嵌入件和用于在芯板內(nèi)錨定的方法
【專利說明】嵌入件和用于在芯板內(nèi)錨定的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并且要求在2013年I月31日提交的美國臨時申請第61/758，910號以及在2014年I月30日提交的美國非臨時申請第14/168，718號的優(yōu)先權(quán)，這些申請以其整體并入本文作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體涉及嵌入件，其被銷定在夾芯面板(cored sandwich panel)或復(fù)合面板中，以使各種部件附連到面板。更具體地，本發(fā)明提供改善的嵌入件配置和錨定方法，其提供更牢固的附連并且顯著減少安裝時間。
【背景技術(shù)】
[0004]各種結(jié)構(gòu)被提供用于典型的商業(yè)載客飛行器的機身內(nèi)的儲藏、娛樂、飲食服務(wù)、休息和機組人員和乘客的舒適性。這些結(jié)構(gòu)或“建造物”由蜂窩夾芯層或復(fù)合面板構(gòu)造，這些面板由玻璃纖維蒙皮和諾梅克斯或凱夫拉爾紙芯制造，或在大多當(dāng)代飛行器內(nèi)由鋁制造。
[0005]為了提供用于將部件、服務(wù)子組件或輔助模塊等產(chǎn)品附連到建造物的方法，固定點當(dāng)需要時在特定位置處被粘合到結(jié)構(gòu)面板，這些固定點通常被稱為“嵌入件”。嵌入件至今為止通過使用手動工具在芯部中產(chǎn)生寬的腔，并且用粘合材料填充這些腔而被粘合到夾層面板或復(fù)合面板中，當(dāng)固化時，粘合材料在嵌入件和周圍的芯部和蒙皮之間形成粘合。這種腔的直徑比嵌入件的直徑大，并且使載荷散布在更廣闊的區(qū)域上，以提供比面板本來具有的承載能力更大的承載能力。
[0006]一種改善的嵌入件配置和附連方法是期望的，以便消除對面板芯部中大粘合腔的需要，從而改善在夾層或復(fù)合面板中的載荷分布、減少粘合劑的需要、消除潛在的冷橋、提供更清潔的過程，并且顯著地減少嵌入件的安裝的制造過程的時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的寬凸緣嵌入件(WFI)克服了之前所知的嵌入件配置和這種嵌入件在芯板內(nèi)錨定的方法的缺點。更具體地，寬凸緣嵌入件意圖消除對面板去芯的需要，以便牢固地安裝固定點。本發(fā)明的寬凸緣倚靠在面板的一個面上，該寬凸緣被設(shè)計為承載載荷，由此消除對在芯部中形成寬的腔的需要，其中在該寬的腔內(nèi)注入在嵌入件周圍的粘合的粘合劑。因此，可以實現(xiàn)組件粘合和固化時間的顯著節(jié)省，以及由于嵌入件周圍粘合劑塞的消除而帶來的重量的減輕和冷藏廚房的冷凍艙內(nèi)潛在冷橋的消除。用于將嵌入件附連到面板的新的制造過程包括本發(fā)明的方面，并且使用有頭螺釘工具在粘合過程中將寬凸緣嵌入件保持在適當(dāng)位置，以由此進一步減少制造過程時間。
[0008]寬凸緣嵌入件由金屬的或非金屬的骨架組成，該骨架具有一個增大的以形成邊緣(凸緣)的表面，該邊緣倚靠在面板將被附連部件或子組件的(例如，載荷面)相反面上的蒙皮表面上。在安裝嵌入件之前，從面板的反面蒙皮到相對的蒙皮內(nèi)面深度，使用刳刨機(router)或孔鋸(安裝蒙皮)鉆“盲”孔。沒有芯從孔的周圍的內(nèi)部區(qū)域被移除，只是從孔本身移除。
