CN107429726B - 双载荷路径紧固件系统 - Google Patents

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Abstract

一种双载荷路径组合件(12)包括外销(14)，所述外销具有轴向穿孔和包括螺纹节段(30)的至少一个末端。所述螺纹节段(30)包括从所述末端定向并且沿着所述螺纹节段(30)的至少部分轴向地延伸的至少一个狭槽(32)。所述组合件(12)还包括内销(16)，所述内销可收纳在所述外紧固件(14)的所述穿孔中。包括至少一个凹口(38)的凹形紧固件(18)可收纳在所述外销(14)的所述螺纹末端上。锁定板(20)包括通孔和至少一个突出部(34)，其中经由所述通孔，所述锁定板可收纳在所述内销(16)的杆(17)上。所述锁定板(20)经过布置，使得所述突出部(34)可收纳在所述凹口(38)与所述狭槽(32)中。锁定构件(22)与所述内销(16)的末端接合并且邻接所述锁定板(20)的面，由此将所述锁定板(20)夹在所述锁定构件(22)与所述凹形紧固件(18)之间。

Description

双载荷路径紧固件系统
相关申请的交叉引用和优先权的声明
本申请要求2015年3月27日提交的英国专利申请no.GB1505247.5的优先权。
技术领域
本发明涉及双载荷路径紧固件系统。明确地说，本发明涉及一种机械紧固件系统，所述机械紧固件系统包括单独和独立的载荷路径和在一个载荷路径中发生故障时起作用的防故障系统。
背景技术
如也是众所周知的，水平稳定器或横尾翼组合件是利用双载荷路径紧固件系统的应用的实例。水平稳定器包括固定构件和后铰接升降舵。所述后铰接升降舵相对于所述固定构件的布置是接头的布置，所述接头是通过双载荷路径连接器来紧固，所述连接器促进升降舵相对于横尾翼组合件的固定构件的枢转移动。
所述紧固件布置通常是通过内紧固件/销和外紧固件/销提供，其中所述外销被构造为套管以收纳所述内销。所述两个销相对于彼此紧固，使得所述两个销界定单独和独立的载荷路径。因此，如果一个销失效，那么另一个销提供载荷路径，所述载荷路径可以独立地承载任何负荷，使得持续的安全飞行和着陆是可能的。
关于用于锁定布置的紧固件(诸如上述的双载荷路径紧固件布置)，联邦航空条例(FAR 25)要求所述紧固件具有主摩擦锁和可操作以锁定所述主摩擦锁的辅机械锁定装置。主摩擦锁可以通过(例如)紧固至螺纹杆的螺母提供。
用于双载荷路径紧固件布置的现有锁定布置的实例是提供主摩擦锁的槽形螺母和作为机械锁定装置的开口销的锁定布置。
通常，在槽之间的凹口的区域中，设有贯穿内销和外销的杆的孔，螺母是在所述槽中装配至外销。在组装时，将所述孔与槽形螺母上的凹口对准，并且开口销经由所述凹口延伸穿过所述孔。通过将开口销紧固在恰当位置，防止槽形螺母的旋转。
在外销失效的情况下，所述外销相当于冗余载荷并且所述销能够自由地旋转。此类自由旋转可能会导致开口销的剪切，所述开口销可能会掉出去并且外销的持续自由旋转可能会导致槽形螺母松开并最终移除，所述槽形螺母依靠摩擦使其保持固定。因而，所述布置没有提出一种可靠的防故障系统。
希望提供一种改进的双载荷路径系统。
还希望提供一种减轻以上问题的双载荷路径系统。
发明内容
本发明的第一方面提供一种双载荷路径紧固件组合件，包括：
外凸形紧固件，所述外凸形紧固件包括轴向穿孔和包括螺纹节段的至少一个末端，其中所述螺纹节段包括从所述末端定向并且沿着所述螺纹节段的至少部分轴向地延伸的至少一个狭槽；
内凸形紧固件，所述内凸形紧固件包括杆，所述杆可收纳在所述外紧固件的所述穿孔中；
至少一个凹形紧固件，所述凹形紧固件可收纳在所述外紧固件的所述螺纹末端上，其中所述凹形紧固件的面包括至少一个轴向地延伸的凹口；
锁定板，所述锁定板包括至少一个突出部，其中所述突出部从所述板的第一面纵向地突出；其中所述锁定板包括通孔，经由所述通孔，所述锁定板可收纳在所述外紧固件的杆上并且被布置成与所述至少一个凹形紧固件接合，其中接合是经由可收纳在所述凹口和所述狭槽中的所述突出部来实现；以及
