Сочленение для соединения продольной стороны с верхней стороной конструктивных элементов - RU2305051C2

Чертежи

Описание

Изобретение касается сочленения для компоновки конструкционных элементов, в которой продольная сторона первого конструкционного элемента обращена к верхней стороне второго конструкционного элемента.

Для улучшения аэродинамических свойств крыльев из общего уровня техники известны решения для крыла с переменным и регулируемым посредством механизмов управления профилем. Однако эти решения применяют сравнительно большое количество подвижных частей и сочленений, что влечет за собой высокие затраты изготовления и монтажа.

Например, из US 4349169 известно крыло с профилем, изменяемым посредством сервопривода. Приводные тяги сервопривода посредством сочленений связаны с конструкцией крыла, причем осевое направление сочленения проходит в направлении размаха крыльев. Тем самым возможно изменение профиля, если в направлении размаха крыльев размещены один за другим несколько сервоприводов с соответствующими тягами управления. Раскрытое в данном документе изменение профиля формы осуществляется, однако, по всему направлению размаха крыла.

Кроме того, из ЕР 860355 известен аэродинамический конструкционный элемент с изменяемой кривизной, который выполнен из шарнирно установленных нервюр с внешним поясом и нескольких взаимодействующих с последним постоянных по длине распорок жесткости. Распорки жесткости приводятся в действие для деформирования конструкционного элемента посредством исполнительных элементов таким образом, что распорки жесткости перемещаются в продольном направлении нервюр или в направлении потока.

Из DE 2807648 С2 известна складываемая перегородка с частями перегородки, связанными друг с другом посредством материала сочленения. Материал сочленения представляет собой ленту, которая на своих продольных кромках снабжена краевым ребром. Краевое ребро удерживается в проходящем вдоль фронтальной стороны части перегородки пазу соответствующей выемкой, более широкой по сравнению с пазом.

Задачей изобретения является создание сочленения, которое отличается простотой в изготовлении и установке и представляет альтернативу применяемым в настоящее время сочленениям.

Указанная задача решается признаками независимых пунктов формулы изобретения. Варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с изобретением предусмотрено сочленение для соединения продольной стороны первого конструкционного элемента с верхней стороной второго конструкционного элемента, содержащее, по меньшей мере, две взаимодействующие ленты, которые своими первыми концами Е1 закреплены соответственно на различных, расположенных противоположно друг к другу сторонах первого конструкционного элемента, а своими вторыми концами Е2 закреплены соответственно на зажимном элементе, расположенном на втором конструкционном элементе таким образом, что они в области между конструкционными элементами пересекают продольную среднюю ось первого конструкционного элемента в противоположных направлениях; опорный элемент, расположенный, по меньшей мере, на одном зажимном элементе для опирания первого конструкционного элемента, причем ленты сбоку от опорного элемента в осевом направлении перекрещиваются друг с другом. Ленты могут быть выполнены, по меньшей мере, из двух слоев волокнистого материала или другого синтетического материала, или текстильного материала. Ленты могут проходить в их продольном направлении под углом β к осевому направлению структурного сочленения, причем для восприятия передаваемых через сочленение усилий сдвига угол β не равен 90°. Ленты могут быть закреплены между крепежным элементом и вторым конструкционным элементом.

Далее изобретение описывается со ссылками на приложенные чертежи, на которых представлено:

Фиг.1 - схематичное перспективное представление варианта осуществления соответствующего изобретению сочленения, на котором стрелками иллюстрируется кинетика и кинематика,

Фиг.2 - вариант осуществления сочленения по фиг.1 в разрезе, на котором стрелками иллюстрируется кинетика и кинематика,

Фиг.3 - другой вариант осуществления, являющийся вариантом А соответствующего изобретению сочленения,

Фиг.4 - другой вариант осуществления, являющийся вариантом В соответствующего изобретению сочленения,

Фиг.5 - другой вариант осуществления, являющийся вариантом С соответствующего изобретению сочленения,

Фиг.6а - схематичное представление приложения усилия сдвига при применении гибкой ленты для сочленения, которое в соответствии с изобретением является не жестким, а выполнено, например, из ткани,

Фиг.6b - схематичное представление приложения усилия сдвига при применении гибкой ленты для сочленения, которая фиксируется в матрице, например, в слое смолы.

