CN116157296A

CN116157296A - 由切割且组装的平面零件组成的飞行器座椅框架及其制造方法

Info

Publication number: CN116157296A
Application number: CN202180054380.5A
Authority: CN
Inventors: 弗雷德里克·罗德里格斯
Original assignee: Airbus Atlantic SAS
Current assignee: Airbus Atlantic SAS
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2023-05-23
Also published as: FR3112527A1; US20230339612A1; FR3112527B1; WO2022013445A1; EP4182229A1

Abstract

一种用于飞行器座椅的主结构(100)的框架(10)，该框架包括纵向零件(11)和横向零件(12)，这些纵向零件和这些横向零件彼此间隔开并且彼此连接，这些零件具有各种形状和尺寸以便重现该主结构的大体三维形状，这些纵向零件和这些横向零件是平面的，并且每个零件包括至少一个接合部(111，121)，这些零件通过这些零件的接合部连结在一起。

Description

由切割且组装的平面零件组成的飞行器座椅框架及其制造方法

技术领域

本发明属于航空结构和类似物、特别是用于机载设备和备件的主结构的领域，并且更特别地涉及一种通过将切割好的平面结构零件组装而获得的用于飞行器座椅壳体的框架以及相关联的制造方法。

背景技术

在飞行器(比如飞机)中，每件机载设备的大小和数量被确定为同时满足功能、安全相关和经济方面的需求。例如，对于乘客座椅，这使得必须在机械强度与座椅主结构的质量之间做出取舍。比如耐火性等其他准则也要考虑在内。

更特别地，在民用航空领域，存在着建立完整系列准则的标准和法规，乘客座椅结构为了其认证必须满足这一完整系列准则。例如，主结构、比如乘客座椅的壳体、必须具有：给定的机械阻力以抵抗运行中的不同应力、特别是冲击和振动；以及阻燃性质和耐火性质。

另外，重量约束对于航空公司来说是至关重要的，因为它直接影响飞行器的运营成本。

作为一般规则，目前，大多数机载结构(座椅、机壳等)由复合面板组成，这些复合面板由金属连接零件组装而成。例如，这些面板具有蜂窝夹层结构、简称为尼达(Nida)面板，这种蜂窝夹层结构增强了面板的机械阻力并且保证了最大程度的轻量。

尼达复合面板制造复杂、昂贵、且制造周期较长。因此，使用这些尼达复合面板系统性地需要在所考虑项目的行动计划中极早期地开始限定座椅和装备飞行器机舱这些操作。

飞行器座椅的设计有很多种。例如，文件US 2012085863A1披露了一种具有复杂设计的座椅，其中，结构由不同的元件(板、梁、以及多种形式的紧固和连结装置)组成。其他设计的特征在于板元件的优势，并且更适于在发生冲击时吸收能量，文件US 2005145597A1给出了这种设计的示例。

在这些解决方案中，使用板式结构元件很大程度上限制了各种可能的形状。因此，自由形式壳体结构的制作很快变得非常复杂，并且会受制于这类物品使用尼达面板的无规变化，即，制造的持续时间和成本)。

然而，航空公司在美学形状方面、尤其针对空间划分件而言、提供更高级别服务、比如商务舱或头等舱的需求仍然是最重要的。

迄今为止，对于目标应用而言，没有可行的替代方案来替代尼达面板。

发明内容

本发明旨在克服上文阐述的现有技术的缺点，特别是通过将切割好的形状相对简单的平面零件进行组装而提供一种用于制作三维形状更加复杂或较不复杂的飞行器座椅主结构的替代性解决方案。

本发明还旨在提供一种航空工业中广泛使用的蜂窝复合面板的替代方案，这些蜂窝复合面板的成本较高并且制造周期较长。

为此，本发明的目的是提供一种用于飞行器座椅主结构的框架，该框架包括纵向零件和横向零件，这些纵向零件和这些横向零件间隔开并且组装在一起，所述零件具有变化的形状和尺寸，以便复制该主结构的大体三维x形状。这种结构的显著之处在于，这些纵向零件和这些横向零件是平面的，并且这些纵向零件和这些横向零件中的每一者均包括至少一个接合部，所述零件通过这些零件的接合部而组装。

根据本发明的特别有利的方面，每个纵向零件设置有多个接合部，该多个接合部沿着所述零件的边缘分布，所述接合部中的每个接合部与横向零件的接合部配合。类似地，每个横向零件设置有多个接合部，该多个接合部沿着所述零件的边缘分布，所述接合部中的每个接合部与纵向零件的接合部配合。

