CN108223506B - 与共模制垫片装配的连接件组件 - Google Patents

Abstract

连接件组件包括装配件，其具有带两个相反表面和在两个表面之间延伸的安装孔(一个或多个)的第一安装部分，用于与第一构件连接。第二安装部分相对于第一安装部分成角度延伸且具有两个相反表面和在两个表面之间延伸的安装孔(一个或多个)，用于与第二构件连接。连结部分整体地连接第一和第二安装部分。一个或多个垫片每一个具有相反的上和下表面以及在两个表面之间延伸的至少一个孔，每一个孔接收用于将第二安装部分附接到第二构件的紧固件。垫片下表面设置在第二安装部分内表面上，使得垫片开口绕至少一个安装孔轴线中心定位。每一个垫片连结到第二安装部分以形成整体组件。

Description

与共模制垫片装配的连接件组件

技术领域

本发明涉及连接件组件，尤其是包括用于连接成角度布置构件的装配件的连接件。

背景技术

用于连接两个或更多构件的装配件或支架通常是已知的。当目的是连接大致彼此正交的表面时，这种装配件/支架通常为大致L形、大致T形或“角”形。在某些应用中，其中重量是重要的考虑因素，例如飞机行业，装配件可以用具有嵌入树脂中的纤维的复合材料制造。通常，需要特殊的垫片或其他硬件来将这种复合装配件紧固到最终组件中。

发明内容

在一个方面，本发明是一种用于至少连接第一和第二构件的连接件组件。连接件组件包括用复合材料形成的装配件，所述复合材料包括大致长股的纤维和树脂。装配件包括第一安装部分，所述第一安装部分具有相反的第一和第二表面以及在第一和第二表面之间延伸的至少一个安装孔，用于与第一构件连接。第二安装部分相对于第一安装部分大致成角度地延伸且具有相反的第一和第二表面和在内和外表面之间延伸的至少一个安装孔，用于与第二构件连接，至少一个第二部分安装孔具有中心轴线。连结部分整体地连接第一和第二安装部分。至少一个垫片具有相反的上和下表面以及在上和下表面之间延伸的至少一个孔。垫片孔构造为接收紧固件，用于将第二安装部分附接到第二构件。进一步地，垫片下表面设置在第二安装部分的内表面上，使得垫片开口绕至少一个安装孔轴线大致中心定位。进而，垫片连结到第二安装部分以形成整体组件。

在另一方面，本发明涉及另一连接件组件，用于至少连接第一和第二构件。连接件组件包括用复合材料形成的装配件，所述复合材料包括大致长股的纤维和树脂。装配件包括可与第一构件连接的第一安装部分，所述第一安装部分具有相反的第一和第二表面和在内和外表面之间延伸的至少一个安装孔，用于与第一构件连接。第二安装部分相对于第一安装部分大致成角度延伸且可与第二构件连接。第二安装部分具有相反的第一和第二表面以及在第一和第二表面之间延伸的至少一个安装孔，用于与第二构件连接，第二部分安装孔具有中心轴线。连结部分整体地连接第一和第二安装部分。连接件组件进一步包括具有相反的上和下表面的至少一个垫片以及在上和下表面之间延伸的至少一个孔。垫片孔配置为接收紧固件，用于将第二安装部分附接到第二构件。垫片下表面设置在第二安装部分内表面上，使得垫片开口绕至少一个安装孔轴线中心定位。垫片连结到第二安装部分以形成整体组件。进一步地，底部用大致短股纤维形成且具有设置为抵靠第二安装部分的第二下表面的上表面和相反的大致平坦的下表面。底部还连结到装配件第二安装部分，以形成整体组件。

附图说明

在与附图关联阅读时，可以更好地理解本发明的优选实施例的详细描述以及前述内容。为了展示本发明，在附图中显示了示意图，给出了目前优选的实施例。但是，应理解，本发明并不限于所示的确切结构和实施方式。附图中：