至少一个锁定构件，所述锁定构件被构造用于与所述内紧固件的末端和所述锁定板的第二面接合，由此将所述锁定板夹在所述锁定构件与所述凹形紧固件之间。
所述突出部、所述狭槽和所述凹口的物理啮合意味着，如果(例如)所述外紧固件断裂，那么所述突出部仍保持在所述外紧固件上的所述狭槽和所述凹形紧固件的所述凹口内，使得防止所述外紧固件相对于所述凹形紧固件的自由旋转。因而，所述外紧固件的载荷能力变成冗余的，并且所述内紧固件继续承载负荷，使得所述双载荷路径紧固件组合件是在其中使用的设备可以继续安全地使用，并且螺母在使用期间释放的风险降低。
所述锁定板可以包括至少对应数量的多个突出部、狭槽和凹口。突出部必须要收纳在狭槽和凹口中，因此必须要有至少相同数目的狭槽和凹口来用于收纳所述突出部。狭槽和/或凹口的数目可能在数目上大于突出部的数目，其中所述狭槽和凹口的分布至少与所述突出部的分布对应。
在所述外紧固件或内紧固件中的一者失效的情况下，与包括单个突出部的系统相比，多个突出部可以增加所述布置的固持能力。
所述突出部可以是成对地布置并且可以包括至少一对。因此，所述狭槽和凹口可以是成对地布置。所述狭槽和凹口(无论是数目与突出部的数目相同或数目比突出部的数目大)的分布与所述突出部的分布对应。所述锁定板可以是环形板。每一对中的所述突出部、狭槽和凹口可以相对地安置。
具有更大数目的凹口和狭槽可以使得在组装组成部件时使所述突出部与所述狭槽和凹口更容易对准。此外，与使用开口销作为额外机械锁的布置相比，为了将凹口、狭槽和突出部对准而需要对摩擦锁作出的调整的量可以减少。
在组装所述紧固件组合件时，每一突出部可收纳在凹口和狭槽中。
所述凹形紧固件可以包括槽形螺母。
附图说明
在下文仅通过举例方式参看附图来描述本发明的实施方案，在附图中：
图1示出根据本发明的实施方案的双载荷路径紧固件组合件；
图2示出在根据本发明的实施方案的双载荷路径紧固件组合件中使用的外紧固件的实例；
图3示出用于在根据本发明的实施方案的双载荷路径紧固件组合件中使用的锁定板的实例；以及
图4示出图1所示的双载荷路径紧固件组合件的分解图。
具体实施方式
参看图1，示出了水平稳定器10的部件，所述水平稳定器包括根据本发明的实施方案的双载荷路径紧固件组合件12。
虽然双载荷路径紧固件组合件12在本文中将是在水平稳定器10的背景中进行描述，但是应理解，双载荷路径紧固件组合件12可以用于除了水平稳定器10以外的组件。
双载荷路径紧固件组合件12包括外销14、内销16、槽形螺母18、锁定板20和锁定螺母22。如所示，锁定螺母22是槽形螺母并且包括作为辅机械锁定装置的开口销24，其中开口销24延伸穿过贯穿内销16的杆17的孔25(见图4)并且在槽23之间延伸。
如图2中所示，外销14包括头部26、空心杆28和螺纹节段30，所述螺纹节段位于杆28的与头部26相对的末端处。
在所示实例中，外销14的螺纹节段30包括两个凹口或狭槽32，所述凹口或狭槽从所述末端沿着螺纹节段30的至少部分纵向地延伸。如图3中所示，狭槽32是沿直径安置并且被定位成与突出部34对应，所述突出部从锁定板20纵向地延伸。
锁定板20包括环形板元件35。两个相对地安置的突出部34从环形板元件35的一个面36延伸。突出部34被整形和定位以与狭槽32的形状和位置对应，使得在组装各部件时，所述突出部与狭槽接合以提供双载荷路径紧固件组合件12。
在所示实例中，外销14包括槽形螺母18。槽40之间的凹口/空间38被构造用于在组装各部件时收纳突出部34并与所述突出部接合以提供双载荷路径紧固件组合件12。
将了解，所示实例包括两个突出部34、两个狭槽32、以及六个槽40和六个凹口38的规则槽形螺母布置。槽40的间距受所述螺母的规则六边形形状影响。因此，在所示实例中，狭槽32、凹口38和突出部34成对地布置。对突出部34进行分布和整形，使得所述突出部各自与外销14中的狭槽32和槽形螺母18中的凹口38接合。
在所示实例中，双载荷路径紧固件组合件12被展示为可枢转移动的载荷接头(例如水平稳定器10)的部件。图1中所示的紧固件组合件12的组成部件示出于图4中所示的分解图中。
