用于壁板结构的自锁接头及其制造方法

用于壁板结构的自锁接头及其制造方法
【专利摘要】本发明在一种实施例中提供了制造在壁板结构44中的自锁接头一种的方法。该方法提供了具有至少两个面板46a、46b和被夹在其间的芯材部分48的壁板结构。该方法还在壁板结构的第一部分中制造具有自锁端部54a、54b的至少一个榫口52。该方法还在壁板结构的第二部分上制造具有柔性自锁构件64a、64b的至少一个榫凸起58。该方法还使得所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件与所述至少一个榫口的自锁端部互锁以在所述壁板结构中形成自锁接头。
【专利说明】用于壁板结构的自锁接头及其制造方法

【技术领域】
[0001]本公开大体涉及复合结构，并且更具体地，涉及如在飞机中使用的复合夹层壁板组件和用于复合夹层壁板结构的方法。

【背景技术】
[0002]复合结构用于各种各样的应用中。在飞机构造中，复合材料可以被用于制造飞机壁板结构，如用于形成内部储藏舱、内部橱柜和内部储藏室。可以使用榫头榫孔接头组件将这种飞机壁板结构连结在一起。例如，图2A是已知的榫头榫孔接头组件30的部分放大分解透视图的图解。如在图2A中所示的，已知的榫头榫孔接头组件30具有带有榫条34的榫头部分32，榫条34适于插入榫孔部分36的榫口 38内。图2B是图2A中的已知榫头榫孔接头组件30的部分放大透视图的图解，其示出了榫头部分32的榫条34被插入榫孔部分36的对应榫口 38中。
[0003]然而，在飞机壁板结构的制造期间，这种已知的榫头榫孔接头组件通常需要使用附加的固定装置、紧固件、胶带和/或夹紧装置，以便将这种榫头榫孔接头组件恰当地保持在一起且将这种飞机壁板结构恰当地保持在一起。这种附加的固定装置、紧固件、胶带和/或夹紧装置的安装、使用和移除会增加劳力、材料和工装成本，这进而会增加总生产成本。此外，这些附加的固定装置、紧固件、胶带和/或夹紧装置的安装、使用和移除会增加组装壁板结构的时间，这进而会增加总生产成本。而且，在组装后可能不被移除的附加的固定装置或紧固件的安装和使用会增加这种已知榫头榫孔接头组件和这种飞机壁板结构的总重量，并且进而会增加运输和燃料成本。
[0004]因此，本【技术领域】需要提供优于已知组件和方法的优点的改善的用于壁板结构的接头组件及其制造方法。


【发明内容】

[0005]改善的用于壁板结构的接头组件及其制造方法的需求得到满足。如在以下【具体实施方式】中所描述的，改善的用于壁板结构的接头组件及其制造方法的实施例提供了优于已知组件和方法的显著优势。
[0006]在本公开的一种实施例中，提供了制造在壁板结构中的自锁接头的方法。该方法包括提供包括至少两个面板和被夹在其间的芯材部分的壁板结构。该方法还包括在壁板结构的第一部分中制造至少一个榫口，所述榫口具有自锁端部。该方法还包括在壁板结构的第二部分上制造至少一个榫凸起，所述榫凸起具有柔性自锁构件。该方法还包括使得所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件与所述至少一个榫口的自锁端部互锁以便在壁板结构内形成自锁接头。
[0007]在本公开的另一实施例中，提供了用于将两个或更多个壁板结构连结在一起的方法。该方法包括提供包括至少两个第一面板和被夹在其间的第一芯材部分的第一壁板结构。该方法还包括在第一壁板结构中制造至少一个榫口，所述榫口具有自锁端部。该方法还包括提供包括至少两个第二面板和被夹在其间的第二芯材部分的第二壁板结构。该方法还包括在第二壁板结构上制造至少一个榫凸起，所述榫凸起具有柔性自锁构件。该方法还包括使得所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件与所述至少一个榫口的自锁端部互锁以便形成自锁接头，从而将第一壁板结构和第二壁板结构连结在一起。
[0008]在本公开的另一实施例中，提供了壁板结构中的自锁接头。自锁接头包括在壁板结构的第一部分内形成的至少一个榫口，该壁板结构包括至少两个面板和被夹在其间的芯材部分。所述至少一个榫口具有自锁端部。自锁接头还包括在壁板结构的第二部分上形成的至少一个榫凸起。所述至少一个榫凸起具有柔性自锁构件。所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件和所述至少一个榫口的自锁端部相组合地包括适于在壁板结构中形成自锁接头的互锁元件。
[0009]在本公开的另一实施例中，提供了将两个或更多个壁板结构连结在一起的自锁接头。该自锁接头包括在第一壁板结构中形成的至少一个榫口，该第一壁板结构包括至少两个第一面板和被夹在其间的第一芯材部分。所述至少一个榫口具有自锁端部。自锁接头还包括在第二壁板结构上形成的至少一个榫凸起，该第二壁板结构包括至少两个第二面板和被夹在其间的第二芯材部分。所述至少一个榫凸起具有柔性自锁构件。所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件和所述至少一个榫口的自锁端部相结合地包括适于形成自锁接头而将第一壁板结构和第二壁板结构连结在一起的自锁元件。
