CN111963535A - 将零件联接到复合结构的紧固件系统和组件以及相关方法 - Google Patents

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CN111963535A CN202010430649.2A CN202010430649A CN111963535A CN 111963535 A CN111963535 A CN 111963535A CN 202010430649 A CN202010430649 A CN 202010430649A CN 111963535 A CN111963535 A CN 111963535A
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Abstract

本申请公开了将零件联接到复合结构的紧固件系统和组件以及相关方法。紧固件系统可用于将零件联接至复合结构,使得紧固件系统的至少一部分嵌入在复合结构内,并且使得可经由仅接近复合结构的一侧来安装紧固件系统。紧固件系统的实例包括插入穿过复合结构的至少一层的插座和插入插座中的扭矩螺钉,从而将插座扩展到环口板中,该环口板配置成分配来自扭矩螺钉插入的力。环口板被封入在复合结构的相应层压板之间,使得紧固件系统被配置为直接或经由结构连接器将零件联接至复合结构,而无需使用常规的钻孔和螺栓连接。

Description

将零件联接到复合结构的紧固件系统和组件以及相关方法
技术领域
本公开涉及用于将零件联接至复合结构的紧固件系统和组件以及相关方法。
背景技术
螺栓或其他紧固件通常用于经由在复合结构上钻设的孔将零件固定到复合结构上。这样的螺栓通常很重并且安装耗费人力。安装通常需要接近复合结构的两侧,这在某些情况下可能很困难。例如,当将零件(例如,框架)联接到诸如飞机机身的蒙皮的复合结构上时,接近机身筒的内部可能非常困难、昂贵、复杂和/或耗时。将框架、配件、肋间部分和/或门围固定到机身蒙皮上通常需要在蒙皮上钻出数千个孔,在蒙皮的一侧插入紧固件,并在蒙皮的相对侧向每个紧固件拧上螺母或环口。即使使用工业机器人,这种技术也需要多个人来安装这种紧固件并接近复合结构的两侧。
发明内容
本公开的紧固件系统可配置成将零件(例如,框架)固定到复合结构(例如,飞机机身蒙皮)上,而无需在复合结构上钻孔和/或不需要接近复合结构的两侧。本公开的紧固件系统的一个示例性实例包括插座,该插座被配置为利用扭矩螺钉、环口板和结构连接器至少部分地嵌入复合结构内。插座包括配置成接收扭矩螺钉的至少一部分的接收部。扭矩螺钉的尺寸和形状可相对于插座设计为使得当被压入接收部时,它使插座的接收部扩张。环口板可被配置成嵌入复合结构内并且分配来自扭矩螺钉被压入到插座的接收部中的力。公开的这种紧固件系统被配置成经由结构连接器接合零件和复合结构,使得紧固件系统将零件联接到复合结构。公开的组件包括这样的紧固件系统以及复合材料的第一层压板和复合材料的第二层压板。紧固件系统的环口板可位于第一层压板和第二层压板之间。在一些这样的组件中,紧固件系统的结构连接器的至少一部分可被定位成邻近复合材料的第一层压板。
根据目前公开的方法,紧固件系统可在安装在复合结构内之前被部分组装。例如,可预先组装由插座、保持器和结构连接器形成的紧固件组件,之后再添加紧固件系统的其他组件(例如,扭矩螺钉和环口板)。例如,公开的组装紧固件组件的方法可包括:提供紧固件组件;通过将保持器滑入保持器的第一保持器接收凹部和第二保持器接收凹部中,来将保持器定位在插座上;以及将结构连接器定位在插座上。定位结构连接器可包括压缩和/或塑性变形插座的一部分。在这样的紧固件组件中,保持器可被配置成围绕扭矩螺钉约束插座,和/或配置成当将扭矩螺钉插入到插座中时防止插座的过度扩张。
安装用于将零件联接到复合结构的紧固件系统的公开方法通常包括:将紧固件系统的至少一部分嵌入在复合结构的各层之间。例如,方法可包括:形成复合材料的第一层压板,所述第一层压板具有穿过其形成的接收孔;以及相对于复合材料的第一层压板定位紧固件组件,使得紧固件组件的插座至少部分地插入通过接收孔。在这样的布置中,复合材料的第一层压板可接合紧固件组件的结构连接器。可在将紧固件组件相对于第一层压板定位之前,将紧固件组件的插座、结构连接器和保持器组装在一起,或者可在构建复合结构时组装这样的紧固件组件。方法可包括将复合材料的中间层压板固定到复合材料的第一层压板的第一上表面。复合材料的中间层压板可包括被配置为在其中接收插座的至少一部分的袋形区。所述袋形区可进一步被配置成接收紧固件系统的环口板,因此方法可包括将环口板定位在所述插座上并定位在复合材料的中间层压板的所述袋形区中,使得所述环口板的下板表面接合复合材料的第一层压板的第一上表面。
方法可进一步包括将紧固件系统的扭矩螺钉插入插座中,并施加覆盖环口板和复合材料的中间层压板的至少一部分的复合材料的外部层压板,从而将环口板嵌入在复合材料的外部层压板和复合材料的第一层压板之间。
附图说明
图1是飞机的透视图,其可由包括根据本公开的一个或多个紧固件系统和/或紧固件组件的一个或多个复合结构形成。
图2是根据本公开的包括紧固件组件的紧固件系统的非排他性实例的示意性框图表示。
图3是根据本公开的紧固件系统的实例的截面图。
图4是根据本公开的紧固件系统的插座(receptacle)的一个实例的透视图。
图5是根据本公开的紧固件系统的保持器的一个实例的透视图。
图6是根据本公开的紧固件系统的扭矩螺钉的一个实例的透视图。
图7是根据本公开的紧固件组件的一个实例的透视图。
图8是根据本公开的紧固件系统的结构连接器的一个实例的透视图。
图9是根据本公开的图7的紧固件组件与复合材料的第一层压板接合的侧视图。
图10是根据本公开的图9的紧固件组件和第一层压板与复合材料的中间层压板接合的透视图。
图11是根据本公开的图10的紧固件组件的透视图,示出了紧固件系统的环口板和扭矩螺钉的实例的插入。
图12是根据本公开的紧固件系统的环口板的实例的底部透视图。
图13是根据本公开的紧固件系统的插座的实例的俯视图。
图14是根据本公开的图11的紧固件组件的透视图,示出了复合材料的第二层压板的施加。
图15是根据本公开的组装紧固件组件的方法的示意性流程图。
图16是根据本公开的安装用于将零件联接至复合结构的紧固件系统的方法的示意性流程图。
具体实施方式
参考图1,一个或多个复合结构10可包括在设备12中。复合结构10可用于许多不同的工业和应用中,例如航空航天、汽车、电子、建筑、军事、娱乐和/或赛车工业。在图1中,总体以飞机14的形式示出了可包括一个或多个复合结构10的设备12的实例。飞机14可采用任何合适的形式,包括商用飞机、军用飞机或任何其他合适的飞机。尽管图1示出了固定翼飞机形式的飞机14,但是其他类型和配置的飞机在根据本公开的飞机14的范围内,包括(但不限于)旋翼飞机和直升机。
设备12(例如,飞机14)可包括一个或多个复合结构10。作为说明性的非排他性实例,复合结构10可用于诸如机翼16、机身18或机身部段18a、18b、18c、水平尾翼20、高架储物箱22、垂直尾翼24和发动机罩26的飞机结构中;然而,飞机14的其他组件可附加地或替代地包括复合结构10。飞机14中用于复合结构10的其他应用包括地板、内壁、食品处理厨房组件、机翼控制面、乘客储物架、推力偏转器组件、舱室面板、用于鼻锥的消融罩、仪表外壳和架子以及舱壁面板。在其他工业中,设备12(包括一个或多个复合结构10)的实例可能包括以下或成为以下的一部分:空间卫星、电子天线罩结构、运输工具、运输集装箱、避难所、大型天线或磁盘反射器、制冷面板、快速运输地板、船上电子甲板庇护所、货物托盘、车身、建筑幕墙、隔板、分隔板、可扩展的医院庇护所和/或组件的内部结构。一个或多个紧固件系统30可包括在飞机14(或其他设备12)内,以便将一个或多个零件联接到一个或多个复合结构10。在一个具体实例中,多个紧固件系统30可将框架联接到飞机机身18。
图2示意性地示出了根据本公开的紧固件系统30和紧固件组件32的非排他性实例。通常,以实线示出很可能包括在给定(即,特定)实例中的元件,而以虚线示出对于给定实例是可选的元件。然而,以实线示出的元件并非对所有实例都是必需的,并且可从具体实例中省略以实线示出的元件,而不背离本公开的范围。
如图2示意性所示,紧固件系统30通常包括插座34、扭矩螺钉36和环口板38。紧固件系统30配置为将零件40联接到复合结构42(其中,复合结构10是复合结构42的实例)。紧固件系统30的组件一起被配置为通过接近复合结构42的单侧将零件40联接到复合结构42,而无需钻通复合结构42的孔。具体地,如将结合其他附图详细描述的,紧固件系统30被配置为至少部分地嵌入复合结构42内,从而相对于复合结构固定紧固件系统30。然后可将零件40联接至紧固件系统30,从而也有效地将零件40联接至复合结构42。因此,紧固件系统30与零件40和复合结构42接合,使得其将零件40联接到复合结构42。
插座34被配置为至少部分地嵌入复合结构42内,并且扭矩螺钉(torque nail)36被配置为至少部分地接收在插座34内,例如至少部分地接收在插座34的接收部44内。扭矩螺钉36的尺寸和形状可相对于插座34设计成使得当扭矩螺钉36被压入接收部44时使接收部44扩张。环口板38还配置成至少部分地嵌入复合结构42内,以便当扭矩螺钉36被压入插座34中时(例如,被压入插座34的接收部44中)分配来自扭矩螺钉36的力。插座34可配置成有效地用作锚固组件,从而将紧固件系统30锚固至复合结构42。
