼此平行或成角度關(guān)系。
[0031 ] 根據(jù)有利的改進方案，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件可以具有粗糙表面。這允許輕型部件的例如在輕型部件的芯層與軸向力導(dǎo)入表面之間或在輕型部件表面與徑向力導(dǎo)入面之間的有利粘合。
[0032]在根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的有利的改進方案中，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的壁厚在所述至少一個徑向力導(dǎo)入面的區(qū)域中從縱向軸線觀察徑向向外減小。因此，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的彈性/塑性可變形性以如下方式增大:即，增大的拉力和壓力能夠?qū)胼p型部件中，例如導(dǎo)入到夾層板的護面中。出現(xiàn)的導(dǎo)入到芯元件中的橫向推力減少，這對復(fù)合結(jié)構(gòu)中的整體強度具有有利的效果。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的有利的改進方案中，加固元件設(shè)置在腔內(nèi)并且連接到所述至少一個軸向力導(dǎo)入面和/或所述至少一個徑向力導(dǎo)入面。該加固元件可以具有不同的形狀并且沿軸向方向延伸以及形成為實心的中間肋狀件或形成為棒狀加固元件，該棒狀加固元件形成腔內(nèi)的框架結(jié)構(gòu)。這些加固元件的目的是改進容納裝置與徑向力導(dǎo)入面和軸向力導(dǎo)入面之間的力傳遞。通過調(diào)整加固元件的類型、形狀以及數(shù)量，能夠至少部分地影響根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的可變形性。
[0034]在優(yōu)選改進方案中，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件包括兩個徑向力導(dǎo)入面，所述兩個徑向力導(dǎo)入面形成為盤形元件并且由軸向力導(dǎo)入面補充以形成根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的封閉表面。因此，實現(xiàn)了具有結(jié)合到現(xiàn)有輕型部件中的特別有利的、簡單的可能性的極其簡單的構(gòu)造。通過預(yù)先限定根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的各個壁厚，能夠確定能夠由設(shè)置在所述壁上的力導(dǎo)入面吸收的力的大小。
[0035]在根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的有利的改進方案中，所述裝配件由可熔化材料制成，這使得可以以彼此層疊設(shè)置的相互連接的層來制造力導(dǎo)入裝配件，如在下文與根據(jù)本發(fā)明的制造方法相關(guān)聯(lián)地描述。為此，任何可熔化材料，例如塑料材料或金屬，都是合適的。
[0036]在完成制造方法之后，制造力導(dǎo)入裝配件所需的顆粒狀可熔化性材料能通過開口從腔中移除，錨定部通過該開口延伸到根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件中。如上所述，力導(dǎo)入裝配件能夠以生成層構(gòu)造方法制成。在這種情況下，粉末或顆粒的可熔化材料被施加在層中，激光優(yōu)選地完全熔化力導(dǎo)入裝配件的輪廓。由于，作為該制造方法的結(jié)果，未熔化的顆粒材料殘留在基板上，直到力導(dǎo)入裝配件制成為止，因此當制造腔時，該顆粒材料被封入該腔中并且通過開口被移除以使重量最小化。
[0037]可熔化材料可以設(shè)置為包括工具鋼、不銹鋼、鋼、鈦、鋁以及鐵鈷鎳合金，或這些材料的混合物的合金，例如鍛造鋁合金(AlZnCu等)、高強度鋁合金，例如AlMgSc，或類似合金的組中的材料。通過使用這些優(yōu)選在不添加粘合劑的情況下使用的材料，可以將粉末形式的可用的材料完全地熔化。因此，能夠以力導(dǎo)入裝配件的方式得到大約100%的部件密度，該力導(dǎo)入裝配件的機械參數(shù)對應(yīng)于材料的規(guī)格的最大可能程度。這意味著，例如當由鈦合金制成力導(dǎo)入裝配件時，基于相應(yīng)的鈦合金的參數(shù)，例如回彈性，也能夠基于力導(dǎo)入裝配件。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，力導(dǎo)入裝配件通過生成層結(jié)構(gòu)方法，特別是通過選擇性激光熔融方法(也可縮寫成“SLM”)來制造。在這種情況下，形成至少部分地圍繞該力導(dǎo)入裝配件的腔的壁。此外，多個加固元件可以以如下方式形成在腔內(nèi)并橫向于力導(dǎo)入裝配件的延伸方向:即，所述加固元件能夠吸收作用在力導(dǎo)入裝配件上的彎曲力、軸向力以及徑向力的至少一部分。加固元件與壁形成為單件，壁和加固元件均由可熔化材料通過層構(gòu)造方法制成。
