本發(fā)明涉及一種用于將零件固定在一起的裝置。

背景技術(shù)：

為了將零件固定在一起，可以將其中一個(gè)零件與一個(gè)固定器構(gòu)件相配合，所述固定器構(gòu)件限定一固定區(qū)域，另一零件將被容納在所述固定區(qū)域中。該固定器構(gòu)件可以通過(guò)粘合劑直接緊固到該零件上。然而，直接粘結(jié)在復(fù)合材料零件的表面上的固定器構(gòu)件的粘附性不一定完全令人滿意，并且可能發(fā)生固定器構(gòu)件脫開的情況。

因此，存在改進(jìn)固定器構(gòu)件對(duì)由復(fù)合材料制成的零件，特別是改進(jìn)由復(fù)合材料制成的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體的粘合性的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，在第一方面，本發(fā)明提供一種固定器裝置，用于存在于由復(fù)合材料制成的第一零件的表面上，以便能夠?qū)⒌诙慵潭ㄔ诘谝涣慵?，該固定器裝置包括：

·由復(fù)合材料制成的主體，其包括纖維結(jié)構(gòu)和存在于纖維結(jié)構(gòu)的孔中的基質(zhì)；以及

·固定器構(gòu)件，其包括基部和從所述基座的任一側(cè)延伸的固定器片，所述固定器片用于限定固定區(qū)域，所述固定區(qū)域用于將所述第二零件固定在第一零件，所述固定器裝置的基部存在于主體中，以及固定器片突出穿過(guò)該主體的表面。

因此，本發(fā)明包括使用固定器裝置，其中固定器構(gòu)件嵌入由復(fù)合材料制成的主體中。作為例子，主體可以由有機(jī)基質(zhì)復(fù)合材料(omc)材料或陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料(cmc)材料制成。作為例子，當(dāng)主體由有機(jī)基質(zhì)復(fù)合材料制成時(shí)，所述主體可以具有通過(guò)模制而獲得的由熱塑性材料制成的基質(zhì)，纖維結(jié)構(gòu)構(gòu)成基質(zhì)的加強(qiáng)。主體用于使固定器構(gòu)件緊固在第一零件。本發(fā)明有利地獲得了固定器構(gòu)件與第一零件的粘附性，所述粘結(jié)性與其中固定器構(gòu)件直接粘合到第一零件的情況相比得到了改善，這是由于固定器構(gòu)件經(jīng)由復(fù)合材料制成的主體緊固到了第一零件。

在一個(gè)實(shí)施例中，固定器裝置的基部可以插入在至少一個(gè)第一密化纖維層和至少一個(gè)第二密化纖維層之間，第二纖維層具有一開口，固定器片延伸穿過(guò)該開口。

特別是，具有開口的至少一個(gè)第三密化纖維層可以存在于第一纖維層和第二纖維層之間，固定器構(gòu)件的基部被容納在第三纖維層中的開口中。

這種配置有利地使得可以限制或甚至消除與固定器構(gòu)件的基部的厚度相關(guān)聯(lián)的固定器裝置中的額外厚度。

在一個(gè)變型中，纖維結(jié)構(gòu)可是通過(guò)三維編織獲得的一纖維結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，固定器片可被配置為使第二零件能夠被夾緊到第一零件。在一個(gè)變型中，固定器片可被配置為限定夾緊套環(huán)，所述夾緊套環(huán)適于通過(guò)將其夾緊到第一零件來(lái)固定第二零件。

在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置還可以包括一個(gè)或多個(gè)定心樁，所述定心樁存在于裝置的表面上，所述表面與固定器片穿過(guò)的表面相對(duì)。