在一些实例中,公开的紧固件系统30可被配置为利用单个紧固件系统30来安装零件40(例如,抗剪带),而不是针对每个零件40使用多个螺栓或其他紧固件。螺栓使用的这种减少和/或消除以及钻穿复合结构42的相应减少和/或消除在一些实例中允许复合结构42的宽松容差,这可减少由于不得不报废超出公差的复合结构引起的浪费。另外地或替代地,例如由于减少和/或消除钻孔步骤,所公开的紧固件系统30可减少和/或消除制造期间的打磨需求。附加地或可替代地,公开的紧固件系统30可通过将复合结构42中的任何不规则性归零来减少和/或消除将零件40固定到复合结构42时的填补。另外地或替代地,本公开的紧固件系统30可被配置为仅接近复合结构42的一侧来进行安装。
组件50(在本文中也称为系统50)因此可由紧固件系统30和复合结构42形成。复合结构42通常包括复合材料的多个层压板,例如第一层压板52、第二层压板54和/或中间层压板56,当被包括时,中间层压板56位于第一层压板52和第二层压板54之间。如本领域技术人员所公知的,第一层压板52,第二层压板54和/或中间层压板56中的每一个通常包含多层复合材料层或板层。例如,第一层压板52、第二层压板54和/或中间层压板56均可由一层或多层聚合物增强的碳纤维形成。当将紧固件系统30固定到复合结构42上时,环口板38位于第一层压板52和第二层压板54之间。在一些实例中,复合材料的中间层压板56的层压板厚度58可大致等于环口板38的板厚度59,使得环口板38与中间层压板56大致齐平。
组件50还可包括结构连接器60,该结构连接器可以是紧固件系统30的一部分和/或联接到紧固件系统30。结构连接器60用于将零件40联接到紧固件系统30。组装时,结构连接器60的至少一部分可定位为邻近复合结构42的第一层压板52。
紧固件系统30的组件(例如,插座34、扭矩螺钉36、环口板38和/或结构连接器60)可由任何合适的材料形成,包括但不限于聚合物、金属和/或聚合物增强的复合材料(例如,聚合物增强碳纤维)。在一些实例中,紧固件系统30的一个或多个组件可由相同的材料形成。例如,插座34和扭矩螺钉36可由相同的金属形成。附加地或替代地,紧固件系统30的一个或多个组件可由彼此不同的材料形成。在具体实例中,紧固件系统30可由碳纤维复合材料形成。在一些实例中,紧固件系统30的组件可使用柔性密封剂固定在一起。在紧固件系统30的不同组件具有不同的热膨胀系数的实例中,可响应于温度的改变选择一个或多个组件的相应材料来考虑或抵消紧固件系统30的一个或多个其他组件的膨胀或收缩。例如,紧固件系统30可包括由具有负的热膨胀系数的材料形成的一个或多个组件,使得与可被配置为在暴露于降低的温度时收缩的紧固件系统30的一个或多个其他相应组件相反,一个或多个相应的组件在暴露于降低的温度时可膨胀。
在一些具体实例中,复合结构42可以是飞机机身(例如,飞机机身18),其中复合材料的第一层压板52是飞机机身18的内蒙皮62,而复合材料的第二层压板54是用于飞机机身18的外蒙皮64。以这种方式,复合材料的第一层压板52的第一内表面66可被布置成面向飞机机身18的内部空间,而复合材料的第一层压板52的第一外表面68与第一内表面66相对并且面向复合材料的第二层压板54。
现在转到图3至图14,以系统51、紧固件系统61及其组件的形式示出了系统50、紧固件系统30和/或其组件的说明性非排他性实例。在适当情况下,图2示意图中的附图标记用于表示系统51、紧固件系统61和/或其组件的相应组件;然而,图3至图14的实例是非排他性的,并且不将系统50、紧固件系统30和/或其组件限制为图3至图14的所示实例。即,系统50、紧固件系统30和/或其组件不限于图3至图14所示的具体实例,并且可结合在图2的示意性表示和/或图3至图14及其变型的实例中示出和讨论的各种方面、配置、特征、属性等中的任何数量,而无需包括所有这些方面、配置、特征、属性等。为了简洁起见,每个先前讨论的组件、部件、部分、方面、区域等或其变型相对于图3至图14中的每一个,可能不再讨论、图示和/或标记;然而,系统51、紧固件系统61和/或其组件可利用先前讨论的特征、变型等,这在本公开的范围内,反之亦然。
图3示出了系统51的示意性截面图,该系统51与部分嵌入复合结构43(其为复合结构42的实例并包括复合材料的第一层压板52和复合材料的第二层压板54)的紧固件系统61组装在一起。结构连接器60接合插座70(其是插座34的实例),使得结构连接器60的至少一部分被定位成邻近复合材料的第一层压板52。紧固件系统61还包括插入插座70中的扭矩螺钉80(其是扭矩螺钉36的实例)以及与插座70接合并嵌入复合结构43内的环口板90(其为环口板38的实例)。保持器100也接合插座70,如将在此进一步详细描述的。因此,插座70配置为接合紧固件系统61的多个其他组件。
为了清楚起见,图4示出了紧固件系统61的插座70,其被示出为与紧固件系统61的其他组件分离。插座70包括第一细长沟槽表面71,在其中形成有多个第一插座沟槽72,并且还包括在其中形成有多个第二插座沟槽74的第二细长沟槽表面73。多个第一和第二插座沟槽72、74配置成接合环口板90。
插座70还包括由第一内部接收表面75和第二内部接收表面76限定的接收部44。所述接收部44配置成接收扭矩螺钉80,使得当扭矩螺钉80定位在接收部44内时,扭矩螺钉80接合第一和第二内部接收表面75、76。屈曲区域77形成在插座70的一端上,并且第二屈曲区域77'与屈曲区域77相对地形成在插座70的另一端上。屈曲区域77、77'在第一内部接收表面75和第二内部接收表面76之间延伸。屈曲区域77、77'被配置为在组装紧固件系统61时弯曲和/或压缩以适应其他组件与插座70的接合。经由屈曲区域77、77'的插座70的弯曲可在环口板90定位在插座70上时,允许第一和第二细长沟槽表面71、73被暂时地和相反地受力而靠近在一起。另外地或可替代地,经由屈曲区域77,77’的插座70的弯曲可在扭矩螺钉80插入到接收部44中时允许接收部44扩张(例如,第一和第二细长沟槽表面71,73可被迫更远地分开)。通过有意地将屈曲区域77、77'设计成适应一定量的这种屈曲,例如,扭矩螺钉80的接合所产生的力向外压在第一内部接收表面75和第二内部接收表面76,这可迫使这些表面彼此远离。例如,在插座70的各种实例中,屈曲区域77、77'的厚度121(图13)可增加或减小,以适应插座70的各种结构的期望的弯曲量或顺应性。
在一些实例中,第一内部接收表面75的至少一部分被滚花。另外地或可替代地,第二内部接收表面76的至少一部分可被滚花。附加地或替代地,第一内部接收表面75的至少一部分和/或第二内部接收表面76的至少一部分可以是光滑的。
为了接合保持器100,插座70包括彼此相对设置的第一保持器接收凹部78和第二保持器接收凹部79。插座70被配置成将保持器100接收在第一保持器接收凹部78和第二保持器接收凹部79中。例如,如图5所示,保持器100可以是细长的U形保持器100,具有第一细长部分101和第二细长部分102。当将保持器100定位在插座70上时,保持器100的第一细长部分101可被定位在第一保持器接收凹部78内和/或与第一保持器接收凹部78接合,并且第二细长部分102可被定位在第二保持器接收凹部79内和/或与第二保持器接收凹部79接合。在一些实例中,保持器100的长度104大约等于插座70的长度81(图4),使得当将保持器100放置在插座70上时第一和第二细长部分101、102的端部105可大致与插座70齐平。在其他实例中,保持器100的长度104可小于插座70的长度81。在其他实例中,保持器100的长度104可大于插座70的长度81,以使端部105延伸超过插座70。
保持器100可与插座70的第一保持器接收凹部78和第二保持器接收凹部79滑动配合。在其他实例中,保持器100与第一保持器接收凹部78和第二保持器接收凹部79进行挤压配合或摩擦配合。保持器100通常配置成约束插座70,例如当插座70从扭矩螺钉80的插入接收到向外的压力时,限制和/或防止插座70经由屈曲区域77、77'的扩张。另外或替代地,保持器100可配置成一旦扭矩螺钉80插入插座70中就将插座70保持和/或约束在扭矩螺钉80周围,以将扭矩螺钉80保持在插座70中。在插入扭矩螺钉80之前,保持器100可定位在插座70上,或在将扭矩螺钉80插入插座70后定位在插座70上。在一些实例中,保持器100可包括一个或多个钻孔106,用于接收将保持器100固定在插座70上的一个或多个相应的紧固件。在具体实例中,在插入扭矩螺钉80之前将保持器100定位在插座70上,并且也可在将扭矩螺钉插入插座70之前将一个或多个紧固件安装在保持器100的钻孔106内。一旦将保持器定位在插座70上,此类紧固件可用于将保持器100紧固在插座70周围。当扭矩螺钉80插入插座70并在插座70上向外压时,此类紧固件可配置为伸长。一个或多个紧固件可安装在钻孔106中或安装通过钻孔106,然后在插入扭矩螺钉80之前将其拧紧。在一些实例中,当插入扭矩螺钉80时,其配置为通过拉长插入钻孔106的紧固件来施加二次扭矩。
如图5所示,在保持器100的一些实例中,第一细长部分101基本平行于第二细长部分102。在图5所示的保持器100的实例中,第一细长部分101与第二细长部分102间隔开距离107,该距离足以适应扭矩螺钉80插入插座70中。例如,距离107可至少等于扭矩螺钉80的下部83的宽度82(图6)。距离107可由将第一细长部分101连接到第二细长部分102的连接构件103限定。在一些实例中,连接构件103是基本垂直于第一细长部分101和第二细长部分102的垂直构件103。因此保持器100在该实例中具有直线U形,但是在其他实例中,第一和第二细长部分101,102可彼此不平行,和/或连接构件103可与第一细长部分101和/或第二细长部分102不垂直。
