专利名称：用于支持飞机机身结构和/或用于固定部件的装置，特别是连杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及本发明涉及一种装置，特别是用于支持飞机的机身结构和
/或用于将部件固定在机身结构上的一种连杆(也称为"Samer杆"或者 "Samer类型杆")，包括中心部和连接中心部的两个端部。
背景技术：
已知的连杆实施例一般地具有中空圆柱形中心部，中心部在两侧与端 部连接。中心部的直径可以对应两个端部的直径。可选择地，中心部可以 朝向端部逐渐变细。有眼螺栓可以优选地在两侧上螺纹连接进端部，以实 现长度的可调节性。连杆例如被用于将部件固定在机身结构上，或者用于 支持或加固机身结构。为了将连杆连接到飞机的结构， 一般将夹具或叉状 支架铆接到所述结构。夹具具有螺栓可以被固定在其中的孔，所述孔用于 枢轴转动地连接连杆的两个有眼螺栓的一个。以这种方式产生的连杆是可 以调整长度的，还可以围绕轴线枢轴转动。在这种安装原理下，不能够具 有围绕另一个轴的枢轴转动性能。
已知的连杆到机身结构的机械连接有缺陷，特别是，需要多个单独的 部件，而且用于固定夹具的铆钉连接必须定位在机身结构中。结果，通过 连杆的这种加固或夹持布置， 一方面是重量显著地增加，另一方面是生产 成本显著地增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种装置，其能够支持机身结构和/或将部件连 接到机身结构，同时减少所需的单个零件的数量，并且其中至少在一侧上 的枢轴转动性是可能的，另外，选择在中性结构的区域中传入负载是可能 的。
这个目的通过具有权利要求l所述的特征的装置来实现。由于接头布置在至少一个端部的区域中、接头与机身结构或者与所述 部件一体形成并且可以围绕至少一个转动轴线枢轴转动的事实，因而，与 先前已知的连接概念相比较，实现了较少的单个零件数量并且因而减轻了 重量，而且，其中还提供了能够围绕至少一个轴线转动的枢轴转动性。
而且，作用力的传入优选地发生在机身结构的中性结构区域中，因而， 极大的避免了先前已知的具有夹具或叉状支架的连杆装置的实施例在作 用力传入的情况下产生的杠杆效应。
一个有利的结构设置为，至少一个接头实施为桶状螺母，所述桶状螺 母可枢转地容纳在机身结构的轴承孔中，用于将连杆的装置整体连接到机 身结构。
结果是，根据本发明的在飞机机身结构上的装置的特别简单的设计的 结构，满足最小数量的部件的同时能够在空间中围绕至少一个轴线枢轴转 动。
根据本发明的进一步的改进，通道孔设置为定位在机身结构中，并且 相对螺杆具有超尺寸。
因而确保充分的移动性，即，特别是螺纹连接进桶状螺母的螺杆在空 间中围绕轴线的枢轴转动性。
根据本发明的另一个进一步的改进，机身结构在轴承孔区域中具有增 厚部。
需要增厚部以获得容纳在轴承孔中的桶状螺母的座(seat)，座可以 经受足够的机械负载。
另外，还设置为，内桶状螺母可枢轴转动地容纳在外部桶状螺母中。 这个结构使根据本发明的装置能够在空间中围绕另外的轴线枢轴转动。
根据进一步的有利结构，设置为连接中心部在两侧上的端部分别地设 置有螺纹。
由此产生装置的简化的结构，其中中心部和在两侧上连接中心部的端 部优选地具体化为一体件并且实际上作为螺栓。这个结构特别地适用固定 部件(特别是在飞机机身结构上的内衬框架的垂直支撑)。内衬框架在军 用飞机中用于悬挂材料座(material seat)。
产生的作用力通过装置优选地传入部件的中性结构区域。通过部件在固定点中的铰链连接，线性部件相对垂直负载的弯曲(buckling)敏感度
减少。结果，相关部件的尺寸设计可以是固定地较轻，并且因而降低重量。 装置的进一步的有利结构在进一步的权利要求中解释。
图l显示先前已知的连杆的一个示例性实施例；
图2显示根据本发明的装置的第一实施例变化； 图3-4显示根据本发明的装置第二实施例变化的简化的主要视图； 图5-7显示第二实施例变化的详细视图8-10显示用于部件到机身结构的一侧铰链连接的装置的进一步变化。
具体实施例方式
在附图中，相同设计部件分别地具有相同的附图标记。 图l显示形成有用于支持或固定部件到机身结构的传统的连杆的装置。