根据一个实施例，这些横向零件的平均平面是基本上平行的，而这些纵向零件的平均平面基本上垂直于所述横向零件的平均平面。因此，纵向零件和横向零件可以分别等同于桁条和隔板，这些桁条通过平行的隔板连接而形成框架。

根据有利的实施例，每个接合部的深度基本上等于包括所述接合部的该零件的局部宽度的一半。

更特别地，纵向零件与横向零件之间的每个组件为T形半露木(half-timber)型。

有利地，纵向零件和横向零件是板元件，即，这些纵向零件和这些横向零件的厚度这一尺寸与其他两个尺寸、即长度和宽度相比可忽略不计。

根据本发明，框架还可以包括任何形状的辅助平面零件、以及平面的钩连和紧固零件。

例如，辅助零件以及钩连和紧固零件可以借助于比如凸榫和榫眼紧固至框架的其余部分。

根据一个实施例，纵向零件和横向零件是金属的。更通常地，框架的所有平面零件都可以是金属的。

本发明还涉及一种飞行器座椅主结构，该飞行器座椅主结构包括如所描述的框架、以及包裹所述框架的覆盖壳体；并且涉及一种飞机型飞行器座椅，该飞机型飞行器座椅包括这样的主结构。

本发明还涉及一种用于制造如所描述的用于飞行器座椅主结构的框架的方法，该方法包括：

-根据该主结构的形状限定纵向零件和横向零件的步骤；

-在平面板中切割出所限定的零件的步骤；以及

-通过切割好的零件的接合部将这些切割好的零件组装起来以复制主结构的形状的步骤。

有利地，该方法进一步包括通过焊接、胶合、压夹或任何其他常规技术将所获得的组件刚性地紧固的步骤。

刚才在上文中将本发明的基本概念以其最基本的形式进行了披露，通过阅读以非限制性示例的方式给出了根据本发明原理的框架以及相关联的制造方法的实施例的以下描述并参考附图，其他细节和特征将更加清楚地显现。

附图说明

附图仅出于说明目的给出以便理解本发明，而并非限制本发明的范围。不同的元件不必以相同比例表示出。在所有附图中，相同或等效的元件具有相同的附图标记。

因此展示了：

-图1：根据本发明的实施例的包括框架的飞行器座椅主结构的立体图；

-图2：单独的框架的立体图；

-图3：框架的另一个立体图；

-图4：根据本发明的组装好的平面纵向零件和横向零件的局部立体图；

-图5：根据本发明的两个平面零件在通过这两个平面零件的接合部组装之前的局部视图；

-图6：示出了不同取向的接合部的平坦横向零件的局部视图；

-图7：纵向平面零件的示例；

-图8：横向平面零件的示例；

-图9：辅助平面零件的示例；

-图10：根据本发明的示出了互补的紧固和钩连零件的框架的一部分的分解局部视图。

具体实施方式

应当注意，本文中描述了一些众所周知的组件和方法以避免在理解本发明时出现任何不足之处或模棱两可。

在下文所描述的实施例中，对由切割好且经组装的平面零件形成的、主要旨在用于飞行器机舱中的乘客座椅分隔壳体的金属框架进行参照。给出此非限制性示例是为了更好地理解本发明，并且并不排除采用任何材料制造类似框架和用于其他飞行器机载设备或备件的类似框架的制造。

在说明书的其余部分中，术语“框架”是指通过由大多数为长形的非邻接元件组成的组件形成的结构套件。

图1部分地表示了飞行器乘客座椅主结构100，该飞行器乘客座椅主结构主要包括根据本发明的金属框架10、紧固至所述框架的覆盖壳体20、以及制作座椅所必需的任何其他结构元件、比如紧固基部30。例如，覆盖壳体20可以是热成形或模制的。

根据所展示的示例，主结构100是“前”机舱中的、换言之、高级舱、比如商务舱的乘客座椅的主结构，因此，该主结构的容积适于更具舒适性并且适于将所安装的乘客座椅与机舱的其余部分隔开而更具隐私性。当然，本发明可以应用于三维形状更加复杂或较不复杂的任何其他飞行器座椅或设备。

上文对座椅的主结构所作出的简要的部分的介绍允许仅限定本发明的应用背景，本发明的主要对象是框架。

图2和图3表示单独的框架10。根据此非限制性示例，框架10的形状被确定为类似大体凹形壳体，并且包括组装在一起的纵向平面零件11和横向平面零件12，纵向平面零件和横向平面零件是预先切割好的。平面零件11和12的形状被确定为在特定位置处组装在一起，以根据所限定的三维形状形成框架10。