插座70还被配置成接收结构连接器60。在制造商使用之前,保持器100和/或结构连接器60可被连接至插座70。例如,供应商可将保持器100和/或结构连接器60联接至插座70,并且将最终的紧固件组件32(图2;图7)作为套件提供给制造商。如图7所示,紧固件组件32可包括接合有、联接有和/或定位有保持器100和结构连接器60的插座70。如结合图4和图5所讨论的,保持器100与插座70接合。如图8所示,结构连接器60(这里以抗剪带65的实例示出)可具有细长的弯曲的L形,但是结构连接器60可采用任何合适的形状。在各种实例中,结构连接器60可以是抗剪带、配件、托架、肋间和/或任何其他配置为接合零件和复合结构的结构连接器。无论结构连接器60的形式如何,其通常包括狭槽形开口67,在本文中也称为狭槽67,其中狭槽形开口67被配置为从中接收插座70,以便接合插座70。在结构连接器60是抗剪带65的实例中,狭槽形开口67可以是抗剪带狭槽69。
为了将结构连接器60固定到插座70,可将插座70的一部分插入通过狭槽形开口67。例如,可将插座70的下部84插入通过结构连接器60的狭槽形开口67,以便将结构连接器60和插座70相接合。在其他实例中,可将插座70的上部85(例如,第一细长沟槽表面71和第二细长沟槽表面73)穿过狭槽形开口67插入,以接合结构连接器60和插座70。在一些实例中,可能有必要经由屈曲区域77、77'将第一细长沟槽表面71和第二细长沟槽表面73压得更靠近在一起,以便上部85插入通过狭槽形开口67。一旦结构连接器60完全插入插座70上,第一和第二细长沟槽表面71、73就可弹回或返回其原始的未受力位置,这基本上可用来将结构连接器60锁定在适当的位置,从而借助于上部85的宽度大于结构连接器60的狭槽形开口67的宽度而将结构连接器保持在插座70上。在结构连接器60与插座70接合之后,或者在结构连接器60与插座70接合之前,保持器100可定位在插座70上。
如在图3中最佳地看到的,并且还参考图4,当结构连接器60与插座70接合时,结构连接器60可与插座70的第一外壁86、第一细长沟槽表面71的第一下表面87、插座70的第二外壁88和/或第二细长沟槽表面73的第二下表面89接合。
现在参考图9,紧固件组件32与复合材料的第一层压板52接合。在一些具体实例中,复合材料的第一层压板52可以是飞机的内蒙皮,例如飞机机身的内蒙皮。类似于结构连接器60的狭槽形开口67,第一层压板52包括接收孔91,插座70的一部分可通过该接收孔91插入,以使紧固件组件32与第一层压板52接合。接收孔91总体从第一层压板52的第一内表面66延伸至第一外表面68。如图9所示,结构连接器60的至少一部分92邻近第一层压板52定位,例如邻近第一层压板52的第一内表面66,并且被视为接合第一内表面66。在此实例中,结构连接器60的所述部分92夹在保持器100和第一层压板52的第一内表面66之间。第一层压板52的接收孔91可相对于插座70定位,使得第一层压板52接合插座70的第一细长沟槽表面71和第二细长沟槽表面73。
如图10所示,将复合材料的中间层压板56施加到第一层压板52的第一外表面68上。中间层压板56包括被配置成接收紧固件组件32的一部分的袋形区93以及环口板(collar plate)90,如图11所示。环口板90的尺寸和形状可相对于中间层压板56和袋形区93设计为使得当将环口板90定位在袋形区93内时,环口板90的上环口板表面94与中间层压板56的外表面95大致齐平。例如,环口板90的板厚度59(图2、图12)可大致等于中间层压板56(图2)的层压板厚度58。如在图11中最佳看到的,环口板90的尺寸和形状(例如,表面积)可与中间层压板56的袋形区93的尺寸和形状大致相同。例如,环口板90的外板周界可具有与袋形区93的袋形区周界119大致相同的尺寸和形状,从而使得环口板90牢固地装配在袋形区93内。在一些实例中,环口板90可相对于袋形区93的袋形区周界119具有滑动配合、摩擦配合或压力配合。在一些实例中,当将环口板90插入袋形区93中时,外板周界118与袋形区(pocket,凹形区)周界119之间可能存在小间隙。在一些实例中,当定位环口板90时,可通过填充材料和/或树脂填充这样的间隙。在一些实例中,袋形区93可形成在环口板90周围(例如,环口板90可在施加中间层压板56之前定位在第一层压板52上)。
参考图11和图12,环口板90包括开口46,开口46配置成接收从中穿过的插座70(但是为清楚起见,图12示出了不具有插座70的环口板90)。因此,通过将环口板90定位在袋形区93内,使得环口板90可与紧固件组件32(和紧固件系统61)接合,使得插座70的第一细长沟槽表面71和第二细长沟槽表面73至少部分地插入穿过环口板90的开口46。因此,可设计环口板90的开口46的尺寸和形状,以使其装配在插座70的第一细长沟槽表面71和第二细长沟槽表面73上。在一些实例中,可能需要经由屈曲区域77、77'将第一细长沟槽表面71和第二细长沟槽表面71压紧为更靠近在一起,以便插座70的上部85插入通过开口46。以这种方式,屈曲区域77、77'可被配置成允许插座70足够的移动以允许将环口板90定位在插座70上。环口板厚度59(图12)可使得当环口板90被定位在紧固件系统61的袋形区93内时,环口板90的上环口板表面94大致与插座70的上插座表面96齐平。
如图12所示,环口板90包括彼此相对设置并部分地限定开口46的多个第一阶梯状沟槽97和多个第二阶梯状沟槽98。如图3最佳所示,当环口板90与紧固件组件32接合时,多个第一阶梯状沟槽97与多个第一插座沟槽72接合,多个第二阶梯状沟槽98与多个第二插座沟槽74接合。参考图12,多个第一阶梯状沟槽97可形成在开口46的第一倾斜表面108上,并且多个第二阶梯状沟槽98可形成在开口46的第二倾斜表面109上。一般,第一倾斜表面108和第二倾斜表面109不垂直于上环口板表面94且不垂直于下环口板表面99(下环口板表面99与上环口板表面94相对),且开口46从上环口板表面94延伸到下环口板表面99。换句话说,开口46的高度110可等于环口板厚度59。如图3最佳所示,环口板90一般布置在紧固件系统51中,使得结构连接器60的一部分与保持器100和环口板90之间的插座70接合(在此实例中,复合材料的第一层压板52也位于保持器100和环口板90之间)。
参考图3、图6和图11,扭矩螺钉80定位在插座70内,从而使插座70的接收部44抵靠环口板90扩张。在一些实例中,环口板的多个第一阶梯状沟槽97和多个第二阶梯状沟槽98被配置为当扭矩螺钉80插入插座70的接收部44中时变形。类似地,在一些实例中,当扭矩螺钉80插入插座70中时,多个第一插座沟槽72和多个第二插座沟槽74变形。由于扭矩螺钉80的插入而使插座70扩张和变形,从而可能在插座70与环口板90之间形成锁定接合(例如,在环口板90的阶梯状沟槽97、98与插座70的插座沟槽72、74之间)。环口板90的尺寸和形状设计成可分配来自正插入的扭矩螺钉80的负荷。例如,环口板90可配置成在将扭矩螺钉80插入插座70时在复合结构43内充分地分配负荷,从而避免损坏第一层压板52、中间层压板56、第二层压板54和/或结构连接器60。
为了接收扭矩螺钉80,插座70包括狭槽形开口111,这在图13中最清楚地看到。扭矩螺钉80的下部83(图3和图6)在扭矩螺钉80插入插座70中时插入穿过狭槽形开口111。狭槽形开口111大致沿着插座70的整个长度112在屈曲区域77和屈曲区域77'之间延伸。当扭矩螺钉80完全插入插座70中时,扭矩螺钉80的下部83被接收在插座70的第一挤压表面113和第二挤压表面114之间,如图3和图4最佳所见。在一些实例中,当扭矩螺钉80插入插座70中时,扭矩螺钉80使第一挤压表面113和第二挤压表面114变形。另外地或替代地,当扭矩螺钉80定位在插座70内时,扭矩螺钉80的下部83可在第一挤压表面113和第二挤压表面114上向外挤压。扭矩螺钉80因此可被配置成向插座70的上部85(例如,第一细长沟槽表面71和第二细长沟槽表面73)和插座70的下部84(例如,第一挤压表面113和第二挤压表面114)两者施加力。在一些实例中,当保持器100被定位在插座70上时,保持器100在第一挤压表面113和第二挤压表面114上向内挤压。
如图6最佳所见,扭矩螺钉80包括楔形部分115,该楔形部分115可与下部83联接或一体形成。楔形部分115包括第一接合表面116和第二接合表面117,这些表面被配置成当扭矩螺钉80插入插座70时与插座70接合。例如,如图3中最佳所见,楔形部分115配置成被接收在插座70的接收部44中,使得第一接合表面116接合插座70的第一内部接收表面75,并且使得第二接合表面117接合插座70的第二内部接收表面76。第一和第二接合表面116、117通常成角度,使得扭矩螺钉80从上表面120朝向下部83逐渐变细。以这种方式,扭矩螺钉80可被配置为扭矩螺钉80被驱动进插座70的接收部44中越远,扭矩螺钉80从插座70内向外挤压的程度越大。可相对于扭矩螺钉80设计插座70的尺寸,使得当扭矩螺钉80被插入或驱动到插座70中时,迫使插座70扩张(例如,通过迫使第一细长沟槽表面71远离第二细长沟槽表面73)。
在一些实例中,第一接合表面116的至少一部分被滚花。另外地或可替代地,第二接合表面117的至少一部分可被滚花。作为非限制性的说明性实例,如图6所示,由大括号122指示的第一接合表面116的一部分(以及第二接合表面117的对应部分)在一些实例中,可被滚花,而由大括号123指示的第一和第二接合表面116,117的一部分可以是大致光滑的表面。当然,在扭矩螺钉80的各种实例中,第一和/或第二接合表面116、117中的一些或所有可被滚花,和/或第一和/或第二接合表面116、117中的一些或全部可以是大致光滑的。换句话说,在各种实例中,由大括号122、123指示的部分可分别大于或小于图6所示的部分。另外或可替代地,由大括号122、123指示的部分的相对位置可切换。在一些实例中,第一接合表面116和第二接合表面117可包括彼此间隔开的滚花和/或光滑部分,诸如在第一和第二接合表面116,117上以离散位置分布。
