具有由温度决定的自紧连接件的组件制造技术

本发明专利技术涉及一种包括第一和第二部件(10、20)的组件(100)，该第一和第二部件由复合材料制成并且通过至少一个紧固件系统(50)彼此抵靠在一起，该紧固件系统包括一个具有平头(31)的铆钉(30)，从该平头延伸出一个具有放大端(320)的柄部(32)，以及一个与该铆钉(30)的柄部(32)的放大端(320)配合的垫圈(40)。该铆钉(30)的头部(31)抵靠一个在该第一部件(10)中形成的埋头孔(12)，该垫圈(40)抵靠该第二部件(20)。在与抵靠该第二部件(20)的表面(42)相对的其表面(43)上，该垫圈具有一个圆锥形部分(430)。该垫圈(40)还包括一个中心埋头孔(410)，该铆钉(30)的柄部(32)的放大端(320)停靠在其表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有由溫度决定的自紧连接件的组件
技术介绍
本专利技术设及使用机械连接将由热结构复合材料制成的部件组装在一起，例如陶瓷 基复合（CMC)材料或碳/碳（C/C)材料，其中，运种材料通常由多孔衬底构成，例如多孔纤 维衬底，其由陶瓷基质致密化。该衬底的纤维可特别地由碳或陶瓷制成。该基质由耐火陶瓷 制成，例如，例如：耐火碳化物、氮化物、棚化物或氧化物。由于使其适用于构成结构元件的 它们的机械性能，W及由于它们在高溫下保存运些属性的能力，热结构复合材料是显著的。 本专利技术更具体设及用于将热结构复合材料制成的部件组装在一起的机械连接的 空气动力学和热行为，当该部件被浸溃到高溫流中时，例如当制造航空发动机的全部或部 分后体组件时，例如排气锥（也称为"废气栓"），或可变截面喷嘴的挡板。 在运些应用中，组装在一起的部件通常相对较细（几毫米的厚度），并且它们需 要满足空气动力学要求，运意味着优选使用馴钉在部件之间进行机械连接。对于用于生产 航空发动机后体部件的组件，通常做法是使用馴钉，所述馴钉在该组件的一侧上具有平头 (即端部为平面的截锥形头部），该平头被接收在一个在被组装在一起的部件之一中形成 的埋头孔中，而在另一侧上具有一个柱形物或垫圈，该柱形物或垫圈用于吸收在大幅膨胀 的馴钉W及由几乎不膨胀的热结构复合材料制成的部件之间的不均匀膨胀。通过将馴钉头 结合在该组件一侧上存在的埋头孔中，可W获得良好的空气动力学性能，但仅在该组件的 运一侧上，由于该柱形物和在该组件的另一侧上一部分馴钉主体的存在产生了相当大的阻 力。 在制造用于变截面喷嘴的挡板中所使用的另一解决方案包括将由热结构复合材 料制成的部件与馴钉一起连接，例如W商标Fy份扮sP销售的运些，所述馴钉在一端具有头 部W及在另一端具有端部，该端部被挤压并且扁平W将部件紧固在一起。然而，对于运种类 型的馴钉，该馴钉主体的头部和扁平部从该组件的两侧突出，并且因此它们突出超过了该 组件的流线型化。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出一种使用一个或多个紧固件系统将由复合材料制成的 部件组装在一起的解决方案，所述一个或多个紧固件系统具有比由复合材料制成的部件的 热膨胀系数更大的热膨胀系数，该紧固件系统需要对所述组件的空气动力学性能具有很少 或不具有影响。 用一种包括第一和第二部件的组件实现了该目的，所述第一和第二部件由复合材 料制成并且通过至少一个紧固件系统彼此抵靠在一起，所述紧固件系统包括一个具有平头 的馴钉，从所述平头延伸有一个具有放大端的柄部，W及一个与所述馴钉的柄部放大端配 合的垫圈，所述馴钉的头部抵靠在一个在所述第一部件中形成的埋头孔上，所述垫圈抵靠 在所述第二部件上。根据本专利技术，所述垫圈在与其抵靠在所述第二部件的表面相对的表面 上具有一个圆锥形部分，并且所述垫圈还包括一个中屯、埋头孔，所述馴钉的柄部放大端停 靠在其上。 因此，本专利技术的组件用机械连接制成，所述机械连接完全地集成在所述组件的一 侧（在所述第一部分中被集成在所述埋头孔中的馴钉平头）上，并且在另一侧上具有流线 型轮廓（在所述垫圈内侧被屏蔽的所述馴钉的柄部放大端在外侧上具有一个锥形部）。因 此，本专利技术的组件可在两侧被浸溃在高溫流中，该连接系统不降低空气动力学性能。 同样，所使用的紧固件系统用于通过径向膨胀施加连续的额外保持力，从而可W 补偿每个紧固件系统的膨胀，特别地轴向膨胀，W及当热时保存夹持力。 