用于施加载荷和/或锚定各种部件到复合夹层板中/上的插入件以及制造包括该插入件的 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明设计一种插入件，用于施加载荷和/或锚定各种部件到复合夹层板中/上。本发明还涉及一种制造包括此类插入件并且使用此类插入件的轻质支承结构的方法。
【背景技术】
[0002]复合夹层板是一种特殊类型的复合材料/结构，其通过将两个相对薄但是较硬的面板附接到轻质但较厚的芯体而制成。该芯体材料通常是相对较低强度的材料制成的，但是它的较大厚度为该夹层复合物提供了较高的弯曲刚度和总体上较低的密度。复合夹层板一般通过使芯体材料层置在能够提供抗拉强度的两个薄层之间而制成。该轻质芯体通常通过粘结剂粘合和/或金属钎焊而附接到所述面板。此形成了板状组件。
[0003]所述面板通常是玻璃和/或碳纤维加强热塑性塑料和/或诸如不饱和聚酯、环氧树脂等热固性聚合物的层合件。可替换地，金属薄片，优选地诸如铝等轻质金属，也可以用于夹层板的面板。夹层板的轻质芯体通常是敞开和/或关闭的蜂巢室状泡沫(诸如聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯或者聚苯乙烯泡沫，或复合泡沫)或者敞开和/或关闭的蜂巢室状金属泡沫，所述金属优选地是诸如铝等轻质金属。
[0004]通常，蜂窝结构，优选地诸如铝或玻璃纤维以及高级复合材料等轻质金属的蜂窝结构由于它们优良的比强度(强度一重量比)而优选地作为轻质芯体。蜂窝结构是具有蜂窝的几何形状的结构，以允许最小化所使用的材料数量从而达到最小重量。蜂窝结构的几何形状可以广泛地变化，但是，所有这些结构的共同特征是形成在薄竖直壁之间的一组中空巢室。所述巢室的形状通常是柱形或六边形的。蜂窝形结构提供具有小密度、相对较高异面压缩性和异面剪切性的材料。
[0005]复合夹层板的性能是正交各向异性的，因此，这些夹板根据该结构的定向而进行不同反应。因此，需要区分中面力和异面力。在复合夹层板中，提供面板以用于传递中面力，同时提供轻质芯体以用于较大的异面压缩阻力。
[0006]复合夹层板广泛使用，其中需要平坦或微弯的表面并且它们的较高的强度一重量比是有益的。为此原因，它们用于航空航天工业，并且已经长时间在飞行器和火箭中起重要作用。虽然夹层板能够运载较大载荷，但是由于根据所施加的力的方向的所述不同强度，施加载荷和/或锚定各种部件需要专用方案。为了充分利用复合夹层板的高级性能，并且避免其损害，来自诸如透镜、天线等附接部件的静态和动态载荷必须最佳地传递到该结构。由于飞行器、航天器、火箭、卫星等易于受到大约达100g的较强振动，在各部件的附接到用于携带它们的夹层板的附接点上的载荷是非常高的。
[0007]为了满足这些严格的要求，部件的锚定和载荷施加可以通过装配到夹层结构中的插入件来实现，所述插入件诸如是GB1328429公开的插入件。同时，所述插入件应当装配成平坦地坐置在复合夹层板内。该过程现在主要由手动执行，或者通过复杂的过程执行，该复杂的过程涉及需要各种工具和辅助装置的劳动密集型生产步骤。例如，GB 1328429的插入件通过使用平行于复合夹层板的面板的辅助板进行安装，在将它插入该夹层板期间以及在用于将插入件附着到夹层板中的粘结剂固化期间，该辅助板附接到该插入件。然而，这可能需要48个小时，此使得该过程非常低效。另外，通常粘结剂的意外泄露可能将辅助板粘合到该插入件，此导致插入件被加压或者在最坏的情况会在移除辅助板期间拉出该夹层板，由此损坏整个夹层板。另外，用于施加载荷到复合夹层板中的已知插入件必须非常精确地与它们所安装到的切口对准，此使得自动组装变得不可能或者非常昂贵。
[0008]要解决的问题