[0039]在這種情況下，力導(dǎo)入裝配件能夠逐層地構(gòu)造，在每種情況下，一層粉末材料可以以如下方式被施于力導(dǎo)入裝配件的已處理的部分上并隨后被局部地熔化:即，所述層能夠在隨后的硬化期間粘結(jié)在已處理的部分上。例如，能夠通過激光束產(chǎn)生包括底切部的任意期望的三維幾何形狀。因此，可以制造出這樣的有利的力導(dǎo)入裝配件，該力導(dǎo)入裝配件不能以常規(guī)機械或鑄造制造方法制造。
[0040]為了制造這種類型的產(chǎn)品，通常有必要以三維的形式提供并作為層數(shù)據(jù)來處理的所述產(chǎn)品的幾何形狀數(shù)據(jù)。從部件的可用的CAD數(shù)據(jù)，通過所謂的“分片層”(slicing)而制成大量的層。由此制成根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件，其關(guān)于強度和輕重量的機械性能超過所有已知的力導(dǎo)入裝配件。
[0041]為了獲得最優(yōu)的表面支撐，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件由激光以傾斜的方式構(gòu)造。相應(yīng)地，在盤狀或盒狀設(shè)計的情況下，軸向力導(dǎo)入面和徑向力導(dǎo)入面都沒有位于基板上。
[0042]替代性地，為了減少制造成本以及該制造方法的持續(xù)時間，水平制造也應(yīng)該是可以的，其中力導(dǎo)入裝配件不是以傾斜的方式構(gòu)造而是以平面方式置于基板上。
[0043]包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的輕型部件滿足本發(fā)明的上述目的中至少一個目的。
[0044]包括至少一個內(nèi)置機構(gòu)的飛行器也實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的中的一個目的，該內(nèi)置機構(gòu)包括至少一個包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的輕型部件。在現(xiàn)代商用飛行器中，例如，機腹整流裝置的護面可以通過多個根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件固定到飛行器的結(jié)構(gòu)上。此外，飛行器機艙內(nèi)的多個輕型部件能夠通過根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件固定到機身結(jié)構(gòu)，所述多個輕型部件例如為底板、機艙天花板護面、標志物或標志物部件、間隔壁以及大量不同的內(nèi)部修整部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]本發(fā)明的其他特征、優(yōu)勢以及可能的應(yīng)用從對實施方式和附圖的以下描述中得以顯現(xiàn)。附圖中所描述和/或示出的所有特征自身或以任意所需組合的方式形成本發(fā)明的主題，與這些特征在各個權(quán)利要求或該各個權(quán)利要求的向后(back)引用中的構(gòu)型無關(guān)。在附圖中，相似的附圖標記再次表明相似或類似的物體。[0046]圖1a至圖1d示出了根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的第一實施方式。
[0047]圖2a和圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明的在輕型部件中的力導(dǎo)入裝配件的另一實施方式。
[0048]圖3為根據(jù)本發(fā)明的方法的示意圖。
[0049]圖4示出了包括至少一個內(nèi)置機構(gòu)的飛行器，所述內(nèi)置機構(gòu)包括至少一個輕型部件，所述輕型部件包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件。
【具體實施方式】
[0050]圖1a為根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2的截面圖，該力導(dǎo)入裝配件2具有盒狀構(gòu)型，該盒狀構(gòu)型包括軸向力導(dǎo)入面4以及相互同心地設(shè)置并沿軸向方向彼此分隔開的兩個徑向力導(dǎo)入面6和8。徑向力導(dǎo)入面6和8與軸向力導(dǎo)入面4 一起形成呈根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2的形式的一體的、封閉的、單件式本體。所示出的根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的單件式構(gòu)造能夠通過SLM方法特別有利地實現(xiàn)。