连杆1主要包括中心部2和两个端部3， 4。有眼螺栓5， 6分别地螺纹连 接进两个端部3， 4。有眼螺栓5， 6用防松螺母7， 8固定。连杆l与机身结 构9， lO的连接由两个夹具ll， 12实现，两个夹具ll， 12通过铆钉(铆钉没 有更详细地显示)铆接到机身结构9， 10。有眼螺栓5， 6和夹具11， 12之间 的铰接连接通过两个螺栓连接13， 14来实现。由于可以螺纹连接到端部3， 4的有眼螺栓5， 6而产生连杆1的平行于纵轴15的长度的可调整性。由于螺 栓连接13, 14，而分别地提供如两个双箭头16， 17所示的连杆1相对夹具 11， 12围绕轴线的可枢轴转动性。
图2显示根据本发明的装置的第一实施例变化。
装置18具体化为"短"连杆19，为了与上述传统的连杆相比较减少重 量，连杆19具有常数横截面。连杆19主要包括中心部20，中心部20在两侧 由端部21， 22连接。中心部20具体化为管的形状，并且在两侧设置有内螺 纹。在端部21， 22中的内螺纹可以具体化为相反方向或者相同方向(左和/ 或右螺纹)。在端部21， 22中的内螺纹优选地具体化为相反方向，从而通
6过简单地围绕中心部的纵轴转动，中心部20就可以实现连杆19的长度调 整。为了便于中心部20通过用于长度调整的相应的具体化工具转动，中心 部20可以具有平坦部分、槽、滚花(milled)区域等等。螺杆23， 24可以 分别地螺纹连接到端部21， 22。螺杆23， 24用防松螺母25， 26固定在端部 21, 22上以克服无意的分开。选择地，中心部20也可以在其上具有外螺纹， 在这种情况下，可以螺纹连接具体化的具有内螺纹的中空圆柱形螺杆。而 且，端部21， 22可以具体化成圆锥形(对比图1)。实际上，端部21， 22和 中心部20可以具体化为中空圆柱形和/或至少部分是中空圆柱形。关键在 于，为了长度的调整，螺杆23， 24可能足够远地螺纹连接进端部21， 22。
接头29， 30分别地与机身结构27， 28—体形成。机身结构27， 28可以 是诸如整体框架、框架或者环形框架。接头29, 30形成有两个桶状螺母31， 32，桶状螺母31， 32可枢轴转动地分别地容纳在机身结构27， 28中的轴承 孔33， 34中。如两个双箭头37， 38所示，桶状螺母31， 32围绕两个转动轴 线35， 36(分别地垂直附图的平面)可枢轴转动地容纳在轴承孔33, 34中。 在图2中，桶状螺母31， 32分别地具有螺纹孔(为了更好地观察而没有更 详细地显示)，螺杆23， 24可以螺纹连接到螺纹孔。
为了容纳桶状螺母31，32，机身结构27， 28在轴承孔33， 34的区域中 分别地具有增厚部39， 40。通道孔41， 42分别地布置在机身结构27， 28 中。通道孔41， 42用于两个螺杆23， 24穿过。为了确保两个螺杆23， 24 的足够的可枢轴转动性，通道孔41， 42设计有大于螺杆23， 24的尺寸，艮P， 通道孔41， 42的直径分别地选择为大于螺杆23， 24的直径。借助两个桶状 螺母31， 32的作用力的传入优选地产生在机身结构27， 28中的中性结构
(neutral fibre) 43， 43区域。由于这个，与由于夹具ll， 12的杠杆作 用(对比图l)的现有技术相比较，发生在机身结构27， 28中的局部负载峰 值被减少。
由于桶状螺母31， 32—体地布置在机身结构27， 28中，夹具ll， 12 (叉 状支架)、有眼螺栓5， 6和一般地分别地形成有螺栓和螺母的相关的螺栓 连接不再需要用以连接连杆19到机身结构27， 28。由于这个，显著地减轻 了重量，同时由于部件的数量减少，并且增加了整个装置18克服故障的可 靠性。图3和图4显示根据本发明装置的第二实施例的变化的简化的(一侧)
视图，说明书的下面部分将同时参照图3和图4进行描述。图3显示顶视图， 图4说明第二实施例变化的侧视图。坐标系统的X， Y和Z轴线表示在空间中 的方位。
与根据图2的视图相比，图3和图4仅显示机身结构的一侧和用螺纹连 接进螺杆而布置在机身结构上的接头。为了显示得更清楚，图3， 4分别地 省略装置的连杆和右侧部分，包括右侧机身结构。省略的组件镜向对称于 所显示的部分。与根据图2的实施例变化相比，在图3， 4中使用的"双轴" 桶状接头使螺杆或者分别地连接到螺杆的连杆能够围绕两个转动轴线在 空间中转动。
