CN104185741B - 导电材料的插入件及将该插入件装配于支撑构件的工具和方法 - Google Patents
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Abstract
一种由导电材料制成的插入件，该插入件能至少部分地插入第一构件上的基座内部，并且该插入件能连接至第二构件；该插入件具有紧固构件，该紧固构件能电连接至该第一构件上的第一导电区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电材料的插入件。
本发明还涉及一种用于将导电材料的插入件装配于支撑构件的工具。
本发明还涉及一种将导电材料的插入件装配于支撑构件的方法。
背景技术
特别地，在飞机工业中，诸如电气和航电设备已知以机械地连接至支撑结构(特别地为蜂巢板)。
这种设备还电连接至被认为是等电位接地表面的支撑结构。
更具体地，该设备电连接至支撑结构，以便根据现行规章所要求的，该设备与支撑结构之间的电接触电阻不超过2.5mΩ。
这在地面上和在飞行中保护人们免受放电的影响，防止易燃电弧的形成，防止能够造成干扰的静电电荷的形成，并确保有效的设备绝缘。
在飞机工业中，支撑结构通常是在顶部和底部上由两个导电金属(例如铝)薄板所界定的蜂巢板。
金属薄板通常涂敷有电绝缘材料。
该设备通过多个插入件机械地连接至板上。
更具体地，每个插入件基本包括宽松地容纳在在板的顶部薄板中的通孔内的头部，并包括宽松地容纳在板中的基座内的杆部。
插入件头部连接至该设备的相应的紧固部分。
因此，已知的插入件仅设置用于将设备机械地连接至支撑结构，并且通过在薄板的导电部件与插入件的导电部件之间不存在电接触而与支撑结构电绝缘。
该设备通过在板的顶部薄板上形成导电区域(即，该设备的置于板的顶部薄板上的相应锚定部分周围的区域)而电连接至支撑结构。
导电区域是这样形成的，即首先通过从锚定部分周围的顶部薄板的区域移除绝缘涂层，然后利用导电防腐蚀材料来保护该区域。
可替换地，锚定部分周围的薄板的外表面区域可以没有涂敷并利用导电的防腐蚀材料来保护。
因此，在设备固定到插入件并通过锚定部分电连接到板上的薄板之后，仅可测试该设备与支撑结构的电连接。
在该行业中，需要在装配插入件时使得能够测试该设备与支撑结构的电连接。
在设备锚定部分是以置于顶部薄板上的平坦表面的形式的情况下，绝缘涂层的等同于锚定部分区域的大区域必须从顶部薄板上移除。
从支撑结构的顶部薄板移除绝缘涂层还使得在顶部薄板上的形成一步骤。
在设备锚定部分是以置于顶部薄板上的平坦表面的形式的情况下，所形成的步骤可能会中断设备与支撑结构之间的电连接。
因此，当设备的锚定部分是以从该设备的底部表面突起的支脚(feet)形式时，上述已知的解决方案仅保证该设备与支撑结构之间的电连接。
在该行业中，需要确保设备与支撑结构之间的机械连接的电导率，并且减少或甚至消除从支撑结构薄板上对绝缘涂层的移除，以便使设备与支撑结构能够更容易更快的连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种设计成廉价且容易地满足至少一个上述要求的插入件。
根据本发明，提供了一种由导电材料制成的插入件，该插入件能至少部分地插入第一构件上的基座内部，并且能连接至第二构件；
所述插入件的特征在于，该插入件包括紧固构件，该紧固构件能电连接至在所述第一构件上的第一导电区域。
本发明还涉及一种用于将插入件装配于支撑构件的工具，其特征在于，该工具包括：
-第一本体，该第一本体能连接至所述插入件；以及
-第二本体，该第二本体限定参考表面，该参考表面设计成在使用中与所述支撑构件配合，以在装配所述插入件之前将所述插入件的第一轴线相对于所述支撑构件设定于给定位置；
