[发明专利]复合连杆制造方法和根据该方法得到的连杆

说明书

技术领域

本发明涉及制造复合连杆的方法。本发明更特别但不排它地涉及制造可用于航空和航天领域的连杆的方法。

本发明还涉及根据该方法得到的连杆和涉及用于制造连杆的端接头。

背景技术

众所周知，连杆是或用于加强或用于传递运动的组成件。通过连杆传递的力主要是在连杆端部的阻力矩基础上的拉张力、压缩力和弯曲力。

在航空领域使用大量连杆。可列举出在用于飞行控制、起落架、门开启的机构等中使用连杆。作为示例，图1表示带有非完全的不同的端部固定部件的连杆的整体示意图；这些固定部件保证连杆固定于这样的机构：连杆应传递运动给所述机构或者连杆应从所述机构接受运动或保证机构的固定。

连杆是应满足多个标准的组成件。连杆必须能够耐受很大的热变化，连杆承受-55℃到120℃之间振荡的温度。连杆还必须具有尽可能高的机械强度/重量比。为此，连杆应是空心设计，并且连杆体的中心部分的壁厚比位于端部的部分要薄，如下面将要描述的，端接头的固定处于所述端部(见图2)。

在最通用的连杆设计中，连杆根据它们的应用由铝或不锈钢制成。

市场上还有复合材料制的连杆。

连杆可以是整体件类型的，如图3所示。文献FR 2705610A1中描述了这类连杆的制造方法。所述方法在于将预浸纤维铺放在具有与连杆形状对应的形状并可取出的芯模上。因而使得到的组合体聚合并同时在组合体的整个外表面上施加均匀压力，最后，在取出芯模后，将连杆加工到需要的尺寸。该方法比较麻烦，并且需要具有复杂形状的芯模的存在和芯模的取出。

还从文献GB 2008484A了解一种制造连杆的方法，其中用纤维增强塑料材料包围可熔消芯模和每个终端件的锚固部分(固定部件)，以使得在塑料材料聚合时，连杆是单体构件。可熔消的芯模是薄壁金属管、膨胀材料管或纤维增强塑料材料薄壁管。在该实施方式中，对芯模和聚合层使用不同材料的结果是使用时会出现热膨胀差。这些热膨胀差将表现为出现裂纹和界面剥离。在管还由有机基质复合材料制成的情况下，对芯模和聚合层使用不同的树脂还表现为污染问题和老化问题。通常地，当使用不同材料来制成连杆体时，通过连杆体截面观察到不连续性和孔隙性。

还存在带有附加并粘接于复合连杆体的金属端接头的连杆(见图4：连杆体和端接头分别用阴影线和无阴影线来表示)。这类组装的缺点是使连杆体变得脆弱。当在连杆的金属端接头上拉张时，粘接剂以弹性方式工作并在金属端接头与复合材料制部分之间产生间隙(见图5(a))。当端接头紧压在连杆上时，粘接剂始终以弹性方式工作和导致金属端接头与复合材料制部分之间的压靠(见图5(b))。在疲劳周期，该现象将在复合材料连杆体上产生裂纹，极大地缩短连杆的寿命(见图5(c))。

发明内容

发明的目的

本发明的目的是提供一种可以克服现有技术缺点的方法。

更特别的是，本发明的目的是实施具有完全均匀的结构、没有任何孔隙并满足机械强度和热阻标准的连杆。

本发明的目的还在于利用一种接近传统方法的方法实现连杆，但该方法产生低廉的制造成本同时避免粘合组装的缺点。

本发明的主要特征元素

本发明涉及制造连杆的方法，连杆包括复合材料制的连杆体和至少一端接头，所述端接头相继包括第一中空柱形部分、中空锥形部分、和第二中空柱形部分，所述第二中空柱形部分终止于由肩部限定的外径减小的端部，所述方法相继包括至少以下步骤：

a)通过以下子步骤形成内体：

-通过将预浸纤维缠绕在在转动的第一芯模上来制备管，所述管的壁厚等于肩部的高度，并且管的外径等于第二中空柱形部分的最大外径；

-使管聚合；

-从管中取出第一芯模；

-将管按长度切割，并打毛糙管外表面，因而形成内体；

b)将内体的端部附接于每个端接头的外径减小的端部，所述内体端部承靠在端接头的肩部上；

c)将第二芯模的第一部分插入到每个端接头的第一中空柱形部分中，将驱动钳夹布置于第二芯模第二部分的自由端部；

d)将所述预浸纤维缠绕在由内体、端接头和不带钳夹的第二芯模第二部分所形成的组合体的外表面上，因而所述纤维形成外体；

e)取出钳夹后，使内体和外体聚合以形成聚合单体；

f)取出第二芯模，并将聚合单体切割到所需长度。

根据本发明的一些特殊实施方式，该方法包括以下特征的至少一个或至少一种适当组合：

-在步骤a)和d)缠绕的预浸纤维相同，即它们包括相同的树脂和相同的纤维，并且预浸纤维是连续的；