杆连接系统、飞机结构组件和连接器柱状螺栓技术方案

本发明专利技术涉及杆连接系统、飞机结构组件和连接器柱状螺栓。所述杆连接系统包括第一结构构件，所述第一结构构件具有与成角度的销在第一结构构件的端部处一体形成的成角度的销连接器，所述成角度的销与第一结构构件的端面间隔开并且平行于其突出；所述杆连接系统还包括第二结构构件，所述第二结构构件具有与作为第一结构构件的成角度的销的插座的成角度的管在第二结构构件的端部处一体形成的成角度的插座连接器，所述成角度的管与第二结构构件的端面间隔开并且平行于其突出。

【技术实现步骤摘要】
杆连接系统、飞机结构组件和连接器柱状螺栓
本专利技术涉及阴螺纹杆的连接器柱状螺栓以及用在飞机结构组件中的杆连接系统，所述飞机结构组件具有带有空间框架杆的空间框架。
技术介绍
工程施工(例如，在航空、土木工程或建筑中)的梁、桁条和框架被设计成承受垂直于各个梁的延伸方向作用的弯曲力。传统梁可以作为与边缘的凸缘以及跨在凸缘之间的腹板作为整体部件实现。或者，可在平行延伸的纵向支撑条之间实现刀具滚花的支柱(cuttermilledstruts)，而不是腹板，由此导致梁重量下降，因为形成梁所用的材料更少了。为了减轻飞机上的重量，已经做了若干尝试来优化飞机结构组件的设计。例如，文献WO2014/111707A1公开了一种设计物体的方法，包括对与该物体对应的数字模型就已经确定在使用该物体的过程中经受相对较高的应力的部分进行分析。使用这些高应力区域来确定物体的哪部分要采用增材制造(AM)工艺生产以及物体的哪部分要采用不同的合适工艺例如加工工艺生产。文献DE102010064100A1公开了用于分隔飞机的机舱区域的隔断壁，其具有夹心状表面结构。根据预定的设计标准设计结构物体的结构拓扑优化法例如已经公开在了文献WO2007/076357A2中。文献EP0191245A1公开了双头柱状螺栓，具有螺母和在螺母的两轴端上一体形成的外螺纹部。所述螺纹部以相反的方向上螺母。使用时，双头柱状螺栓置于两个待连接在一起的结构构件的相对表面之间。当旋转螺母时，将螺纹部拧入设置在结构构件上的阴螺丝构件中，使得所述结构构件拉扯和连接在一起。文献DE2045259A1公开了具有同轴螺纹的螺旋连接器，该螺旋连接器具有在其中心驱动部上滑动的距离套筒调整驱动工具。文献DE821833C公开了一种双头螺钉，其在一端具有左旋螺纹，在另一端具有右旋螺纹。然而，需要能够沿细长结构构件的线延伸固定该细长结构构件的连接器，该连接器允许结构部件连接时只需结构构件相对于彼此必要的最小相对移动。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目是在细长结构构件之间提供容易组装和拆卸、需要最少量的接头部件且在接合构件的延伸方向上提供紧密连接的接头机构。该目的是通过具有权利要求1的特征的杆连接系统、具有权利要求6的特征的飞机结构组件、具有权利要求8的特征的制造杆连接系统的杆的方法和具有权利要求9的特征的连接器柱状螺栓实现的。本专利技术公开的第一方面涉及一种杆连接系统，包括：第一结构构件，其具有与成角度的销在第一结构构件的端部处一体形成的成角度的销连接器，所述成角度的销与第一结构构件的端面间隔开并且平行于其突出；和第二结构构件，其具有与作为第一结构构件的成角度的销的插座的成角度的管在第二结构构件的端部处一体形成的成角度的插座连接器，所述成角度的管与第二结构构件的端面间隔开并且平行于其突出。根据本专利技术公开的第二方面，飞机结构组件，特别是飞机客舱的隔断件，包括：具有承重的空间框架杆的空间框架结构的基本上为平面的芯板，其中空间框架杆中的至少第一空间框架杆对应于根据本专利技术公开的第一方面所述的杆连接系统的第一结构构件，且空间框架杆(R)中的至少第二空间框架杆(R)对应于根据本专利技术公开的第一方面所述的杆连接系统的第二结构构件。本专利技术公开的第三方面涉及一种制造杆连接系统，特别是根据本专利技术公开的第一方面的杆连接系统的杆的方法，包括以下步骤：一体形成第一结构构件，第一结构构件具有与成角度的销在第一结构构件的端部处一体形成的成角度的销连接器，所述成角度的销与第一结构构件的端面间隔开并且平行于其突出；以及一体形成第二结构构件，第二结构构件具有与作为第一结构构件的成角度的销的插座的成角度的管在第二结构构件的端部处一体形成的成角度的插座连接器，所述成角度的管与第二结构构件的端面间隔开并且平行于其突出。本专利技术公开的第四方面涉及连接器柱状螺栓，包括：具有左旋外螺纹部的第一螺栓体、与第一螺栓体相对且具有右旋外螺纹部的第二螺栓体和形成在第一螺栓体和第二螺栓体之间的扳手轮廓，第一螺栓体、第二螺栓体和扳手轮廓用增材制造AM工艺一体形成。在空间框架设计期间，使用两阶段进化寻路算法(two-stagedevolutionaryroutefindingalgorithm)来构造朝高机械稳定性和高效载荷传递和分布优化的重量轻的空间框架结构。在第一阶段，采用用于启发式确定遵循最显著的载荷路径的宏观空间框架模型的自适应动力学方案。该第一阶段的自适应动力学方案源自变形虫生物体多头绒泡菌(Physarumpolycephalum)的运输网络的自适应动力学。优化引擎改变预定参数模型的输入值，产生各种空间框架设计选择，并在用简化并因此快速运行的有限元(FE)模型进行性能评价后删除表现最差的设计选择。将幸存设计的初始参数用作表现更好的设计的进化的起始点，从而靠近作为算法的停止准则的帕累托边界。然后，在第二阶段，在第一阶段中确定的每个空间框架构件的微结构利用迭代地在每个空间框架构件中在主应力方向上增加构件材料的生长算法进化。该算法模仿哺乳动物体内的骨和组织生长的方式。最大应变失效可在此用作迭代优化循环的停止准则。将再生设计的空间框架结构整合到周围托架中，该周围托架构成结构组件的外观并使其适应飞机上的周围结构。再生的设计方法有利地评价大量为低重量和小结构变形二者优化的设计选择。因此，与传统蜂窝芯夹心结构相比，该方法在保持相同结构性能的同时能够达到减重高达45％。然后，将设计的模型作为以增材制造工艺制造空间框架构件的基础。为了更大的灵活性，可以将空间框架构件划分为具有适当接头机构的子组件。特别有利的是，在设计空间框架的组件(特别是空间框架杆和/或伴随的连接物)时随着采用任何种类的层制造技术可以同时额外地降低成本、重量、产品设计至实际投产间的时间、部件数量以及制造复杂性。本专利技术的杆连接系统和连接器柱状螺栓帮助组装这样细分的空间框架构件。根据杆连接系统的实施方式，可以通过第一和第二结构构件的滑动或插入运动使成角度的销和管彼此互锁对准。根据杆连接系统的另一实施方式，第一和第二结构构件可以使用增材制造AM工艺一体形成。这样的第一和第二结构构件可以特别由斯卡乐玛合金(ScalmalloyTM)的实施方式构成。根据杆连接系统的另一实施方式，成角度的销连接器可以包括至少两个彼此平行延伸的成角度的销。对应地，在杆连接系统的某些实施方式中，成角度的插座连接器可以包括至少两个彼此平行延伸的成角度的管。平行的成角度的销和管有利地提供对作用在结构构件上的扭矩更大的机械稳定性。根据杆连接系统的另一实施方式，成角度的销可以包括滚花的外表面。这有利地提高在使成角度的管与成角度的销互锁对准时成角度的管的内壁与成角度的销的外表面之间的握固力。根据连接器柱状螺栓的实施方式，整个连接器柱状螺栓可以由ScalmalloyTM构成。根据连接器柱状螺栓的某些实施方式，左旋外螺纹部与右旋外螺纹部可以具有双线螺纹(doublestart)。根据连接器柱状螺栓的某些实施方式，左旋外螺纹部与右旋外螺纹部可以具有不同的螺距。附图说明将参照附图中描绘的示例性实施方式更详细地说明本专利技术。包括用于提供对本专利技术进一步理解的附图，这些附图并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图举例说明了本专利技术的实施方式，并与附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
杆连接系统，包括：第一结构构件(R)，其具有与成角度的销在第一结构构件(R)的端部处一体形成的成角度的销连接器(RJ1)，所述成角度的销与第一结构构件(R)的端面间隔开并且平行于其突出；和第二结构构件(R)，其具有与作为第一结构构件(R)的成角度的销的插座的成角度的管在第二结构构件(R)的端部处一体形成的成角度的插座连接器(RJ2)，所述成角度的管与第二结构构件(R)的端面间隔开并且平行于其突出。