在一些实例中,扭矩螺钉80、环口板90和/或插座70都可由相同的材料形成,例如相同的金属、聚合物或复合材料。在其他实例中,扭矩螺钉80、环口板90和/或插座70可由不同的材料形成。例如,扭矩螺钉80、环口板90和/或插座70可由不同的金属、不同的聚合物和/或不同的复合材料形成。在一些实例中,扭矩螺钉80可由金属形成,并且插座70可由聚合物形成,反之亦然。摩擦、变形和/或自扩散(self-diffusion)的组合可用于将扭矩螺钉80和插座70结合。另外地或可替代地,摩擦、变形和/或自扩散的组合可用于将环口板90和插座70结合在一起。在至少部分地依靠自扩散来结合这些组件的实例中,每个相应组件的至少一部分可由相同的材料形成。例如,扭矩螺钉80的至少一部分可由与插座70的至少一部分相同的金属形成,使得在那些相应的部分彼此接合的地方可能发生自扩散。类似地,环口板90的至少一部分可由与插座70的至少一部分相同的金属形成,使得在那些相应的部分彼此接合的地方可以发生自扩散。在一些实例中,可对被配置用于自扩散的区域进行平滑以促进这种自扩散。附加地或替代地,可对环口板90、扭矩螺钉80和/或插座70的至少一部分进行滚花或粗糙化以与其他相应的表面进行摩擦接合。
如图11所示,一旦定位了扭矩螺钉80和环口板90,就可施加复合材料的第二层压板54,从而将环口板90封闭在第一层压板52和第二层压板54之间,如图14所示。可将第二层压板54施加在上环口板表面94和中间层压板56的外表面95,使得扭矩螺钉80和插座70的一部分被封闭在复合结构43内。在具体实例中,复合结构43可以是飞机机身,第一层压板52是机身的内蒙皮,第二层压板54是机身的外蒙皮。紧固件系统61因此可用于将零件固定至复合结构43,而无需在第一层压板52和第二层压板54上钻孔。此类零件可包括例如用于飞机机身的框架、配件和/或托架,并且可经由紧固件系统61直接固定在复合结构43上,或者可通过结构连接器60固定在复合结构43上。
图15和图16示意性地提供了表示根据本公开的方法的说明性、非排他性实例的流程图。在图15和图16中,一些步骤在虚线框中示出,指示这些步骤可以是可选的或可对应于根据本公开的方法的可选版本。也就是说,并非要求根据本公开的所有方法都包括实心框所示的步骤。如从本文的讨论所理解的,图15和图16所示的方法和步骤不是限制性的,并且其他方法和步骤在本公开的范围内,包括具有大于或小于所示出的步骤数量的方法。
图15示出了将紧固件组件(例如,紧固件组件32)组装到复合结构(例如,复合结构42)的方法200。方法200一般包括:在202处,将紧固件组件的保持器(例如,保持器100)定位在紧固件组件的插座(例如,插座34)上。方法200还包括:在204处,将紧固件组件的结构连接器(例如,结构连接器60)定位在插座上,紧固件组件被配置为经由结构连接器将零件联接到复合结构。在204处将结构连接器定位在插座上可包括压紧和/或塑性变形插座的一部分,诸如插座70的第一和第二细长沟槽表面71、73。在一些实例中,在204处定位结构连接器还包括使插座的该部分返回到其未受力状态,从而将结构连接器固定在插座上。
在一些具体实例中,在202处定位保持器包括将保持器滑入插座的第一保持器接收凹部(例如,第一保持器接收凹部78)和第二保持器接收凹部(例如,第二保持器接收凹部79)。一些方法200包括在206处将至少一个紧固件安装在保持器上,从而在围绕插座紧固和/或固定保持器。在一些实例中,在204处定位结构连接器之后执行在202处定位保持器。在其他实例中,在204处定位结构连接器之前执行在202处定位保持器。在一些实例中,在204处定位结构连接器可包括:使保持器与结构连接器接触。
一些方法200包括在208处在结构连接器中形成狭槽形开口(例如,狭槽形开口67),其中在204处将结构连接器定位在插座上之前在208处执行形成狭槽形开口。在208处形成狭槽形开口一般包括形成这样的狭槽形开口,该狭槽形开口的尺寸和形状设计成可装配在插座的一部分(例如,上部85或下部84)上,以将结构连接器固定至插座。在一些实例中,方法200可在将紧固件系统安装在复合结构中之前执行和/或在远离将紧固件系统安装在复合结构中的位置处执行。例如,方法200可由供应商执行以提供紧固件组件来供制造商使用。在其他实例中,方法200可与安装本公开的紧固件系统的其他步骤基本同时地和/或在相同的位置处执行。
图16示出了安装当前公开的紧固件系统(例如,紧固件系统30)的方法300。这样的紧固件系统可用于将零件联接到复合结构,例如将框架联接到飞机机身蒙皮,而无需在蒙皮上钻出用于这种固定的孔。方法300一般包括在302处形成复合材料的第一层压板(例如,第一层压板52),其具有穿过其形成的接收孔(例如,接收孔91);以及在304相对于复合材料的第一层压板定位紧固件组件(例如,紧固件组件32),使得紧固件组件的插座(例如,插座70)至少部分地插入通过第一层压板的接收孔,并且使得第一层压板接合紧固件组件的结构连接器(例如,结构连接器60)。在一些实例中,可通过经由第一层压板的内表面(对应于复合结构的内部区域)接近第一层压板来执行在304处的定位紧固件组件。在一些方法300中,在304定位紧固件组件之前,例如通过执行以上结合图15详述的方法200中的任何一种,在200处组装紧固件组件。在200处组装紧固件组件还可包括选择插座的屈曲区域的厚度(例如,屈曲区域77、77'的厚度121),使得屈曲区域足够顺应以允许扭矩螺钉和/或紧固件系统的环口板的插入。
在一些具体实例中,在304定位紧固件组件可包括将紧固件组件定位成使得结构连接器的一部分位于复合材料的第一层压板与紧固件组件的保持器(例如,保持器100)之间。一旦在304将紧固件组件相对于第一层压板定位,则在306处施加复合材料的中间层压板(例如,中间层压板56)。在306处将中间层压板施加到第一层压板,并且一般施加到第一层压板的第一外表面(例如,第一外表面68)。可通过固定到第一层压板,粘附到第一层压板和/或直接铺在第一层压板上来在306施加中间层压板。在306处施加中间层压板包括施加形成中间层压板的材料层,使得在中间层压板中形成袋形区(例如,袋形区93),该袋形区被配置成接收紧固件组件的插座的穿过其的至少一部分。袋形区还配置成接收紧固件系统的环口板(例如,环口板90)。可在形成中间层压板时形成袋形区,例如通过铺设在其中预形成开口的材料层,使得在形成中间层压板时将各层的各个预形成开口对准,以形成中间层压板中的袋形区。在其他实例中,可在中间层压板的层被铺设之后形成袋形区,例如通过在中间层压板中切出袋形区。在其他实例中,在306处施加中间层压板可通过在环口板周围铺设材料层来执行,使得在将环口板放置在第一层压板上之后在环口板周围形成袋形区。
一旦在304处将紧固件组件定位,就可通过将环口板放置在插座上来在308处定位环口板,从而将插座的一部分插入穿过形成在环口板上的狭槽形开口(例如,开口46)中。例如,当定位环口板时,可将插座的第一和第二细长沟槽表面(71,73)插入穿过环口板中的开口。当在308定位环口板时,环口板的下板表面(例如,下环口板表面99)与第一层压板的第一上表面(例如,第一外表面68)接合。在一些方法300中,在308处定位紧固件系统的环口板之前,在306处施加中间层压板,其中环口板位于中间层压板的袋形区内。在一些方法300中,在306处施加中间层压板之前,在308处定位环口板,使得围绕环口板形成中间层压板的袋形区。
在308处定位环口板可包括通过使环口板的多个第一阶梯式沟槽(例如,多个第一阶梯式沟槽97)与插座的多个第一插座沟槽(例如多个第一插座沟槽72)接合将环口板和插座锁定在一起。类似地,环口板的多个第二阶梯状沟槽(例如,多个第二阶梯状沟槽98)可与插座的多个第二插座沟槽(例如,多个第二插座沟槽74)接合。当环口板与插座接合时,环口板的阶梯状沟槽和/或插座的插座沟槽可由环口板在插座上的压力而变形,这可用于将两个结构锁定在一起。附加地或可替代地,环口板和插座可被配置成使得在它们之间发生自扩散,以将环口板和插座连接在一起。一般,当在308处定位环口板时,将其足够慢地放置以限制和/或基本上避免在环口板下方的复合材料的第一层压板内的树脂的不均匀破坏。
方法300还包括在310处将紧固件系统的扭矩螺钉(例如,扭矩螺钉80)插入到插座中。在一些实例中,由于扭矩螺钉向外压靠在插座的接收表面上,所以在310处插入扭矩螺钉使插座扩张。在310处插入扭矩螺钉可包括将扭矩螺钉驱动到插座中,使得扭矩螺钉在插座中引起变形扭矩。附加地或替代地,在310处插入扭矩螺钉可能在紧固件系统的保持器和/或环口板中引起变形扭矩。扭矩螺钉可在310处从紧固件系统的外侧,例如从复合材料的第一层压板的外表面(例如,第一外表面68)插入。方法300的各个步骤,例如在304处定位紧固件组件,在308处定位环口板,和/或在310处插入扭矩螺钉,可包括将紧固件系统的一个或多个表面清洁和/或平滑至足够的程度,以促进相应接合表面之间的自扩散。例如,这样的步骤可包括清洁和/或平滑扭矩螺钉的第一接合表面,扭矩螺钉的第二接合表面,插座的第一内部接收表面和/或插座的第二内部接收表面。
一旦在308处定位环口板并且在310处插入扭矩螺钉,就可在312处施加复合材料的外部层压板(例如,第二层压板54)。通常在312处施加外部层压板,使得外部层压板覆盖紧固件系统的环口板,从而将环口板封闭或嵌入复合材料的外部层压板和复合材料的内部层压板之间。在312处施加外部层压板还可包括用外部层压板覆盖中间层压板的至少一部分。在一些方法中,整个中间层压板可被外部层压板覆盖,而在其他实例中,中间层压板的一部分可延伸超出外部层压板的边缘。在一些方法中,环口板可仅被封装在复合材料的内部和外部层压板之间,而无需进一步包括中间层压板。
