CN104507801A - 用于附接飞机立体空间的装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种飞机立体空间安装系统，其具有适于在上面支撑立体空间面板(30)的轨道(20)，所述轨道(20)包含用于从下方接纳附接装置的凹座。所述附接装置包括带螺纹紧固件(62)如托架、锁紧螺母(64)、偏心垫圈(68)以及拇指旋轮(66)。所述拇指旋轮(66)的旋转致使所述偏心垫圈(68)横向移动所述面板(30)，并且所述锁紧螺母可以升高或降低所述面板(30)，从而在不破坏至所述飞机结构的附接点的情况下提供关于所述面板(30)的定位的灵活性。

Description

用于附接飞机立体空间的装置

相关申请的交叉引用

本申请主张2012年3月23日提交的第61/614,742号美国临时专利申请以及2013年3月21日提交的第13/848,633号美国非临时专利申请的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

背景技术

飞机内部空间由各种隔舱组成，例如厨房、乘务员舱、货舱、套间、盥洗室、机组成员生活间以及其它设施和储存立体空间。这些隔舱通常由将隔舱彼此隔开的隔板或结构单元形成。为了满足在商用载客飞机上对于例如厨房等隔舱的保持的适航性要求，必须使用附接或连接装置以将这些隔舱固定到飞机的机体结构上。通常，会采取两种形式：第一种类型将立体空间的下部部分固定到地板上；以及第二种类型将上部部分固定到舱顶上。常见的做法是用铝、不锈钢和钛的组合体来制造这些部分。这些附接件最终将立体空间固定到机身(或机体)上，这可以借助于座椅导轨、交叉支撑件、地板梁以及结构的其它辅助部分来完成。

地板附接件通常连接到机舱内固定的位置或“硬点”上。这些配件不允许将立体空间重新定位到新的位置上，除非使用底座(seat)导轨支架，其允许根据导轨的定向沿着导轨前后移动或者横向移动。然而，对于飞机中的立体空间附接件，全范围的运动通常是不可用的。在制造立体空间的结构复合材料面板之后，作为后续过程，地板附接件或低承载地板附接件的颤振点通常用胶结合到和/或用栓接到立体空间上。此类组合件通常使用粘性液体粘合剂并且形成基本立体空间结构的一部分。由于只能允许有限的突出部超出立体空间的外蒙皮这一事实，地板配件通常偏移到立体空间的内部，并且依据设计而安装在复合材料面板的表面上或者或多或少地穿过面板。当立体空间的位置或硬点附接件或底座导轨的位置存在变化时，地板配件必须在制造期间安装在所述特定的位置中，并且重新定位或再定位是受限的，并且每次定向、立体空间位置的改变或置着区大小的改变需要作为结构一部分的地板附接件的新定位。

现有的立体空间附接件设计导致加载到复合材料面板的一个表层上的偏置应力，这通常无法优化进入结构中的负载路径并且可能导致需要呈现为金属板或“加倍物”形式的额外加强件以帮助更有效地在整个立体空间中分散应力并避免应力集中。令人遗憾的是，这样不仅会增加飞机的重量，而且还是分配负载的低效方式。为了在安装到飞机上的过程中实现对准，最新的地板附接设计已经需要在Z轴方向上以及在X轴平面和Y轴平面中进行调节，这会增加朝内的突出。

在例如厨房等立体空间上，为了使服务车或手推车的轮子避免与地板配件的朝内突出部接触，这已经导致了隔舱宽度的变化。除了最宽的可能尺寸以外，这进而不允许车舱门的标准化。这还会影响在冷冻隔舱中推车周围的空气循环的效率，并且使标准导引件或例如保护条/防撞条等保护部件的宽度发生变化，以便补偿不同的偏移。

此外，在冷冻或冷藏厨房的情况下，穿过车舱壁突出的相当大的金属组件的存在导致了相当不合理的冷桥，从热阻的角度来看，其可能损害冷冻隔舱的完整性，并且结果是无法维持指定的隔舱温度以用于在正常的飞机运行期间维持易腐食品。

地板附接件(尤其是在旧型飞机中)的另一个常见问题是由于异种金属的电化学作用以及与湿气、清洁化学品、洒出的饮料(诸如通常在飞机上的餐饮服务期间提供的果汁、茶、咖啡、苏打水和酒精饮料)接触而导致的金属部件腐蚀。由于湿气的存在和饮料在湍流期间容易洒出以及在航班之间在飞机中进行的大量清洁工作，因此该环境是容易导致腐蚀的。

