[发明专利]复合接头

说明书

一种用于连接彼此大体上布置成直角的第一和第二部件的接头，其包括：凸缘部，其沿第一方向延伸且具有适于与第一部件接触的第一连接表面，并且具有由第一插入件的孔形成的至少一个第一连接孔；和基部，其在垂直于第一方向的第二方向上延伸且具有适于与第二部件接触的第二连接表面，并且具有由第二插入件的孔形成的至少一个第二连接孔。第一插入件通过连续纤维束的一个或多个环连接到第二插入件，连续纤维束的一个或多个环围绕第一插入件的径向外表面的一部分缠绕并且围绕第二插入件的径向外表面的一部分缠绕，其中连续纤维束大致沿第一方向在接头的凸缘部内延伸，并且大致沿第二方向在基部内延伸，并且遵循在凸缘部与基部之间过渡区内的弯曲路径。

技术领域

本发明总体涉及连接器领域，并且特别涉及一种由在垂直平面中具有连接孔的纤维增强聚合物材料制成的接头。

背景技术

用于连接两个或多个构件的成角度的接头或支架在本领域中是众所周知的。当意图连接通常彼此垂直的表面时，这样的接头/支架通常具有基本上L形或基本上T形的几何形状。在重量和强度是重要考虑因素的航空航天应用中，复合材料越来越多地用于接头的制造。

由US8925880已知一种复合L形接头的示例。该接头通过将预浸渍的纤维以织物或垫子的形式放置到具有特定几何形状的模具中而制成。接头包括基本上彼此垂直的两个部分，其中设有连接孔。其中一部分在其内侧具有凹形弯曲轮廓，由此设置在该部分中的一个或多个孔具有径向于曲率的轴线。

在US9447802中公开了一种具有三个设有连接孔的分支的T形接头的示例。分支由纤维增强的热塑性或热固性基质模制而成，并且从接合区径向延伸。接合区具有横向的横截面，呈具有凹形侧的多边形的形状。

还有改进的空间。

发明内容

本发明涉及一种用于连接通常彼此成直角布置的第一和第二部件的接头。所述接头包括沿第一方向延伸的凸缘部和沿大致垂直于第一方向的第二方向延伸的基部，其中凸缘部和基部的主体由模制纤维复合材料制成。凸缘部具有由布置在凸缘部的主体中的第一中空插入件形成的第一连接孔，由此第一插入件的孔适于接收用于将凸缘部连接到第一部件的紧固件元件。类似地，基部具有由布置在基部的主体中的第二中空插入件形成的第二连接孔，由此第二插入件的孔适于接收用于将基部连接到第二部件的紧固件元件。根据本发明，接头还包括围绕第一和第二插入件的径向外表面的一部分环绕的连续纤维束。连续纤维束在接头的凸缘部内大致在第一方向上延伸，并且在基部内大致在第二方向上延伸，并且遵循在凸缘部和基部之间的过渡区内的弯曲路径。

在使用接头时，作用在第一和第二部件之一上的力通过接头经由第一和第二连接孔传递到另一部件。因此，通过使用连续纤维束将孔互连，纤维增强件位于载荷路径上并与之对齐，从而使接头在最需要的地方提高了强度和刚度。此外，连续纤维束在凸缘部和基部之间的过渡区中所遵循的弯曲路径产生最佳拉伸载荷路径，从而允许拉伸力被连续纤维束承担，而压缩载荷被模制的主体承担。

为了提高使用中的接头的强度，沿横向方向在连续纤维束上施加压缩力是有利的。在优选实施例中，接头形成连接支架的一部分，该连接支架包括垫圈，该垫圈具有用于接收紧固件元件的杆的通孔，该通孔与基部中的第二连接孔对齐。垫圈的上表面可以是平坦的以接收例如紧固件元件的头部。当紧固件例如被拧入第二部件时，垫圈的下侧在接头的基部的上表面上施加夹紧力。为了在过渡区中的连续纤维束上沿横向方向施加压缩力，接头的上表面优选具有凹部，并且垫圈的下侧在接头的基部和凸缘部之间的过渡区具有相应的凸出部分。

在一实施例中，在共享共同的曲率中心的意义上，垫圈和接头的凸出部分和凹入部分的曲率分别匹配连续纤维束在过渡区中所遵循的路径的曲率。

优选地，所述基部的上表面具有凹入的凹部，由此第二连接孔通常位于凹入的凹部的最下区域，并将基部分隔成第一侧和第二侧。基部的凸缘侧将被指定为第一侧；远离凸缘的一侧将被指定为第二侧。