因此，由于组装好的平面零件11和12的形状和尺寸，框架10复制了覆盖壳体20的大体形状。例如，这些几何形状和尺寸是基于座椅的数字模型预先确定的，如稍后将解释的。

参考图4，每个纵向零件11包括沿着所述零件的一个边缘的多个接合部111，横向零件12插入该多个接合部中。同样，每个横向零件12沿着所述零件的边缘设置有多个接合部121以便接纳纵向零件11。

实际上，纵向零件11和横向零件12通过其接合部111和121组装成类似T形半露木组件，这种T形半露木组件在古老的海军木制船舰建造中更为人熟知。

接合部111和121对应于直型的凹口、即具有U形形状。

图5部分地示意出在纵向零件11和横向零件12组装之前的在其接合部111和121处的纵向零件11和横向零件12。接合部111的深度p₁由底部1111界定，在该底部的另一侧零件11具有剩余宽度d₁。类似地，与接合部111相关联的接合部121的深度p₂由底部1211界定，在该底部的另一侧零件12具有剩余宽度d₂。为了获得每个零件骑跨另一个零件而不会从该另一个零件突出的常规组件，深度p₁和深度p₂分别小于或等于剩余宽度d₂和剩余宽度d₁。优选地，当零件11和12在它们的接合部处具有相同的宽度时，深度p₁和深度p₂分别等于剩余宽度d₂和剩余宽度d₁，这允许获得如图4的细节A所示出的完美骑跨。在这种情况下，所形成的框架10的厚度局部地对应于组装好的零件11和12的宽度。更优选地，接合部的深度基本上等于同一零件上的剩余宽度(p₁＝d₁，并且p₂＝d₂)，换言之，每个接合部延伸至包括该接合部的零件的局部宽度的一半，因而提供更好的机械强度。在后一种情况下，接合部被说成是一半对一半，即，这些接合部限定了在零件的体积方面相等的两个部分：中空部分(接合部本身)和实心部分。

此外，零件11和12可以具有不同的厚度，在这种情况下，接合部111和121必须具有适合的宽度l₁和l₂。在图5的示例中，接合部111的宽度l₁必须基本上等于零件12的旨在被所述接合部骑跨的区域处的厚度。

相反地，接合部121的宽度l₂必须基本上等于零件11的局部厚度。这种尺寸对应关系使得在功能性余隙最小的情况下零件11和12能够互锁，或者在接合部的宽度基本上小于零件的厚度时通过干涉而安装。

接合部111和121可以沿着零件11和12不同地取向。

图6示出了接合部121沿着横向零件12的一部分的一些可能的取向。例如，接合部121a法向于零件12，而接合部121b相对于零件12的法线N略微倾斜。横向零件12的接合部121的相对取向决定将安装在这些接合部中的纵向零件11的取向。

优选地，仅横向零件12的接合部121可以相对于局部法线倾斜。反之，纵向零件11的接合部111是法向的，使得所述纵向零件或桁条在组装之后必须垂直于横向零件或隔板。更具体地，无论桁条11和隔板12的取向如何，这些桁条的平均平面都保持垂直于这些隔板的平均平面，这些平均平面是根据与框架10的最终形状有关的约束确定的。

鉴于上述内容，应当容易理解，本发明通过以下提供了相当大的优势：仅由于平面零件11和12——其通过接合部111和121而组装并且其形状和尺寸已经预先确定——而允许获得很多种形状。

图7和图8中给出了框架的纵向零件11和横向零件12的示例。

此外，框架10可以包括任何其他平面辅助零件13，以着手解决功能和/或结构问题。图9表示了辅助零件13的示例，该辅助零件包括凹槽131，所述零件借助于例如榫卯组件、通过该凹槽紧固至框架的其余部分，其中凸榫例如形成在纵向零件11或横向零件12上。

如图10所表示，框架10还可以包括平面钩连和紧固零件14a和14b、以及连接装置15。钩连和紧固零件14a和14b借助于凸榫141紧固至纵向零件11和/或横向零件12，这些凸榫装配在榫眼112中，这些榫眼为此设置在所述纵向和/或横向零件上。