[0051]力導(dǎo)入面4、6和8圍成腔，在該腔的中央設(shè)置有容納裝置10，該容納裝置10包括壁11，該壁11包括具有曲率的支承面12，該曲率的切向梯度從下徑向力導(dǎo)入面向上徑向力導(dǎo)入面持續(xù)地減小。錨定部14具有鐘狀端部16和棒狀力導(dǎo)入本體18。錨定部14穿過壁11中的狹縫50向外延伸。棒狀力導(dǎo)入本體18包括根據(jù)支承面12形成的保持面20。由于支承面12的曲率和保持面20的曲率，力導(dǎo)入本體18和上徑向力導(dǎo)入面6能夠以可以將根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2以關(guān)于不同撐角可變的方式用于安裝機艙標志物等的方式一起形成角ct。
[0052]壁21與支承面12間隔開設(shè)置，并且與支承面12 —起封入錨定部14的鐘狀端部，該壁21包括略微彎曲的相對面22，該相對面22彎曲成更靠近區(qū)域中的支承面12。在示出的實施方式中，由回彈材料制成的止動件24設(shè)置在所述錨定部與相對面22之間，以將鐘狀端部16朝向支承面12推動并且因此防止鐘狀端部16滑出。彈簧同樣也可以用作對這種回彈本體38的替代物；為此，可能有必要將相對面22與錨定部30略微進一步地分隔開。
[0053]在圖1a中略偏左側(cè)可見輕型部件26的一部分，該輕型部件包括芯層28，該芯層28例如包括蜂窩芯，以及向外覆蓋芯層28的兩個護面30和32。該輕型部件26還包括容納面34，該容納面34具有與力導(dǎo)入裝配件2的軸向力導(dǎo)入面4對應(yīng)的形狀。因此，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2能夠抵靠輕型部件26緊密地配合并且通過例如粘合的合適的連接手段剛性地連接到輕型部件2。這種類型的連接的強度主要通過輕型部件26的軸向力導(dǎo)入面4以及與其相應(yīng)的容納面的尺寸來預(yù)先限定。因此，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件可以適應(yīng)于要通過確定軸向力導(dǎo)入面4的尺寸而吸收的力。因此，對制造根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2的SLM方法的使用幾乎不產(chǎn)生明顯的附加費用。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2優(yōu)選地以如下方式構(gòu)造:S卩，軸向力導(dǎo)入面4在根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2的縱向方向上延伸越過與芯層28相等的高度，使得根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2與芯層28 —起能夠由所述兩個護面30和32以齊平的方式覆蓋。因此，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2和輕型部件26形成一體的部件。為此，力導(dǎo)入面4、6和8中的每個力導(dǎo)入面均優(yōu)選地設(shè)置有粗糙表面，使得能夠通過合適的連接手段來實現(xiàn)對芯層28和護面30及32的特別好的粘合。[0055]力導(dǎo)入面2、4和6的側(cè)部處的加載箭頭作為示例示出了力導(dǎo)入裝配件2導(dǎo)入輕型部件26中的載荷或應(yīng)力的類型。
[0056]圖1b中的平面圖示出延伸到具有切口角度P的變寬切口 38中的開口 36設(shè)置在上徑向力導(dǎo)入面6中。錨定部14能夠穿過該開口 36插入根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2中并且通過該切口而允許平行于上徑向力導(dǎo)入面6的平面的可變載荷導(dǎo)入角。由于角度偏差，根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入元件2不僅能夠用于不同載荷的情況，而且能夠可靠地免于由于不精確的線性力導(dǎo)入而造成的損壞。
[0057]如圖1c所示，錨定部14的鐘狀端部區(qū)域16優(yōu)選地成為部分中空的，從而實現(xiàn)錨定部14的有利重量。棒狀本體18無縫地延伸到鐘狀端部，拉力能夠通過棒狀本體18借助螺栓裝置等被導(dǎo)入。