[0010]根据本公开的一个方面，提供了制造壁板结构中的自锁接头的方法，该方法包括提供包括至少两个面板和被夹在其间的芯材部分的壁板结构，在壁板结构的第一部分中制造具有自锁端部的至少一个榫口，在壁板结构的第二部分上制造具有柔性自锁构件的至少一个榫凸起，以及使得所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件与所述至少一个榫口的自锁端部互锁以便在壁板结构内形成自锁接头。有利地，壁板结构还包括提供包括蜂窝芯材复合夹层壁板的壁板结构。有利地，在壁板结构的第一部分中的制造还包括制造包括榫囊或榫槽的至少一个榫口。有利地，在壁板结构的第二部分上的制造还包括制造包括榫条的至少一个榫凸起，该榫条通过两个面板并通过芯材部分被形成在壁板结构的第二部分上。有利地，在壁板结构的第二部分上的制造还包括制造包括榫片的至少一个榫凸起，该榫片仅通过两个面板被形成在壁板结构的第二部分上。有利地，在壁板结构的第二部分上的制造还包括制造具有锥形边且具有大于所述至少一个榫口的尺寸的尺寸的至少一个榫凸起，其中所述锥形边适于插入所述至少一个榫口，以致柔性自锁构件与自锁端部以阻止所述至少一个榫凸从所述至少一个榫口脱出的方式互锁。有利地，所述至少一个榫口和所述至少一个榫凸起的制造包括使用计算机数字控制(CNC)设备和切削设备以便在壁板结构的第一部分中切出所述至少一个榫口并在壁板结构的第二部分的外围上切出所述至少一个榫凸起。有利地，形成在壁板结构中的自锁接头将壁板结构的第一部分固定到壁板结构的第二部分，而不需要使用任意附加的固定装置、紧固件、胶带或夹紧装置。有利地，该方法可进一步包括在飞机内部结构中使用带有自锁接头的壁板结构。
[0011]根据本公开的另一方面，提供了用于将两个或更多个壁板结构连结在一起的方法，该方法包括提供包括至少两个第一面板和被夹在其间的第一芯材部分的第一壁板结构，在第一壁板结构中制造具有自锁端部的至少一个榫口，提供包括至少两个第二面板和被夹在其间的第二芯材部分的第二壁板结构，在第二壁板结构上制造具有柔性自锁构件的至少一个榫凸起，以及使得所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件与所述至少一个榫口的自锁端部互锁以形成将第一壁板结构和第二壁板结构连结在一起的自锁接头。有利地，提供第一壁板结构和提供第二壁板结构还分别包括提供第一蜂窝芯材复合夹层壁板和提供第二蜂窝芯材复合夹层壁板。有利地，在第一壁板结构上的制造还包括制造包括榫囊或榫槽的至少一个榫口。有利地，在第二壁板结构上的制造还包括制造包括榫条的至少一个榫凸起，该榫条通过所述两个面板并通过芯材部分被形成在壁板结构的第二部分上。有利地，在第二壁板结构上的制造还包括制造包括榫片的至少一个榫凸起，该榫片仅通过所述两个面板被形成在壁板结构的第二部分上。有利地，形成将第一壁板结构连结至第二壁板结构的自锁接头将第一壁板结构固定至第二壁板结构而不需要使用任何附加的固定装置、紧固件、胶带或夹紧装置。
[0012]根据本公开的又一方面，其提供了在壁板结构中的自锁接头，该自锁接头包括:在壁板结构的第一部分中形成的至少一个榫口，该壁板结构包括至少两个面板和被夹在其间的芯材部分，所述至少一个榫口具有自锁端部；以及在壁板结构的第二部分上形成的至少一个榫凸起，所述至少一个榫凸起具有柔性自锁构件，其中，所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件和所述至少一个榫口的自锁端部相结合地包括适于在壁板结构中形成自锁接头的互锁元件。有利地，该壁板结构包括蜂窝芯材复合夹层壁板。有利地，所述至少一个榫口包括榫囊或榫槽。有利地，所述至少一个榫凸起包括通过所述两个面板并通过芯材部分形成在壁板结构的第二部分上的榫条。有利地，所述至少一个榫凸起包括仅通过所述两个面板形成在壁板结构的第二部分上的榫片。
[0013]根据本公开的再一方面，其提供了将两个或更多个壁板结构连结在一起的自锁接头，该自锁接头包括:在第一壁板结构中形成的至少一个榫口，该第一壁板结构包括至少两个第一面板和被夹在其间的第一芯材部分，所述至少一个榫口具有自锁端部；以及，形成在第二壁板结构上的至少一个榫凸起，该第二壁板结构包括至少两个第二面板和被夹在其间的第二芯材部分，所述至少一个榫凸起具有柔性自锁构件，其中，所述至少一个榫凸起的柔性自锁构件和所述至少一个榫口的自锁端部相结合地包括适于形成将第一壁板结构和第二壁板结构连结在一起的自锁接头的互锁元件。有利地，第一壁板结构和第二壁板结构包括蜂窝芯材复合夹层壁板。有利地，所述至少一个榫口包括榫囊或榫槽。有利地，所述至少一个榫凸起包括通过所述两个面板并通过芯材部分在第二壁板结构上形成的榫条。有利地，所述至少一个榫凸起包括仅通过所述两个面板形成在第二壁板结构上的榫片。