从左至右看图4，其中包括内销16、外销14、连接构件42、两个套筒44、平垫圈46、槽形螺母18、锁定板20、另一平垫圈50和最后的锁定螺母22。开口销(未图示)与最后的锁定螺母22一起用作辅机械锁定装置。在所示实例中，最后的锁定螺母22是槽形螺母，并且在组装时，槽形螺母22中的凹口23与贯穿内销16的杆17设置的孔25对准，并且按常规的方式来插入并紧固开口销。
组装紧固件组合件12包括穿过轭形/U形接头58的叉端56、57定位套筒44。在外销14的头部末端26处对连接板42定位并锁定至外销14。在所示实例中，头部26包括凹口27，并且连接板42包括单个突出部43，所述突出部与凹口27按与锁定板20和槽形螺母18的接合类似的方式来接合。之后将外销14插入穿过套筒44和叉端56、57，使得螺纹末端30延伸超过最低叉端57的外面(如图1中所见)。平垫圈46位于外销14的螺纹末端30上，后面跟着第一槽形螺母18。将锁定板20施加在外销14的末端上，并且调整槽形螺母18的旋转位置，使得外销14中的狭槽32与槽形螺母18的凹口38和设置于锁定板20上的突出部34对准。将另一平垫圈50和最后的锁定螺母22装配至内销16的螺纹末端48并拧紧，使得锁定板20稳固地固持在外销14的末端上，并且突出部34与外销14的末端处的凹口32完全接合。
对于给定的实例，即，水平稳定器10，铰链销必须具有单独和独立的载荷路径。这些路径是由如上文描述的内销16和外销14的布置提供。因而，如果一个销14、16失效，例如，外销14失效，那么突出部在狭槽和凹口中的稳固接合会防止槽形螺母18旋转，并且因此由外销14界定的载荷路径变成冗余的，而内销16起作用，使得确保持续的安全飞行和着陆。
虽然在上文描述了本发明的特定实施方案，但是将了解，与所描述实施方案的偏离仍可以属于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种双载荷路径紧固件组合件，包括：
外凸形紧固件，所述外凸形紧固件包括轴向穿孔和包括螺纹节段的至少一个末端，其中所述螺纹节段包括从所述末端定向并且沿着所述螺纹节段的至少部分轴向地延伸的至少一个狭槽；
内凸形紧固件，所述内凸形紧固件包括杆，所述杆可收纳在所述外凸形紧固件的所述穿孔中；
至少一个凹形紧固件，所述凹形紧固件可收纳在所述外凸形紧固件的所述螺纹末端上，其中所述凹形紧固件的面包括至少一个轴向地延伸的凹口；
锁定板，所述锁定板包括至少一个突出部，其中所述突出部从所述板的第一面纵向地突出；其中所述锁定板包括通孔，经由所述通孔，所述锁定板可收纳在所述内凸形紧固件的所述杆上并且被布置成与所述至少一个凹形紧固件接合，其中接合是经由可收纳在所述凹口和所述狭槽中的所述突出部来实现；以及
至少一个锁定构件，所述锁定构件被构造用于与所述内凸形紧固件的末端和所述锁定板的第二面接合，由此将所述锁定板夹在所述锁定构件与所述凹形紧固件之间。
2.如权利要求1所述的双载荷路径紧固件组合件，包括至少对应数量的多个突出部和多个狭槽。
3.如权利要求1或2所述的双载荷路径紧固件组合件，其中所述突出部和所述狭槽是成对地布置并且包括至少一对。
4.如权利要求1所述的双载荷路径紧固件组合件，其中所述锁定板是环形板。
5.如权利要求4所述的双载荷路径紧固件组合件，其中每一对中的所述突出部和所述狭槽是沿直径安置。
6.如权利要求1所述的双载荷路径紧固件组合件，包括处于所述外凸形紧固件上、数目比突出部数目多的狭槽。
7.如权利要求1所述的双载荷路径紧固件组合件，还包括所述外凸形紧固件上的所述狭槽、所述外凸形紧固件上的所述凹口和所述锁定板上的所述突出部的对应间距，使得在组装时每一突出部被收纳在对准的狭槽和凹口中。
8.如权利要求1所述的双载荷路径紧固件组合件，其中所述凹形紧固件包括至少与所述突出部数目对应的一定数量的凹口。
9.如权利要求1所述的双载荷路径紧固件组合件，其中所述凹形紧固件包括槽形螺母。
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