[0058]為了減輕重量，如圖1d所示，在鐘狀端部區(qū)域16中以能夠減小所需壁厚的方式設(shè)置多個加強肋狀件40。錨定部14或至少鐘狀端部區(qū)域16也可以通過SLM方法或替代性地通過鑄造方法來制造。
[0059]力導(dǎo)入裝配件2的所有壁厚也能夠為了適應(yīng)產(chǎn)生載荷的情況而變化，從而例如徑向力導(dǎo)入面4和6的厚度徑向向外減小。壁厚的平均值例如可以處于根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2的總高度的2%至10%的范圍內(nèi)。因此，使用SLM方法以制造根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2幾乎不產(chǎn)生明顯的附加費用。
[0060]圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件42的另一實施方式，在該實施方式中，止動件24由壓縮彈簧44取代。在這種情況下，錨定部14能夠穿過插入開口 46插入到力導(dǎo)入裝配件42中并且移位至支承面12。錨定部14的鐘狀端部16與插入開口 46之間的空間隨后被用于容納壓縮彈簧44。這種布置的優(yōu)勢在于用于吸收棒狀力導(dǎo)入本體18上的推動力的錨定部的相對較強的移位能力。
[0061]圖2b為壓縮彈簧44在插入穿過插入開口 46時將被設(shè)置于其中的容納空間48的截面圖。由于狹縫50以在中央的方式設(shè)置在支承面12中以引導(dǎo)穿過棒狀載荷引入本體18，因此支承面12在該視圖中是不可見的，并且圖2b所示的截面同樣沿著力導(dǎo)入本體42以在中央的方式延伸。因此，僅錨定部14的一個保持面20是可見的。
[0062]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的制造方法的主要步驟。根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件通過選擇性激光熔融方法(SLM)制造。在這種情況下，力導(dǎo)入裝配件基于可用的CAD數(shù)據(jù)通過被稱為“分片層”的許多層來制造，從而產(chǎn)生單件式部件。
[0063]在52處，粉末或顆粒材料例如通過刀片在構(gòu)造平臺的整個表面上施加大約
0.0Olmm至大約0.2mm并且優(yōu)選地為10 y m至80 y m的厚度。在54處,所述層通過激發(fā)合適的激光束，根據(jù)支承件的“已分片層的”輪廓逐步熔化成粉末床。隨后，在56處，基底平臺略微地下降并且隨后放置新的粉末層。該粉末通過升高粉末平臺或作為刀片中的供應(yīng)物來提供。該層構(gòu)型豎直地形成。由激光提供的能量由粉末吸收并且導(dǎo)致粉末顆粒的局部有限的熔化。
[0064]由于SLM方法涉及通過激發(fā)激光束而被熔化成粉末床的各個層,在58處,粉末殘留在腔內(nèi)并且在完成之后通過相應(yīng)的開口移除。
[0065]例如，招合金AlZn6MgCu、AlZn5、5MgCu 或 AlZn6CuMgZr、基于 AlMgSc 合金，高強度鋼或不銹鋼，例如A17Cr-4N1-3Cu或其他鈦合金TiA16V4可以用作用于制造根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件的材料。
[0066]最后，圖4示出了飛行器60，其機身中包括通過輕型部件26提供的多個內(nèi)置機構(gòu)62,這些輕型部件例如各自配備有至少一個根據(jù)本發(fā)明的力導(dǎo)入裝配件2、32。
[0067]此外，應(yīng)該注意的是，術(shù)語“包括”并不排除其他元件或步驟，術(shù)語“一個”并不排除多個。還應(yīng)該注意的是，已經(jīng)參照上述實施方式中的一個實施方式描述的特征同樣可以與上述公開的其他實施方式的其他特征組合使用。權(quán)利要求中的附圖標記不應(yīng)當被視為限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輕型部件的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，所述力導(dǎo)入裝配件(2、42)為盒狀并且包括: -兩個盤狀的徑向力導(dǎo)入面(6、8)； -至少一個軸向力導(dǎo)入面(4)，所述至少一個軸向力導(dǎo)入面(4)構(gòu)造為圓筒形表面，以及 -至少一個容納裝置，所述至少一個容納裝置用于安裝錨定部(14); 其中，所述徑向力導(dǎo)入面(6、8)和所述軸向力導(dǎo)入面(4)圍成腔； 