Для соответствующего изобретению сочленения, предназначенного для шарнирного соединения двух подвижных относительно друг друга конструкционных элементов применяются либо гибкие ленты сочленения или ленты, либо гибкие ремни или поясные элементы, которые выполняются, по меньшей мере, из двух слоев или пластов материала, причем слои или пласты на свободном участке F сочленения не закреплены друг с другом. Под свободным участком FG сочленения далее понимается область, которая находится между соединенными друг с другом конструкционными элементами. Свободный участок FG сочленения является также той областью лент, в которой ленты сочленения в каждом из заданных положений конструкционных элементов не прилегают к ним. В противоположность этому каждая предусмотренная в соответствии с изобретением гибкая лента имеет закрепленный участок В, которым лента прикреплена к соответствующему конструкционному элементу или жестко соединена с ним. На этих лентах также могут иметься участки, которые хотя и прилегают к конструкционному элементу или конструкционным элементам, однако они не зафиксированы или не закреплены на них.

Соответствующее изобретению сочленение представляет собой структурное сочленение, так как его составные части могут выполняться из материалов, которые имеют свойства, сходные со свойствами соединенных с сочленением конструкционных элементов, так что поведение сочленения при воздействии усилий или под напряжениями соответствует поведению конструкционных элементов.

В качестве материала для применяемых в соответствии с изобретением лент предусмотрен, в частности, многослойный волокнистый материал (FV) или другой синтетический материал, или текстильный материал, или ткань. Предусмотренные ленты образованы, по меньшей мере, из двух слоев вышеуказанного материала. Слои в области F, то есть в области между соединяемыми сочленением конструкционными элементами Т1, Т2, не скреплены друг с другом, чтобы усилия FS сдвига возникающего приложения V-FS усилий сдвига поддерживать минимальными (фиг.6а). В противном случае имел бы место неблагоприятный процесс изменения усилий FS сдвига (фиг.6b).

На фиг.1-5 показано соответствующее изобретению структурное сочленение или соответствующее изобретению устройство структурного сочленения для соединения, по меньшей мере, двух конструкционных элементов Т3 и Т4, которые показаны в нейтральном положении. В этом положении конструкционные элементы образуют Т-образное расположение. В принципе конструкционные элементы могут в их нейтральном положении располагаться под углом друг к другу. Показанное на фиг.1-5 сочленение предназначается для соединения продольной стороны первого конструкционного элемента Т4 с верхней стороной второго конструкционного элемента Т3, в котором используется, по меньшей мере, один расположенный между продольной стороной и верхней стороной опорный элемент для образования свободного участка FG сочленения и две взаимодействующие с ним гибкие ленты.

В соответствии с изобретением предусмотрено сочленение для соединения продольной стороны первого конструкционного элемента Т4 с верхней стороной второго конструкционного элемента Т3, содержащее, по меньшей мере, две взаимодействующие ленты, которые своими первыми концами Е1 закреплены соответственно на различных, расположенных противоположно друг к другу сторонах первого конструкционного элемента Т4 и своими вторыми концами Е2 закреплены соответственно на зажимном элементе, расположенном на втором конструкционном элементе Т3 таким образом, что они относительно продольной средней оси А первого конструкционного элемента Т4 проходят противоположно друг другу или они в области между конструкционными элементами пересекают продольную среднюю ось А первого конструкционного элемента в противоположных направлениях; опорный элемент, расположенный, по меньшей мере, на одном зажимном элементе, для опирания первого конструкционного элемента Т3, причем ленты сбоку от опорного элемента в осевом направлении R1 перекрещиваются друг с другом. В частности, конструкционные элементы во взаимодействии с, по меньшей мере, одним опорным элементом сбоку от него образуют один свободный участок FG или два свободных участка, на котором или на которых ленты соответственно переходят от одного конструкционного элемента к другому. При этом ленты могут размещаться с одной стороны опорного элемента или соответственно с обеих сторон. Предпочтительно предусмотрено два опорных элемента, чтобы обеспечить стабильное опирание соответствующего конструкционного элемента Т4.

Ленты в своем продольном направлении могут проходить под углом β к осевому направлению R2 структурного сочленения, причем для восприятия усилий сдвига, передаваемых через сочленение, угол β, в частности, может иметь значение, не равное 90°.

Показанное на фиг.1 в схематичном изображении сочленение или узел 40 сочленения включает в себя два узла, соответственно состоящих из двух гибких лент 41а, 41b или 42а, 42b, а также всего три опорных элемента 15, причем один опорный элемент расположен между двумя лентами, и по одному опорному элементу соответственно расположено сбоку от обеих лент. На конструктивном элементе Т3 расположены два зажимных элемента 45, 46 в форме зажимных пластин, причем с каждой стороны конструкционного элемента Т4 расположен зажимной элемент 45 или 46.

