[发明专利]用于构造电流通路的导电套管连接件

说明书

技术领域

本公开的实施例总体涉及用于电气连续性和传导性的配件，并且更特别地涉及具有用于电气连续性的触点的可压缩扩张的套管的实施例，所述触点通过碳纤维树脂复合束中的孔，从而传输流动电流和必须电连接到结构以避免形成火花的闪电感应的电流。

背景技术

在航空器以及其它系统的结构应用中使用碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料现在已经成为惯例。某些结构系统要求用于避雷的导电能力和总是能自然提供金属结构的其它电气应用。然而，CFRP结构缺少与金属结构相同的导电能力。尤其是，通过CFRP结构的孔可能因为缺少连续的导电性而产生生成火花的条件。对于比如油箱结构的应用，贯通配件要求结构中的孔容纳液压管路、传感器及其他系统。举例来说，通过CFRP复合材料束的液压舱壁配件传输流动电流和必须电连接到结构以避免在燃料箱装置内形成火花的闪电感应的电流。

为了在示例性系统中适应这些要求，精确的孔形成在CFRP束中，并且金属套管以充分的过盈压配在孔中以保持与延伸到所述孔的内直径的碳纤维相接触。这要求在CFRP材料中形成具有精确直径的孔，从而接受具有精确外直径的套管，以便在孔的内侧和套管的外侧之间产生接触压力。这种接触压力被要求用来传导来自螺栓的电流，所述螺栓穿过套管到达延伸到通孔的内表面的碳纤维。现有的构造通常要求具有很低的热膨胀系数的特殊材料（exotic material）以匹配CFRP。这种接触压力被要求用以完成具有足够的载流能力从而耗散在液压管道上感应的电流的电路。高精确度被要求用来确保维持抵靠安装舱壁配件的安装孔的内直径中的碳纤维的接触压力。

CFRP结构还可能存在关于某些材料的腐蚀问题。因此，在挑选精确的金属套管时除了要考虑热膨胀问题外，还要求与CFRP结构兼容的防腐能力。这可能极大地限制材料的选择。

因此，期望的是提供一种具有电接触能力的载流套管，其避免对配件的精确钻孔和精确加工的要求。还期望的是提供这样一种套管，其不需要高成本材料在保持与CFRP兼容的防腐的同时维持热膨胀匹配。

发明内容

本文所公开的实施例提供了导电结构连接件，其采用具有第一直径的贯通件或紧固件。具有比贯通件的直径更大的第二直径的紧固件孔延伸通过结构的厚度并且容纳所述贯通件。具有在第一直径和第二直径之间配合的直径和厚度的套管延伸经过并穿过所述结构的厚度。当贯通件压缩地固定到所述结构时，套管在第一直径和第二直径间径向膨胀，从而维持在紧固件和所述结构之间的至少一个触点。

本文描述的另一个实施例包括一种导电结构连接件，其具有：具有第一直径的紧固件；具有紧固件孔的碳纤维树脂复合结构，所述紧固件孔具有比所述第一直径更大的第二直径并且延伸通过所述结构的厚度并容纳所述紧固件；以及导电套管，其延伸经过并且穿过第一和第二直径间的结构的厚度，并且其中当紧固件压缩地固定到所述结构时，套管在所述第一直径和第二直径之间弹性形变，从而维持紧固件和所述结构之间的至少一个触点以传导电流，其中所述套管包含多个褶皱，并且当紧固件被压缩地固定到所述结构时，所述套管在第一直径和第二直径之间弹性形变，从而维持紧固件和所述结构之间的多个触点。

本文描述的另一个实施例涉及用于保持通过碳纤维增强聚合物（CFRP）结构中的孔的导电性的方法，所述方法包括：选择管状元件，使其具有可容纳在CFRP孔内的外直径，并且具有壁厚度，并且具有足以容纳外部螺纹元件的内直径以及可折叠褶皱的形变的可形成性；使所述管状元件形变以形成可折叠的褶皱；确定套管的长度以适应由褶皱形成所产生的任何管道收缩并在压缩使用时保持套管中的弹性形变；将可压缩的褶皱的套管插入到CFRP结构中的孔中；将穿通件插入通过所述套管；将螺母穿入在所述穿通件上，并且将螺母旋转以压缩所述套管并将穿通件固定在所述孔中。

还描述了用于在碳纤维增强聚合物（CFRP）结构中保持导电性的方法，所述方法包括：将导电的可压缩的褶皱的套管插入到CFRP结构中的孔中；将穿通件插入通过所述套管；将螺母穿入在所述穿通件上；以及将螺母旋转以压缩套管膨胀褶皱与CFRP结构接触，从而传导电流并将穿通件固定在所述孔中。

以上讨论的特征、功能和优势可以在本发明的各种实施例中单独实现，或者可以在其它实施例中进行组合，其中进一步的细节可以参见以下描述和附图。

附图说明

图1是具有用于螺栓穿通件的多个触点的可压缩导电套管的第一实施例的截面图；

图2是具有用于螺栓穿通件的单个触点的可压缩导电套管的第二实施例的截面图；