图1是根据本发明的连接件组件的侧平面图，其具有T形装配件和多个垫片，显示为与第一和第二构件连接；

图2是图1的连接件组件的透视图；

图3是图1的连接件组件的侧平面图；

图4是经过图3的线B-B的视图；

图5是连接件组件的第二构造的透视图，具有L形装配件和单个细长垫片；

图6是图5的垫片的透视图；

图7是图5的装配件的透视图；

图8是图5的连接件组件的截面图；

图9是连接件组件的第三构造的透视图，具有复杂形状垫片；

图10是图9的装配件的透视图；

图11是图9的垫片的透视图；

图12是连接件组件的第四构造的透视图，显示为具有“角形”装配件，具有第三安装部分和单个部分球形垫片；

图13是图12的连接件组件的截面图；和

图14是图13的下部部分的剖开放大视图。

具体实施方式

仅为了方便在下文使用某些术语，而不是为了进行限制。词语“上”和“下”表示附图中的参考方向。词语“内”、“内向”和、“外”、“向外”分别表示朝向和离开所述元件的指定中线或几何中心的方向，具体含义可以从描述中容易地理解。进一步地，如本文使用的，词语“连接”和“联接”每一个的目的是包括两个构件之间的没有在它们之间插置任何其他构件的直接连接和在构件之间的间接连接(其中一个或多个其他构件被插置在在它们之间)。术语包括上述词语、其引申用语和相似含义的词语。

现在详细参见附图，其中相同的数字在附图中表示相同的元件，在图 1-14中显示了连接件组件10，其用于至少连接第一和第二构件1、2，例如，支柱(strut)3和机身4，且可以用于连接三个或四个构件(仅显示了两个)。连接件组件10基本上包括装配件12和一个或多个垫片14或/和一个或多个插入件16，垫片(一个或多个)14和/或插入件16被连结到装配件12以形成整体组件10。如此，连接件组件10可以“准备好用于安装”在一结构中的方式供应，例如安装在机身组件(未示出)中，使得仅需要紧固件15和/ 或销19(图1)来联接第一和第二构件1、2，且可能地联接第三或第四构件 (均未示出)。

装配件12优选用复合材料形成，包括大致长股(long strand)的纤维和树脂，且至少包括第一和第二安装部分20、22，其分别被连结部分24整体地连接。在一些构造中，装配件12为大致L形且具有单个第一安装部分20 和单个第二安装部分22，如图5-11所示。在其他结构中，装配件12为大致 T形且优选包括单个中央第一安装部分20，且第二安装部分20包括两个第二安装半部23A、23B，如图1-4所示。两个第二安装半部23A、23B从中央第一安装部分20沿相反方向延伸且每一个分别通过分开的连结部分25A、 25B与第一安装部分整体地连接。进一步地，在其他结构中，装配件12可以包括通过另一连结部分与第一部分18或第二部分20连接的第三安装部分 26，优选通过两个其他连结部分27A、27B彼此连接，以便形成“角状装配件”，如图12-14所示。第三安装部分26可以与第三构件(未示出)连接或与第一和第二构件1、2中之一连接。进而，装配件12具有第四、第五等安装部分(没有显示其他替换例)。

在所有各种装配件构造中，每一个第一安装部分20与第一构件1(例如支柱3)连接，且具有相反的第一和第二大致平面且大致垂直的表面30、32，内和外端部20a、20b，以及在端部20a、20b之间延伸的相反侧20c、20d。第一安装部分20包括至少一个、优选多个安装孔34，其每一个具有中心轴线35。安装孔(一个或多个)34每一个在第一和第二表面30、32之间延伸且设置为用于将第一安装部分20与第一构件1连接，例如通过一个或多个销19(或紧固件15)连接，其每一个延伸穿过孔34中的各个孔且进入第一构件1中。

进一步地，每一个装配件第二安装部分22大致相对于第一安装部分20 成角度地延伸，这种角度关系的具体范围(即大致直角、锐角、或钝角)取决于第一和第二构件1、2的相对定位和取向。第二安装部分22与第二构件 2(例如机身4的一部分)连接，且具有第一上部大致水平表面36和相反的第二下部大致水平表面38，内和外端部22a、22b，以及相反侧22c、22d。进一步地，第二安装部分22具有至少一个且优选多个安装孔40，其每一个具有中心轴线41。每一个第二安装部分孔40在上和下表面36、38之间延伸且设置为用于将第二安装部分22与第二构件2连接，优选通过延伸穿过每一个孔40且进入第二构件2的紧固件15。

进而，每一个装配件连结部分24是大致弯曲的且将第一安装部分20的内端部20a与第二安装部分22的内端部22a整体地连接，且形成为将两个安装部分20、22定位在期望角度或相对取向。在某些情况下，装配件连结部分24具有限定在凹表面部分31和凸表面部分33之间的至少一个载荷部分25。具体地，凹表面部分31分别在第一和第二安装部分20、22的第一表面30、36之间延伸，且具有曲率半径(未示出)。进一步地，凸表面部分33 分别在第一和第二安装部分20、22的第二表面32、38之间延伸。