Прохождение лент в показанном варианте осуществления следующее: каждая гибкая лента 41а, 41b или 42а, 42b проходит от первой стороны конструкционного элемента Т4, - например стороны 47, в область между конструкционным элементом Т3 и зажимным элементом, который расположен рядом с конструкционным элементом Т4, а именно на стороне, противоположной первой стороне конструкционного элемента Т4, в показанном примере рядом со стороной 48. Оттуда гибкая лента проходит по обращенной от конструкционного элемента Т4 стороне зажимного элемента 45 на свободную, обращенную от конструкционного элемента Т3 сторону зажимного элемента, где лента предпочтительно закрепляется. С каждой гибкой лентой согласована, по меньшей мере, одна другая гибкая лента, которая расположена противоположно описанному прохождению от конструкционного элемента Т4 вокруг зажимного элемента. Кинематика при таком расположении в зависимости от углов α и β показана на фиг.2. Угол α представляет собой угол, который образуют ленты 45, 46 на свободном участке FG относительно поверхности конструкционного элемента Т3.

Различные альтернативы прохождения лент и расположения зажимных элементов относительно конструкционного элемента Т4 представлены на фиг.3-5, причем соответственно показаны только две ленты. В принципе для соответствующего изобретению сочленения могут применяться две или более лент. Описание их прохождения приводится по существу для обеих показанных лент. Прохождение, по меньшей мере, еще одной ленты вытекает соответствующим образом, чтобы обусловить возникающие в лентах противоположные друг другу силовые потоки, как показано на фиг.2.

Соответственно показанный конструкционный элемент Т4 в нейтральном положении направлен в своем поперечном направлении R3 под углом к поверхности конструкционного элемента Т3. На фиг.3-5 для этого нейтрального положения, например, представлен угол, равный 90 градусов. При этом первая лента проводится от конструкционного элемента Т4 вокруг первого зажимного элемента, а вторая лента - вокруг второго зажимного элемента, причем ленты на свободном участке FG сочленения в продольном направлении R1 конструкционных элементов или в осевом направлении сочленения расположены друг за другом, и скрещиваются в продольном направлении. В соответствии с изобретением применяются, по меньшей мере, две взаимодействующие ленты, которые своими первыми концами Е1 соответственно закреплены на различных, расположенных противоположно друг другу сторонах первого конструкционного элемента Т4 и которые закреплены соответственно на зажимном элементе, размещенном на втором конструкционном элементе Т3, при этом положение зажимных элементов обеспечивает возможность закрепления лент на противоположных друг другу сторонах относительно средней оси А первого конструкционного элемента Т4. Таким образом, в соответствии с изобретением, по меньшей мере, две ленты проходят противоположно друг другу относительно продольной средней оси первого конструкционного элемента Т4.

Зажимные элементы вместе с лентами закреплены на конструкционном элементе Т3 предпочтительно посредством крепежных элементов. Опорный элемент 15 размещен на зажимном элементе или на обоих зажимных элементах (фиг.5) таким образом, что конструкционный элемент Т4 в своих предусмотренных положениях сочленения опирается на соответствующую опорную поверхность 15а опорного элемента 15. Для этого один или оба зажимных элемента могут иметь соответственно выступ Z или область АВ прилегания для приема опорного элемента 15. Область АВ прилегания может быть расположена на выступе Z. Выступ Z зажимного элемента выступает в область между вторым конструкционным элементом Т3 и обращенной к нему боковой поверхностью первого конструкционного элемента Т4. Расположенные друг за другом в осевом направлении R2 выступы следующих друг за другом в этом направлении опорных элементов перекрываются. Так как ленты прилегают к обращенным к ним поверхностям выступов Z, то ленты проводятся таким образом, что расположенные соответственно рядом друг с другом ленты в осевом направлении R2 скрещиваются (см. фиг.3-5).

В варианте осуществления по фиг.3 применяются две гибкие, закрепленные на конструкционном элементе Т4 ленты 51а, 51b. Поперечные сечения обоих зажимных элементов в продолжение конструкционного элемента Т4 выступают в его продольном направлении R3 настолько, что проходящие от конструкционного элемента Т4 ленты, которые расположены рядом друг с другом, на свободном участке сочленения проходят поперечно друг другу. В продольном направлении конструкционных элементов Т3, Т4 получается фиктивная точка Р пересечения лент.Эта точка Р является точкой поворота сочленения.