在一個(gè)實(shí)施例中，固定器構(gòu)件通常為彈簧夾的形式。

本發(fā)明還提供了一種由復(fù)合材料制成的零件，所述零件在其表面上具有如上所限定的固定器裝置。

該零件可構(gòu)成航空發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體。

固定器裝置可以通過(guò)一層粘合劑緊固到該零件。

本發(fā)明還提供了一種組件，其包括如上所限定的第一零件和使用固定器裝置固定到第一零件的第二零件。

作為例子，第二零件可以是管、電纜或阻燃被件。

本發(fā)明還提供一種安裝有如上所限定的組件的飛機(jī)。

本發(fā)明還提供一種制造如上所限定的固定器裝置的方法，該方法包括以下步驟：

a)向存在于模腔中的至少一個(gè)纖維結(jié)構(gòu)施加壓力，所述纖維結(jié)構(gòu)包括：

·固定器構(gòu)件；以及

·至少一個(gè)第一浸漬纖維層和至少一個(gè)第二浸漬纖維層，固定器構(gòu)件的基部存在于第一和第二浸漬纖維層之間，第二浸漬纖維層具有一開口，固定器片穿過(guò)該開口，所述第二浸漬纖維層的中心部面向固定器構(gòu)件的基部，第二浸漬纖維層的側(cè)部位于所述中心部的任一側(cè)；

在步驟a)過(guò)程中施加的壓力施加在第二浸漬纖維層的中心部和側(cè)部上；以及

b)實(shí)施熱處理，以在第一和第二層的孔中形成基質(zhì)，從而獲得固定器裝置，在步驟b)過(guò)程中維持在步驟a)過(guò)程中施加的壓力。

這樣的方法是有利的，因?yàn)樗梢栽谙拗瓶紫冬F(xiàn)象和干燥區(qū)域的同時(shí)獲得對(duì)固定器裝置的側(cè)部和中心部的均勻擠壓。這有利地使得可以在施加熱處理之后獲得用于固定器構(gòu)件的插入的良好的平整度。

在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維結(jié)構(gòu)可以存在于支撐件和底部塊之間，固定器片延伸穿過(guò)該底部塊，底部塊在步驟a)過(guò)程中施加壓力至第二浸漬纖維層的側(cè)部。

在一個(gè)實(shí)施方案中，底部塊可以通過(guò)將兩個(gè)半塊組裝在一起而形成，兩個(gè)半塊在將所得到的固定器裝置從模具中取出的同時(shí)在固定器片的任一側(cè)上相互分離。

在一個(gè)實(shí)施方案中，至少在步驟b)過(guò)程中，模腔可被抽成真空。

在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維結(jié)構(gòu)還可以包括至少一個(gè)具有開口的第三浸漬纖維層，該第三纖維層存在于第一纖維層和第二纖維層之間，固定器構(gòu)件的底部被容納在第三個(gè)纖維層的開口中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維結(jié)構(gòu)可以存在于支撐體上，面向纖維結(jié)構(gòu)的支撐件的表面具有多個(gè)盲孔。

該實(shí)施方案是有利的，因?yàn)樗梢岳缬捎诮M合物而在固定器裝置的表面上形成定心樁，該組合物在固定器裝置的制造過(guò)程中浸漬流入盲孔中的層。

在一個(gè)實(shí)施方案中，可以同時(shí)處理多個(gè)纖維結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)從以下對(duì)作為非限制性例子給出的本發(fā)明的具體實(shí)施方案的描述和參考附圖而顯而易見，其中：