一些方法300包括在314处将零件固定到复合结构上(复合结构由复合材料的第一层压板、中间层压板和/或外部层压板组成)。例如,在314处将零件固定到复合结构可包括将零件固定到紧固件系统的结构连接器,这可在在304处定位紧固件组件之前或在方法300的任何其他阶段执行,例如在312处施加外部层压板之后。在一些实例中,可在在312处施加外部层压板之前和/或在在306处施加中间层压板之前,执行在314处将零件固定到复合结构。在一些方法300中,在314处将零件固定到复合结构包括使用工具将零件保持在适当的位置,直到在312处施加外部层压板之后。在314处将零件固定至复合结构可包括从复合结构的内部区域将零件联接至结构连接器,例如通过接近与复合材料的第一层压板的第一内表面相邻的结构连接器。然后,在312处施加的复合材料的外部层压板可形成复合结构的外部区域。以这种方式,方法300一般包括在施加层压板(例如飞机蒙皮)时将零件联接到复合结构上。
方法300可包括在316处加热复合结构以及紧固件系统和与其联接的零件。在316处可进行这种加热以固化复合材料的内部层压板、复合材料的中间层压板和/或复合材料的外部层压板。在一些实例中,由于在固化复合结构之前已经将一个或多个零件安装在复合结构中或其上,所以在316处加热复合结构可导致零件松弛。在一个具体实例中,在316处加热复合结构包括将复合结构(以及经由一个或多个本公开的紧固件系统联接到其上的任何零件)放置在烤箱或高压釜中,并将复合结构加热到足以固化复合结构的温度。例如,在316处加热复合结构可包括将复合结构加热到至少100°F,至少150°F,至少200°F,至少250°F,至少300°F,至少350°F,至少400°F,至少450°F,至少500°F,至少550°F和/或至少600°F的温度长达足以固化复合结构的层压板(面板蒙皮)的时间。在一些实例中,方法300的一些或全部步骤可以是自动化的。例如,一旦在304处相对于复合结构定位一个或多个紧固件组件,就可在314处使用自动化技术将一个或多个零件固定至复合结构。
在以下列举的段落中描述了根据本公开的发明主题的说明性、非排他性实例:
A1.一种用于将零件联接到复合结构的紧固件系统,该紧固件系统包括:
插座,被配置为至少部分地嵌入所述复合结构内;
扭矩螺钉,所述扭矩螺钉被配置成至少部分地接收在所述插座中,其中,所述扭矩螺钉的尺寸和形状相对于所述插座设计为使得当被压入所述接收部时,所述接收钉使所述插座的接收部扩张;和
环口板,其配置成嵌入在复合结构内,并配置成分配来自正被压入接收部的扭矩螺钉的力,其中,所述紧固件系统配置成与零件和复合结构接合,从而将所述零件联接到所述复合结构。
A2.根据段落A1所述的紧固件系统,其中,所述环口板包括开口,该开口配置成从中接收所述插座。
A3.根据段落A1-A2中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述扭矩螺钉配置成当所述扭矩螺钉插入到所述插座的所述接收部中时使所述插座的所述接收部抵靠所述环口板扩张。
A4.根据段落A1-A3中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述环口板的开口包括多个第一阶梯状沟槽和多个第二阶梯状沟槽,其中所述多个第一阶梯状沟槽与多个第二阶梯状沟槽相对地定位。
A5.根据段落A4所述的紧固件系统,其中,所述多个第一阶梯状沟槽和所述多个第二阶梯状沟槽被配置成在将所述扭矩螺钉插入到所述插座的接收部中时塑性变形。
A6.根据段落A1-A5中任一段所述的紧固件系统,其中,所述环口板包括下环口板表面和上环口板表面,其中所述上环口板表面与所述下环口板表面相对,其中所述开口从所述上环口板表面延伸到下环口板表面,使得开口的高度等于环口板的厚度。
A7.根据段落A1-A6中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述环口板的所述多个第一阶梯状沟槽被配置为接合所述插座的多个第一插座沟槽,并且其中所述环口板的多个第二阶梯状沟槽配置成接合插座的多个第二插座沟槽。
A8.根据段落A1-A7中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述环口板的多个第一阶梯状沟槽形成在所述环口板的所述开口的第一倾斜表面上,其中,所述第一倾斜表面不垂直于所述环口板的所述上环口板表面和环口板的所述下环口板表面,其中,所述环口板的多个第二阶梯状沟槽形成在环口板的开口的第二倾斜表面上,其中第二倾斜表面不垂直于上环口板表面和下环口板表面。
A9.根据段落A1-A8中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述环口板的尺寸和形状被设计为在所述复合结构内充分地分配负荷,从而避免在将所述扭矩螺钉插入所述插座中时损坏所述零件。
A10.根据段落A1-A9中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述环口板的开口的尺寸和形状被设计为装配在所述插座的第一细长沟槽表面和所述插座的第二细长沟槽表面上。
A11.根据段落A1-A10中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述插座包括多个第一插座沟槽和多个第二插座沟槽,其中所述多个第一插座沟槽和多个第二插座沟槽被配置为接合所述环口板。
A12.根据段落A1-A11中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述插座被配置成扩张,使得当将扭矩螺钉插入插座时其使以下元件变形:所述环口板的多个第一阶梯状沟槽,所述环口板的多个第二阶梯状沟槽,插座的多个第一插座沟槽和/或插座的多个第二插座沟槽。
A13.根据段落A1-A12中的任一段所述的紧固件系统,其中,经由扭矩螺钉的插入产生所述插座的扩张和变形在插座和环口板之间形成锁定接合。
A14.根据段落A1-A13中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述插座包括屈曲区域,所述屈曲区域配置成允许所述插座的运动足以允许所述环口板定位在所述插座上。
A15.根据A1-A14的任何一段所述的紧固件系统,其中,所述插座包括:
所述第一细长沟槽表面,包括多个第一插座沟槽;
所述第二细长沟槽表面,包括多个第二插座沟槽;
用于接收扭矩螺钉的接收部,其中,该接收部由第一内部接收表面和第二内部接收表面限定;
屈曲区域,位于第一内部接收表面和第二内部接收表面之间,其中所述屈曲区域被配置为弯曲和/或压缩,使得当将环口板插入到插座上时,可迫使第一细长沟槽表面和第二细长沟槽表面更靠近,并且其中屈曲区域配置成允许接收部扩张,使得当将扭矩螺钉插入接收部时第一细长沟槽表面和第二细长沟槽表面彼此远离地移动。
A16.根据段落A15所述的紧固件系统,其中,所述第一内部接收表面的至少一部分被滚花。
A17.根据段落A15-A16中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述第二内部接收表面的至少一部分被滚花。
A18.根据段落A15-A17中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述第一内部接收表面的至少一部分是光滑的。
A19.根据段落A15-A18中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述第二内部接收表面的至少一部分是光滑的。
A20.根据段落A1-A19中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述插座还包括彼此相对定位的第一保持器接收凹部和第二保持器接收凹部,其中,所述插座配置成将所述紧固件系统的保持器接收在所述第一保持器接收凹部和第二保持器接收凹部接收部中。
A21.根据段落A1-A20中任一段所述的紧固件系统,其中,所述插座还包括狭槽形开口,所述扭矩螺钉的下部配置成插入穿过所述狭槽形开口。
A22.根据段落A21所述的紧固件系统,其中,狭槽形开口在屈曲区域和第二屈曲区域之间延伸。
A23.根据段落A1-A22中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述插座还包括第一挤压表面和第二挤压表面,其中,当所述扭矩螺钉定位在所述插座内时,所述插座配置成在所述第一挤压表面和所述第二挤压表面之间接收所述扭矩螺钉的下部。
A24.根据段落A23所述的紧固件系统,其中,当所述扭矩螺钉定位在所述插座内时,所述扭矩螺钉的下部在所述第一挤压表面和所述第二挤压表面上向外挤压。
A25.根据段落A23-A24中的任一段所述的紧固件系统,其中,当所述保持器定位在所述插座上时,所述紧固件系统的保持器在所述第一挤压表面和第二挤压表面上向内挤压。
A26.根据段落A1-A25中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述扭矩螺钉配置成将力施加到所述插座的上部和所述插座的下部。
A27.根据段落A26所述的紧固件系统,其中,所述插座的上部包括第一细长沟槽表面和第二细长沟槽表面,并且其中,所述插座的下部包括第一挤压表面和第二挤压表面。
A28.根据段落A1-A27中的任一段所述的紧固件系统,其中扭矩螺钉包括具有第一接合表面和第二接合表面的楔形部分,其中当所述扭矩螺钉定位在所述插座内时,第一接合表面和第二接合表面被配置成接合所述插座。
