CN1863668A - 在包括局部加强件的层压板中的接合结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种在层压板中的接合结构，层压板包括金属层以及由金属层包围的至少一个粘结层，金属层均包括单独的金属层零件，金属层零件具有一对重叠边缘，该对边缘相对于彼此偏移并且一起界定了接合区域。层压板包括具有标准结构的区段和包含附加的内部强化金属层的区段，所述强化金属层包括具有一对重叠边缘的两个强化金属层零件，所述成对的边缘位于接合区域的外部。

Description

在包括局部加强件的层压板中的接合结构
技术领域
本发明涉及层压板中的接合结构，层压板包括金属层以及由金属层包围的至少一个粘结层，金属层的每一个包括单独的金属层零件，金属层零件具有一对重叠边缘，该对边缘相对于彼此偏移并且一起界定了接合区域。
背景技术
该种类型的接合结构是已知的并且已发现应用于宽度超过其中生成金属层的宽度的板中。所提及的该类型的板的实例包括飞机的表层板，例如用于飞机机身的表层板。在这种类型的应用中，板还必须配设有特定尺寸的孔。在这种情况下，除用于窗口的孔之外，主要是相对大的孔，例如用于门和舱口等的孔，门和舱口等是相关的。
理论上，这种孔会弱化板的支撑功能。然而通过应用局部加强件，可能会保持板的期望的机械性质，例如刚度和强度。这种加强件的形式可以为桁梁和托梁，但是在许多情形中所用局部加强件的形式为层压板中孔附近的附加层。
这些局部强化层同样是由板材制成，板材具有特定的最大宽度并且通常由与层压板的剩余部分中的金属层相同的材料构成。通常以卷的形式提供的板材由于制造过程而造成其机械性质对于方向敏感。除了其它原因之外，该方向灵敏性是由材料所遭受的轧制处理的方向导致的。轧制方向导致材料中的颗粒晶粒取向。
在由该类材料制造板时，鉴于所述板的期望的机械性质，希望考虑晶粒取向。在目前的情形中，这意味着加强件层必须与层压板中的金属层具有相同的晶粒取向。这样做的结果就是，在包含接合的板中，强化层必须也具有接合，因为它们不能沿着横向于接合结构的带的纵向方向配设，因为如果这样的话，晶粒取向就会不正确。加强件层中的这些接合优选地非常邻近层压板自身中的接合。
发明内容
本发明的目的是提供一种符合上述要求的接合结构。该目的是通过如下事实实现的：层压板包括具有标准结构的区段和包含附加的内部强化金属层的区段，所述强化金属层包括具有一对重叠边缘的两个强化金属层零件，所述成对的边缘位于接合区域的外部并且与之邻近。
使用依照本发明的接合结构，层压板中的标准接合区域会保留，而接合会在强化层中附近处实现。这些接合可以通过多种方式设计。优选地，至少一个金属层的金属层零件具有错折(joggled)边缘，其方式为金属层零件大体上彼此成直线布置。这是板的标准设计，它导致板的至少一个侧面完全是平的，这出于气动的理由是非常可取的。在该情形下，其它金属层中的每一个以及强化金属层也具有错折零件。
另外，在这种情形下，强化金属层零件可以在错折金属层零件的错折边缘的上方错折，然后沿相反方向朝另一个相关联的金属层零件错折。该类结构具有两种可能的变体，并且依照第一变体，强化金属层零件然后沿与错折的金属层零件的所述错折边缘相同的方向在另一个强化金属层零件上方错折。
在这种情形下，另一个金属层的金属层零件在强化金属层零件的沿相反方向错折部分上方延伸，从而在金属层零件的边缘和强化金属层零件的沿相反方向错折的部分之间形成间隔，其方式为另一个金属层的另一个金属层零件的边缘延伸直至其中出现该间隔的区域。另一个金属层零件从出现该间隔的区域、在沿相同的方向错折的强化金属层零件的边缘的上方错折，然后沿相反的方向错折。
依照如上所述的结构的第二变体，错折强化金属层零件的非错折部具有一个边缘，另一个强化金属层零件的边缘在该边缘上方延伸。