Соответствующая лента, исходя от конструкционного элемента Т4, после прохождения свободного участка FG сочленения, может проводиться между конструкционным элементом Т3 и либо первым зажимным элементом 52а (фиг.3), либо вторым зажимным элементом 52b (фиг.4), чтобы затем закрепляться на свободной поверхности соответствующего зажимного элемента 52а или 52b. Каждая лента, исходя от стороны конструкционного элемента Т4, проходит свободный участок FG сочленения к конструкционному элементу Т3 и пересекает при прохождении свободного участка сочленения продольную среднюю ось А конструкционного элемента Т4. Потом лента огибает профиль зажимного элемента, то есть сначала проходит между обоими зажимными элементами, затем, по меньшей мере, на участке в области между одним из зажимных элементов и конструкционным элементом Т3 и предпочтительно вокруг свободной внешней стороны этого зажимного элемента до заданной части свободной внешней стороны этого зажимного элемента.

Каждая лента проводится через область, образованную двумя зажимными элементами, или через проход D. Эта образованная область находится либо в области профиля продолжения конструкционного элемента Т4 по направлению к конструкционному элементу Т3 (фиг.3 и 4), либо сбоку от этой области (фиг.5). Однако эта область расположена таким образом, что соответствующая лента может проводиться от стороны конструкционного элемента Т4 на свободном участке FG сочленения к точке Р поворота через среднюю ось конструкционного элемента Т4. Далее эта лента проходит либо в направлении, в котором она пересекает среднюю ось А, к зажимному элементу (фиг.4 и 5), где закрепляется между ним и конструкционным элементом Т3. Альтернативно, лента закрепляется на той стороне относительно средней оси А между зажимным элементом и конструкционным элементом Т3, на которой она прикреплена к конструкционному элементу Т4.

Крепление соответствующей ленты ее первым концом Е1 на конструкционном элементе Т4 осуществляется различным способом согласно уровню техники. Лента может приклеиваться или прикрепляться с помощью соединительных элементов к конструкционному элементу Т4.

В качестве материала для применяемых в соответствии с изобретением лент предусмотрен, в частности, многослойный волокнистый материал (FV) или другой синтетический материал, или текстильный материал, или ткань. Предусмотренные ленты образованы, по меньшей мере, из двух слоев вышеуказанного материала. Слои в области F, то есть в области между соединяемыми сочленением конструкционными элементами Т1, Т2 не скреплены друг с другом, чтобы усилия FS сдвига возникающего приложения V-FS усилий сдвига поддерживать минимальными (фиг.6а). В противном случае имело бы место неблагоприятное приложение усилий сдвига FS (фиг.6b).

Фиксация или крепление лент на конструкционном элементе Т3 может осуществляться согласно уровню техники, например, посредством склеивания крепежных элементов или припаиванием материалов соответствующей ленты к соответствующему конструкционному элементу.

Предпочтительно крепление лент на их втором конце Е2 к соответствующему зажимному элементу осуществляется с помощью соединительных элементов. На фиг.3-5 показано крепление к первому зажимному элементу с помощью, по меньшей мере, одного соединительного элемента 54а, который проходит поперек конструкционного элемента Т3 и первого зажимного элемента 52а и при этом проходит сквозь конструкционный элемент Т3, первый зажимной элемент 52а и расположенный между ними участок ленты. Соответствующая лента проходит предпочтительно по обращенной от конструкционного элемента Т4 краевой стороны 56а зажимного элемента 52а на противолежащую конструкционному элементу Т3 внешнюю сторону 57а. Вследствие этого первый соединительный элемент 54а проходит через расположенную между первым зажимным элементом 52а и конструкционным элементом Т3 область гибкой ленты, а также через область ленты, расположенную на внешней стороне 57а зажимного элемента 52а. Для этого в первом зажимном элементе 52а предусмотрено соответствующее отверстие для размещения первого соединительного элемента 54а.

Предпочтительно в первом зажимном элементе 52а предусмотрена полость Н, через которую проходит первый соединительный элемент 54а. Полость Н предпочтительным образом открыта по направлению к конструкционному элементу Т3. За счет полости Н первый зажимной элемент 52а при затягивании первого соединительного элемента 54а в поперечном направлении R2 зажимного элемента 52а удлиняется или укорачивается в продольном направлении ленты, чтобы натянуть соответствующую ленту.