参见图1-5和7-10，由于从长股纤维复合材料制造出成角度的装配件12 的特点，其趋于使得第二部分22中的曲率相对于大致直的第一部分20成角度或弯曲，所以装配件12优选进一步包括底部(shoe)42，以提供具有大致平坦基底表面44的装配件12，用于与第二构件2相接。底部42优选用具有大致短股(short strand)纤维和树脂的复合材料形成，因为这种材料能更容易地形成复杂形状或曲线。进一步地，底部42具有抵靠第二安装部分22 的第二下表面38设置的上表面46和至少大致平坦的相反下表面44。上表面46成形为或形成为与安装部分下表面38并置，且由此通常在至少一个且可能多个平面中是弯曲的。进而，底部42连结到装配件第二安装部分22以形成整体组件，即与装配件12、垫片(一个或多个)14和可能的插入件(一个或多个)16连结。优选地，底部42用短小形式的纤维复合材料预形成，抵靠装配件第二安装部分22的下表面38定位，且随后热量被施加以使得装配件12、垫片(一个或多个)14和底部42固化，以整体地连结组件10的所有部件，如在下文进一步详细描述的。

现在参见图1-6、8、9和11-14，每一个垫片14具有分别相反的上和下表面50、52，和在上和下表面50、52之间延伸的至少一个孔54。每一个垫片孔54配置为接收紧固件15，用于将第二安装部分22附接到第二构件2。垫片上表面50具有绕每一个安装孔54周向地延伸的用于让紧固件头部17 (图1)施加挤压力的载荷表面部分51，其可以是上表面或整个上表面的一部分。进一步地，垫片下表面52设置在第二安装部分上表面36上，使得垫片孔54绕一个安装孔40的中心轴线大致中心定位。进而，垫片14连结到第二安装部分22以形成整体组件，优选以以下方式中之一形成。

在某些连接件组件10中，垫片14用包括短股纤维和树脂的复合材料形成。通过这种垫片材料，垫片14优选通过装配件材料和垫片材料的固化而连结到装配件12，且使得在装配件12和垫片14的材料之间存在分子链键合。更具体地，装配件12和垫片每一个分别用长股和短股纤维预形成。随后，一个或多个垫片14每一个定位在装配件12上，如上所述，且进一步详细地在下文描述，且随后热量被施加到组件，以使得装配件和垫片材料固化，由此永久地将垫片(一个或多个)14连结到装配件12。

在其他结构中，垫片14用金属材料(例如钢、铝等)、陶瓷材料、刚性聚合物材料或任何其他合适材料形成。用这种材料形成的每一个垫片14还通过使得装配件材料固化而优选连结到装配件12。如同复合材料垫片那样，装配件12通过适当的过程用长股纤维预形成，且垫片(一个或多个)14每一个形成为适用于该类型的垫片材料。随后，一个或多个垫片14定位在装配件12上且热量被施加以使得装配件材料固化，其还使得装配件复合材料的附近部分熔合到每一个垫片14，以由此永久地将垫片14连结到装配件12。替换地，垫片(一个或多个)14可以通过粘接剂、粘合剂或任何其他适当的器件连结到装配件12，以将垫片(一个或多个)14整体地连结到装配件12。

仍然参见图1-6、8、9和11-14，每一个垫片14可以形成为任何种类的形状。例如，每一个垫片14可以形成为常规的垫片(其包括大致圆形的板 (未示出))，形成为大致矩形或多边形盘状本体62(图1-4)，形成为细长半圆柱形本体64(图5-8)，形成为复杂形状本体66(图9和11)，形成为至少部分球形的本体68(图12-14)或在任何其他适用于具体应用的形状。在某些装配结构中，装配件的第二安装部分22具有在第一上表面36和第二下表面38之间延伸的至少两个安装孔40。连接件组件10可以包括具有常规形状或形成为匹配安装部分表面轮廓的至少两个垫片14，如图1-4所示和在后文进一步描述的，或可以包括单个垫片14，其具有带两个或更多孔54的细长本体68，如图5-9和11所示且如下详细描述的。