其中，所述力導(dǎo)入裝配件(2、42)形成為沒有接合部的單件式部件，以及其中，所述容納裝置形成為位于所述徑向力導(dǎo)入面(6、8)之間的壁(11)并由所述軸向力導(dǎo)入面(4)圍住，所述容納裝置至少在一些部分中與所述軸向力導(dǎo)入面(4)不平行地延伸以及包括用于配裝錨定裝置(14)的保持面(20)的支承面(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，還包括位于徑向力導(dǎo)入面(6、8)中的開口(36、46)，所述開口是能夠從外部被觸及的并且從所述力導(dǎo)入裝配件的外部延伸到所述力導(dǎo)入裝配件(2、42)的所述腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，所述錨定部(14)包括鐘狀端部(16)，在所述鐘狀端部(16)的外表面上形成有保持面(20)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，所述容納裝置的所述壁(11)包括狹縫(50)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4和權(quán)利要求2所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，所述狹縫(50)通向所述開口(36)中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，所述支承面(12)是彎曲的并且所述支承面(12)處的切向梯度從所述壁(11)的根部區(qū)域向所述壁(11)的相對端持續(xù)變化。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，所述支承面(12)為球形表面的一部分。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，所述壁(11)的根部區(qū)域連接到徑向力導(dǎo)入面(6、8)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，還包括相對面(22)，所述相對面(22)與所述容納裝置的所述壁(11)在與所述徑向力導(dǎo)入面(6、8)中的至少一個徑向力導(dǎo)入面平行的徑向方向上分隔開，并且向所述支承面(12)彎曲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，所述相對面(22)至少在一些部分中相對于所述軸向力導(dǎo)入面(4)傾斜。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，其中，徑向力導(dǎo)入面(6、8)包括切口(38),所述切口(38)通向所述徑向力導(dǎo)入面(6、8)中的所述開口(36)中，并且從所述容納裝置的與所述支承面(12)所位于的側(cè)部相反的側(cè)部徑向向外延伸。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，所述力導(dǎo)入裝配件(2,42)通過生成層構(gòu)造方法制成。
13.一種輕型部件(26)，包括: -至少一個芯層(28)，-至少一個護面(30、32)，以及 -至少一個根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)， 其中，所述輕型部件(26)包括容納面(34)，所述容納面(34)沿軸向力導(dǎo)入面(4)形成，用于抵靠所述力導(dǎo)入裝配件(2)的所述軸向力導(dǎo)入面(4)配裝，以及 其中，所述力導(dǎo)入裝配件(2、42)的延伸范圍構(gòu)造成對所述芯層(28)以及對抵靠所述芯層配裝的所述力導(dǎo)入裝配件(2、32 )進行齊平覆蓋。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輕型部件(26)在飛行器中的用途。
15.一種方法，所述方法用于通過生成層構(gòu)造方法，特別是通過選擇性層熔融方法來制造根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項所述的力導(dǎo)入裝配件(2、42)，在所述方法中，所述力導(dǎo)入裝配件由可熔化材料制成，所述可熔化材料通過所述層構(gòu)造方法成層地熔化。
16.一種飛行器(60)，所述飛行器(60)包括至少一個內(nèi)置機構(gòu)(62)，所述內(nèi)置機構(gòu)(62)包括至少一個輕型部件(26)，所述至少一個輕型部件(26)包括根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項所述的用于安裝輕`型部件(26 )的至少一個力導(dǎo)入裝配件(2、42 )。
【文檔編號】F16B5/01GK103492728SQ201280020444
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月26日
【發(fā)明者】克勞斯·埃梅爾曼, 弗蘭克-邁克爾·克勞金, 揚尼斯·克蘭茲, 埃里克·維齊斯克, 揚·扎斯曼斯豪森 申請人:空中客車德國運營有限責任公司