[0014]所讨论的这些特征、功能和优点可以在各种各样的实施例中被独立实现或者在其他实施例中被组合，参考后面的【具体实施方式】和附图可了解实施例的进一步的细节。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]参考后面结合附图给出的说明优选和示例性实施例的【具体实施方式】，可以更好地理解本公开，不过附图不必要成比例绘制，其中:
[0016]图1是可以包含用本公开的方法的一种或更多种实施例制造的结构的一种或更多种示例实施例的飞机的透视图的图解；
[0017]图2A是已知的榫头榫孔组件的部分放大分解透视图的图解；
[0018]图2B是图2A中的已知榫头榫孔组件的部分放大透视图的图解；
[0019]图3A是具有本公开的榫凸起的一种实施例的壁板结构的部分放大前视图的图解。
[0020]图3B是具有本公开的榫口的一种实施例的图3A的壁板结构的部分放大前视图的图解；
[0021]图3C是本公开的自锁接头的一种实施例的截面前视图的图解；
[0022]图4A是本公开的榫条的一种实施例的部分放大前视图；
[0023]图4B是本公开的榫囊的一种实施例的部分放大前视图；
[0024]图4C是本公开的榫片的一种实施例的部分放大前视图；
[0025]图4D是本公开的榫槽的一种实施例的部分放大前视图；
[0026]图5A是具有本公开的榫凸起的一种实施例的第二壁板结构的部分放大前透视图的图解；
[0027]图5B是具有本公开的榫口的一种实施例的第一壁板结构的部分放大前透视图的图解；
[0028]图5C是本公开的自锁接头的另一种实施例的部分放大前透视图的图解；
[0029]图6A是具有本公开的榫凸起的另一种实施例的第二壁板结构的部分放大前透视图的图解；
[0030]图6B是具有本公开的榫口的另一种实施例的第一壁板结构的部分放大前透视图的图解；
[0031]图6C是本公开的自锁接头的另一种实施例的部分放大前透视图的图解；
[0032]图7A是具有本公开的榫凸起的另一种实施例的图6A的第二壁板结构的部分放大前视图的图解；
[0033]图7B是具有本公开的榫口的另一种实施例的图6B的第一壁板结构的部分放大前视图的图解；
[0034]图7C是具有本公开的自锁接头的另一种实施例的壁板结构沿图6C的线7C-7C截取的横剖前视图的图解；
[0035]图7D是沿图7A的线7D-7D截取的横剖侧视图的图解；
[0036]图7E是沿图7C的线7E-7E截取的横剖侧视图的图解；
[0037]图8A是具有本公开的榫条和榫囊的单个壁板结构的一种实施例的俯视透视图的图解；
[0038]图SB是具有本公开的榫片和榫槽的单个壁板结构的一种实施例的俯视透视图的图解；
[0039]图9是用本公开的方法的一种实施例制造的飞机储藏舱形式的结构的部分截面侧视图的图解；
[0040]图10是本公开的方法的示例实施例的流程图的图解；以及，
[0041]图11是本公开的另一种方法的示例实施例的流程图的图解。

【具体实施方式】
[0042]后面参考随附的附图将对本公开的实施例做更全面的描述，附图中一些而不是全部公开的实施例被示出。实际上，若干个不同的实施例可以被提供并且不应该被视为对本文提出的实施例的限制。而是，这些实施例被提供以便本公开可以是彻底的和完全的并完整地将本公开的范围传达给本领域的技术人员。
[0043]现在参考附图，图1是可以包含用本公开的方法200 (见图10)或方法220 (见图
11)的一种或更多种实施例制造的结构26的一种或更多种示例实施例的飞机10的透视图的图解。如图1所示，飞机10包含机身12、机头14、驾驶舱16、机翼18、一个或更多个推进单元20、竖直尾翼部分22和水平尾翼部分24。尽管图1中所示的飞机10通常代表具有一个或更多个结构26 (例如飞机内部储藏舱28或飞机内部橱柜29)的商业客机，不过所公开的实施例的教导可以被应用于其他的客运飞机、货运飞机、军用飞机、旋翼飞机和其他类型的飞机或飞行器以及航空飞行器、卫星、空间运载火箭、火箭和其他航空飞行器以及船只和其他船舶、火车、汽车、卡车、公共汽车或其他具有由本公开的方法200 (见图10)或方法220(见图11)的一种或更多种实施例制成的一个或更多个结构26的其他合适的结构。
[0044]在本公开的一种实施例中，如图3A-3C中所示的，提供了在壁板结构44(见图3C)中的自锁接头42(见图3C)。图3A是具有本公开的榫凸起58的一种实施例的壁板结构44的部分放大前视图的图解。图3B是具有本公开的榫口 52的一种实施例的图3A的壁板结构44的部分放大前视图的图解。图3C是本公开的自锁接头42的一种实施例的截面前视图的图解。图8A和图8B是以平的预成形状态示出的壁板结构44的一种示例实施例的俯视透视图的图解。图9是壁板结构44的一种示例实施例中的自锁接头42的一种实施例的部分截面侧视图的图解，该壁板结构44如形成飞机内部储藏舱28的壁板结构44。图9示出了处于折叠成形状态的壁板结构44。