圖1是本發(fā)明的固定器裝置的第一元件的圖；

圖2是本在其表面上具有圖1固定器裝置的本發(fā)明的零件的視圖；

圖3至圖6是表示本發(fā)明的固定器裝置的變型的視圖；

圖7至圖9是表示制造本發(fā)明的固定器裝置的方法的實(shí)施方案的視圖；以及

圖10和11表示在制造本發(fā)明的固定器裝置過(guò)程中適合使用的元件的細(xì)節(jié)。

具體實(shí)施方式

圖1顯示本發(fā)明的固定器裝置1的第一例子。圖1的固定器裝置1包括由復(fù)合材料制成的主體2，該主體2包括在其孔中具有基質(zhì)的纖維結(jié)構(gòu)。作為例子，該主體可以是具有有機(jī)基質(zhì)的復(fù)合材料或具有陶瓷基質(zhì)的復(fù)合材料。固定器裝置1還包括固定器構(gòu)件3，固定器構(gòu)件3包括基部4和從基部4的任一側(cè)延伸的固定器片5a和5b。固定器構(gòu)件3可以由金屬材料制成。在圖1所示的例子中，固定器構(gòu)件3的基部4存在于第一密化纖維層10a和第二密化纖維層10b之間，第二纖維層10b具有固定器片5a和5b延伸穿過(guò)的開口。在朝向基座4的方向上，每個(gè)固定器片5a或5b形成彎曲部分6a或6b，并突出穿過(guò)主體2的表面s。固定器裝置1將設(shè)置在由復(fù)合材料制成的第一零件25的表面s'上。這種結(jié)構(gòu)在圖2中顯示，其中固定器裝置1經(jīng)由一層粘合劑20緊固到第一零件25的表面s'上。然而，該結(jié)構(gòu)不是必需的，如下文所闡述的那樣。例如，第一零件可以是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體，該殼體由例如具有有機(jī)基質(zhì)的復(fù)合材料或具有陶瓷基質(zhì)的復(fù)合材料制成。裝置1的固定器片5a和5b限定一固定區(qū)域z，第二零件26被容納在該固定區(qū)域z中，以固定到第一零件25上。

在圖1所示的示例中，固定器裝置1是彈簧夾的通常形式。換句話說(shuō)，當(dāng)從固定器片5a和5b的端部7a和7b朝向主體2的表面s行進(jìn)時(shí)，接頭5a和5b之間的距離d開始減小，然后增加，然后減小。

如圖1所示，固定器片5a和5b的長(zhǎng)度l的主要部分(超過(guò)50％)從主體2突出。

在該結(jié)構(gòu)中的固定器片5a和5b設(shè)置為夾在第二零件26上。為此，第二零件26經(jīng)由端部7a和7b朝向表面s插入到片5a和5b之間，直到被夾緊在區(qū)域z中。在所示例中，區(qū)域z存在于兩個(gè)區(qū)域z1和z2之間，其中在片5a和5b之間的距離d為最小。該夾持使得第二零件能夠通過(guò)使用固定器裝置而被固定在第一零件上。

圖3顯示出本發(fā)明的固定器裝置11的一種變型。以與圖1相同的方式，固定器構(gòu)件3的基部4存在于第一密化纖維層10a與第二密化纖維層10b之間，第二密化化纖維層具有固定器片5a和5b延伸穿過(guò)的開口。在圖3的例子中，在第二纖維層10b和第一纖維層10a之間存在至少一個(gè)第三密化纖維層10c。該第三纖維層10c具有一個(gè)通孔，固定器構(gòu)件的基部4容納在該通孔中。固定器構(gòu)件的基部4的厚度e1可大致等于第三纖維層10c的厚度e2。在該結(jié)構(gòu)中，所獲得的固定器裝置11不具有與固定器構(gòu)件3的基部4的厚度相關(guān)聯(lián)的任何額外的厚度。在一變型中，基部4的厚度e1可以小于或大于厚度e2。

圖4顯示本發(fā)明的固定器裝置21的另一個(gè)例子，其中主體2'包括通過(guò)三維編織，例如通過(guò)多層編織獲得的纖維結(jié)構(gòu)。為了獲得該結(jié)構(gòu)，可以將紗線直接編織在固定器構(gòu)件3周圍。

術(shù)語(yǔ)“三維編織”或“3d編織”在本文中用于表示其中至少一些經(jīng)紗層在多個(gè)緯紗層上互連緯紗層的編織。

術(shù)語(yǔ)“多層編織”在本文中用于表示具有多個(gè)緯紗層的3d編織，其中每層的基本編織等同于常規(guī)的2d編織，例如平紋、緞紋或斜紋型的編織，但是該編織的某些點(diǎn)將緯紗連接在一起。