附带地，框架10可以包括在图2中指示的几乎平面的零件16，这些几乎平面的零件具有通过片材成形或弯曲工艺获得的一些凸部。

因此，根据本发明的概念的框架提供了较大的模块性并且允许从预先限定和制备的基础2D零件开始获得复杂的3D形状。

框架10可以通过包括以下步骤的方法制造：

-根据主结构的形状限定纵向零件11和横向零件12的步骤；

-在平面板中切割出所限定的零件的步骤；

-通过切割好的零件的接合部将这些切割好的零件组装以复制主结构的形状的步骤；以及

-将所获得的组件刚性地紧固的步骤。

限定形成框架10的纵向零件11和横向零件12的步骤包含确定所述零件的形状和尺寸、以及这些零件的数量和在框架中分布。为此，可以使用主结构100的模型——框架旨在用于该主结构。因此，例如可以根据在主结构的CAD(计算机辅助设计)模型中形成的纵向截面和横向截面来限定零件11和12。

可以以相同的方式限定框架10的其他平面零件，即、任何形状的辅助零件13、以及钩连和紧固零件14a和14b。

切割出零件、包括互补零件的步骤可以通过机械制造中所使用的任何切割技术、比如激光切割或水射流切割来进行，这取决于所使用的材料。应当注意，鉴于通过激光切割技术而获得的在效率和准确性方面的性能、以及激光切割技术在不同材料(金属、塑料等)上的性能，通过激光切割进行是优选的。

将框架10的零件组装的步骤根据通过上文所解释的接合部连结的操作进行。

最终，所获得的组件通过焊接、胶合、压夹或通过任何其他常规机械制造手段而被刚性地紧固。

应当注意，由简单独立的零件制作框架极大地有利于飞行器座椅的维护和维修，并且显著限制了飞行器座椅的成本。实际上，所需要的只是替换一些有缺陷的纵向零件或横向零件，而不像一件式复合结构那样，损坏可能会造成问题且需要替换整个结构。

从本说明书清楚可见的是，框架的不同平面零件可以不同地制成，而并不脱离权利要求所限定的本发明的范围。

Claims

1.一种用于飞行器座椅主结构(100)的框架(10)，所述框架包括纵向零件(11)和横向零件(12)，所述纵向零件和所述横向零件间隔开并且组装在一起，所述零件具有变化的形状和尺寸，以便复制所述主结构的大体三维x形状，其特征在于，所述纵向零件和所述横向零件是平面的，并且所述纵向零件和所述横向零件中的每一者均包括至少一个接合部(111，121)，所述零件通过所述零件的所述接合部而组装。

2.根据权利要求1所述的框架，其中，每个纵向零件(11)设置有多个接合部(111)，所述多个接合部沿着所述零件的边缘分布，所述接合部中的每个接合部与横向零件(12)的接合部(121)配合，并且其中，每个横向零件(12)设置有多个接合部(121)，所述多个接合部沿着所述零件的边缘分布，所述接合部中的每个接合部与纵向零件(11)的接合部(111)配合。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的框架，其中，所述横向零件(12)的平均平面是基本上平行的，而所述纵向零件(11)的平均平面基本上垂直于所述横向零件的所述平均平面。

4.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，每个接合部(111，121)的深度基本上等于包括所述接合部的所述零件(11，12)的局部宽度的一半。

5.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，纵向零件(11)与横向零件(12)之间的每个组件为T形半露木型。

6.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述纵向零件(11)和所述横向零件(12)是板元件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的框架，进一步包括任何形状的辅助平面零件(13)、以及钩连和紧固平面零件(14a，14b)。

8.根据权利要求7所述的框架，其中，所述辅助零件(13)以及所述钩连和紧固零件(14a，14b)借助于比如凸榫(141)和榫眼(112，131)紧固至所述框架(10)的其余部分。

9.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述纵向零件(11)和所述横向零件(12)是金属的。

10.一种飞行器座椅主结构(100)，其特征在于，所述飞行器座椅主结构包括根据权利要求1至9之一所述的框架(10)、以及包裹所述框架的覆盖壳体(20)。

11.一种飞机型飞行器座椅，其特征在于，所述飞机型飞行器座椅包括根据权利要求10所述的主结构(100)。

12.一种用于制造根据权利要求1至9之一所述的、用于飞行器座椅主结构(100)的框架(10)的方法，其特征在于，所述方法包括：

-根据所述主结构的形状限定所述纵向零件(11)和所述横向零件(12)的步骤；

-在平面板中切割出所限定的所述零件的步骤；以及

-通过所述切割好的零件的接合部将所述切割好的零件组装起来以复制所述主结构的形状的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括通过焊接、胶合、压夹或任何其他常规技术将所获得的组件刚性地紧固的步骤。