在根据本专利技术的组件的实施例中，所述垫圈在面对所述第二部件的其表面上具有 一个平面部分。 在根据本专利技术的组件的另一实施例中，所述垫圈在面对所述第二部件的其表面上 具有一个锥形部分，所述部分抵靠在一个在所述第二部件中形成的埋头孔上。在该实施例 中，所述垫圈的外表面可局部或完全地结合在所述第二部件的埋头孔中，从而进一步减少 了在所述组件上所述紧固件系统的空气动力学影响。 在本专利技术的组件的一个方面中，所述馴钉和所述垫圈由从W下材料的至少一个选 定的一种材料制成：虹conel? 725或718,沃斯帕洛伊合金@，Haynes? 282?，A286不诱钢 W及任何其他的高性能钢。 在本专利技术的组件的另一方面中，所述第一和第二部件由陶瓷基复合材料制成。 在本专利技术的组件的又一方面中，所述第一和第二部件每一个都具有小于3毫米 (mm)的厚度。 仍在本专利技术的组件的另一方面中，所述第一和第二部件是航空发动机后体的部 件。【附图说明】 从作为非限制性示例化及参考附图给出的本专利技术特定实施例的W下描述，本专利技术 的其他特征和优点显而易见，其中： ?图1是示出一种根据本专利技术一个实施例制成的组件的图解透视图； ?图2A和2B分别是在剖面和平面视图中示出在制造图1组件中的后续步骤的图 解视图； ?图3是示出了根据本专利技术另一实施例的组件的图解透视图；化及 ?图4A和4B分别是在剖面和平面视图中示出在制造图3组件中的后续步骤的图 解视图。【具体实施方式】 本专利技术W通常方式适用于在使用一个或多个紧固件系统由复合材料制成的部件 之间的任何组件，该一个或多个紧固件系统的热膨胀系数比由复合材料制成的部件的热膨 胀系数大，该紧固件系统需要对该组件的空气动力学性能具有很少影响或不具有影响。 用于组装在一起的部件可具体由热结构陶瓷基复合（CMC)材料，即由一种由增强 材料构成的材料制成，该增强材料由一种通过陶瓷基质致密化的耐火纤维（碳或陶瓷）制 成，该陶瓷基质同样是耐火材料，即例如C/SiC、SiC/SiC、C/C-SiC等的材料。该部件也可由 具有低热膨胀系数的其他热结构复合材料制成，例如C/C材料（都由碳制成的增强材料和 基质）。 本专利技术的组件具体但不仅限于用于制造航空发动机的全部或部分后体组件时，例 如排气锥（也称为"废气栓"），或可变截面喷嘴的挡板。本专利技术的组件具体适于厚度较小 的组装部件，例如小于或等于3毫米的组装部件。 图1、2A和2B示出了 一种根据本专利技术一个实施例的组件。如图1所示，在由CMC热 结构复合材料制成的两个部件10和20之间的组件100本身由一种包括馴钉30和垫圈40 的紧固件系统50制成。更准确地，馴钉30具有一个平头31，从该平头延伸出一用于放置在 部件10和20中形成的孔11和21中的柄部32,该平头31容纳在一个在部件10中形成的 埋头孔12中。该垫圈40具有一个用于容纳柄部32的自由端320的中屯、开口 41。该垫圈 40还具有一个被挤压在第二部件20的外表面20a上的平面第一表面42, W及一个具有圆 锥形部分430的相对的第二表面43。该垫圈40的中屯、开口 41包括一个埋头垫圈410。特 别是，馴钉30和垫圈40可由W下任一材料制成Jnconel 725或718,沃斯帕洛伊合金圏， H当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组件(100)，其包括第一和第二部件(10、20)，所述第一和第二部件由复合材料制成，并通过至少一个紧固件系统(50)彼此抵靠在一起，所述紧固件系统包括一个具有平头(31)的铆钉(30)，从所述平头延伸出一具有放大端(320)的柄部(32)，以及一与所述铆钉(30)的柄部(32)的放大端(320)配合的垫圈(40)，所述铆钉(30)的头部(31)抵靠在一在所述第一部件(10)中形成的埋头孔(12)上，所述垫圈(40)抵靠所述第二部件(20)；其特征在于，所述垫圈在与其抵靠所述第二部件(20)的表面相对的其表面(43)上具有一个圆锥形的部分(430)，所述垫圈(40)还包括一个中心埋头孔(410)，所述铆钉(30)的柄部(32)放大端(320)停靠在其上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·瑞维尔，伯诺伊特·卡雷尔，高蒂尔·麦克森，
申请(专利权)人：海瑞克里兹，
类型：发明
国别省市：法国;FR