[发明专利]用于将设备附接到由复合材料制成的结构的方法和系统

说明书

技术领域

本发明整体涉及将设备固定在复合材料上的总领域。

本发明的应用领域中的一个是用于航空发动机的燃气涡轮机的复合材料风扇罩，所述风扇罩具有多件安装在其上的设备。

背景技术

在燃气涡轮机航空发动机中，风扇罩承担若干功能。风扇罩限定了进入到引擎中的进气通道，风扇罩支撑面向风扇叶片末端的磨损材料，风扇罩支撑可选的声波吸收器结构，用于在引擎入口处实施声学处理，并且风扇罩包括或者支撑可选的遮蔽件，用于遮挡碎片。

由复合材料，特别通过在真空条件下注入树脂(也称作树脂传递模型(RTM))的技术来制造风扇罩已经成为惯例。在这种制造技术中，纤维预制体以叠置层的方式卷绕在形成注射模具的缠绕心轴上。一旦已经闭合模具，便将热固树脂注入到模具内部，然后使其聚合。在风扇罩冷却之后使得风扇罩脱模。可以参照描述了这种方法实施方式的文献EP 1 961 923。

风扇罩还支撑多件设备，诸如，例如，用于保持管道的凸缘和用于附件(探测器等)的支撑件。通常仅仅通过固定螺钉抵靠风扇罩的面中的一面安装这种设备。不幸地，由于固定螺钉旋拧到其中的制成在复合材料中的螺纹的保持力欠佳(特别地与制成在金属材料中的内螺纹相比)，因此这种类型的组件不够坚固。凭借旋拧到风扇罩中的衬套不能解决问题，这是因为将这种衬套放置到合适位置中同样需要在形成在复合材料中的孔中形成螺纹。

发明内容

因此本发明的主要目的是通过提出这样的方法来减轻缺陷，所述方法是为了将设备固定到复合材料结构上而将固定板放置在复合材料结构上的合适位置中以及呈现相当大的保持力。

根据本发明，通过这样的方法来实现此目的，该方法将固定板放置在由复合材料制成的结构上的方法，通过在真空条件下注入树脂的技术获得所述结构，所述技术包括：将纤维预制件放置在闭合模具中；将热固树脂注入到所述模具中；以及在冷却之前使所述树脂聚合，所述方法包括在将所述纤维预制件放置到合适位置中之前抵靠所述模具壁安装金属固定板，所述固定板在处于所述模具中的合适位置中的同时与所述纤维预制件的面中的一面相接触，并且所述树脂在注入到所述模具中的同时沉积在所述固定板和所述纤维预制件之间。

利用这种方法，能够通过将固定板定位在模具中确保固定板的精确位置。此外，通过使用注入到模具中的热固树脂，固定板有利地粘附固定在复合材料结构上。结果，将固定板固定到复合材料不需要特别的粘接步骤，这是因为由注入的树脂实施粘合。

可以通过保持螺钉和夹紧楔形件抵靠模具壁安装固定板。在这种情况下，在树脂已经聚合之后并且在树脂冷却之前完全收回保持固定板的螺钉。因此，能够避免发生固定板保持附接到模具的任何风险。

本发明还提供了一种将设备固定在复合材料制成的结构上的方法，所述方法包括：抵靠如上所述的复合材料结构的面中的一面放置金属固定板的步骤，所述固定板设置有螺纹孔；在复合材料结构中形成与固定板中的螺纹孔对准的平滑孔口的步骤；抵靠复合材料结构的与固定有固定板的面相对的面施加待固定的设备的步骤；和通过将螺钉构件旋拧穿过复合材料结构并且旋拧到固定板中的螺纹孔中而将待固定的设备固定在复合材料结构上的步骤。

利用这种固定方法，复合材料结构夹在一侧的固定板和另一侧的待固定的设备之间。因此固定设备的螺钉位于螺纹孔中，所述螺纹孔形成在金属元件中，即，固定板中。与直接旋拧到复合材料结构中的情况相比，这赋予更大的保持强度。

优选地，在钻制复合材料结构的步骤期间在固定板中形成螺纹孔。而且，固定板的螺纹孔可以与用于抵靠模具壁的固定板的保持螺钉穿过的孔相同。

本发明还提供了如上所述的方法应用在将设备固定在航空发动机的燃气涡轮机的复合材料风扇罩上的用法。

本发明还提供了一种用于将设备固定在复合材料结构上的装置，所述装置包括：金属固定板，所述金属固定板固定在复合材料结构的面中的一面上并且设置有与形成在复合材料结构中的平滑孔口对准的至少一个螺纹孔；和螺钉构件，所述螺钉构件用于穿过待固定的设备和复合材料结构并且用于旋拧到固定板的螺纹孔中，抵靠复合材料结构的面施加所述待固定的设备，所述面与固定有固定板的面相对。

有利地，通过在制造复合材料结构期间使用的热固树脂将固定板粘合固定在复合材料的面上。而且，固定板的螺纹孔可以与用于抵靠模具壁的固定板的保持螺钉穿过的孔相同。

附图说明

从参照示出了不具有限制特征的实施例的附图的以下描述中本发明的其它特征和优势变得显而易见。在所述附图中：