具有无焊接导线连接的飞行器电气垫制造技术

本发明专利技术涉及具有无焊料导线连接的飞行器电气垫。电气垫(20)适合联接到导线(30)。电气垫(20)包括多个层(41-48)、加热元件(50)和对准加热器总线(52)上的连接面的窗孔(60)。紧固件部分(71)延伸穿过每个窗孔(60)，以允许端子(32)的机械附连，并在导线(30)和加热器总线(52)之间建立电连接。

【技术实现步骤摘要】
具有无焊接导线连接的飞行器电气垫相关申请本申请要求2013年2月19日提交的美国临时专利申请No.61/766,264和2012年7月31日提交的美国临时专利申请No.61/678,025的优先权，这些优先权文件的全部内容被引用到本申请中。
技术介绍
飞行器通常具有一个或多个易积冰表面，因此装配有某些类型的结冰防护系统。通过使用电热系统，结冰防护垫被安装在相关的飞行器表面上。该垫通常包括加热器，该加热器包括至少一个导电路径和电连接到该导电路径的总线。该总线通过导线电连接到飞行机的机载电源。
技术实现思路
提供了一种电气垫，其中，加热器的总线通过简单且标准的紧固工具电连接到导线。与飞行器机载电源的电连接可制造成在邻近总线的位置不施加热量、无需层叠后的材料移除步骤和/或不需要特殊的工人技能，如焊接。附图说明图1-3显示了电气垫安装在其一些易积冰表面上的飞行器、易积冰表面的横截面和用于所述垫电连接到机载电源的导线。图4-80，以及与之相关的附图都附以字母后缀，显示了电气垫的各种视图、用于其内侧区域的各种可能的实施例和实现所述实施例的方法步骤。为了便于说明，垫和内侧区域以平面形式示出，但是它们通常符合如图2所示的翼型形状。此外，为了便于说明，层厚和紧固件尺寸被极大地夸大，并且其也许不按照尺寸比例绘制。此外，层叠件和复合物有时会显示成在相邻的层和元件之间具有明显的空槽或空间，但是这不必是真实情况，因为元件的薄度和/或层的紧密间隔排除了它们之间的任何明显的空隙。具体实施方式现在参见附图，先看图1-3，飞行器10具有带有表面12的部件11，表面12是易积冰的。电气垫20安装在每个飞行器表面12上，并通过导线30电连接到机载电源13。例如，每个导线30可包括电线31，电线31联接有标准的环形端子32。端子32具有卷压于电线31的卷边33、墩座34和将卷边33附连到墩座34的斜板35。墩座34具有粘结侧连接面36、非粘结侧连接面37和贯穿延伸的中心开口(即下面介绍的接收芯柱的开口134)。参见图4，电气垫20可包括多个层41-48。在所示的电气垫20中，这些层包括非粘结侧层41、粘合剂层42、加热器层43、加热器支撑层44、另一粘合剂层45和粘结侧层46-48。电气垫20可替代地具有更少、更多和/或不同的层，这取决于其预期的应用、设计、制造和/或其它因素。非粘结侧层41可包括热固性聚合物板(如环氧聚合物)，其具有嵌入其中的加强纤维(如玻璃纤维)。或者其可包括金属板(如不锈钢)。在其它或任一情况下，非粘结侧层41最好具有高的热传递系数，以帮助热量在非粘结侧的方向上流动。此外，如果该层41暴露于环境且冰将在其上累积，其还可以具有用作腐蚀屏蔽罩和潮湿屏障的功能。在所示的实施例中，粘合剂层42用作环绕加热器层43的绝缘层，从而使其具有电介质特性。例如，层42可包括其中嵌有加强纤维的热固性聚合物粘合剂(如改性环氧树脂)。除了用作电绝缘体，粘合剂层42还确保层41、43的坚固且可靠的粘结。层43可具有类似非粘结侧层41的热传递性能。然而，粘合剂层42的相对高度可以使其热传递性能被那些非粘结侧板41和/或粘结侧层46-48弱化。加热器层43包括加热器元件50，加热器元件50具有至少一个导电路径51，其电阻特性符合结冰防护目的所需要的功率输出。总线52电连接到导电路径51的每个端部，以向其供应电力并且使电力从其返回。例如，每个总线52可各自包括薄金属(例如铜、金、银等)板或其它导电材料。总线通常位于内侧区域中，它们相比其连接的导电路径51而言常常具有相对较低的电阻。如果在层的层叠之前导电路径51被蚀刻、印刷、敷设或以其它方式被局部组装到加热器支撑层44上，则加热器支撑层44可包括任何适合局部组装加热器元件50的电介质材料。如果总线连接路径51位于已局部组装的加热器支撑层44上，则总线52也可以位于其上和/或被随之局部组装。如果加热器元件50替代地取决于用于其导电路径51的导电板或导电织物，那么，加热器支撑层44可以是不必要的和/或总线52可与加热器元件50形成整体。粘合剂层45可包括热硬化聚合物粘合剂(如改性环氧树脂)，其主要作用是确保层43-44与层46的坚固且可靠的粘结。其最好具有电绝缘性和/或与粘结侧层46-48类似的热传递性能。但同样地，粘合剂层45的薄度相对于粘结侧层46-48可使得这样的特性不重要。粘结侧层46-48可各自包括热固性聚合物板(例如环氧聚合物)，其具有嵌入其中的增强纤维(如玻璃纤维)。层46用作环绕加热器层43的电绝缘层，由此至少其应当具有电介质特性。与非粘结侧层41不同，粘结侧层46-48最好具有低热传递系数，以阻碍热量在粘结侧方向上流动。这可以例如通过层46-48由低热传递材料制造和/或通过使用多个粘结侧层来实现。正如下面更详细描述的，电气垫20最好通过压制层41-48然后固化该压制以生成复合物或层叠件来制造。因此，非粘结侧层41、加热器支撑层44和粘结侧层46-48可以分别起始于预浸渍层，其具有在固化过程中会交联的基体聚合物。粘合剂层42和45可以分别起始于能够经受得住预浸渍固化条件的膜。图4描述的电气垫20的内侧区域21(图5所示为放大图)可以具有如图6-9展示的横截面结构。在这些结构中，每个总线52包括连接面53，该连接面53电连接到导线端子32的连接面36。术语“连接面”指的是总线52的布局上的部位，而不是特有的部段或部分。在大部分情况下，除了位于该位置之外，在面53和总线52的其余部分之间并没有结构性区别。窗孔60与每个总线52关联，并与其连接面53对齐。每个窗孔60贯穿非粘结侧层41的厚度和任何位于加热器层43的非粘结侧的其它层(例如粘合剂膜层42)。如下面更详细描述的，窗孔60最好在层的层叠之前就存在，以避免涉及总线52附近的材料移除的层叠后的步骤。紧固件70适合将导线30机械地附连到电气垫20，使得其连接面36被电连接到总线连接面53。紧固件70具有芯柱71，其延伸穿过窗孔60并具有外螺纹72。芯柱71的横截面尺寸使得在其与限定窗孔的边缘之间具有较大的间隙61。例如，如果窗孔60是圆的，则间隙61将具有环状形状。紧固件70可在其芯柱73的粘结侧端部具有柱头73。柱头73预期与层40之一基本齐平地定位，从而能够优选地被制造得尽可能的薄(例如小于1.0mm、小于0.5mm和/或小于0.35mm)。此外或者替代地，柱头73可具有多边形(例如六边形)形状，以便不促进其相对于相邻层的转动。紧固件芯柱71最好具有标准结构，而紧固件柱头73最好比标准结构薄很多。因此，制造紧固件的一个选择是修改标准紧固件的柱头，将其锉成需要的厚度。在图4-10所示的实施例中，紧固件70可包括现成的螺钉、改型的现成螺钉或定制加工的部件。在如图6所示的内侧区域21中，紧固件柱头73置于层48的粘结侧。层43-48具有与每个窗孔60对齐的接收芯柱的开口143-148，开口143居中地位于相应总线52的连接面53内。每个紧固件70的芯柱71在非粘结侧方向上延伸，穿过对准的窗孔60和穿过对准的接收紧固件的开口143-148。在图7所示的内侧区域21中，紧固件柱头73位于层47的粘结侧，紧固件芯柱71延伸穿过窗孔60，然后穿过接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气垫(20)，包括：含有电气层(43)的多个层(41?48)；位于层(43)上的包括至少一条总线(52)的电气元件(50)；用于每条总线(52)的窗孔(60)；以及，用于每个窗孔(60)的紧固件(70)；其中：每条总线(52)具有电连接到导线(30)的连接面(53)，每个窗孔(60)与相应总线(51)上的连接部位(53)对齐，每个紧固件(70)具有延伸穿过相应窗孔(60)的螺纹部分(71、74)，以及螺纹部分(71、74)适合机械附连导线(30)的端子(32)，从而在导线(30)的连接面(36)和相应总线(52)的连接面(53)之间建立电连接。