更具体地，两个分离的垫片14，每一个垫片下表面52设置在第二安装部分上表面36上，使得每一个垫片14的孔54绕分离的第二安装部分孔40 的轴线41中心定位。进一步地，对于单个细长垫片本体64，本体64具有在上和下表面50、52之间延伸且间隔开的至少两个孔54，使得在细长本体64 定位在第二安装部分上表面36上时，每一个垫片孔54绕第二安装部分22 的孔轴线41中单独的一条轴线中心定位。

参见图3和8，在某些连接件组件10中，一个或多个垫片14大小设置为且形成为使得每一个垫片14的一部分14a设置为大致抵靠已连结的载荷部分凹表面33。优选地，垫片载荷部分14a具有的曲率半径约等于装配件的已连结部分的曲率半径。如此，在紧固件15在垫片载荷表面部分51上施加挤压力时，垫片部分14a大致抵靠已连结部分的载荷部分25而施加力。由此，在拉伸力和/或扭矩施加到装配件第一安装部分20时，垫片14挤压装配件载荷部分25中的树脂。

参见图1-5、7-10和12-14，在大部分装配件结构中，第二安装部分22 形成为使得第一上表面36具有弯曲的或变弯的轮廓，其至少部分地相对于每一个安装孔40的轴线41轴向延伸。上表面36可以具有“槽状”沟槽70，其在第二安装部分侧22c、22d之间侧向延伸，可以具有单个凹入的部分球形凹入部72(如图13和14所示)，可以具有两个凹入的部分球形凹入部74 (如图10所示)，或可以具有用于具体应用的任何其他适当形状。通过这种装配件结构，垫片14形成为具有带弯曲或变弯轮廓的下表面52，其配置为至少抵靠第二安装部分上表面36的一部分并置(即接近地抵靠装配)。进一步地，垫片上表面50具有大致平坦的载荷表面部分51，其绕每一个垫片孔 54周向地延伸且相对于安装孔轴线55是大致径向的，该载荷表面部分可被如上所述的紧固件头部17接合。

更具体地，通过大致凹入的第二安装部分上表面36，垫片下表面52是大致凸面的且成形为匹配安装部分上表面36。例如，通过具有大致圆柱形“槽状”沟槽70的安装部分上表面，连接件组件10可以包括两个垫片14，其每一个具有大致矩形本体64，所述本体具有相反的侧端部64a、64b和在端部 64a、64b之间延伸的部分圆柱形的下表面52，如图1-4所示。替换地，垫片 14可以包括单个细长本体64，其具有相反的侧端部64a、64a和在端部64a、64b之间延伸的部分圆柱形下表面52，如图5、6和8所示。进一步地，通过具有两个圆形或部分球形凹入部74的第二安装部分22，如图10所示，垫片14可以具有复杂形状的本体66，其形成为抵靠多弯曲第二安装部分上表面36装配，且由此在下表面52上具有两个凸起的部分球形的部分(未示出) (其每一个可设置在凹入部74中之一中)，以及第一安装部分20和连结部分24的其他弯曲部分。

现在参见图1-4，连接件组件10可以具有一个或多个大致管状的插入件或衬套16，其每一个分别设置在第一或第二安装部分20、22的安装孔34、 40中之一中。在载荷施加在安装孔34、40处(例如通过销19)时，插入件 /衬套16通常用于加强安装部分20、22的在安装孔34或40周围的部分。如垫片(14)那样，每一个插入件16与安装部分20或22中的特定一个连结，以形成整体连接件组件10。插入件(一个或多个)16可以用复合材料形成，所述复合材料包括大致短股的纤维和树脂，使得在装配件12的固化期间，在插入件16的材料和装配件12的材料之间存在分子链键合。然而，插入件 16可以替换地用金属材料、刚性聚合物材料或任何其他适当的材料形成。进一步地，每一个插入件16可以形成为具有任何适当的形状，例如，具有大致圆形的圆柱形管状本体(如所示的)，大致圆锥形的管状本体，阶梯状管状本体和大致沙漏形状管状本体(未示出其他替换例)。

如本领域技术人员所理解的，可对如上所述的实施例做出改变，而不脱离本发明的原理。因此，应理解，本发明并不限于所公开的具体实施例，而其目的是覆盖所附权利要求限定的本发明范围和精神内的修改。

Claims (10)

1.一种用于至少连接第一和第二构件的连接件组件，所述连接件组件包括：

装配件，用复合材料形成，所述复合材料包括大致长股的纤维和树脂，装配件包括第一安装部分和第二安装部分，所述第一安装部分具有相反的第一和第二表面以及在第一和第二表面之间延伸的至少一个安装孔，用于与第一构件连接，所述第二安装部分相对于第一安装部分大致成角度地延伸且具有相反的第一和第二表面和在内和外表面之间延伸的至少一个安装孔，用于与第二构件连接，所述至少一个第二部分安装孔具有中心轴线，且一连结部分整体地将第一和第二安装部分连接；和