所述第一本体能相对于所述第二本体沿第二轴线移动，以将所述插入件插入所述支撑构件上的基座内部。
本发明还涉及一种将导电材料的插入件装配于支撑构件的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-将插入件至少部分地插入形成在所述支撑构件中的基座内部；以及
-将所述插入件电连接至所述支撑构件的第一导电区域。
附图说明
将通过实例参考附图来描述本发明的优选的非限制性的实施例，在附图中
图1示出了根据本发明教导的插入件的透视图；
图2示出了用于将图1的插入件装配到支撑结构的工具的透视图；
图3示出了图2工具的分解图；
图4至图8示出了将图1的插入件装配到支撑结构的连续步骤。
具体实施方式
参考图4至图8，标号1(图8)表示一件设备，并且标号2为用于支撑设备1的支撑结构。
设备1和支撑结构2优选地形成飞机(特别地直升机)的一部分。
为了清楚地理解本发明，支撑结构2可与等电位表面进行比较。
在所示的实例中，设备1是航电设备。
支撑结构2基本包括：
-电绝缘材料的蜂巢板3；以及
-导电材料-在所示的实例中为铝的两个金属薄板4(仅示出一个)。
薄板4定位成在板3的相对侧上彼此平行，分别限定板3的顶部和底部，并且分别用电绝缘材料的涂层6涂敷在顶部和底部上(底部涂层未示出)。
支撑结构2和设备1通过多个插入件10彼此机械地连接且电连接，该多个插入件插入在支撑结构2中的相应基座8内部并且机械地连接至设备1的相应部分。
这些插入件10都是相同的，以下描述涉及一个插入件10和对应的基座8。
插入件10由导电材料制成，诸如铝或钢。
插入件10有利地包括可电连接至板3的薄板4的表面7的紧固构件11(图1至图8)。
更具体地，表面7界定薄板4中的基座8，并且该表面限定支撑结构2的第一导电区域，该第一导电区域电连接至插入件10。
更具体地，紧固构件11是螺纹部12，该螺纹部拧入支撑结构2的表面7的内部。
更具体地，螺纹部12是自攻丝的。
插入件10沿轴线A延伸，并且基本包括(图1)：
-凸缘15，该凸缘限定用于固定设备1的表面16，并且限定与表面16相对且与支撑结构2配合的表面17；
-杆部14，该杆部从凸缘15向基座8内部突出；以及
-环形突出部18，该环形突出部轴向地介于凸缘15与杆部14之间。
凸缘15限定插入件10的第一轴向端部。
表面17优选地与薄板4的区域9(图4至图8)配合，涂层6已从该区域移除。
因此，表面17限定在插入件10与支撑结构2之间的第二导电区域。
凸缘15具有沿轴线A延伸的螺纹孔25，并且该螺纹孔通过用于固定设备1的螺钉45(图8)接合。
凸缘15还包括沿与轴线A平行的各自的轴线C延伸的两个孔26。
孔26的直径比孔25小，并且各自的轴线C相对于轴线A间隔180o。
一旦插入件装配在基座8内部，那么孔26用于将粘合剂50(图7和图8)浇注到插入件10中。
随后粘合剂50以未示出的方式从插入件10流出，以填充基座8并将插入件10和基座8整体地固定至彼此(图8)。
如下所述的，孔26还与用于装配插入件10的工具30(图2至图6)接合。
突出部18的直径比凸缘15小，并且该突出部的直径比杆部14大。
从表面17开始并朝向杆部14运行，与轴线A平行，突出部18包括：
-第一部分19，该第一部分与凸缘15的表面17相邻，并且在该第一部分上形成有螺纹部12；以及
-第二部分20，该第二部分介于表面17与杆部14之间。
杆部14包括与轴线A垂直的两个平行的带齿凸缘21。
凸缘21轴向地间隔开，并且这些凸缘中的一个限定插入件10的与凸缘15相对的第二轴向端部。
参考图2至图6，标号30表示一种用于将插入件10插入在支撑结构2中的基座8内部的工具。