【技术特征摘要】
2012.07.31 US 61/678,025;2013.02.19 US 61/766,2641.一种电气垫（20），包括：多个层（41-48），其含有电气层（43）；位于电气层（43）上的包括至少一条总线（52）的电气元件（50）；用于每条总线（52）的窗孔（60）；以及，用于每个窗孔（60）的紧固件（70）；其中：每条总线（52）具有电连接到导线（30）的连接面（53），每个窗孔（60）与相应总线（52）上的连接面（53）对齐，每个紧固件（70）具有延伸穿过相应窗孔（60）的螺纹部分（71、74），以及螺纹部分（71、74）适合机械附连导线（30）的端子（32），从而在导线（30）的连接面（36）和相应总线（52）的连接面（53）之间建立电连接，其中，所述螺纹部分包括具有外螺纹（72）的芯柱（71），所述芯柱（71）不参与电连接路径，而是机械地保持导线（30），使导线（30）的连接面（36）接触总线的连接面（53）。2.根据权利要求1所述的电气垫（20），其中，电气元件（50）包括至少一个导电路径（51）和连接到该导电路径（51）的每个端部的总线（52）。3.根据权利要求2所述的电气垫（20），其中，电气元件（50）是加热器元件，导电路径（51）具有对应于所需热量输出的电阻。4.根据权利要求3所述的电气垫（20），其中，窗孔（60）穿过所述多个层中的位于电气层（43）的非粘结侧的层的厚度。5.根据权利要求3所述的电气垫（20），其中，窗孔（60）穿过所述多个层中的位于电气层（43）的粘结侧的层的厚度。6.根据权利要求1所述的电气垫（20），其中，紧固件（70）包括附连到芯柱（71）的柱头（73）。7.根据权利要求6所述的电气垫（20），其中，每个紧固件（70）的柱头（73）具有小于1.0mm的厚度。8.根据权利要求7所述的电气垫（20），其中，每个紧固件（70）的柱头（73）具有小于0.50mm的厚度。9.根据权利要求8所述的电气垫（20），其中，每个紧固件（70）的柱头（73）具有小于0.35mm的厚度。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·K·米勒，R·J·卡皮诺二世，
申请(专利权)人：古德里奇公司，
类型：发明
国别省市：