[0045]壁板结构44优选地包含至少两个面板46a、46b (见图3A、图8A)，所述面板具有夹在其间的芯材部分48 (见图8A)。优选地，芯材部分48被放置在所述两个面板46a、46b之间。壁板结构44优选地包含蜂窝芯材复合夹层壁板45 (见图8A)。所述两个面板46a、46b(也被称为“蒙皮”)可以由玻璃纤维树脂、石墨树脂、预浸复合材料或其他合适的复合材料制成并可以通过在已知的成层工艺中铺放材料成形。所述两个面板46a、46b也可以由如铝的轻质金属材料或者金属和复合材料的组合形成。芯材部分48优选地包括重量轻且高强度的蜂窝芯材49(见图8A)。芯材部分48还可以进一步由泡沫材料组成，这些泡沫材料如:开孔泡沫；聚合的、多孔固体泡沫；美耐绵；闭孔泡沫；或者其他合适的泡沫材料。芯材部分48也可以由如铝的轻质金属材料或者金属和复合材料的组合形成。
[0046]自锁接头42 (见图3C、图9)包括在壁板结构44的第一部分50 (见图8A、图8B)中形成的至少一个榫口 52(见图3B、图8A、图8B)。所述至少一个榫口 52优选地具有自锁端部54a、54b (见图3B、图8A)。
[0047]在一种实施例中，所述至少一个榫口 52包括榫囊53 (见图4B、图8A)。图4B是本公开的榫囊53的一种实施例的部分放大前视图。如图4B所示，榫囊53形式的榫口 52包括自锁端部54a、54b。自锁端部54a包括尖部78a和角部80a。自锁端部54b包括尖部78b和角部80b。榫囊53形式的榫口 52还包括细长且彼此平行的第一侧82a和第二侧82b。
[0048]在另一实施例中，所述至少一个榫口 52包括至少一个榫槽55(见图4D、图8B)。图4D是本公开的榫槽55的一种实施例的部分放大前视图。图4D不出了两个榫槽55。如在图4D中所示的，榫槽55可以在壁板结构中以平行的配置形成。如图4D所进一步示出的，每个榫槽55包括分别具有尖部78a、78b的自锁端部54a、54b。如图4D所进一步示出的，每个榫槽55还包括细长且彼此平行的第一侧82a和第二侧82b。
[0049]自锁接头42 (见图3C、图9)还包括在壁板结构44的第二部分56 (见图8A、图8B)上形成的至少一个榫凸起58 (见图3A、图8A、图8B)。所述至少一个榫凸起58优选地具有柔性自锁构件64a、64b (见图3A、图8A、图8B)。柔性自锁构件64a、64b被优选地设计为具有足够的柔性和/或可变形性，以便当榫凸58被插入对应的榫口 52内时使其能够弯曲或变形并且一旦柔性自锁构件64a、64b与榫口 52的相应自锁端部54a、54b互锁时使其能够扩展回到其原始位置以形成自锁接头42。
[0050]在一种实施例中，所述至少一个榫凸起58包括榫条60 (见图4A、图8A)。图4A是本公开的榫条60的一种实施例的部分放大前视图。如图4A中所不,榫条60形式的榫凸起58包括柔性自锁构件64a、64b。柔性自锁构件64a、64b分别包括缘部66a、66b和接合部分68a、68b。柔性自锁构件64a、64b可以相反于彼此被定位并从榫凸起58的顶部70(见图4A)横向地延伸从而在接合部分68a、68b和外围侧88(见图4A)之间形成间隙区76a、76b (见图4A)。榫条60还包括优选地从榫条60的顶部70至基部72向下渐缩的锥形侧74a、74b，其细长且彼此平行。
[0051]在另一实施例中，所述至少一个榫凸起58包括榫片62(见图4C、图8B)。图4C是本公开的榫片62的一种实施例的部分放大前视图。如图4C所示，榫片62形式的榫凸起58包括柔性自锁构件64a、64b。柔性自锁构件64a、64b分别包括缘部66a、66b和接合部分68a、68b。柔性自锁构件64a、64b可以相反于彼此被定位并从榫凸起58的顶部70 (见图4C)横向地延伸从而在接合部分68a、68b和外围侧88(见图4C)之间形成间隙区76a、76b (见图4C)。榫片62还包括优选地从榫条60的顶部70至基部72向下渐缩的锥形侧74a、74b，其细长并彼此平行。
[0052]所述至少一个榫凸起58的柔性自锁构件64a、64b和所述至少一个榫口的自锁端部54a、54b相结合地优选地包括适于形成在壁板结构44(见图3C、图9)中的自锁接头42(见图3(:、图9)的互锁元件43 (见图3C、图9)。图3C和图9示出了具有互锁元件43的自锁接头42。优选地，榫口 52在其最远距离点间的长度稍微小于榫凸起58在其最远距离点间的长度。优选地，所述至少一个榫凸起58的尺寸大于所述至少一个榫口 52的尺寸，以便柔性自锁构件64a、64b以阻止所述至少一个榫凸起58从所述至少一个榫口 52脱出的方式与自锁端部54a、54b互锁。
