[发明专利]座椅导轨以及使用座椅导轨支撑座椅的方法

说明书

提供了一种座椅导轨以及使用座椅导轨支撑座椅的方法，该座椅导轨包括复合框架。复合框架包含两组具有不同取向的纤维。第一纤维可平行于导轨的主轴延伸，而第二纤维可在垂直于该轴的平面内延伸。可具体地选择这些纤维的各种特性，以使得框架在主轴方向上的机械强度大于在其它方向上的机械强度。换句话说，复合框架可具有各向异性的性能。该差异保证了在正常条件和极端条件两者期间提供足够的支撑。具体地，在正常操作条件期间，大部分载荷可竖直定向，而在极端条件下大部分载荷可水平定向。使复合框架的纤维取向与预期载荷的各个方向对准允许形成非常轻但具有充分支撑性的座椅导轨。

技术领域

本申请涉及一种座椅导轨以及使用座椅导轨支撑座椅的方法。

背景技术

用于飞机和其它具有成排布置的多个座椅的交通工具中的传统座椅导轨通常由金属制成，诸如钢、铝或钛。个别金属构件可通过冲压、挤压、模切和其它金属加工技术形成。然后同一座椅导轨的不同金属构件可被焊接在一起形成最终的组件。因为在极端操作条件期间，诸如在飞机的紧急迫降期间，座椅导轨承受相当大的载荷，所以复合结构不用于座椅导轨。此外，座椅导轨一般具有多个允许座椅被定位在不同位置处的大的开口。这些开口造成复合材料中纤维不连续。传统金属座椅导轨还具有尖锐拐角和急转(tight)半径，在没有大量努力的情况下用复合材料不可复制该尖锐拐角和急转半径。但是，金属具有各向同性的机械性能，这对于在不同方向承受基本上不同载荷的结构(诸如座椅导轨)来说是不希望的。复合结构可形成有各向异性的性能，其可针对具体载荷具体定制。

发明内容

提供了包括复合框架的座椅导轨和制造该座椅导轨的方法。复合框架包括两组具有不同取向的纤维。第一纤维可平行于导轨的主轴延伸，而第二纤维可在垂直于该轴的平面内延伸。可具体地选择这些材料的各种特性，以使得框架在主轴方向上的机械强度大于在其它方向。换句话说，复合框架可具有各向异性的性能。该差异保证了在正常条件和极端条件两者期间提供足够的支撑。具体地，在正常操作条件期间，大部分载荷可竖直定向，而在极端条件下大部分载荷可水平定向。使复合框架的纤维取向与预期载荷的各个方向对准(align)允许形成非常轻但具有充分支撑性的座椅导轨。

在一些实施例中，座椅导轨包括复合框架。座椅导轨还可包括附接到复合框架的增强部件。复合框架包括第一纤维和第二纤维。复合框架还可包括结合到第一纤维并且结合到第二纤维的树脂基体。第一纤维可平行于座椅导轨的主轴延伸。第二纤维可在垂直与主轴的平面内延伸。复合框架在主轴方向上的机械强度或更具体地抗张强度可大于复合框架在其它方向上或更具体地在垂直于主轴的平面内的任何方向上的抗张强度。该强度差异可由第一纤维和第二纤维中的各种差异提供。

在一些实施例中，第一纤维在复合框架内的平均纤维密度可大于第二纤维在复合框架内的平均纤维密度。换句话说，平均来说，在单位体积中将存在比将存在的第二纤维更多的第一纤维。第一纤维的平均纤维密度与第二纤维的平均纤维密度的比可在约2至20之间，或更具体地，在3与10之间。例如，考虑到存在于复合框架中的所有纤维，第一纤维可占所有纤维的至少约40％，或更具体地，至少约50％，或甚至至少约60％。第二纤维可占少于约30％，或更具体地，少于约20％，或甚至少于约10％。

在一些实施例中，第一纤维的平均直径大于第二纤维的平均直径。此外，第一纤维可由与第二纤维的材料不同的材料制成。例如，第一纤维的材料可具有比第二纤维的材料高的抗张强度。

在一些实施例中，第一纤维和第二纤维在复合框架的整个厚度上不均匀地分布。例如，复合框架可由不同板层的层压件形成，以使得这些板层中的一个或多个包括第一纤维并且一个或多个其它板层包括第二纤维。第一纤维和第二纤维在整个厚度中的分布可通过板层在层叠物内的布置确定。

在一些实施例中，第一纤维中的大部分(诸如大于50％)基本上为直的。尽管复合框架具有非平面形状，例如高度大于复合框架的板厚度，但是该大部分可为直的。此外，第一纤维中的大部分基本上可在复合框架的整个长度上延伸。第一纤维中的一些可被复合框架中的各种开口中断。