发明内容

本发明是可以在初级制造过程期间整合到立体空间的结构壁面板的基底中或者添加到现有系统中以提高灵活性和可操作性的改良的地板附接系统。该改良的地板附接件在维持地板附接件的适航性要求的同时消除了现有技术的一些问题。该改良的地板附接件使用沿着面板的底表面由托架或紧固件支撑的轨道。该轨道被安放在偏心垫圈和致动器(例如拇指旋轮)上，其进而被安放在锁紧螺母或双向锁紧棘轮上。利用垫圈的偏心率，轨道可以经由拇指旋轮通过垫圈的旋转而横向地移动，并且利用锁紧螺母或锁紧棘轮而升高。以此方式，立体空间可以在不破坏附接点的情况下升高或降低并且横向地移动。

本发明的其它特征以及优点将根据以下结合附图对优选实施例进行的详细描述而变得更显而易见，附图以示例方式图示说明本发明的操作。

附图说明

图1是利用本发明的第一实施例安装的飞机立体空间面板的侧视图；

图2是本发明的安装轨道的横截面图；

图3是从图2的安装轨道下方看到的视图；

图4是适用于颤振点的轨道的替代实施例；

图5是附接组件的视图；

图6是飞机立体空间安装轨道的替代实施例；

图7是图6的轨道的横截面图；

图8是替代轨道的横截面图；

图9是又一替代轨道的横截面图；

图10是再一替代轨道的横截面图；以及

图11是与附接组件一起使用的锁紧棘轮元件的透视图。

具体实施方式

本发明是克服了现有系统缺点的用于固定飞机的隔舱分隔物、隔板以及壁的安装系统。在图1到图4中示出的第一实施例中，预先固化的复合轨道20嵌入到形成立体空间的隔板的面板30结构中，其中轨道20优选在制造过程期间并入到面板30中。轨道20形成支撑面板30的锚定物，并且包含延伸到面板内部中的脊部35，该脊部35可以填充有碳层40。脊部35在基底45处终止，基底45包含沿着底表面的多个细长狭槽50，这些细长狭槽接纳附接元件。如下文将论述，这些狭槽允许在第一线性方向上的调节，而附接元件允许在另外两个正交方向上的进一步调节。

图2示出了面板30以及碳纤维连续轨道20连同用于CFRC面板的第一优选地板附接系统的横截面。第一优选实施例中的轨道20在初级制造过程期间整合到立体空间的结构壁面板30的基底中。具有地板附接件60的轨道20可以在制造期间结合到面板30中，并且具有在面板30内共同固化的碳纤维轨道脊部35。碳纤维轨道脊部35被额外的UD碳层40包围，其中在UD碳层40之上形成CFRC结构面板30。轨道20被安装在允许调节面板30的位置的附接组件60上，其在图4中详细示出。附接组件60包括利用在地板密封安装点70处的锁紧螺母64的带螺纹托架62。面板30可以利用偏心拇指旋轮66以及浮动偏心垫圈68定位，该拇指旋轮和垫圈在旋转时可以经由轨道20驱动面板30更靠近或进一步远离托架62的轴线(见图5)。拇指旋轮66穿过在轨道20的最下部分中的狭槽75突出，从而允许面板30移动进出由厨房壁界定的路径。浮动偏心垫圈68包含六角形突出部69，所述六角形突出部69在狭槽50内接合轨道20的基底的内壁，使得垫圈68被固持在狭槽50内，并且因此垫圈68由于其偏心率导致的径向移动使面板20移位相同的距离。以此方式，面板30可以横向地移动而不破坏立体空间至飞机结构的附接。此外，面板30可以通过锁紧螺母64的选择性定位而被升高或降低，由此确定面板30的高度。

图3示出了在拇指旋轮66从一个极端旋转到另一极端时可以通过附接组件60实现的横向调节范围。偏心拇指旋轮66以及垫圈68将附接组件60超出内轨道边缘的突出限制到尽可能少至三毫米(3mm)。当拇指旋轮66如图2中所示突出时，拇指旋轮66被在狭槽75上方安装在面板20上的塑料盖78或夹具来保护或覆盖。面板的基底以及附接组件60可以被波纹管式地板密封件82覆盖和保护，以用作美观和保护措施。