[0053]如在图8A和图8B中所示的，多个榫口 52可以在沿着外围侧84 (也见图4B、图4D)的突出部分86(也见图4B、图4D)中形成。此外，如在图8A和图8B中所示出的，多个榫凸起58可以沿着壁板结构44的外围侧88形成。每个榫口 52在壁板结构44中优选地被成形和定向以接收对应的榫凸起58。图8A示出了榫囊53形式的榫口 52，并且示出了榫条60形式的榫凸起58。图8B示出了榫槽55形式的榫口，并且示出了榫片62形式的榫凸起58。如图9所示，在具有顶端90、底端92和开口端47的飞机内部储藏舱28的示例实施例中示出了带有自锁接头42的壁板结构44。
[0054]在本公开的另一实施例中，如在图5A-7E中所示的，提供了自锁接头42a(见图5C)和自锁接头42b (见图6C)，从而将两个或更多个第一和第二壁板结构44a、44b (见图5C)或第一和第二壁板结构44c、44d(见图6C)连结在一起。图5A是具有榫条60形式的榫凸起58的一种实施例的第二壁板结构44b的部分放大前透视图的图解。图5B是具有榫囊53形式的榫口 52的一种实施例的第一壁板结构44a的部分放大前透视图的图解。图5C是本公开的自锁接头42a的另一种实施例的部分放大前透视图的图解。
[0055]如图5B所示，自锁接头42a(见图5C)包括形成于第一壁板结构44a内的至少一个榫口 52。如图5B所示，所述至少一个榫口 52是榫囊53(也见图4B)的形式。如以上详述，所述至少一个榫口 52优选地具有自锁端部54a、54b。如图5B所进一步示出的，第一壁板结构44a包括至少两个第一面板46c、46d和被夹在其间的第一芯材部分48a。如以上详述，所述两个第一面板46c、46d(也被称为“蒙皮”)可以由复合材料、金属或者复合材料和金属材料的组合制成。芯材部分48a优选地包括重量轻且高强度的蜂窝芯材49a (见图5B)。如以上详述，芯材部分48a也可以由泡沫材料或金属材料制成。
[0056]如图5A所示，自锁接头42a(见图5C)还包括在第二壁板结构44b上形成的至少一个榫凸起58。如图5A所示，所述至少一个榫凸起58是榫条60 (也见图4A)的形式。如以上详述，所述至少一个榫凸起58优选地具有柔性自锁构件64a、64b (见图4A)。如图5A所进一步示出的，第二壁板结构44b包括至少两个第二面板46e、46f和被夹在其间的第二芯材部分48b。如以上详述，所述两个第一面板46e、46f (也被称为“蒙皮”)可以由复合材料、金属或者复合材料和金属材料的组合制成。芯材部分48b优选地包括重量轻且高强度的蜂窝芯材49b (见图5A)。如以上详述，芯材部分48b也可以由泡沫材料或金属材料制成。优选地，第一壁板结构44a和第二壁板结构44b包括蜂窝芯材复合夹层壁板。
[0057](如榫条60形式的)所述至少一个榫凸起58的柔性自锁构件64a、64b和(如榫囊53形式的)所述至少一个榫口 52的自锁端部54a、54b相结合地包括互锁元件43a(见图5C)。如在图5C中所示出的，互锁元件43a优选地适于形成自锁接头42a，从而将第一壁板结构44a和第二壁板结构44b连结在一起。优选地，榫条60形式的所述至少一个榫凸起58通过两个第二面板46e、46f并通过第二芯材部分48b形成在第二壁板结构44b上。优选地，榫口 52在其最远距离点间的长度稍微小于榫凸起58在其最远距离点间的长度。优选地，所述至少一个榫凸起58的尺寸大于所述至少一个榫口 52的尺寸，以便柔性自锁构件64a、64b以阻止所述至少一个榫凸起58从所述至少一个榫口 52脱出的方式与自锁端部54a、54b 互锁。
[0058]图6A是具有榫片62形式的榫凸起58的另一种实施例的第二壁板结构44d的部分放大前透视图的图解。图6B是具有榫槽55形式的榫口 52的另一种实施例的第一壁板结构44c的部分放大前透视图的图解。图6C是本公开的自锁接头42b的另一实施例的部分放大前透视图的图解。
[0059]如在图6B中所示出的，自锁接头42b (见图5C)包括在第一壁板结构44c中形成的至少一个榫口 52。如图5B所示，所述至少一个榫口 52是榫槽55(也见图4D)的形式。如以上详述，所述至少一个榫口 52优选地具有自锁端部54a、54b。如图6B所进一步示出的，第一壁板结构44c包括至少两个第一面板46g、46h和被夹在其间的第一芯材部分48c。如以上详述，所述两个第一面板46g、46h (也被称为“蒙皮”)可以由复合材料、金属或者复合材料和金属材料的组合制成。芯材部分48c优选地包括重量轻且高强度的蜂窝芯材49c (见图5B)。如以上详述，芯材部分48c也可以由泡沫材料或金属材料制成。
[0060]如图6A所示，自锁接头42b (见图6C)还包括在第二壁板结构44d上形成的至少一个榫凸起58。如图6A所示，所述至少一个榫凸起58是榫片62 (也见图4C)的形式。如以上详述，所述至少一个榫凸起58优选地具有柔性自锁构件64a、64b。如图65A所进一步示出的，第二壁板结构44d包括至少两个第二面板461、46j和被夹其间的第二芯材部分48d。如以上详述，所述两个第二面板461、46j (也被称为“蒙皮”)可以由复合材料、金属或者复合材料和金属材料的组合制成。芯材部分48d优选地包括重量轻且高强度的蜂窝芯材49d(见图6A)。如以上详述，芯材部分48d也可以由泡沫材料或金属材料制成。优选地，第一壁板结构44c和第二壁板结构44d包括蜂窝芯材复合夹层壁板。