A29.根据段落A28所述的紧固件系统,其中所述第一接合表面的至少一部分被滚花和/或其中所述第二接合表面的至少一部分被滚花。
A30.根据段落A28或A29所述的紧固件系统,其中,所述楔形部分被配置成被接收在插座的接收部中,使得第一接合表面接合插座的第一内接收表面,并且使得第二接合表面接合插座的第二内部接收表面。
A31.根据段落A1-A30中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述扭矩螺钉包括与楔形部分一体地形成的下部。
A32.根据段落A1-A31中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述扭矩螺钉的下部被配置为延伸穿过形成在所述插座中的狭槽形开口,从而通过插座的第一挤压表面和第二挤压表面来夹紧所述下部。
A33.根据段落A1-A32中任一段所述的紧固件系统,其中,紧固件系统包括保持器。
A34.根据段落A33所述的紧固件系统,其中,所述保持器配置成与所述插座的第一保持器接收凹部和所述插座的第二保持器接收凹部具有滑动配合。
A34.1.根据段落A33或A34所述的紧固件系统,其中,保持器配置成约束所述插座。
A34.2.根据段落A33-A34.1中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述保持器配置成促使插座围绕所述扭矩螺钉。
A35.根据段落A34-A34.2中任一段所述的紧固件系统,其中,所述保持器包括第一细长部分,该第一细长部分配置成接合第一保持器接收凹部。
A36.根据段落A35所述的紧固件系统,其中,保持器包括第二细长部分,该第二细长部分配置成接合第二保持器接收凹部。
A37.根据段落A36所述的紧固件系统,其中,第一细长部分大致平行于第二细长部分。
A38.根据段落A36或A37所述的紧固件系统,其中第一细长部分与第二细长部分间隔开的距离至少等于并且可选地大于扭矩螺钉的下部的宽度。
A39.根据段落A36-A38中的任一段所述的紧固件系统,其中,保持器包括将第一细长部分连接到第二细长部分的垂直构件,其中,垂直构件基本上垂直于第一细长部分和/或第二细长部分,使得保持器形成直线U形。
A40.根据段落A34-A39中任一段所述的紧固件系统,其中,保持器包括至少一个紧固件,该紧固件延伸穿过第一细长部分和第二细长部分,其中,一旦将保持器定位在插座上,所述至少一个紧固件被配置为使所述保持器围绕所述插座紧固。
A41.根据段落A40所述的紧固件系统,其中,所述至少一个紧固件配置成当所述扭矩螺钉在所述插座上向外压时伸长。
A42.根据段落A1-A41中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述插座还被配置为接收结构连接器。
A42.1.根据段落A41所述的紧固件系统,其中,所述结构连接器包括抗剪带、配件、托架、肋间和/或任何其他配置为与所述零件和所述复合结构接合的结构连接器。
A43.根据段落A1-A42中的任一段所述的紧固件系统,还包括结构连接器,其中结构连接器被配置为接合插座。
A44.根据段落A43所述的紧固件系统,其中,结构连接器包括被配置成接收穿过其中的插座的狭槽。
A44.1.根据段落A43或A44所述的紧固件系统,其中,所述结构连接器包括抗剪带,并且其中,所述狭槽包括被配置成接收穿过其中的插座的抗剪带狭槽。
A45.根据段落A42-A44.1中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述结构连接器被配置成接合所述插座,使得所述结构连接器的至少一部分在保持器与所述环口板之间与所述插座接合。
A46.根据段落A42-A45中的任一段所述的紧固件系统,其中,所述插座包括第一外壁和第二外壁,并且其中,当所述结构连接器被固定到所述插座时,所述结构连接器接触所述第一外壁和第二外壁。
A47.根据段落A1-A46中任一段所述的紧固件系统,其中扭矩螺钉和插座均由第一金属形成。
A48.根据段落A1-A47中任一段所述的紧固件系统,其中,所述零件包括框架、配件和/或托架。
A49.根据段落A1-A48中任一段所述的紧固件系统,其中,所述复合结构包括飞机机身的碳纤维蒙皮。
A50.根据段落A1-A49中任一段所述的紧固件系统,其中,所述紧固件系统将零件直接联接至复合结构。
A51.根据段落A1-A50中任一段所述的紧固件系统,其中紧固件系统经由结构连接器将零件联接到复合结构。
A52.根据段落A1-A51中的任一段所述的紧固件系统,其中,扭矩螺钉和插座经由自扩散、摩擦连接和/或变形而结合在一起。
A53.根据段落A1-A52中的任一段所述的紧固件系统,其中,环口板和插座经由自扩散、摩擦连接和/或变形而结合在一起。
B1.一种组件,包括:
一种用于将零件联接到复合结构上的紧固件系统,其中,所述紧固件系统是段落A1-A53中任一段所述的紧固件系统;
复合材料的第一层压板;和
复合材料的第二层压板,其中紧固件系统的环口板位于复合材料的第一层压板和复合材料的第二层压板之间。
B2.根据段落B1所述的组件,还包括结构连接器,该结构连接器的至少一部分邻近复合材料的第一层压板定位。
B3.根据段落B2所述的组件,还包括紧固件系统的保持器,其中结构连接器的一部分被夹在保持器和复合材料的第一层压板的内表面之间。
B4.根据段落B1-B3中的任一段所述的组件,其中复合材料的第一层压板包括与内表面相对的外表面,其中复合材料的第一层压板被定向为使得外表面面向复合材料的第二层压板。
B5.根据段落B1-B4中任一段所述的组件,其中复合材料的第一层压板和/或复合材料的第二层压板包括聚合物增强的碳纤维。
B6.根据段落B1-B5中的任一段所述的组件,其中复合材料的第二层压板是飞机机身的外蒙皮。
B7.根据段落B1-B6中的任一段所述的组件,其中,复合材料的第一层压板是飞机机身的内蒙皮。
B8.根据段落B1-B7中的任一段所述的组件,还包括复合材料的中间层压板,其位于复合材料的第一层压板和复合材料的第二层压板之间。
B9.根据段落B8所述的组件,其中,复合材料的中间层压板具有的层压板厚度基本上等于环口板的板厚度。
B10.根据段落B1-B9中的任一段所述的组件,其中复合材料的第一层压板包括复合材料的第一多个层。
B11.根据段落B1-B10中的任一段所述的组件,其中复合材料的第二层压板包括复合材料的第二多个层。
B12.根据段落B1-B11中的任一段所述的组件,其中,复合材料的中间层压板包括复合材料的第三多个层。
B13.根据段落B1-B12中的任一段所述的组件,其中复合材料的第一层压板、复合材料的第二层压板和/或复合材料的中间层压板一起形成复合结构。
C1.一种用于将零件联接到复合结构的紧固件组件组装的方法,该方法包括:
将紧固件组件的保持器定位在紧固件组件的插座上;和
将紧固件组件的结构连接器定位在插座上,其中紧固件组件被配置为经由结构连接器将零件联接至复合结构。
C2.根据段落C1所述的方法,其中,紧固件组件是根据段落A1-A53中的任一段所述的紧固件系统。
C3.根据段落C1-C2中任一段所述的方法,其中定位保持器包括将保持器滑入插座的第一保持器接收凹部中和滑入该插座的第二保持器接收凹部中。
C4.根据段落C1-C3中的任一段所述的方法,其中定位保持器包括在保持器上安装至少一个紧固件,从而将保持器围绕插座紧固和/或固定。
C5.根据段落C1-C4中的任一段所述的方法,其中,定位保持器在定位结构连接器之后执行。
C6.根据段落C1-C5中的任一段所述的方法,还包括在结构连接器中形成狭槽形开口,其中该狭槽形开口的尺寸和形状被设计为装配在插座的一部分上,以将结构连接器固定至插座。
C7.根据段落C1-C6中的任一段所述的方法,其中,定位结构连接器包括压紧和塑性变形插座的一部分。
C8.根据段落C7所述的方法,其中,定位结构连接器包括允许插座的该部分返回到其未受力状态,从而将结构连接器固定在插座上。
C9.根据段落C1-C8中的任一段所述的方法,其中,定位结构连接器包括使保持器与结构连接器接触。
D1.一种安装用于将零件连接到复合结构的紧固件系统的方法,该方法包括:
相对于复合材料的内部层压板定位紧固件组件,使得紧固件组件的插座至少部分地插入穿过复合材料的内部层压板的接收孔,并且使得复合材料的内部层压板接合结构紧固件组件的结构连接器,其中复合材料的内部层压板形成复合结构的一部分。
D1.1.根据段落D1所述的方法,进一步包括形成复合材料的内部层压板并穿过其中形成接收孔。
D2.根据段落D1或D1.1所述的方法,其中,所述紧固件组件是段落A1-A53中的任一段所述的紧固件系统。
D3.根据段落D1-D2中任一段所述的方法,其中,在定位紧固件组件之前,根据段落C1-C9中任一段所述的方法组装紧固件组件。
D4.根据段落D1-D3中的任一段所述的方法,其中定位所述紧固件组件包括定位紧固件组件,使得结构连接器的一部分位于复合材料的内部层压板和紧固件组件的保持器之间。
D5.根据段落D1-D4中的任一段所述的方法,其中复合材料的内部层压板包括复合材料的第一多个层。
D6.根据段落D1-D5中任一段所述的方法,其中,复合材料的内部层压板包括第一外表面和第一内表面,其中,接收孔从第一外表面延伸到第一内表面,并且其中,第一内表面接合结构连接器。
D7.根据段落D1-D6中的任一段所述的方法,还包括将复合材料的中间层压板固定到复合材料的内部层压板的第一上表面上,其中,复合材料的中间层压板包括袋形区,配置成接收插座的穿过其的至少一部分,并且其中,袋形区进一步被配置为接收紧固件系统的环口板。
D8.根据段落D1-D7中的任一段所述的方法,还包括将紧固件系统的环口板定位到插座上,使得环口板的下板表面接合复合材料的内部层压板的第一上表面。