图4示出了用于颤振点的附接配件，该颤振点即为不将立体空间固定在适当位置但是限制立体空间可能表现出的自由度的支撑位置。面板30装有附接轨道90，该附接轨道90具有：上部凹座，其用于在其中接纳面板30；以及狭槽94，其类似于轨道20的狭槽50，并用于接纳如上所述的附接组件60。此配置允许在不重新定位附接组件的情况下使面板移动或升高/降低，并且也并不需要将面板制造成具有复合轨道20。相反，面板30在附接轨道90上形成，附接轨道90包含将面板30夹在其中间的一对侧面91。附接轨道90利用偏心拇指旋轮66和偏心垫圈68与之前一样安装在托架62上，并且以与上文关于在图2的碳纤维轨道上形成的面板所描述的类似方式操作。

图6和图7示出了用于利用粘合剂结合和机械固定两者将轨道附接到预制面板30a以安置并安装标准和热塑性面板30a的替代设计。如图7中所示，热塑性面板30a包含沿着其下表面的熔合热塑性加倍物110。加倍物110包含两个基本平行的板112a、112b，其中第一板112a与第二板112b沿着底部部分会聚从而形成楔形结构114。如图所示，楔形结构114被插入到不对称的碳纤维轨道116中，使得第一板112a在会聚点上方与轨道的垂直部分120齐平。碳纤维轨道116包含狭槽122，该狭槽122接纳托架62以及如上文所描述的锁紧螺母64、偏心拇指旋轮66和偏心浮动垫圈68，使得轨道116和面板可以通过旋转拇指旋轮66而远离托架62定位。碳轨道116具有大致矩形的基底126以及形成接纳面板的楔形部分114的间隙的一对突出部130。如图6所示，面板30a被安装在轨道116上，轨道116进而利用锁紧螺母64安装在托架62上。轨道116上的狭槽140允许除本文中所描述的拇指旋轮之外的其它类型的控制调节，例如凸轮、杠杆以及可以在期望方向上移动面板的位置的其它机械装置。

在图8中，轨道被显示为在一侧上开放(第二突出部130被移除)，并且面板的两个板112a、112b平行向下至底部边缘而不是会聚为楔形。在该实施例中，面板130a位于轨道的边缘148上，通过凸台固定点154处的紧固件152来固定。轨道30a与之前一样安装在托架62上，使得可以通过旋转偏心拇指旋轮66以远离或朝向托架62的轴线移动面板30a来改变面板30a的位置。

图9和图10示出了轨道的又一替代实施例。在图9中，不对称轨道160接纳结合面板30a，该结合面板30a被安放在由相应的突出部形成的间隙中。在图10中，对称轨道170接纳结合面板30a。

这些前述的附接系统提供了优于当前常规的地板配件的几个优点。例如，如图1-2所示，碳纤维轨道可以被包含作为与立体空间的结构壁同时固化的连续部分，以用于地板装配的目的。可替代地，如图4中所见，面板可以结合到轨道中，以用于附接件承载的较轻负载(例如，颤振点)。此外，地板配件能够以增加的X/Y调节跨度被放置在多个位置或特定位置中，这取决于并入到轨道中的狭槽的数目和频率。

本发明的益处的另一示例是附接组件60可以在初级制造过程期间完全整合到立体空间结构中。此外，朝内突出部(即，立体空间的平面内部的轨道的该部分明显降低)允许车舱门和标准导引件/保护部件的标准化。本文中所描述的配件还用以将负载应力直接转移到复合面板中，从而提高了负载路径的有效性。当需要额外的局部硬化时，UD(单向的)碳纤维的附加层可以作为面板自身的整体部分添加到复合夹层上。

取决于计算出的强度要求和/或材料性能的提高，轨道自身可以是碳纤维并且要么层压要么加压模制而成。优选地，该轨道被设计成承载用于润湿装配的波纹管式地板密封件82。此波纹管式密封件82将调节面板的不同高度并且使湿气远离配件，从而通过减少湿气以及腐蚀性液体到达配件来延长配件的预期寿命。

