[发明专利]复合连接杆、制造该连接杆的方法以及包括该连接杆的航空天花板或地板结构

说明书

本发明涉及一种复合结构连接杆、包括该复合结构连接杆的飞行器天花板或地板结构以及制造该复合结构连接杆的方法。本发明主要用于经受轴向载荷，尤其是在航空领域中。连接杆包括凸状细长主体和两个端部(5a、5b和6a、6b)，该凸状细长主体围绕纵向对称轴线(X'X)，所述两个端部用于连接到邻接的结构，并且所述连接杆还包括两个壳体(3和4)，所述两个壳体具有两条纵向边缘，所述两个壳体在纵向边缘处被组装，并且每个壳体由至少一个具有连续的壳体纤维的壳体层构成，该壳体纤维通常平行于所述对称轴线并且浸渍有热塑性壳体基质(7b)。根据本发明，连接杆包括用于组装壳体的构件，该构件包括至少一条组装带(14、15)，所述组装带在所述主体上卷绕并沿着所述壳体，并且所述组装带具有组装纤维，该组装纤维通常相对于所述轴线成角度并且浸渍有与壳体基质熔合接触的热塑性组装基质(14b、15b)。

技术领域

本发明涉及一种复合连接杆、包括该复合材料杆的航空天花板或地板结构以及用于制造该连接杆的方法。尤其在航空领域中，但不排它地，本发明一般适用于那种适于抵抗主轴向力的连接杆。

背景技术

现有结构的用于抵抗轴向力的复合连接杆通常具有细长的形状及中央主体，该中央主体末端为两个扁平端部，该两个扁平端部用于连接到尤其是产生轴向牵拉-压缩力的结构，连接通常通过分别穿过上述端部安装的连接轴实现。

文献WO-A1-2009/000925描述了这种连接杆，该连接杆通过包括下述步骤的方法得到：基于浸渍有热固性或热塑性树脂的纤维来非连续地热成形复合预成型件以得到两个半圆筒形壳体，之后通过对各对纵向边缘进行侧向固定(优选通过树脂的固化或热熔接)来对组装所述热成型壳体。对壳体进行的组装使得壳体的每条边缘均覆盖另一壳体的一条边缘或被另一壳体的一条边缘所覆盖，由此为上述壳体形成具有相对较大表面积的相互支撑表面。

由于其非连续的制造方法和通过对壳体的边缘侧向交叠的壳体组装模式(该模式需要将连接杆的厚度加倍)，在该文献中所描述的连接杆具有质量相对重和制造成本相对较高的缺陷。

更普遍地，目前已知的复合连接杆结构的一个重大缺陷在于其质量重与高成本，其一方面与所使用的转化方法有关(典型方法为树脂传递模塑(RTM)或通过使用气囊或心轴在模具内加压来对也是热固性的树脂预浸渍纤维进行模塑)，另一方面与对该连接杆进行加强以赋予其足够的冲击强度有关。为保证冲击强度所必需的加强量可相对较高。实际上，例如环氧型的热固性树脂由于其孱弱的断裂伸长率(通常为百分之几)而极为脆弱。因此需要添加一些与该断裂伸长率成反比的层，以使得上述树脂在冲击期间能够更好地抵挡形变，这些添加的层导致由热固性材料制成的连接杆更重。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种解决上述缺陷的复合结构连接杆，该复合结构连接杆包括细长主体和两个连接端部，该细长主体大致为围绕纵向对称轴线的凸状体，两个连接端部用于连接到邻接的结构，该复合结构连接杆适于抵抗所述结构产生的主轴向力(即，牵拉-压缩力)，所述连接杆包括具有两条纵向边缘的两个壳体，所述壳体在所述主体处沿所述纵向边缘彼此组装，并且每个壳体基于至少一条壳体带，该壳体带包括大体上平行于所述对称轴线的连续的壳体纤维并且浸渍有热塑性壳体基质。

为此，根据本发明的连接杆包括用于组装壳体的构件，该构件包括至少一条在所述主体处卷绕并且沿着所述壳体的组装带，所述组装带包括组装纤维，该组装纤维相对于所述对称轴线(即相对于所述主轴向壳体纤维)以±α角度倾斜并且浸渍有热塑性组装基质，热塑性组装基质被与壳体基质再熔合接触。

应当注意的是，随着基质与每个壳体的基质再熔合接触(类似于组装带与壳体带之间的热熔接)，所述组装构件在通过组装带紧缚壳体时围绕附接到所述壳体，因此这些组装构件在壳体外部。通过再熔进行的热熔接的优点是节省与热固性树脂需要的大量固化时间相关的时间、能源、以及由此显著地节省成本。

应当注意的是，所述两个壳体因此通过组装带在壳体上及围绕壳体的这种热熔接来组装，不同于上述文献中对壳体的各对边缘使用相互侧向热熔接来组装。