[0009]刳刨機或孔鋸在其中心可以具有定心鉆，定心鉆穿刺安裝蒙皮，以容納在寬凸緣嵌入件的非凸緣端處的螺紋銷和可折斷的栓(spigot)或犧牲蓋，螺紋銷和栓或犧牲蓋允許粘合夾具的附連并且防止在粘合過程中粘合劑污染包含在嵌入件內(nèi)的帶螺紋的金屬螺母。為了將寬凸緣嵌入件粘合到面板，可以使用液態(tài)或糊狀熱固性粘合劑涂覆嵌入件的凸緣的前端、主體和下側(cè)和/或孔以及凸緣將會依靠的一面上的周圍的蒙皮，然后寬凸緣嵌入件被嵌入到孔內(nèi)。可替換地，可以使用熱活化或接觸粘合劑。
[0010]螺母施加的力分布通過寬凸緣嵌入件的后部，該螺母具有比嵌入件主體的通孔更大的球形端或凸緣端，其允許一定的“浮動”程度，以容許較小的未對準誤差的情況。應(yīng)力載荷部分地從寬凸緣嵌入件轉(zhuǎn)移到凸緣倚靠的蒙皮上，通過鉆孔中的粘合劑轉(zhuǎn)移到芯部，并且通過與前端接觸也轉(zhuǎn)移到第二蒙皮。
[0011]因此，本發(fā)明為提供一種寬凸緣嵌入件，其提供將部件附連和錨定到面板的附著點。寬凸緣嵌入件包括管狀寬凸緣主體，其包括:具有第一外直徑的管狀軸部分、具有內(nèi)直徑的內(nèi)孔、第一端和第二端、在管狀寬凸緣主體的第一端處形成的并且具有比第一直徑更大的第二外直徑的增大的凸緣，和在管狀寬凸緣主體的內(nèi)孔的第一端處形成的埋頭孔(counter bore)。大體圓柱形的犧牲蓋的第一端被連接到管狀寬凸緣主體的第二端，并且螺紋銷被連接到犧牲蓋的第二端并且從犧牲蓋的第二端延伸。管狀螺母也被設(shè)置在管狀寬凸緣主體內(nèi)，并且包括具有比管狀寬凸緣主體的內(nèi)直徑更小的外直徑的管狀軸部分，和在管狀螺母的一端處形成的增大的凸緣。管狀螺母被設(shè)置在管狀寬凸緣主體內(nèi)，其中管狀螺母的增大的凸緣被設(shè)置于在管狀寬凸緣主體的內(nèi)孔的第一端處形成的埋頭孔內(nèi)。配置為將管狀螺母保持在管狀寬凸緣主體的內(nèi)孔內(nèi)的保持帽也被固定地附連到在管狀寬凸緣主體的第一端處形成的增大的凸緣上。
[0012]在當(dāng)前優(yōu)選的方面中，犧牲蓋被集成到寬凸緣嵌入件主體內(nèi)。在另一個當(dāng)前優(yōu)選的方面中，犧牲蓋包括易碎的側(cè)壁。在另一個當(dāng)前優(yōu)選的方面中，管狀螺母可以是浮動螺母或非浮動螺母。
[0013]該發(fā)明還提供在面板內(nèi)錨定寬凸緣嵌入件的方法，其中面板具有第一面和第二面，用于提供將部件附連和錨定到面板的附著點。該方法包括如下步驟:在面板的第一面內(nèi)鉆錐口導(dǎo)向孔(countersunk pilot hole)、在面板的相對的第二面上的錐口孔上放置防護薄板以及用粘合材料填充錐口孔。該寬凸緣嵌入件被充分地推入填充粘合劑的錐口孔，以導(dǎo)致螺紋銷和犧牲蓋刺穿防護薄板，并且導(dǎo)致嵌入件凸緣接觸面板的第一面，內(nèi)螺紋固定裝置被固定到螺紋銷，以將寬凸緣嵌入件固定在適當(dāng)位置，并且然后允許粘合劑固化。然后內(nèi)螺紋固定裝置從螺紋銷移除，并且犧牲蓋和螺紋銷從管狀寬凸緣主體被移除。
[0014]在當(dāng)前優(yōu)選的方面中，面板是復(fù)合面板。在另一個當(dāng)前優(yōu)選的方面中，犧牲蓋被集成在寬凸緣嵌入件的主體內(nèi)。在另一個當(dāng)前優(yōu)選的方面中，用粘合材料填充錐口孔的步驟進一步包括用粘合材料涂覆凸緣的下側(cè)。