强化金属层在层压板的中心其重叠边缘处形成相对较大的增厚。在这种情形下可能出现的问题是覆盖金属层将必须给出与强化金属层的重叠边缘的厚度具有相同量值的错折零件。然而，具有该量值的错折零件在一定程度上是不希望的，因为这可能导致多孔性、应力集中和局部层离。依照本发明，如果沿横向于其中边缘重叠方向的方向中的强化金属层零件的边缘具有不同的尺寸以提供覆盖强化金属层零件的金属层的台阶形错折配置，就可以避免这一点。
附图说明
下面将参照图中所示的多个示例性实施例更详细地说明本发明，其中：
图1显示了具有依照本发明的接合结构的板的平面图。
图2显示了接合结构沿着线II-II的横截面。
图3显示了接合结构沿着图1和图2中的线III-III的横截面。
图4-6显示了依照图1-3的接合结构的可选实施例。
图7-9、10-12、13-15、16-18、19-21和22-24显示了其它可选实施例。
图25和26显示了强化金属层零件位置的可选方案。
具体实施方式
图1以平面图显示了包含接合结构2的板1。如图2中的横截面所示，板由包括四个金属层3、4、5、6的层压板构成，每个金属层均由金属层零件7、8构成。这些金属层零件7、8分别具有重叠边缘9和10，重叠边缘9和10通过一层粘合剂11固定到彼此之上。
在每种情形下，一个纤维强化塑料粘结层12被布置在金属层3至6中的两个之间。这些纤维强化塑料粘结层12是连续的并且在重叠边缘9、10的位置上延伸。剩余空间填充有粘合剂13。
如图1中的平面图所示，层压板包括具有标准设计的区段14和包括附加强化金属层16的区段15。该附加强化金属层16包括两个强化金属层零件17、18，强化金属层零件17、18具有各自的重叠边缘19、20，重叠边缘19、20通过粘合剂层21粘贴在一起。
如图2中所示，这些用于将强化金属层零件17、18紧固在一起的重叠边缘19、20处于其中所有金属层零件7、8的重叠边缘9、10被紧固在一起的区域的外部。
另外，很重要的是金属层零件7配设有错折边缘9，配设的方式为区段22相对于另一个金属层零件8的相关联的边缘10偏移。这意味着层压板的一个表面30是平的，这在板的气动应用中尤为重要。所有的金属层3、4、5和6都包含区段22。
如图2所示，强化金属层16特别是其强化金属层零件17配设有相应的错折区段26。强化金属层零件17于是就在金属层5的错折边缘9的上方延伸，其后接一个区段，该区段沿相反的方向错折，错折方式为金属层零件17随后利用沿着区段27的各自的纤维强化塑料粘结层12胶粘到位于它下方的金属层5的金属层零件8之上。然后跟随强化金属层零件17的错折边缘19。
由于强化金属层零件17的凸缘24、25的缘故，就会在上部金属层6和强化金属层零件17之间生成间隔。由此生成的空间就会容纳金属层6的强化金属层零件8的边缘10。
如图3中所示的图1和2的横截面III-III显示出强化金属层零件17、18会沿着与边缘9、10和19、20平行的方向分别延伸不同的长度。强化金属层零件17在另一个零件18的上方延伸并且错折直至其下方的金属层5。这具有如下优点：上部金属层6的金属层零件8在两个阶段28、29中逐渐错折，这样金属层零件8就不会具有相对较大量值的突变的错折零件，因此就抵消了层离和多孔性。
依照本发明的接合结构能够构造为多种不同的变体，这些变体中的一些显示在图4-26中，下文将讨论这些图。
显示了对应于图1-3的视图和横截面的图4-6的变体是如下的变体，其中在横截面V-V中，强化金属层18具有错折边缘19，在错折边缘19下方延伸有强化金属层零件17的平的重叠边缘。由于强化金属层零件17延伸远于强化金属层零件18，如图4中所示，所以就在横截面VI-VI中实现了这些重叠的台阶状次序。
图7-9的变体在很大程度上与图1-2中的相同，不同之处是此处强化金属层零件18延伸远于强化金属层零件17，如图7所示。强化金属层零件17再次具有与图4-6中的变体类似的平的边缘，然而强化金属层零件18具有错折边缘20。这会生成在横截面IX-IX中，强化金属层零件18向下错折直至金属层12。