能够围绕Z轴转动的外部桶状螺母47在轴承孔46中钻孔装埋进机身结 构45中。例如用法兰48和布置在槽(没有显示)中的挡圈49而防止外部桶 状螺母47在平行Z轴的轴向移动。为了能够容纳外部桶状螺母47，机身结 构45在轴承孔46区域具有增厚部50。较小的内桶状螺母51可转动地容纳在 外部桶状螺母47中的另外的孔52中。内桶状螺母51可围绕x轴线转动，艮口， (外部)桶状螺母47和内桶状螺母51的转动轴线(z轴线和x轴线)形成90°的 角度，并且一起形成(万向)接头53或者所谓的"双轴"桶状接头，其具有 两个自由度。为了连接连杆(没有显示在图3，4中)，内桶状螺母51具有螺 纹孔(没有提供附图标号)，并且螺杆54可以螺纹连接到这个螺纹孔中。 为了确保螺杆54、以及利用内螺纹由此被拧上的连杆或者管道的足够的枢 轴转动性，与螺杆54的直径相比较具有足够大的超尺寸(oversize)的直 径的通道孔55定位在机身结构45中。
与根据图2的实施例变化相比较，根据图3、 4的实施例变化，仅稍微 增加所需部件的数量，就提供连杆在空间中相对机身结构45围绕两个转动 轴线56、 57(x轴线、z轴线，2个自由度)(由双箭头58，59表示)的较高的 移动性。
另外的孔60定位在(外部)桶状螺母47中，以确保螺杆54足够的移动 性。孔60关于其直径相对于螺杆54的直径设计有合适的超尺寸。
机身结构9， 10， 27， 28， 45优选地由铝合金材料形成。全部桶状螺母 31， 32， 47， 51可以设置有诸如Teflon⑧层的摩擦力减少层作为使用寿命润滑。选择地，桶状螺母31，32，47，51也可以整体地由摩擦力减少材料形成， 其对于诸如青铜或其它非铁重金属的铝合金材料机身结构9， 10， 27， 28， 45 是合适的。
图5至7显示使用的(万向)接头53(对比图3， 4)的详细的内部视图的变 化视图，下面的描述共同参考图5-7。三个空间方向由坐标系统的x， y和z 轴线图示。内桶状螺母51可转动地容纳在外部桶状螺母47中，并且形成与 外部桶状螺母47接头53或者万向接头的相互作用，其使根据本发明的装置 能够围绕两条转动轴线移动。
孔60在外部桶状螺母47中设置有超尺寸。如从图7中的特别显示，孔 60具有卵形横截面的几何结构，以实现螺杆的足够的移动性(接头53的移 动性)。诸如圆形或椭圆形的其它横截面几何结构也同样是可以的。
图8至10显示本装置的另一个实施例变化，其特别地为用于将所谓的 内衬框架(lining frame)的垂直支架固定在飞机的机身结构上而设计。 与上述实施例变化相比，这个装置仅设置一侧铰接。本装置在空间的位置 通过形成坐标系的x轴线、y轴线和z轴线说明。
图8显示通过装置61的横截面视图。
图9是显示相同的装置61但是围绕y轴线旋转90a的视图，因而，下面 的描述参考图8，9。
装置61主要包括实施为大致的圆柱形或者中空圆柱形的中心部62，中 心部62在两侧由端部63，64连接。螺纹(没有更详细指明)被分别地应用 到端部63，64。两个端部63，64与中心部62—起形成一根螺栓，但也可以在 需要减轻重量的部分设置中空。为了连接部件65，部件65具有轴承孔66， (外部)桶状螺母67可枢轴转动地容纳在轴承孔66中。在图8至10显示的示 例性实施例中，部件65是所谓的内衬框架的垂直支撑，在轴承孔66的区域 中可以具有增厚部68，以提供足够材料强度定位轴承孔66。外部桶状螺母 67可以围绕作为转动轴线的z轴线枢轴转动。第二内桶状螺母69可枢轴转 动地容纳在桶状螺母67中。为此，外部桶状螺母67具有孔，孔具有用于 支撑内桶状螺母69的相应直径。内桶状螺母69能够围绕作为旋转轴线的x 轴线枢轴转动，即，(双轴)接头70的枢轴转动轴线或者转动轴线(z轴线， x轴线)彼此以90。的角度相交，其中所述(双轴)接头70通过具有两个自