[0061](如榫片62形式的)所述至少一个榫凸起58的柔性自锁构件64a、64b和(如榫囊53形式的)所述至少一个榫口 52的自锁端部54a、54b相结合地包括互锁元件43b (见图6C)。如在图6C中所示出的，互锁元件43b优选地适于形成自锁接头42b，从而将第一壁板结构44c和第二壁板结构44d连结在一起。优选地,榫口 52在其最远距离点间的长度稍微小于榫凸起58在其最远距离点间的长度。优选地，所述至少一个榫凸起58的尺寸大于所述至少一个榫口 52的尺寸，以便柔性自锁构件64a、64b以阻止所述至少一个榫凸起58从所述至少一个榫口 52脱出的方式与自锁端部54a、54b互锁。
[0062]优选地,榫片62形式的所述至少一个榫凸起58仅通过所述两个第二面板461、46 j中的一个或两个而不通过第二芯材部分48d被形成在第二壁板结构44b上。例如，在一种实施例中，榫片62可以通过第二面板461、46j 二者被切出，且不通过第二芯材部分48d被切出，并且在另一实施例中，榫片62可以通过第二面板461、46j中的一个被切出，而不通过第二芯材部分48d被切出。
[0063]图7A是具有榫片60形式的榫凸起58的另一种实施例的图6A的第二壁板结构44d的部分放大前视图的图解。图7A示出了具有带柔性自锁构件64a、64b的榫凸起58的第二面板45i。图7D是沿图7A的线7C-7C截取的横剖侧视图的图解。图7D示出了带有被夹在其间的第二芯材部分48d的第二面板451、45j，并示出了被切入或切割通过第二面板461、46j但未被切入或切割通过第二芯材部分48d的榫片60。
[0064]图7B是具有榫槽55形式的榫口 52的另一实施例的图6B的第一壁板结构44c的部分放大前视图的图解。图7B示出了具有带自锁端部54a、54b的榫槽55的第一面板46g。
[0065]图7C是本公开的自锁接头42b的另一实施例的沿图6C的线7C-7C截取的横剖前视图的图解。图7C示出了带互锁元件43的自锁接头42b，其将第一壁板结构44c和第二壁板结构44d连结在一起。图7E是沿图7C的线7E-7E截取的横剖侧视图的图解。图7E示出了与带有第二面板451、45 j和第二芯材部分48d的第二壁板结构44d连结在一起的带有第一面板45h、45g和第一芯材部分48c的第一壁板结构44c,并示出了榫片60被插入通过榫槽55。
[0066]在本公开的另一实施例中，提供了制造在壁板结构44(见图3C、图8A、图8B)中的自锁接头42 (见图3C、图9)的方法200。图10是本公开的方法200的示例实施例的流程图的图解。如图10所示，方法200包括提供包括至少两个面板46a、46b (见图8A、图8B)和被夹在其间的芯材部分48(见图8A、图8B)的壁板结构44(见图3C、图8A、图8B)的步骤202。提供壁板结构44的步骤202可以进一步包括提供包括蜂窝芯材复合夹层壁板45 (见图8A、图8B、图9)的壁板结构44。
[0067]如图10所示，方法200还包括在壁板结构44的第一部分50 (见图8A、图8B)中制造具有自锁端部54a、54b (见图3B)的至少一个榫口 52 (见图3B、图8A、图8B)的步骤204。在壁板结构44的第一部分50中制造的步骤204还可以包括制造包括榫囊53(见图4B、图8A)或榫槽(见图4D、图8B)的至少一个榫口 52。
[0068]如图10所示，方法200还包括在壁板结构44(见图8A、图8B)的第二部分56 (见图8A、图8B)上制造具有柔性自锁构件64a、64b (见图3A、图8A、图8B)的至少一个榫凸起58 (见图3B、图8A、图8B)的步骤206。在壁板结构44的第二部分56上制造的步骤206还可以包括制造包括榫条60 (见图4A、图8A)或榫片62(见图4C、图8B)的至少一个榫凸起58。榫条60优选地通过所述两个面板46a、46b并通过芯材部分48被形成在壁板结构44的第二部分56上。榫片62优选地仅通过两个面板46a、46b而不通过芯材部分48被形成在壁板结构44的第二部分56上。
[0069]在壁板结构44的第二部分56上制造的步骤206还可以包括制造具有适于插入到所述至少一个榫口 52(见图4B、图4D)内的锥形侧74a、74b (见图4A、图4C)的至少一个榫凸起58。优选地，所述至少一个榫凸起58的尺寸大于所述至少一个榫口 52的尺寸，以便柔性自锁构件64a、64b以阻止所述至少一个榫凸起58从所述至少一个榫口 52脱出的方式与自锁端部54a、54b互锁。优选地，榫口 52在其最远距离点间的长度稍微小于榫凸起58在其最远距离点间的长度。