工具30有利地包括：
-本体31，该本体可连接至插入件10；以及
-本体32，该本体限定参考表面28，该参考表面与薄板4上的涂层6配合以相对于支撑结构2来定向插入件10。本体31可相对于本体32沿轴线B移动以将插入件10插入基座8内部。
更具体地，工具30沿轴线B延伸，一旦本体31连接至插入件10，那么该轴线与轴线A重合。
在相对的轴向端部处，本体31包括：把手(grip)33；以及具有两个销35的凸缘34，这两个销从把手33的相对侧突出，并且在装配插入件10时与孔26接合。
本体31还包括轴向地介于把手33与凸缘34之间的螺纹部分36。
更具体地，部分36相对于轴线B具有外螺纹。
本体32是轴线B的柱形部，该本体在直径上比本体31大且在高度上比后者短。
更具体地，本体32由表面28以及由轴向相对的表面29轴向地界定。
表面28和29是平坦的、彼此平行且垂直于轴线B。
本体32围绕部分36，并且该本体包括螺母螺杆部(nutscrew)40，该螺母螺杆部接合部分36上的螺纹(图3)，以便本体31绕轴线B的旋转使本体31沿轴线B相对于移动本体32移动。
现在将根据以下情况来描述插入件10的插入，即工具30上的销35插入插入件10的凸缘15中的孔26内部(图5)，以便轴线A和B重合，并且销35平行于各自的轴线C延伸。
在这点上，将表面28设置于薄板4的涂层6上(图6)。
这确保插入件10的轴线A垂直于板3的平面。
然后将本体31相对于本体32绕轴线B旋转。
考虑到部分36与本体32的螺母螺杆部40之间的螺纹连接，随着本体31绕轴线B旋转，该本体沿轴线B朝向基座8移动。
本体31沿轴线B的移动使凸缘15的表面17置于薄板4的区域9上，并且同时将插入件10的杆部14的螺纹部12定位在基座8的内部。
本体31绕轴线B的旋转还使螺纹部12旋转，因此将螺纹部12拧入支撑结构2的内部(图6)。
因此，螺纹部12拧入薄板4的表面7的内部以在插入件10与支撑结构2之间形成第一电接触；并且表面17与薄板4的区域9在插入件10与支撑结构2之间形成第二电接触。
因此在这点上，插入件10被电连接并预固定至支撑结构2。
现在从孔26移除销35，并且工具30与插入件10脱离(图7)。
使用喷嘴55将粘合剂50通过孔26注入插入件10中。
粘合剂50通过孔(未示出)从插入件10中流出以填充基座8(图8)。
现在，在支撑结构2内部完成了插入件10的安装。
一旦多个插入件10装配在支撑结构2中的相应的基座8内部，则设备1通过拧入相应的凸缘15中的相应孔25内的多个螺钉45连接。
因此螺钉45、孔25以及插入件10在设备1与支撑结构2之间形成进一步的电接触。
插入件10因此将设备1机械连接且电连接至支撑结构2。
需要着重注意的是，涂层6无需从区域9移除。在这种情况下，设备1仅通过接合表面7的螺纹部12电连接到支撑结构2。
插入件10、工具30以及根据本发明的方法的优点将从以上描述中变得清晰。
特别地，插入件10通过与薄板4的表面7接合的螺纹部12电连接至支撑结构2。
这意味着插入件10可首先电连接至支撑结构2，并且然后设备1机械连接至插入件10。
因此，在将设备1机械地连接至插入件10之前，可通过简单地测试插入件10与支撑结构2之间的电连接来测试设备1与支撑结构2的电连接。
因此可容易地且随时来执行测试，以确定在仍然连接至插入件10的情况下，支撑结构2与设备1之间的电接触电阻是否超过最小设计阈值。
紧固构件11电连接到薄板4的表面7，涂层6不需要从薄板4的区域9移除以便在设备1与支撑结构2之间形成电连接。
因此，这使得设备1与支撑结构2的电连接更容易、更便宜且更快，避免了当移除涂层6时对薄板4造成损坏的任何风险，并且还消除了对在由凸缘15暴露的区域中的涂层6的任何修复工作。