9由度的两个桶状螺母67、 69而形成。枢轴或者转动轴线的交叉点优选地被 选择以使这个交叉点大约位于部件65的中性结构的区域中，以实现进入部 件65的作用力的最佳传入。部件65和机身结构之间的作用力的传输的"无 力矩(freedom from moment)"(没有显示在图8、 9中)，在这种情况下，
借助双轴桶状接头通过铰链连接而确保。由于作用力的"无力矩
(moment-free)"传入，作为连接点中的移动性的结果，弯曲的风险减小， 所述弯曲例如对于这种垂直支撑的尺寸大体上是单一决定性的。因而，与 (固定)连接到(主要)机身结构的"刚性力矩(moment-rigid)"相比较， 用根据本发明的装置连接到机身结构的垂直支撑的重量可以减少。
内桶状螺母69具有螺纹孔(为了更好的观察视图而没有指定附图标 记)，装置61的(第一)端部63可以螺纹连接进所述螺纹孔。为了通过端部， 部件65具有通道孔71 。为了确保端部63在两个双箭头方向中围绕两个枢轴 轴线的足够的移动性，通道孔71被设计有相对端部63的外部直径的超尺 寸。(第二)端部64同样设置有螺纹，并且被用在将部件65大致刚性连接到 飞机机身结构的部件(在图8、 9中没有显示)的这种情况下。
图10说明部件65借助装置61连接到飞机的机身结构74的部分。
为此，装置61的中心部62的(第二)端部64被在机身结构74中的孔(没 有详细说明)引导，并且例如通过螺纹连接到左和/或右端部63、 64的螺 母75、 76而固定地螺纹连接和固定到机身结构74。在本文中，装置61表示 在高负载的情况下克服弯曲的、平行于x轴线延伸的部件65的机械加强装 置，或者用于将部件65固定到机身结构74的固定装置。
如示例性实施例所示，部件65是内衬框架(第二结构)的垂直支撑(垂 直于附图平面延伸)，内衬框架(第二结构)用于悬挂横向于飞机的飞行方 向布置的多个材料座(material seats),同时在机身纵向侧沿着两侧形 成两(座)排。附图标记列表
1连杆 2中心部 3端部
4端部 5有眼螺栓 6有眼螺栓 7防松螺母 8防松螺母 9机身结构
10 机身结构
11 夹具
12 夹具
13 螺栓连接
14 螺栓连接
15 纵轴
16 双箭头
17 双箭头
18 装置
19 连杆
20 中心部
21 端部
22 端部
23 螺杆
24 螺杆
25 防松螺母
26 防松螺母
27 机身结构
28 机身结构29 接头30 接头31 桶状螺母■32 桶状螺母33 轴承孔34 轴承孔35 转动轴线(桶状螺母)36 转动轴线(桶状螺母)37 双箭头38 双箭头39 增厚部40 增厚部41 通道孔42 通道孔43 中性结构44 中性结构45 机身结构46 轴承孔47 外部桶状螺母48 法兰49 挡圈50 增厚部51 内桶状螺母52 孔53 接头54 螺杆55 通道孑L56 转动轴线(x轴线)57 转动轴线(z轴线)58 双箭头59 双箭头
60 孔
61 装置
62 中心部
63 (第一)端部
64 (第二)端部
65 部件
66 轴承孔
67 (外部)桶状螺母
68 增厚部
69 内桶状螺母
70 接头
71 通道孔
72 双箭头
73 双箭头
74 机身结构
75 螺母
76 螺母
1权利要求
1.一种装置(18，61)，特别是连杆(1，19)，用于支持飞机的机身结构(9，10，27，28，45，74)和/或用于将部件(65)固定到机身结构(9，10，27，28，45，74)上，包括中心部(2，20，62)和与所述中心部(2，20，62)连接的两个端部(3，4，21，22，63，64)，其特征在于接头(29，30，53，70)布置在至少一个端部的区域中，所述接头(29，30，53，70)与机身结构(9，10，27，28，45，74)一体形成或者与所述部件(65)一体形成，并且所述接头(29，30，53，70)能够围绕至少一个转动轴线(35，36)枢轴转动。
2. 根据权利要求1所述的装置(18)，其特征在于螺杆(23,24，54)分别地螺纹连接到所述端部(3,4,21 ，22)上。
3. 根据权利要求1或2所述的装置(18)，其特征在于所述至少一个接头(29，30,53)形成有桶状螺母(31，32，47)，所述桶状螺母(31,32，47)能够转动地容纳在机身结构(9,10，27,28，45)的轴承孔(33,34)中，并且螺杆(23，24,54)能够螺纹连接进所述桶状螺母(31,32,47)中。