[0015]在另一個當(dāng)前優(yōu)選的方面中，用具有穿刺尖端的可移除的防護套蓋住螺紋銷，用以在把寬凸緣嵌入件推入填充粘合劑的錐口孔的步驟期間保護螺紋銷，并且在把寬凸緣嵌入件推入填充粘合劑的錐口孔的步驟期間，防止粘合劑污染螺紋。在另一個當(dāng)前的優(yōu)選的方面中，在把寬凸緣嵌入件推入到填充粘合劑的錐口孔內(nèi)的步驟之后，移除螺紋銷上的防護套。
[0016]在另一個當(dāng)前優(yōu)選的方面中，移除犧牲蓋和螺紋銷的步驟涉及折斷犧牲蓋和螺紋銷，或切斷犧牲蓋和螺紋銷。在另一個當(dāng)前優(yōu)選的方面中，在從管狀寬凸緣主體移除犧牲蓋和螺紋銷的步驟之后，從面板的第二面移除在面板的第二面上的任何殘留的粘合材料。在另一個當(dāng)前優(yōu)選的方面，由于折斷或切斷犧牲蓋和螺紋銷而產(chǎn)生的任意鋒利邊緣被移除。
[0017]本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點將從隨后的優(yōu)選實施例的【具體實施方式】變得明顯，優(yōu)選實施例結(jié)合附圖通過舉例的方式說明本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的寬凸緣嵌入件的透視圖。
[0019]圖2是圖1中所示的寬凸緣嵌入件的分解透視圖。
[0020]圖3是圖1中所示的寬凸緣嵌入件的截面?zhèn)纫晥D。
[0021]圖4是在準備接收寬凸緣嵌入件的過程中的芯板的截面?zhèn)纫晥D。
[0022]圖5是進一步在準備接收寬凸緣嵌入件的過程中的芯板的截面?zhèn)纫晥D。
[0023]圖6是寬凸緣嵌入件正在被嵌入準備好的芯板的截面?zhèn)纫晥D。
[0024]圖7是在固化步驟之前，在準備好的芯板內(nèi)就位的寬凸緣嵌入件的截面?zhèn)纫晥D。
[0025]圖8是在固化步驟期間，在準備好的芯板內(nèi)就位的寬凸緣嵌入件的截面?zhèn)纫晥D。
[0026]圖9是在固化步驟已經(jīng)完成之后，在準備好的芯板內(nèi)就位的寬凸緣嵌入件的截面?zhèn)纫晥D。
[0027]圖10是在芯板內(nèi)就位的寬凸緣嵌入件的截面?zhèn)纫晥D，示出在其錨定過程中最后的步驟。
[0028]圖11是當(dāng)完成錨定過程時，在準備好的芯板內(nèi)就位的寬凸緣嵌入件的截面?zhèn)纫晥D。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提供改善的嵌入件配置和在芯板中錨定這種嵌入件的方法。嵌入件配置包括有利于其錨定在適當(dāng)準備好的面板中的特征，和為經(jīng)由嵌入件安裝到面板的產(chǎn)品提供改善的附著點的特征。
[0030]本發(fā)明的寬凸緣嵌入件12(WFI)在圖1中以透視圖示出，稍微放大的分解透視圖在圖2中示出，并且完全裝配好的截面視圖在圖3中示出。嵌入件包括寬凸緣主體14。犧牲蓋16最初被附連到寬凸緣主體，并且犧牲蓋16具有從其延伸的一體的螺紋銷18。球端或帶凸緣的浮動或非浮動螺母20被設(shè)置在寬凸緣嵌入件主體的內(nèi)部，其中球端或帶凸緣的浮動或非浮動螺母的寬端21被定位在或被支撐在嵌入件的后部處的埋頭孔(counter borehole) 22中，該螺母通過集成到嵌入件凸緣本身的粘合或焊接的保持帽24被保持在寬凸緣嵌入件主