在很大程度上对应于图7-9的图10-12中的变体具有强化金属层零件18，强化金属层零件18具有平的边缘20，然而在这种情形下强化金属层零件17具有错折边缘19。这会在横截面XII-XII中形成强化金属层零件17、18的台阶状配置。
图13-15的变体与此前的变体的不同之处在于强化金属层零件17具有平的边缘19，而强化金属层零件18具有相对较长的错折边缘20。因此这些边缘19、20现在就重叠在接合区域2的左手侧上，而不是依照图1-12重叠在该接合区域的右手侧上(如分别如图2、5、8、11和14中所示)。
在图16-18的变体中，强化金属层零件18在23处错折在金属层5的错折边缘9的上方并且跟随错折部分26，错折部分26胶粘到金属层6特别是其金属层零件7上。然后强化金属层零件18沿相反方向在24处错折。另一个强化金属层零件17的错折边缘19布置在强化金属层零件18的边缘20上，另外，重叠边缘19、20位于接合区域2的左手侧。
图19-21的变体在很大程度上对应于图13至15中的变体，不同之处在于在这种情形下强化金属层零件17延伸得远于强化金属层零件18，如图19中的平面图所示。
图22至24的变体以这种方式对应于图16至18中的变体：在这种情形下，强化金属层零件18也延伸得近于强化金属层零件17。
图25和26显示出强化金属层零件17和18可以位于金属层3、4、5和6之间厚度的任意位置处。

Claims (9)

1.一种在层压板(1)中的接合结构，所述层压板包括金属层(3-6)以及由金属层(3-6)包围的至少一个粘结层(12)，所述金属层(3-6)的每一个包括具有一对重叠边缘(9，10)的单独的金属层零件(7，8)，所述成对的边缘(9，10)相对于彼此偏移并且一起界定了接合区域(2)，其特征在于，层压板(1)包括具有标准结构的区段(14)和包含附加的内部强化金属层(16)的区段(15)，所述强化金属层(16)包括具有一对重叠边缘(19，20)的两个强化金属层零件(17，18)，所述成对的边缘(19，20)位于接合区域的外部。
2.如权利要求1所述的接合结构，其特征在于：每个金属层(3-6)具有金属层零件(7)，金属层零件(7)具有错折边缘(9)，其方式为金属层零件(7，8)大体上彼此成直线布置。
3.如权利要求2所述的接合结构，其特征在于：强化金属层零件(17，18)在错折的金属层零件(7)的错折边缘(9)上方(23)处被错折以形成错折部分(26)。
4.如权利要求3所述的接合结构，其特征在于：强化金属层零件(17，18)的错折部分(26)然后沿相反的方向朝另一个相关联的金属层零件(8)被错折(24)以形成第二错折部分(27)。
5.如权利要求4所述的接合结构，其特征在于：强化金属层零件(17)随后沿与错折金属层零件(7)的所述错折边缘(9)相同的方向在另一个强化金属层零件(18)上方被错折(25)以形成第三错折部分或错折边缘(19)。
6.如权利要求5所述的接合结构，其特征在于：另一个金属层(6)的金属层零件(7)在强化金属层零件(17)的沿相反的方向被错折(24)的部分(27)的上方延伸，从而在金属层零件(7)的边缘(9)和强化金属层零件(17)的沿相反的方向被错折(24)的部分(27)之间形成间隔，其方式为另一个金属层(6)的另一个金属层零件(8)的边缘(10)延伸直至出现该间隔的区域。
7.如权利要求6所述的接合结构，其特征在于：另一个金属层零件(8)从出现该间隔的区域、在沿相同的方向错折的强化金属层零件(17)的边缘(19)的上方被错折，然后沿相反的方向错折。
8.如上述权利要求之一所述的接合结构，其特征在于：沿着横向于其中边缘(9，10，19，20)重叠的方向，强化金属层零件的边缘(9，10，19，20)具有不同的尺寸以提供金属层(6)覆盖强化金属层零件(17，18)的台阶形错折配置(28，29)。
9.如上述权利要求之一所述的接合结构，其特征在于：每个粘结层(12)都连续地在重叠边缘(9，10，19，20)上方延伸。
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