Предпочтительным образом второй соединительный элемент 54а предусмотрен вблизи свободного участка FG сочленения или вблизи конструкционного элемента Т4. Этот второй соединительный элемент 54а проходит - как первый соединительный элемент 54а - через конструкционный элемент Т3, участок гибкой ленты, расположенный между первым зажимным элементом 52а и конструкционным элементом Т3, первый зажимной элемент 52а, а также через участок ленты, расположенный на внешней стороне 57а зажимного элемента 52а. Для размещения второго соединительного элемента 54а в первом зажимном элементе 52а предусмотрено соответствующее отверстие.

Второй зажимной элемент 52b закреплен с помощью другого соединительного элемента 54с на конструкционном элементе Т3. Его положение относительно первого зажимного элемента 52а предусмотрено таким образом, что гибкая лента может проводиться между ними. Второй зажимной элемент 52b может дополнительно предусматриваться для крепления другой гибкой ленты 51b того же самого сочленения. При этом ее прохождение по отношению к средней оси А является противоположно направленным и предпочтительно симметричным по отношению к прохождению закрепляемой на первом зажимном элементе ленты.

В соответствии с изобретением, предусмотрены, по меньшей мере, две гибкие ленты, проходящие в противоположных направлениях относительно средней оси А конструкционного элемента, причем крепление, по меньшей мере, двух лент осуществлено на, по меньшей мере, двух проходящих поперечно продольному направлению конструкционных элементов Т3, Т4 зажимных элементах 52а, 52b. Для крепления, по меньшей мере, двух лент также может использоваться более двух (например, четыре) зажимных элементов. В этом случае они размещены со смещением поперек продольного направления R1 конструкционных элементов Т3, Т4 таким образом, что расположенные рядом перекрещивающиеся на свободном участке FG сочленения гибкие ленты могут быть проложены вокруг прилегающих поверхностей соответствующих зажимных элементов.

На фиг.4 показан альтернативный вариант прохождения гибкой ленты 61а в соответствии с изобретением. Гибкая лента 61а закреплена на первом зажимном элементе 62а, который по отношению к средней оси А конструкционного элемента Т4 расположен на противолежащей стороне. Для этого второй зажимной элемент 62b выступает в соответствующей степени в продолжении профиля конструкционного элемента Т4 в направлении к конструкционному элементу Т3, чтобы образовать точку пересечения соответствующих продолжений лент 61а, 61b в продольном направлении R1 конструкционных элементов, которая предпочтительно является точкой Р поворота конструкционных элементов.

В варианте осуществления по фиг.5 с лентами 71а, 71b зажимные элементы 72а, 72b размещены таким образом, что образованный ими проход D в области продолжения профиля конструкционного элемента Т4 расположен в направлении к конструкционному элементу Т3.

В соответствии с изобретением на стороне опорного элемента, обращенной к первому конструкционному элементу Т4, может быть размещена прокладка. Эта прокладка может иметь антифрикционный слой на той поверхности накладки, которая обращена к первому конструкционному элементу Т4. Кроме того, обращенная к первому конструкционному элементу Т4 сторона накладки может иметь больший радиус кривизны, чем обращенная к ней поверхность первого конструкционного элемента Т4, чтобы снижать возникающие напряжения сжатия.

Реферат

Изобретение относится к сочленению конструктивных элементов. Сочленение для соединения продольной стороны первого конструкционного элемента с верхней стороной второго конструкционного элемента содержит, по меньшей мере, две взаимодействующие ленты, которые своими первыми концами закреплены соответственно на различных, расположенных противоположно друг к другу сторонах первого конструкционного элемента и своими вторыми концами закреплены соответственно на зажимном элементе, расположенном на втором конструкционном элементе. Упомянутые взаимодействующие ленты в области между конструкционными элементами пересекают продольную среднюю ось первого конструкционного элемента в противоположных направлениях. Сочленение содержит также расположенный, по меньшей мере, на одном зажимном элементе опорный элемент для опирания первого конструкционного элемента. Ленты сбоку от опорного элемента перекрещиваются друг с другом в осевом направлении и закреплены между зажимным элементом и вторым конструкционным элементом. В результате достигается простота в изготовлении и установке сочленения. 8 з.п. ф-лы., 7 ил.

Формула