D9.根据段落D8所述的方法,其中,定位环口板包括将环口板定位在复合材料的中间层压板的袋形区中。
D9.1.根据段落D8或D9所述的方法,其中,定位环口板包括通过接合环口板的多个第一阶梯状沟槽,环口板的多个第二阶梯状沟槽,插座的多个第一插座沟槽和插座的多个第二插座沟槽将环口板和插座锁定在一起。
D9.2.根据段落D8-D9.1中的任一段所述的方法,其中,定位所述环口板包括接合所述环口板和所述插座,使得在它们之间发生自扩散。
D10.根据段落D8-D9.2中的任一段所述的方法,其中,定位所述环口板包括将所述环口板放置得足够缓慢,以基本避免施加到复合材料的内部层压板上的树脂的不均匀破坏。
D11.根据段落D1-D10中的任一段所述的方法,还包括将紧固件系统的扭矩螺钉插入插座中。
D12.根据段落D11所述的方法,其中,插入扭矩螺钉包括当扭矩螺钉被插入时用扭矩螺钉使插座扩张。
D12.1.根据段落D11或D12所述的方法,其中插入扭矩螺钉包括将扭矩螺钉驱动到插座中,从而在插座中、在紧固件组件的保持器中和/或在紧固件系统的环口板中引起变形扭矩。
D12.2.根据段落D11-D12.1中任一段所述的方法,其中,插入扭矩螺钉包括从复合材料的内部层压板的第一外表面插入扭矩螺钉。
D13.根据段落D1-D12.2中的任一段所述的方法,进一步包括施加复合材料的外部层压板。
D14.根据段落D13所述的方法,其中,施加复合材料的外部层压板包括用复合材料的外部层压板覆盖紧固件系统的环口板。
D15.根据段落D13或D14所述的方法,其中施加复合材料的外部层压板包括将复合材料的外部层压板施加到复合材料的中间层压板,使得复合材料的中间层压板的至少一部分由复合材料的外部层压板覆盖。
D16.根据段落D13-D15中的任一段所述的方法,其中,施加复合材料的外部层压板包括在复合材料的外部层压板与复合材料的内部层压板之间嵌入紧固件系统的环口板。
D17.根据段落D1-D16中的任一段所述的方法,其中复合材料的外部层压板包括复合材料的第二多个层。
D18.根据段落D1-D17中的任一段所述的方法,其中,复合材料的中间层压板包括复合材料的第三多个层。
D19.根据段落D1-D18中任一段所述的方法,其中复合材料的内部层压板、复合材料的外部层压板和/或复合材料的中间层压板一起形成复合结构。
D20.根据段落D1-D19中的任一段所述的方法,还包括将零件固定到结构连接器,从而将零件联接到复合结构。
D20.1.根据段落D20所述的方法,其中,在定位紧固件组件之前执行固定零件。
D20.2.根据段落D20或D20.1所述的方法,其中,在将复合材料的外部层压板和复合材料的中间层压板添加和/或施加到复合材料的内部层压板之前,执行固定所述零件。
D20.3.根据段落D20-D20.2中的任一段所述的方法,还包括用工具将零件保持在适当的位置,直到添加和/或施加复合材料的外部层压板和复合材料的中间层压板之后。
D21.根据段落D1-D20.3中的任一段所述的方法,其中,所述零件包括框架、配件和/或托架。
D22.根据段落D1-D21中的任一段所述的方法,其中,复合结构包括飞机机身的碳纤维蒙皮。
D23.根据段落D1-D22中的任一段所述的方法,还包括选择插座的屈曲区域的厚度,以允许插入紧固件系统的扭矩螺钉和/或环口板。
D24.根据段落D1-D23中的任一段所述的方法,还包括将紧固件系统的一个或多个表面清洁和/或平滑至足以进行自扩散的程度。
D25.根据段落D24所述的方法,其中,紧固件系统的一个或多个表面包括扭矩螺钉的第一接合表面、扭矩螺钉的第二接合表面、插座的第一内部接收表面和/或插座的第二内部接收表面。
D26.根据段落D1-D25中的任一段所述的方法,其中,紧固件系统包括紧固件组件、环口板和扭矩螺钉。
D27.根据段落D1-D26中的任一段所述的方法,其中安装用于将零件联接到复合结构的紧固件系统的方法是形成飞机机身的方法,其中,复合结构是飞机机身。
D28.根据段落D1-D27中的任一段所述的方法,其中相对于复合材料的内部层压板定位紧固件组件包括经由复合材料的内部层压板的第一内表面来定位紧固件组件,其中第一内表面形成复合结构的内部区域。
D29.根据段落D28所述的方法,进一步包括从复合结构的内部区域将零件联接到结构连接器。
D30.根据段落D1-D29中任一段所述的方法,其中外部层压板的外表面形成该复合结构的外部区域。
D31.根据段落D1-D30中的任一段所述的方法,其中,在添加和/或施加复合材料的外部层压板和复合材料的中间层压板之前,执行定位紧固件组件。
D32.根据段落D1-D31中任一段所述的方法,还包括加热复合结构和紧固件系统以固化复合材料的内部层压板、复合材料的外部层压板和/或复合材料的中间层压板。
D33.根据段落D32所述的方法,其中加热使零件松弛(relax)。
D34.根据段落D1-D33中的任一段所述的方法,其中定位紧固件组件包括将保持器与插座安装一起。
E1.一种飞机,包括根据段落A1-A53中的任一段所述的紧固件系统和/或段落B1-B13中的任一段所述的组件。
F1.使用根据段落A1-A53中任一段所述的紧固件系统来将零件联接至复合结构。
F2.使用根据段落A1-A53中任一段所述的紧固件系统来将框架联接至飞机机身。
F3.使用根据段落B1-B13中任一段所述的组件的组装来制造飞机。
如本文所使用的,术语“选择性”和“选择性地”在修改设备的一个或多个组件或特性的动作、运动、配置或其他活动时,意味着特定动作、运动、配置或其他活动是用户对设备的一个方面或一个或多个组件进行操作的直接或间接结果。
如本文所使用的,术语“适配于”和“配置为”是指元件、组件或其他主题被设计和/或旨在执行给定功能。因此,术语“适配于”和“配置为”的使用不应解释为意味着给定的元件、组件或其他主题只是“能够”执行给定的功能,而是该元件、组件和/或其他主题是为了执行功能,专门选择、创建、实施、利用、编程和/或设计的。同样在本公开的范围内的是,被列举为适于执行特定功能的元件、组件和/或其他所列举的主题可附加地或替代地被描述为被配置为执行该功能,反之亦然。类似地,被列为被配置为执行特定功能的主题可附加地或替代地被描述为可操作为执行该功能。
如本文所使用的,关于一个或多个实体的列表的短语“至少一个”应被理解为是指选自实体列表中的任何一个或多个实体的至少一个实体,但不必包括实体列表中明确列出的每个实体中的至少一个,并且不排除实体列表中实体的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指的实体列表内具体标识的实体之外,还可选择性地存在实体,无论与那些具体标识的实体相关还是无关。因此,作为非限制性实例,“A和B中的至少一个”(或等效地,“A或B中的至少一个”,或等效地“A和/或B中的至少一个”)在一个实施方式中可以是指至少一个,可选地包括一个以上的A,不存在B(并且可选地包括除B之外的实体);在另一实施方式中,指的是至少一个,可选地包括一个以上的B,不存在A(并且可选地包括除A以外的实体);在又一个实施方式中,指的是至少一个,可选地包括一个以上的A,以及至少一个,可选地包括一个以上的B(以及可选地包括其他实体)。换句话说,在操作中是连接符和分割符的短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达。例如,每个表达“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A,B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”的含义可能意味着单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、A,B和C一起,以及可选地上述任何一个与至少一个其他实体组合的。
并非根据本公开的所有设备和方法都要求本文所公开的设备的各种元件和方法的步骤,并且本公开包括本文所公开的各种元件和步骤的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。此外,本文公开的各种元件和步骤中的一个或多个可定义独立的发明主题,该主题独立于并且不同于所公开的设备或方法的整体。因此,不需要这样的发明主题与本文明确公开的特定设备和方法相关联,并且这样的发明主题可在本文未明确公开的设备和/或方法中找到效用。
如本文所用,短语“例如”,短语“作为实例”和/或简称为术语“实例”,当参考一个或多个组件、特征、细节、结构、实施方式和/或根据本公开的方法使用时旨在传达所描述的组件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法是组件、特征、细节、结构、实施方式和/或根据本公开的方法的说明性,非排他性实例。因此,所描述的组件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法并非旨在进行限制、要求或排他/穷举;并且包括结构和/或功能上相似和/或等效的组件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法的其他组件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法也在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种用于将零件(40)联接至复合结构(42)的紧固件系统,所述紧固件系统包括:
插座(34),配置成至少部分地嵌入在所述复合结构(42)中,其中,所述插座(34)包括接收部(44),所述接收部(44)配置成接收扭矩螺钉(36)的至少一部分;
结构连接器(60),配置成与所述插座(34)和所述零件接合;