[0070]如图10所示，方法200还包括使得所述至少一个榫凸起58 (见图3A、图8A、图8B)的柔性自锁构件(见图3A、图8A、图8B)与所述至少一个榫口 52 (见图3B、图8A、图8B)的自锁端部54a、54b (见图3A、图8A、图8B)互锁以便形成在壁板结构44 (见图3C、图9)中的自锁接头42(见图3C、图9)的步骤208。
[0071]对于方法200，所述至少一个榫口 52和所述至少一个榫凸起58的制造可以包括使用计算机数字控制(CNC)工艺和设备以及切削工艺和设备以便在壁板结构44(见图3B、图8A、图8B)中形成或切出所述至少一个榫口 52并在壁板结构44 (见图3A、图8A、图8B)上切出所述至少一个榫凸起58。不过，也可以使用其他合适的已知成形或切割工艺和装置。优选地，在壁板结构44中的自锁接头42(见图3C)将所述至少一个榫凸起58固定在所述至少一个榫口 52中而不需要使用任何附加的固定装置、紧固件、胶带和/或夹紧装置。
[0072]方法200还可以包括在结构26 (见图1)中使用带有自锁接头42的壁板结构44，该结构26如飞机内部结构。飞机内部结构可以包括，例如，飞机内部储藏舱28 (见图1、图9)、飞机内部橱柜(见图1)、飞机储藏室(未示出)或其他合适的飞机内部结构。方法200还可以包括在具有将壁板结构连结在一起的接头的大量其他结构中使用带有自锁接头42的壁板结构44。
[0073]在本公开的另一实施例中，提供了用于将两个或更多个壁板结构44a、44b (见图5A-5C)或44d、44c (见图6A-6C)连结在一起的方法220 (见图11)。图11是本公开的方法220的示例实施例的流程图的图解。如图11所示，方法220包括提供包括至少两个第一面板46c、46d(见图5B)或46g、46h(见图6B)和被夹在其间的第一芯材部分48a(见图5B)或48c (见图6B)的第一壁板结构44a (见图5B)或44c (见图6B)的步骤222。第一壁板结构44a和44c优选地包括蜂窝芯材复合夹层壁板。
[0074]如图11所示，方法220还包括在第一壁板结构44a(见图5B)或44c (见图6B)中制造具有自锁端部54a、54b (见图5B、图6B)的至少一个榫口 52 (见图5B、图6B)的步骤224。在第一壁板结构44 (见图5B)或44c (见图6B)中制造的步骤224还可以包括制造包括榫囊53(见图5A、图6A)或榫槽(见图5B、图6B)的至少一个榫口 52。如图11所示，方法220还包括提供包括至少两个第二面板46e、46f (见图5A)或461、46j (见图6A)和被夹在其间的第二芯材部分48b (见图5A)或48d(见图6A)的第二壁板结构44b (见图5A)或44d(见图6A)的步骤226。第二壁板结构44b和44d优选地包括蜂窝芯材复合夹层壁板。
[0075]如图11所示，方法220还包括在第二壁板结构44b (见图5A)或44d(见图6A)上制造具有柔性自锁构件64a、64b (见图5A、图6A)的至少一个榫凸起58的步骤228。制造步骤206还可以包括制造包括榫条60 (见图5A)或榫片62 (见图6)的至少一个榫凸起58。如图5A所示，榫条60优选地通过所述两个面板46e、46f并通过芯材部分48b被形成在壁板结构44b上。如图6A所示，榫片62优选地仅通过所述两个面板461、46j而不通过芯材部分48d被形成。
[0076]如图11所示，方法220还包括使得所述至少一个榫凸起58的柔性自锁构件64a、64b (见图5A、图6A)与所述至少一个榫口 52的自锁端部54a、54b (见图5B、图6B)互锁以形成将第一壁板结构44a或44c和第二壁板结构44b或44d连结在一起的自锁接头42a (见图5C)或接头42b (见图6C)。
[0077]对于方法220，所述至少一个榫口 52和所述至少一个榫凸起58的制造可以包括使用计算机数字控制(CNC)工艺和设备以及切削工艺和设备以便在第一壁板结构44a或44c (见图5B、图6B)中形成或切出所述至少一个榫口 52，并在第二壁板结构44b或44d (见图5A、图6A)上切出所述至少一个榫凸起58。不过，也可以使用其他合适的已知成形或切割工艺和装置。优选地，在相应的第一和第二壁板结构中的自锁接头42a或42b (见图5C、图6C)将所述至少一个榫凸起58固定在所述至少一个榫口 52中，而不需要使用任何附加的固定装置、紧固件、胶带和/或夹紧装置。
[0078]方法220还可以包括在结构26 (见图1)中使用带有自锁接头的壁板结构44，该结构26如包括飞机内部储藏舱28 (见图1、图9)、飞机内部橱柜(见图1)和飞机储藏室(未示出)或其他合适的飞机内部结构的飞机内部结构。方法220还可以包括在具有将壁板结构连结在一起的接头的大量其他结构中使用带有自锁接头42的壁板结构44。