仅通过螺纹部12电连接到表面7来建立电连接，可减小凸缘15的直径，从而减小插入件10的高度。
此外，支撑结构2可通过置于涂层6上的支脚或平坦表面电连接至设备1。
通过移除涂层6的部分来实现插入件10的凸缘15与薄板4的区域9之间的进一步电接触的选择，本发明还提供相对于在背景技术中描述的已知解决方案的优点。
事实上，在这种情况下，仅需要从薄板4的在凸缘15的表面17以下的区域9上剥离涂层6，该表面显然远小于在已知的解决方案中剥离的薄板区域，这要求移除至少等于设备锚定部分的面积的涂层区域。
在该连接中，申请人已观察到无论涂层6是否从区域9移除，插入件10与支撑结构2之间的电接触电阻均低于对于这些应用的最小设计和调节阈值。
紧固构件11与表面7之间的机械连接还允许在注入粘合剂50之前相对于支撑结构2有效地锁定插入件10。
螺杆45、孔25以及插入件10的本体在设备1与支撑结构2之间形成进一步的、高度稳定、耐用的导电区域。
通过沿轴线B相对于本体32移动本体31，并且将表面28定位在涂层6或薄板4上，在将插入件10插入到基座8内部之前，工具30设置用于相对于支撑结构2恰当地定位插入件10的轴线A。
由于螺母螺杆部40接合部分36上的螺纹，因此插入件10沿着轴线A移动并且同时绕该轴线旋转。
插入件10的这种旋转将螺纹部12恰当地拧在表面7上。
显然，可对插入件10、工具30以及本文所描述的方法进行改变，然而并不背离本发明的保护范围。
特别地，插入件10可通过支撑结构2装配。
紧固构件11可以是压花的(knurling)。
并且螺纹12可在与部分20相对的部分19上形成。
Claims (13)
1.一种由导电材料制成的插入件(10)，所述插入件能至少部分地插入第一构件(2)上的基座(8)内部，并且所述插入件能连接至第二构件(1)，以使得所述第一构件(2)与所述第二构件(1)机械连接且电连接；
所述插入件(10)包括：
-紧固构件(11)，所述紧固构件能电连接至所述第一构件(2)上的第一导电区域(4，7)；
-支撑表面(17)，所述支撑表面能机械地连接至所述第二构件(1)；
其特征在于，所述支撑表面(17)能电连接至所述第一构件(2)的第二导电区域(9)；
所述插入件(10)还包括：
-第一凸缘(15)，所述第一凸缘限定与所述第一构件(2)配合的所述支撑表面(17)；以及
-杆部(14)，所述杆部从所述支撑表面(17)突出并且能插入到所述基座(8)的内部；
所述紧固构件(11)介于所述第一凸缘(15)与所述杆部(14)之间；
所述紧固构件(11)包括拧到所述第一导电区域(4，7)上的至少一个螺纹部(12)。
2.根据权利要求1所述的插入件，其特征在于，所述第一凸缘(15)包括至少一个开口(26)，通过所述开口将粘合剂浇注到所述插入件(10)中和/或所述开口用于连接至装配工具(30)。
3.根据权利要求1所述的插入件，其特征在于，所述第一凸缘(15)包括由所述第二构件(1)接合的紧固装置。
4.根据权利要求1所述的插入件，其特征在于，所述插入件包括环形突出部(18)，所述环形突出部轴向地介于所述第一凸缘(15)与所述杆部(14)之间。
5.根据权利要求4所述的插入件，其特征在于，从所述支撑表面(17)朝向所述杆部(14)行进，所述环形突出部(18)包括：
-第一部分(19)，所述第一部分与所述第一凸缘(15)的所述支撑表面(17)相邻，并且在所述第一部分上形成有所述紧固构件(11)；以及
-第二部分(20)，所述第二部分介于所述第一部分(19)与所述杆部(14)之间。
6.根据权利要求1所述的插入件，其特征在于，所述杆部(14)包括与所述杆部(14)的轴线(A)垂直的两个平行带齿的第二凸缘(21)；所述第二凸缘(21)中的一个限定所述插入件(10)的与所述第一凸缘(15)相对的轴向端部。