[0009]因此，本发明的目的是提供一种用于施加载荷和/或锚定各种部件到复合夹层板上的插入件，该插入件能够容易地装配到复合夹层板中，而不需要各种工具和辅助，并且几乎不需要努力。
[0010]本发明的其它目的是提供一种制造轻质支承结构的方法，该轻质支承结构包括复合夹层板和插入件，该插入件允许将各种部件安全且牢固地锚定到并且最优地施加载荷到此类复合夹层板中，同时在不需要各种工具和辅助的情况下，显著地减少提供此功能的努力。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种插入件，该插入件用于施加载荷和/或锚定各种部件到复合夹层板中/上，该复合夹层板可以容易地装配到复合夹层板中，而不需要各种工具和辅助并且几乎不需要努力，根据本发明，藉由一种插入件来实现该目的，该插入件包括:旋转对称的内插入环、相对于所述内插入环同心布置的旋转对称的外插入环、将所述内插入环和所述外插入环连接的插入连接部以及设置在所述内插入环和所述外插入环之间的插入槽。
[0012]本发明的其它目的是提供一种制造轻质支承结构的方法，该轻质支承结构包括复合夹层板和插入件，该插入件允许将各种部件安全且牢固地锚定到并且最佳地施加载荷到此类复合夹层板中，同时在不需要各种工具和辅助的情形下显著地减少提供此类功能的努力，根据本发明，通过包括以下步骤的方法实现了该目的:
[0013]-提供一种复合夹层板，其包括:
[0014]-第一面板，和
[0015]-轻质芯体，该轻质芯体附接到第一面板，
[0016]-通过使旋转对称的插入件围绕其旋转轴线进行旋转而切割贯穿第一面板并且进入所述轻质芯体，而在所述复合夹层板中切出基本旋转对称和基本同心的内切口和外切口，所述插入件包括内插入环和外插入环，它们至少部分地设置有研磨涂层和/或锯齿形几何形状；
[0017]-通过切出所述内切口和外切口，提供它们之间的支承部，所述支承部包括从所述轻质芯体切出的芯体支承部和从所述第一面板切出的位于顶部的支承面板盘。
[0018]-将插入件装配到所述切口以用于施加载荷和/或锚定各种部件到复合夹层板中/上;
[0019]其中，所述切口构造成用于接收所述插入件，并且其中所述支承部构造成用于将所述插入件稳定在该复合夹层板中。
[0020]有益效果
[0021]本发明的最重要优势是施加载荷和/或锚定各种部件到复合夹层板中/上可以容易地实现，而不需要任何工具和辅助，并且几乎不需要努力。
[0022]可以防止在该插入件和复合夹层板上的应力和粘结剂的泄漏。
[0023]在各优选实施例的一个中，在复合夹层板中切出切口以用于接收插入件的过程可以通过使用插入件本身进行，此不仅消除了专用刀具的需要，而且也是消除了制造步骤。
[0024]在另一优选实施例中，也可以避免当将插入件装配到复合夹层板中时的对准困难。
[0025]在又一优选实施例中，用于将插入件固定在复合夹层板中的粘结剂的提供过程可以通过自包含粘结剂而简化，其中，同时确保了粘结剂的均匀圆周分布。
【附图说明】
[0026]通过该说明书并且参照各个附图，在下文中详细描述本发明的其它特征和优势，附图中:
[0027]图1是已知复合夹层板的立体图；
[0028]图2A是具有第一面板和第二面板的已知优选复合夹层板的立体图；
[0029]图2B示出了图2A的已知优选复合夹层板的侧视图。
[0030]图2C是具有第一面板和第二面板的已知优选复合夹层板的立体图；
[0031]图3A是复合夹层板的俯视图；
[0032]图3B是图3A的复合夹层板的沿X_X’的立体剖视图；
[0033]图3C是图3A的复合夹层板的沿X-X’的立体剖视图；
[0034]图3D是图3C的复合夹层板的沿Y-Y’的俯视剖视图；
[0035]图3E是图3C的复合夹层板的沿Y-Y’的