4. 根据权利要求1至3任一所述的装置(18)，其特征在于通道孔(41,42)布置在机身结构(9，10，27，28，45)中，所述通道孔(41，42)的直径大于所述螺杆(23，24,54)的直径，以使得所述螺杆(23，24,54)中的一个能够螺纹连接进所述接头(29，30,53)中，并且由此获得足够的移动性。
5. 根据权利要求1至4任一所述的装置(18)，其特征在于所述机身结构(9,10,27,28,45)在所述轴承孔(33,34)的区域具有增厚部(39，40，50)。
6. 根据权利要求1至5任一所述的装置(18)，其特征在于内桶状螺母(51)能够枢轴转动地容纳在所述桶状螺母(31，32，47)中，其中所述螺杆(23,24,54)能够螺纹连接入所述内桶状螺母(51),并且所述螺杆(23，24,54)能够围绕两个转动轴线(56,57)枢轴转动。
7. 根据权利要求1至6任一所述的装置(18)，其特征在于所述桶状螺母(31，32,47)和所述内桶状螺母(51)的所述转动轴线(56，57)彼此形成90。的角度。
8. 根据权利要求1至7任一所述的装置(18)，其特征在于所述桶状螺母(47)具有圆周法兰( )和带有挡圈(49)的圆周凹槽，以防止在所述轴承孔(46)中的轴向位移。
9. 根据权利要求1至8任一所述的装置(18)，其特征在于所述连杆 (U9)的所述中心部(2，20)分别地朝向所述端部(3,4,21，22)逐渐变细。
10. 根据权利要求1至9任一所述的装置(18)，其特征在于所述桶状螺 母(31，32，47，51)设置有摩擦减少层和/或由具有低摩擦系数的材料形成。
11. 根据权利要求1所述的装置(18)，其特征在于分别地在两侧连接 中心部(62)的端部(63,64)至少部分地具有螺纹。
12. 根据权利要求11所述的装置(18)，其特征在于所述装置(61)具有 接头(70)，所述接头(70)形成有桶状螺母(67)，其中所述桶状螺母(67)能够 转动地容纳在所述部件(65)的轴承孔(66)中，并且端部(63)螺纹连接进所述 桶状螺母(67)，另一个端部(64)螺纹连接到所述机身结构(74)。
13. 根据权利要求11或12所述的装置(18)，其特征在于通道孔(71) 布置在所述部件(65)中，所述通道孔(71)的直径大于所述端部(63)的直径，以获得足够的移动性。
14. 根据权利要求11至13任一所述的装置(18)，其特征在于所述部 件(65)在轴承孔(66)的区域中具有增厚部(68)。
15. 根据权利要求10至14任一所述的装置(18)，其特征在于内桶状螺 母(69)能够枢轴转动地容纳在所述桶状螺母(67)中，其中所述端部(63)能够 螺纹连接入所述内桶状螺母(69)。
16. 根据权利要求10至15任一所述的装置(18)，其特征在于所述部 件(65)特别是用于安装多个座的内衬框架的垂直支撑件。
全文摘要
本发明公开一种装置(18，61)，特别是用于支持机身结构(9，10，27，28，45，74)和/或用于将部件固定到机身结构(9，10，27，28，45，74)上的连杆(1，19)。在一个实施例中，接头(29，30，53)与机身结构(9，10，27，28，45)一体形成以在连杆(1，19)的两侧上连接到机身结构(9，10，27，28，45)。由于接头(29，30，53)的一体化，与先前已知的实施例相比较，减少了独立部件的数量，这导致重量的减轻、维修保养花费的减少以及克服故障的可靠性。而且，根据本发明的装置(18，61)确保作用力在机身结构(9，10，27，28，45，74)的中性结构(43，44)区域传入。装置(61)进一步的结构仅设置通过(第一)端部(63)将部件(65)在一侧铰链连接到机身结构(74)。第二端部(64)螺纹连接到机身结构(74)。为此，两端部至少部分设置有螺纹。
文档编号B64C1/00GK101626952SQ200880002816
公开日2010年1月13日 申请日期2008年1月11日 优先权日2007年1月22日
发明者赫尔曼·本廷 申请人:空中客车运营有限公司