上文所描述的配件允许在立体空间安装处进行X、Y和Z调节而不显著地增大朝内地板配件突出部(在一些飞机中，所述突出部局限于最大12mm)。此外，在厨房蒙皮(envelope)外部不存在外部突出部，这有利于防止手推车或乘客被突出部等钩住。保护条是可更换的，并且其存在还充当用于轨道狭槽的覆盖物并且充当用于手推车的车轮导引件。

本发明的另一个益处是所有的安装和调节组件都可以被标准化。配件进一步允许在不使用额外工具的情况下调节X/Y/Z位置，并且优选地提供图11中示出的安全锁紧装置。图11示出了用以替换常规锁紧螺母64的可调换的棘轮锁紧装置200。该可调换的棘轮锁紧装置允许在不使用工具的情况下进行安装和调节。该棘轮锁紧装置包括环形元件，该环形元件包含取决于方向选择器的位置在顺时针和逆时针方向上工作的棘轮结构。带螺纹锁紧螺母205被定位在内径上，并且棘轮主体210被柱形外壳215封闭。可调换的棘轮锁紧装置200包含方向选择器220和拇指杆体225，以在任一方向上移动棘轮锁紧装置。棘轮锁200的结构消除了对上紧常规锁紧螺母将需要的扳手或其它工具的需求。

在使用中，本发明允许安装例如厨房壁等飞机立体空间，并且提供与飞机硬点或底座导轨的更大不对准度，并且提供更大的强度和承载能力。调节特征件允许在配件自身处对面板或立体空间的X/Y/Z位置进行微调，并且消除了对工具的需要，同时减少了地板附接件对立体空间隔舱的干扰。此后一点允许隔舱门、保护条及防撞条等的标准化，并且允许无偏移地安装厨房冷冻车，从而避免车轮与常规的配件接触。此外，调节配件还移除了冷冻厨房情况下的明显的冷桥，并且实际上消除了长期以来引起金属附接件腐蚀的问题。本发明可以并入到用于新型以及现有飞机类型或变体的所有类型的窄机身或宽机身商用飞机的立体空间中。

以上说明书以及附图旨在对于本发明的范围是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员将容易认识到并且了解不脱离本发明的精神的各种组件的修改和替代，并且本发明的范围旨在包含所有此类修改和替代。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书的措辞来恰当地限制，鉴于本发明使用那些措辞的常用以及惯用含义。

Claims (14)

1.一种飞机立体空间安装系统，包括：

轨道，所述轨道适于在其上支撑面板，所述轨道包含：用于从下方接纳附接装置的凹座，所述凹座具有宽度W；以及用于接入所述附接装置的沿着所述轨道的下部部分的狭槽；

用于安装所述轨道的附接装置，所述附接装置包含：带螺纹紧固件，其具有比带螺纹部分更宽的基底；螺纹支撑件，其用于建立所述轨道的升程；偏心垫圈，其具有间隔开一定距离的平行侧面，这将允许所述偏心垫圈装配在所述轨道的所述凹座内并且控制所述轨道的移动；以及用于使所述偏心垫圈围绕所述带螺纹紧固件旋转的机构。

2.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中所述带螺纹紧固件是托架。

3.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中用于旋转所述偏心垫圈的所述机构是拇指旋轮。

4.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中所述姆指旋轮通过所述轨道上的所述狭槽手动地接入。

5.根据权利要求4所述的飞机立体空间安装系统，进一步包含在所述狭槽上方用以隐藏所述姆指旋轮的保护盖。

6.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中所述轨道包含在所述面板的制造工艺期间与所述面板一起形成的脊部。

7.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其进一步包括从所述轨道延伸到地板以隐藏所述附接装置的波纹管式地板密封件。

8.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中所述面板位于沿着所述轨道的顶部的开口中。

9.根据权利要求8所述的飞机立体空间安装系统，其中所述轨道被结合到所述面板上。

10.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中所述带螺纹支撑件是定位在用于旋转所述偏心垫圈的所述机构下方的锁紧螺母。

11.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中所述带螺纹支撑件是定位在用于旋转所述偏心垫圈的所述机构下方的锁紧棘轮。

12.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其进一步包括在所述面板与所述轨道之间的UD碳层即单向碳层。

13.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中所述面板以楔形在下表面处终止，并且所述轨道包含楔形凹座以便在其中接纳所述面板。

14.根据权利要求1所述的飞机立体空间安装系统，其中所述面板利用穿过所述轨道和所述面板的紧固件固定到所述轨道上。