[0079]本领域的技术人员应当理解，将本公开的新方法200、220结合到如飞机内部壁板中将导致许多实在的利益。自锁接头42(见图3C)、42a(见图5C)、42b(见图6C)以及方法200 (见图10)、方法220 (见图11)的公开的实施例提供了在组装和制造由壁板结构或部分壁板结构制造的结构期间不需要使用任何附加的固定装置、紧固件、胶带、夹紧装置和/或其他夹持装置的自锁接头以便将壁板结构或将部分壁板结构夹持在一起。这可以减少在安装、使用和移除这些附加的固定装置、紧固件、胶带、夹紧装置和/或其他夹持装置时花费的劳力、材料和工装成本。进而，这可以导致总生产成本的减少。此外，花费在安装、使用和移除这些附加的固定装置、紧固件、胶带和/或夹紧装置上的时间可以被减少，这进而可以减少总生产成本。此外，可以减少这种已知榫头榫孔接头组件和这种飞机壁板结构的总重量，这进而可以减少运输和燃料成本，例如，减少飞机的运输和燃料成本。
[0080]本公开所涉及领域的一个技术人员应该想到具有前面的描述和随附的附图中所提出的教导的益处的本公开的许多修改和其他实施例。本文描述的实施例是为了说明的目的而不是为了限制或排他。尽管本文使用了特定术语，但这些特定术语的使用仅是一般性的和描述性而不是用于限制目的。
【权利要求】
1.一种制造在壁板结构中的自锁接头的方法，所述方法包括: 提供壁板结构，所述壁板结构包括至少两个面板和被夹在其间的芯材部分； 在所述壁板结构的第一部分中制造至少一个榫口，所述榫口具有自锁端部； 在所述壁板结构的第二部分上制造至少一个榫凸起，所述榫凸起具有柔性自锁构件；以及， 使得所述至少一个榫凸起的所述柔性自锁构件与所述至少一个榫口的所述自锁端部互锁以便在所述壁板结构中形成自锁接头。
2.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述壁板结构还包括提供包括蜂窝芯材复合夹层壁板的所述壁板结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述壁板结构的所述第一部分中的制造还包括制造包括榫囊或榫槽的至少一个榫口。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述壁板结构的所述第二部分上的制造还包括制造包括通过所述两个面板并通过所述芯材部分形成在所述壁板结构的所述第二部分上的榫条的至少一个榫凸起。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述壁板结构的所述第二部分上的制造还包括制造包括仅通过所述两个面板形成在所述壁板结构的所述第二部分上的榫片的至少一个榫凸起。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述壁板结构的所述第二部分上的制造还包括制造至少一个榫凸起，所述榫凸起具有适于插入所述至少一个榫口内的锥形侧并具有大于所述至少一个榫口的尺寸的尺寸，以便所述柔性自锁构件以阻止所述至少一个榫凸起从所述至少一个榫口脱出的方式与所述自锁端部互锁。
7.根据上述权利要求中任意权利要求所述的方法，其中制造所述至少一个榫口和所述至少一个榫凸起包括使用计算机数字控制(CNC)设备和切削设备以便在所述壁板结构的所述第一部分中切出所述至少一个榫口并在所述壁板结构的所述第二部分的外围上切出所述至少一个榫凸起。
8.根据上述权利要求中任意权利要求所述的方法，其中在所述壁板结构中形成所述自锁接头将所述壁板结构的所述第一部分固定到所述壁板结构的所述第二部分，而不需要使用附加的固定装置、紧固件、胶带或夹紧装置。
9.根据上述权利要求中任意权利要求所述的方法，还包括在飞机内部结构中使用带有所述自锁接头的所述壁板结构。
10.一种在壁板结构中的自锁接头，所述自锁接头包括: 至少一个榫口，所述至少一个榫口形成在壁板结构的第一部分中，所述壁板结构包括至少两个面板和被夹在其间的芯材部分，所述至少一个榫口具有自锁端部；以及， 至少一个榫凸起，所述至少一个榫凸起形成在所述壁板结构的第二部分上，所述至少一个榫凸起具有柔性自锁构件； 其中，所述至少一个榫凸起的所述柔性自锁构件和所述至少一个榫口的所述自锁端部相结合地包括适于在所述壁板结构中形成自锁接头的互锁元件。
11.根据权利要求10所述的自锁接头，其中所述壁板结构包括蜂窝芯材复合夹层壁板。
12.根据权利要求10或11所述的自锁接头，其中所述至少一个榫口包括榫囊或榫槽。
13.根据权利要求10或11所述的自锁接头，其中所述至少一个榫凸起包括通过所述两个面板并通过所述芯材部分形成在所述壁板结构的所述第二部分上的榫条。
14.根据权利要求10或11所述的自锁接头，其中所述至少一个榫凸起包括仅通过所述两个面板形成在所述壁板结构的所述第二部分上的榫片。
【文档编号】A47B43/02GK104379024SQ201380031940
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2012年9月6日
【发明者】B·J·里夫斯, P·L·古奇 申请人:波音公司