所述扭矩螺钉(36),其中,所述扭矩螺钉(36)配置为至少部分地接收在所述插座(34)内,其中,所述扭矩螺钉(36)的尺寸和形状相对于所述插座(34)设计为使得当压入所述接收部(44)时,所述扭矩螺钉使所述插座(34)的所述接收部(44)扩张;和
环口板(38),配置成嵌入在所述复合结构(42)内,并配置成分配来自正在压入所述接收部(44)的所述扭矩螺钉(36)的力,其中,所述紧固件系统配置成与所述零件和所述复合结构(42)接合,使得所述紧固件系统将所述零件(40)联接到所述复合结构(42)。
2.根据权利要求1所述的紧固件系统,其中,所述环口板(38)包括开口(67),所述开口(67)被配置成接收从中穿过的所述插座(34),并且其中,所述扭矩螺钉(36)被配置成当将所述扭矩螺钉(36)插入所述插座(34)的所述接收部(44)中时使所述插座(34)的所述接收部(44)扩张抵靠所述环口板(38)。
3.根据权利要求2所述的紧固件系统,其中,所述环口板(38)的所述开口(67)包括多个第一阶梯状沟槽(97)和多个第二阶梯状沟槽(98),其中,所述多个第一阶梯状沟槽(97)与所述多个第二阶梯状沟槽(98)相对定位,并且其中,所述多个第一阶梯状沟槽(97)和所述多个第二阶梯状沟槽(98)配置成当所述扭矩螺钉(36)插入所述插座(34)的所述接收部(44)中时塑性变形。
4.根据权利要求3所述的紧固件系统,其中,所述环口板(38)的所述多个第一阶梯状沟槽(97)被配置成与所述插座(34)的多个第一插座沟槽接合,并且其中,所述环口板(38)的所述多个第二阶梯状沟槽(98)配置成与所述插座(34)的多个第二插座沟槽接合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固件系统,其中,所述插座(34)的所述接收部(44)由第一内部接收表面和第二内部接收表面限定,并且其中,所述插座(34)包含:
第一细长沟槽表面,包括多个第一插座沟槽;
第二细长沟槽表面,包括多个第二插座沟槽;和
屈曲区域,位于所述第一内部接收表面和所述第二内部接收表面之间,其中,所述屈曲区域配置成当所述环口板(38)插在所述插座(34)上时弯曲,使得所述第一细长沟槽表面和所述第二细长沟槽表面被迫靠近在一起,并且其中,所述屈曲区域配置为允许所述接收部(44)扩张,使得当所述扭矩螺钉(36)插入所述接收部(44)中时,所述第一细长沟槽表面和所述第二细长沟槽表面远离彼此移动。
6.根据权利要求5所述的紧固件系统,其中,所述屈曲区域包括第一屈曲区域和第二屈曲区域,其中,所述插座(34)还包括狭槽形开口(67),所述扭矩螺钉(36)的下部被配置成插入穿过所述狭槽形开口(67),并且其中,所述狭槽形开口在所述第一屈曲区域和所述第二屈曲区域之间延伸。
7.根据权利要求6所述的紧固件系统,其中,所述插座(34)还包括第一挤压表面和第二挤压表面,其中,所述插座(34)配置成当所述扭矩螺钉(36)位于所述插座(34)内时,将所述扭矩螺钉(36)的所述下部接收在所述第一挤压表面和所述第二挤压表面之间。
8.根据权利要求7所述的紧固件系统,其中,所述紧固件系统包括配置成约束所述插座(34)的保持器,其中,所述插座(34)还包括彼此相对定位的第一保持器接收凹部和第二保持器接收凹部,其中,所述插座(34)配置成将所述保持器接收在所述第一保持器接收凹部和所述第二保持器接收凹部中,其中所述保持器包括第一细长部分,所述第一细长部分配置成与所述第一保持器接收凹部接合,其中所述保持器还包括第二细长部分,所述第二细长部分配置成与所述第二保持器接收凹部接合。
9.根据权利要求8所述的紧固件系统,其中,当所述保持器定位在所述插座(34)上时,所述紧固件系统的所述保持器在所述第一挤压表面和所述第二挤压表面上向内挤压。
10.根据权利要求5所述的紧固件系统,其中,所述扭矩螺钉(36)包括具有第一接合表面和第二接合表面的楔形部分,其中,所述第一接合表面和所述第二接合表面配置成当所述扭矩螺钉(36)定位在所述插座(34)内时与所述插座(34)接合,其中所述楔形部分配置为接收在所述插座(34)的所述接收部(44)中,以使所述第一接合表面与所述插座(34)的所述第一内部接收表面经由选自由自扩散、摩擦连接和变形组成的组中的一者或多者进行接合并且使所述第二接合表面与所述插座(34)的所述第二内部接收表面经由选自由自扩散、摩擦连接和变形组成的组中的一者或多者进行接合。
11.根据权利要求1至4中的任一项所述的紧固件系统,其中,所述结构连接器(60)包括配置为接收穿过其中的插座(34)的狭槽,其中所述插座(34)包括第一外壁和第二外壁,并且其中当所述结构连接器(60)固定到所述插座(34)时,所述结构连接器(60)接触所述第一外壁和所述第二外壁。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固件系统,其中,所述零件(40)包括用于飞机机身的框架,并且其中,所述复合结构(42)包括所述飞机机身的蒙皮。
13.一种组件,包括:
根据权利要求1所述的紧固件系统;
复合材料的第一层压板;和
复合材料的第二层压板,其中,所述紧固件系统的所述环口板(38)位于复合材料的所述第一层压板和复合材料的所述第二层压板之间,其中所述紧固件系统的所述结构连接器(60)的至少一部分被定位为邻近复合材料的所述第一层压板。
14.根据权利要求13所述的组件,还包括位于复合材料的所述第一层压板与复合材料的所述第二层压板之间的复合材料的中间层压板,其中,复合材料的所述中间层压板的层压板厚度等于所述环口板(38)的板厚度。
15.一种组装紧固件组件的方法,所述紧固件组件用于将零件(40)联接至复合结构(42),所述方法包括:
提供所述紧固件组件,其中,所述紧固件组件包括:
插座(34),被配置为至少部分地嵌入所述复合结构(42)中,其中,所述插座(34)包括:
接收部(44),配置成接收扭矩螺钉(36)的至少一部分;
第一保持器接收凹部;和
与所述第一保持器接收凹部相对的第二保持器接收凹部;
结构连接器(60),配置成与所述插座(34)和所述零件(40)接合;和
保持器,配置成约束所述插座(34),其中,所述插座(34)配置成将所述保持器接收在所述第一保持器接收凹部和所述第二保持器接收凹部中,其中,所述保持器包括第一细长部分,所述第一细长部分配置成接合所述第一保持器接收凹部,其中,所述保持器还包括第二细长部分,所述第二细长部分配置成接合所述第二保持器接收凹部;
通过将所述保持器滑入所述第一保持器接收凹部和所述第二保持器接收凹部中,将所述保持器定位在所述插座(34)上;和
将所述结构连接器(60)定位在所述插座(34)上,其中定位所述结构连接器(60)包括压紧所述插座(34),其中所述紧固件组件配置为经由所述结构连接器(60)将所述零件(40)联接到所述复合结构(42)。
16.一种安装紧固件系统的方法,所述紧固件系统用于将零件(40)联接至复合结构(42),其中,所述紧固件系统包括紧固件组件、环口板(38)和扭矩螺钉(36),所述方法包括:
形成复合材料的第一层压板,其中穿过所述第一层压板形成有接收孔;
将所述紧固件组件相对于复合材料的所述第一层压板定位,以使得所述紧固件组件的插座(34)至少部分插入穿过所述接收孔,并且使复合材料的所述第一层压板接合所述紧固件组件的结构连接器(60),其中,在定位所述紧固件组件之前,将所述紧固件组件的所述插座(34)、所述结构连接器(60)和保持器组装在一起,其中,复合材料的所述第一层压板包括第一外表面和第一内表面,其中,所述接收孔从所述第一外表面延伸至所述第一内表面,并且其中,所述第一内表面接合所述结构连接器(60);
将复合材料的中间层压板固定到复合材料的所述第一层压板的所述第一外表面,其中,复合材料的所述中间层压板包括袋形区,所述袋形区被配置为在其中接收所述插座(34)的至少一部分,并且其中所述袋形区进一步配置成接收所述紧固件系统的所述环口板(38);
将所述环口板(38)定位在所述插座(34)上并将所述环口板(38)定位在复合材料的所述中间层压板的所述袋形区中,使得所述环口板(38)的下板表面接合复合材料的所述第一层压板的所述第一外表面;
将所述紧固件系统的所述扭矩螺钉(36)插入所述插座(34)中;和
施加复合材料的外部层压板,所述外部层压板覆盖所述环口板(38)和复合材料的所述中间层压板的至少一部分,从而将所述环口板(38)嵌入在复合材料的所述外部层压板和复合材料的所述第一层压板之间,其中,复合材料的所述第一层压板、复合材料的所述中间层压板和复合材料的所述外部层压板一起形成所述复合结构(42)。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,定位所述环口板(38)包括通过将所述环口板(38)的多个第一阶梯状凹槽(97)与所述插座(34)的多个第一插座凹槽接合并且将所述环口板(38)的多个第二阶梯状凹槽(98)与所述插座(34)的多个第二插座凹槽接合,来将所述环口板(38)和所述插座(34)锁定在一起。
18.根据权利要求16或17所述的方法,其中,插入所述扭矩螺钉(36)包括在插入所述扭矩螺钉(36)时所述扭矩螺钉(36)使所述插座(34)扩张。
19.根据权利要求16或17所述的方法,还包括将所述零件(40)固定到所述结构连接器(60),从而将所述零件(40)联接到所述复合结构(42),其中,所述零件(40)包括飞机机身的框架,并且其中所述复合结构(42)包括所述飞机机身的蒙皮。
20.根据权利要求16或17所述的方法,还包括加热所述复合结构(42)和所述紧固件系统以固化复合材料的所述第一层压板、复合材料的所述外部层压板和复合材料的所述中间层压板。
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