至少一个垫片，具有相反的上和下表面以及在上和下表面之间延伸的至少一个孔，垫片孔被构造为接收一紧固件，用于将第二安装部分附接到第二构件，垫片下表面设置在第二安装部分的内表面上，使得垫片开口绕至少一个安装孔轴线大致中心定位，垫片连结到第二安装部分以形成整体组件；

至少一个垫片通过装配件材料的固化而连结到装配件；

该垫片通过固化复合材料直接连接到第二安装部分的复合材料上，以形成整体组件。

2.如权利要求1所述的连接件组件，其中至少一个垫片用金属材料、陶瓷材料、刚性聚合物材料和包括大致短股纤维和树脂的复合材料中的至少一种形成。

3.如权利要求1所述的连接件组件，其中至少一个垫片通过分子链键合而连结到装配件。

4.如权利要求1所述的连接件组件，其中以下中的至少一个：

装配件为大致L形和大致T形中的至少一种；和

至少一个垫片包括大致圆形板、至少部分球形的盘状本体、多边形盘状本体和复杂形状本体中的一种。

5.如权利要求1所述的连接件组件，其中装配件进一步包括相对于第一和第二安装部分中的每一个大致成角度延伸的第三安装部分，第三安装部分具有至少一个安装孔和至少一个其他连结部分，所述至少一个安装孔用于与第三构件连接，所述至少一个其他连结部分将第三安装部分与第一和第二安装部分中之一整体地连接。

6.如权利要求1所述的连接件组件，其中：

装配件连结部分具有在凹表面部分和凸表面部分之间限定的至少一个载荷部分，所述凹表面部分在第一和第二安装部分的内表面之间延伸，所述凸表面部分在第一和第二安装部分的外表面之间延伸；和

至少一个垫片具有设置为大致与连结载荷部分的凹表面抵靠的一部分，使得在至少一个紧固件将垫片夹紧到第二安装部分以将第二安装部分附接到第二构件时垫片通常抵靠连结部分载荷部分施加力。

7.如权利要求6所述的连接件组件，其中在拉伸力和扭矩中的至少一种施加到装配件第一安装部分时，垫片部分抵靠连结部分载荷部分施加力，以挤压装配件载荷部分中的树脂。

8.如权利要求1所述的连接件组件，其中：

第二安装部分内表面具有相对于安装孔轴线至少部分地轴向延伸的弯曲轮廓；和

至少一个垫片具有带弯曲轮廓的下表面，其构造为抵靠第二安装部分的弯曲上表面的至少一部分并置，且垫片上表面具有绕垫片孔周向且相对于安装孔轴线基本上径向延伸的至少一个基本上平坦的载荷表面部分，所述载荷表面部分能被紧固件头部接合。

9.如权利要求1所述的连接件组件，其中装配件第二安装部分具有至少两个安装孔，其每一个在安装部分内和外表面之间延伸，和：

至少一个垫片包括两个垫片，其每一个具有相反的上和下表面以及在上和下表面之间延伸的孔，两个垫片下表面中的每一个设置在第二安装部分内表面上，使得每一个垫片的孔大致绕两个安装孔轴线中单独的一个的安装孔轴线中心定位，两个垫片中的每一个被连结到第二安装部分，以形成整体组件；或

至少一个垫片包括细长本体，所述细长本体具有上和下表面以及在上和下表面之间延伸的两个孔，所述两个孔被间隔开，使得每一个垫片孔绕两个安装孔轴线中单独的一个的安装孔轴线大致中心定位，垫片细长本体连结到第二安装部分。

10.如权利要求1所述的连接件组件，进一步包括以下中的至少一个：

底部，用大致短股纤维形成且具有抵靠第二安装部分的外表面设置的上表面和相反的大致平坦的下表面，底部被连结到装配件第二安装部分，以形成整体组件；和

至少一个大致管状插入件，其设置在第一和第二安装部分中之一的安装孔中之一中，所述插入件与一个安装部分连结以形成整体组件，所述插入件为大致圆柱形管状本体、大致圆锥形管状本体、阶梯形管状本体和大致沙漏形管状本体中的至少一种。

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