圖5顯示固定器裝置31的另一示例。在該例中，定心樁p位于裝置31的與片5a和5b延伸穿過(guò)的其表面相對(duì)的表面s”上。這些定心樁p的存在使得固定器裝置31易于正確地定位在第一零件上，一旦第一零件就位，也可避免固定器裝置31轉(zhuǎn)動(dòng)。如上所述，樁p可以在固定器裝置的制造過(guò)程中通過(guò)模制獲得。在一變型中，樁p可以由安裝在層中的分離的元件構(gòu)成。

在圖6所示的變型中，裝置41具有一固定器構(gòu)件30，固定器構(gòu)件30具有固定器片35a和35b，所述固定器片35a和35b被構(gòu)造成限定夾緊套環(huán)，所述夾緊套環(huán)適于通過(guò)夾緊在第二零件周圍來(lái)將第二零件固定到第一零件上。作為例子，由片35a和35b形成的夾緊套環(huán)可以是serflex類型的。

接下來(lái)描述與如圖1和圖2中所示的固定器裝置1的制造有關(guān)的圖7。最初，將固定器構(gòu)件3放置在用樹脂預(yù)浸漬的第一纖維層12a上。此后，將用樹脂預(yù)先浸漬的第二纖維層12b重疊在其上。如圖所示，第二纖維層12b具有開口13a和13b，在第二纖維層12b已經(jīng)在第一纖維層12a上就位之后，固定器片延伸穿過(guò)所述開口13a和13b。圖7顯示其中使用多個(gè)第一層12a和多個(gè)第二層12b的例子。對(duì)于要使用的單個(gè)第一層12a和/或單個(gè)第二層12b，其不超出本發(fā)明的范圍。一旦第二層12b在第一層12a上就位，就可以對(duì)第一和第二層12a和12b施加壓力。然后在維持壓力的同時(shí)實(shí)施熱處理，以聚合樹脂，并在第一和第二層12a和12b的孔中形成基質(zhì)，以將這些層12a和12b粘合在一起。在該熱處理結(jié)束時(shí)，獲得圖1和圖2所示類型的固定器裝置1。粘合劑可以可以選擇性地使用，以改善固定器裝置與第一和第二層之間的緊固。

圖7顯示在插入固定器構(gòu)件之前層12a和12b已經(jīng)浸漬有樹脂的情況。在一變型中，開始可以將固定器構(gòu)件放置在干燥的第一纖維層上，然后將第二纖維層在干燥時(shí)放置在干燥的第一纖維層上。然后可以使用涂抹器例如滾筒將樹脂涂抹到干燥的第一層和第二層上。然后可以如上所述繼續(xù)該方法，以獲得固定器裝置(施加壓力和實(shí)施熱處理以在維持壓力的同時(shí)聚合樹脂)。

圖7中所示的例子還顯示了纖維層12a和12b的使用，當(dāng)從上方觀察時(shí)，纖維層12a和12b是矩形的。這些層是某種其他形狀，例如正方形或圓形，其不會(huì)超出本發(fā)明的范圍。

本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何根據(jù)預(yù)期應(yīng)用來(lái)選擇所使用的層的數(shù)量、形狀和化學(xué)性質(zhì)。

參考圖2，其表明固定器裝置1可以通過(guò)粘合劑緊固到第一零件25的表面。但是這并不是必需的。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用浸漬的第一纖維層時(shí)，可以將它們放置在用于第一零件的坯件上，該坯件包括具有位于其孔中的樹脂的纖維預(yù)成形件，然后進(jìn)行熱處理。所得的熱處理用于使位于第一纖維層中和坯件中的樹脂聚合，從而使固定器裝置能夠固定到第一零件。在這種情況下，可因此避免使用粘合劑來(lái)將固定器裝置緊固到第一零件上。