【技术特征摘要】
2015.11.30 EP 151970941.杆连接系统，包括：第一结构构件(R)，其具有与成角度的销在第一结构构件(R)的端部处一体形成的成角度的销连接器(RJ1)，所述成角度的销与第一结构构件(R)的端面间隔开并且平行于其突出；和第二结构构件(R)，其具有与作为第一结构构件(R)的成角度的销的插座的成角度的管在第二结构构件(R)的端部处一体形成的成角度的插座连接器(RJ2)，所述成角度的管与第二结构构件(R)的端面间隔开并且平行于其突出。2.根据权利要求1所述的杆连接系统，其中，可以通过第一结构构件(R)和第二结构构件(R)的滑动或插入运动(D2)使成角度的销与成角度的管彼此互锁对准。3.根据权利要求1或2所述的杆连接系统，其中，第一结构构件(R)和第二结构构件(R)使用增材制造AM工艺一体形成。4.根据权利要求1-3中任一项所述的杆连接系统，其中，所述成角度的销连接器(RJ1)包括至少两个彼此平行延伸的成角度的销，并且其中所述成角度的插座连接器(RJ2)包括至少两个彼此平行延伸的成角度的管。5.根据权利要求1-4中任一项所述的杆连接系统，其中，所述成角度的销包括滚花的外表面。6.飞机结构组件(100)，包括：基本上为平面的芯板(30)，其具有承重的空间框架杆(R)的空间框架结构(T1)，其中空间框架杆(R)中的至少第一空间框架杆对应于根据权利要求1-5中任一项所述的杆连接系统的第一结构构件，且空间框架杆(R)中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴斯蒂安·舍费尔，纳班凯莱马夏尔·索姆达，
申请(专利权)人：空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE