[发明专利]用于制造具有局部增大厚度的复合材料连杆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造复合材料连杆的方法，所述连杆包括管状或类似类型的主体，所述连杆的诸如一端的一部分的特征是增大的复合材料厚度。

背景技术

图1示出一个这样的连杆1，该连杆包括在其每个端部处由双轭3、4延伸的大致管状中空主体2。

每个双轭3、4更具体地包括两个臂3a、3b、4a和4b，所有的臂都由比连杆的其余部分的复合材料的标称厚度大的复合材料厚度构成。每个轭的两个臂位于平行于中空主体的总体方向，且每个臂包括孔，孔装配有内部金属环。

从专利文献FR2893532得知的方法中，该连杆在复合材料中完全由首先切成图2所示形状的加强纤维组织制成。该形状包括中心部和四个延伸部，该中心部对应于中空主体2，每个延伸部对应于两个双轭中的一个双轭的臂。

所使用的组织是2.5D型的具有恒定厚度的碳纤维组织，即包括多个重叠的编织纤维层，这些编织纤维层通过附加的连接纤维而彼此连接。

该连杆的制造通常包括通过对其施加芯棒等来折叠图2中的组织以赋予其管状的总体形状，然后将树脂注入到加强纤维组织并固化该组合物以聚合该树脂。

轭的厚度在成形组织和注入树脂之前增加。这通过以下来实现：在轭的层面处切割2.5D组织的连接纤维，从而将构成组织的各个编织纤维层分开。

然后在所分离的初始层之间局部地加入附加的交错层，这能够局部地增加厚度。在添加交错层后，所谓的横向纤维穿过该组件以将所有层固定在一起。

然而，能使构成连杆的复合材料壁的厚度在轭的层面处局部增大的该解决方案，在工业化的情形中保持成本较高且实施起来较复杂，这是因为必须要分开各层并插入新的编织纤维层。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种用于制造复合材料连杆的方法来提出弥补该缺点的解决方案，该连杆具有沿其主轴的局部增大的厚度。

为此，本发明提供一种用于制造复合材料连杆的方法，包括以下步骤：

-产生一形成刚性整体的芯棒，所述芯棒适于接纳加强纤维的层；

-围绕所述芯棒交替地施加一方面为编织纤维层和另一方面为卷绕纤维层，所述编织纤维层通过加强纤维编织机器在所施加的所述芯棒的整个长度上延伸，所述卷绕纤维层在所述连杆的、与所述芯棒的一部分长度相对应的加强部的层面处围绕所述芯棒进行卷绕，这些卷绕层借助用于卷绕由加强纤维构成的捆扎件的机器来施加；

-将树脂注射入编织层和卷绕层的各层，并使树脂聚合以建立将所述编织层刚性连接至所述卷绕层的结合(cohesion)。

该连杆包括沿其主轴局部地延伸的增加厚度，因此通过组合各种简单方法、即编织和卷绕来基本上获得该连杆，从而能使该方法的工业化具有非常有竞争力的制造成本。

本发明的方法因此能生产部件，在该部件中，复合材料的厚度在部件的沿主轴彼此隔开的两个部分之间有所不同。

如上所述的方法还包括以下步骤：对包括每个卷绕层和每个编织纤维层的加强部进行机加工以在其中形成接口，所述接口用来接纳将所述连杆连接至另一机械元件的机械轴。

在如上所述的方法中，所述加强部位于所述连杆的一个端部，并且所述机加工步骤包括对所述加强纤维层进行铣削和钻孔以在该端部的层面处形成双轭的两个臂的操作。

在如上所述的方法中，所述加强部位于所述连杆的两个端部之间，并且所述机加工步骤包括对所述加强纤维层进行钻孔以在其中形成轴承的操作。

在如上所述的方法中，使用具有与所述加强部相对应的平坦端部的芯棒，并且所述机加工步骤包括铣削和钻孔操作以在该端部的层面处形成单轭臂。

在如上所述的方法中，所用的捆扎件是织造的加强纤维带。

在如上所述的方法中，所用的捆扎件卷绕成具有预定角度的螺旋体。

在如上所述的方法中，以不同的螺旋角施加多个卷绕层。

附图说明

已经描述的图1是已知的具有两个双轭的复合材料连杆的总体视图；

已经描述的图2是用于通过已知方法制造图1的连杆的加强纤维组织件在摊平时的视图；

图3是用于使用本发明的方法来制造连杆的芯棒的立体图；

图4是示意性地示出在本发明的方法中围绕芯棒堆积加强纤维编织层的操作的立体图；

图5是示意性地示出由加强纤维编织层围绕的芯棒的立体图；

图6是示意性地示出在本发明的方法中围绕芯棒堆积加强纤维卷绕层的操作的立体图；

图7以立体图示出未加工的连杆本体，其呈现于注射树脂的操作之后；