圖8顯示使用限定一纖維結(jié)構(gòu)50存在于其中的模腔的模具來(lái)制造本發(fā)明的固定器裝置的方法的例子。在該纖維結(jié)構(gòu)50中，固定器構(gòu)件的基部4被插入在第一纖維層12a和第二纖維層12b之間。如圖所示，在第一和第二纖維層12a和12b之間存在第三纖維層12c。如上所述，第三纖維層具有一通孔14，固定器構(gòu)件的基部4容納于所述通孔中。該結(jié)構(gòu)50位于剛性支撐件40上。在該方法中，經(jīng)由面朝固定器構(gòu)件的基部4的第二層12b的中心部c以及經(jīng)由位于中央部分c的任一側(cè)的第二層12b的側(cè)部l向纖維結(jié)構(gòu)體50施加壓力。具體地，中心塊43對(duì)中心部c施加壓力，同時(shí)底部塊45對(duì)側(cè)部l施加壓力。中心塊43在固定器構(gòu)件的中心處壓靠層。至少在中心塊43的與固定器構(gòu)件相接觸的區(qū)域中，中心塊43可由可能涂覆有非粘性涂層的金屬材料制成。在一變型中，中心塊43可由聚四氟乙烯制成。底部塊45被加工成具有用于接納固定器構(gòu)件的肩部。底部塊45可以由金屬材料制成，可涂覆有非粘性的涂層。存在模具的側(cè)壁42a和42b以及頂壁44，以便關(guān)閉模具并將其與外部介質(zhì)密封。在維持壓力的同時(shí)，實(shí)施熱處理，以聚合浸漬層12a、12b和12c的樹脂，從而獲得固定器裝置。在發(fā)生聚合的同時(shí)，可以對(duì)模具(在其高部分和其低部分中)施加真空。

圖9是適于制造本發(fā)明的固定器裝置并具有如圖8所示的橫截面的模具的立體圖。如圖所示，多個(gè)纖維結(jié)構(gòu)50位于模腔中，它們被同時(shí)處理。所示的模具用于處理四個(gè)纖維結(jié)構(gòu)50，如果在模具中存在一些其他數(shù)量的纖維結(jié)構(gòu)，則自然不會(huì)超出本發(fā)明的范圍。

圖10顯示底部塊45的細(xì)節(jié)。在該實(shí)施例中，底部塊45通過(guò)將兩個(gè)半塊45a和45b組裝在一起而制成，兩個(gè)半塊45a和45b可在軸線x的相對(duì)側(cè)相互分離。在該實(shí)施例中，半塊45a和45b在將所得到的固定器裝置從模具中取出的過(guò)程中可在固定器片的任一側(cè)分離。該實(shí)施例是有利的，因?yàn)樗欣趯⒏鞣N元件插入模具中，并且還可有利于將所得到的固定器裝置從模具中取出。一旦兩塊半塊已經(jīng)就位，它們就被夾在一起。自然，在一變型中可以使用由單件構(gòu)成的底部塊。

圖11示出了纖維結(jié)構(gòu)所在的支撐件40的細(xì)節(jié)。將放置為面向纖維結(jié)構(gòu)的支撐件40的面f設(shè)有盲孔46，用于通過(guò)澆注浸漬所述層的樹脂來(lái)制造定心樁。在制造固定器裝置的方法過(guò)程中，一旦樹脂聚合，樹脂就流入盲孔46，以便形成定心樁。面f還包括隔離器壁47，用于限定放置纖維結(jié)構(gòu)的不同區(qū)域。在一變型中，可以使用一支撐件，其中將面向纖維結(jié)構(gòu)的面將不具有任何盲孔或任何隔離器壁。

術(shù)語(yǔ)“位于……到……的范圍內(nèi)”應(yīng)該被理解為包括邊界。