7.根据权利要求1所述的插入件，其特征在于，所述螺纹部(12)是自攻丝的。
8.一种组件，包括：
-第一构件(2)；
-第二构件(1)；以及
-根据权利要求1所述的插入件(10)；
所述第一构件(2)包括限定至少一个基座(8)的板(3)；并且所述第一构件包括限定所述第一导电区域(4，7)和所述第二导电区域的至少一个本体(4)；
所述插入件(10)和所述第一构件(2)通过由导电材料制成的连接装置(25，35)彼此机械地连接，并且在所述第一构件(2)和所述第二构件(1)之间限定另一导电区域。
9.一种用于将根据权利要求1所述的插入件(10)装配于支撑构件(2)的工具(30)，所述工具包括：
-第一本体(31)，所述第一本体能连接至所述插入件(10)；以及
-第二本体(32)，所述第二本体限定参考表面(28)，所述参考表面设计成在使用中与所述支撑构件(2)配合，以在装配所述插入件(10)之前将所述插入件(10)的第一轴线(A)相对于所述支撑构件(2)设定于给定位置；
所述第一本体(31)能相对于所述第二本体(32)沿第二轴线(B)移动，以将所述插入件(10)插入所述支撑构件(2)上的基座(8)内部；
其特征在于，所述第一本体(31)相对于所述第二本体(32)绕所述第二轴线(B)旋转，以将所述插入件(10)上的螺纹部(12)拧至所述支撑构件(2)的导电区域(4，7)。
10.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述第一本体(31)和所述第二本体(32)包括各自的啮合螺纹件(36，40)。
11.一种将导电材料的插入件(10)装配于第一支撑构件(2)的方法，以使得所述第一支撑构件(2)与第二构件(1)机械连接且电连接，所述方法包括以下步骤：
-将所述插入件(10)至少部分地插入于形成在所述第一支撑构件(2)中的基座(8)内部；
-将所述插入件(10)的支撑表面(17)机械连接至所述第二构件(1)；
其特征在于，所述方法包括以下步骤
-将所述插入件(10)的紧固构件(11)电连接至所述第一支撑构件(2)的第一导电区域(4，7)；
-将所述插入件(10)的支撑表面(17)定位在所述第一支撑构件(2)的第二导电区域(9)上；
-使所述第一支撑构件(2)与凸缘(15)接触，所述凸缘限定所述支撑表面(17)；以及
-将从所述支撑表面(17)突出的杆部(14)插入所述基座(8)的内部；
所述紧固构件(11)介于所述凸缘(15)与所述杆部(14)之间；
所述机械连接步骤包括将所述插入件(10)上的螺纹部(12)拧至所述第一支撑构件(2)的所述第一导电区域(4，7)的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述插入件至少部分地插入于形成在所述第一支撑构件中的基座内部的步骤包括首先相对于所述第一支撑构件(2)固定所述插入件(10)的步骤；并且所述方法在将所述插入件的支撑表面机械连接至所述第二构件的步骤之后包括以下步骤，即，将所述插入件(10)胶粘在所述第一支撑构件(2)中的所述基座(8)内部，以将所述插入件(10)最终固定于所述第一支撑构件(2)。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，即，将装配工具(30)的表面(28)定位在所述第一支撑构件(2)上，以将所述插入件(10)的轴线(A)相对于所述第一支撑构件(2)设定于给定位置。
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