ТОРЦЕВОЙ ОПОРНЫЙ УЗЕЛ СОТОВОЙ ПАНЕЛИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК B64G1/22 B32B3/06 

Изобретение относится к космической технике, в частности, при создании сотовых панелей, предназначенных для изготовления корпусов негерметичных космических аппаратов (КА).

Известен торцевой опорный узел сотовой панели, описанный в патенте JP 2007245880 A; узел и метод соединения узлов между собой, представленный в описании патента WO 2014/116380 A1.

Известен способ установки торцевого опорного узла сотовой панели (А.И. Ендогур и др. Сотовые конструкции. Выбор параметров и проектирование. М.: Машиностроение. 1986 г. с.115-116), согласно которому в состав панели может входить силовой элемент, обеспечивающий возможность передачи нагрузок. Узел располагается между двух обшивок сотовой панели и крепится к составным частям панели при помощи клепки или сварки, что существенно повышает время выполнения технологических операций, использование утолщенной обшивки в месте установки узла увеличивает массу, а использование сварки или клепки разупрочняет соединения.

В качестве прототипа выбраны торцевой узел сотовой панели и способ его изготовления, представленные в описании патента JP 2012229712 A «Крепежное устройство на торцевой поверхности сотовой панели», согласно которому торцевой узел сотовой панели выполняют в виде охватывающего кронштейна. Установку производят после склеивания сотовой панели на клеевую композицию к наружным боковым сторонам обшивок. Однозначность установки кронштейна обеспечивается направляющими штырями. Отверстие, предназначенное для интерфейса со смежными элементами, выполняют в составе опорного узла - до установки на сотовую панель и после полимеризации.

Недостатки прототипа:

- механическая обработка узла производится в составе детали (самого кронштейна), что приводит к ухудшению точностных характеристик, усложнению технологических операций сборки;

- точность установки и, соответственно, положение механически обработанных отверстий в панели обеспечивается направляющими штырями, что приводит к неравномерности расположения узлов (кронштейнов), соответственно, к снижению точности расположения механически обработанных элементов;

- наличие охватывающей части на поверхности обшивки, что может затруднить установку целевой аппаратуры на сотовую панель;

- отсутствие возможности механической обработки узла после полимеризации от базовых элементов сотовой панели для повышения точности изготовления конструкции;

- недостаточная прочность узла, так как приклеивание кронштейна происходит только к внешним сторонам обшивок сотопанели.

Для заявленного устройства выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: торцевой опорный узел сотовой панели, состоящий из П-образного кронштейна, установленного в сотовую панель и закрепленного своими боковыми частями на боковых сторонах сотовой панели при помощи клеевого соединения и направляющих штырей.

Для заявленного способа выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: способ изготовления торцевого опорного узла сотовой панели, включающий установку П-образного кронштейна в сотовую панель, фиксацию его боковых частей на боковых сторонах сотовой панели при помощи клеевого соединения и направляющих штырей, причем клеевое соединение полимеризуют.

Технической проблемой, на решение которой направленно заявляемое изобретение, является обеспечение установки узла на этапе сборки сотовой панели до полимеризации, с возможностью последующей механической обработки в составе сотовой конструкции для обеспечения высокой точности позиционирования интерфейсов сотовой, увеличение прочности узла, а также исключения помех для установки целевой аппаратуры, за счет увеличения площади приклеивания кронштейна с сотовой панелью.

Техническим результатом изобретения является повышение точности изготовления сотовой панели, повышение прочностных характеристик, а также снижение трудоемкости и массы.

Поставленная техническая проблема решается:

1. Торцевым опорным узлом сотовой панели, состоящим из П-образного кронштейна, установленного в сотовую панель и закрепленного своими боковыми частями на боковых сторонах сотовой панели при помощи клеевого соединения и направляющих штырей. Кронштейн установлен непосредственно между верхней и нижней обшивками сотовой панели, сопряжен с сотовым заполнителем и закреплен при помощи клеевой композиции к внутренним поверхностям обшивок и сотовому заполнителю с торцевой и боковых сторон кронштейна. На боковых частях кронштейна выполнены сквозные отверстия, а на торцевой части - глухие отверстия, причём кронштейн имеет высоту меньше толщины сотовой панели.

2. Способом изготовления торцевого опорного узла, включающим установку П-образного кронштейна в сотовую панель, фиксацию его боковых частей на боковых сторонах сотовой панели при помощи клеевого соединения и направляющих штырей, причем клеевое соединение полимеризуют. Кронштейн, имеющий высоту меньше толщины сотовой панели, устанавливают непосредственно между обшивок сотовой панели, сопрягают с сотовым заполнителем, закрепляют при помощи клеевой композиции к внутренним поверхностям обшивок и сотовому заполнителю с торцевой и боковых сторон кронштейна. При этом излишнюю клеевую композицию удаляют через отверстия, выполненные на боковых частях кронштейна, а торцевую часть механически обрабатывают после полимеризации.

Техническая сущность и принцип действий предложенного изобретения поясняется рисунками (фиг. 1, фиг. 2), на которых изображены составные части торцевого опорного узла: сотовая панель, с установленным между обшивками и приклеенным к обшивкам и сотовому заполнителю с помощью клеевой композиции кронштейном, а также последующая механическая обработка.

Изготовление торцевого опорного узла сотовой панели, обеспечивающего высокую точность позиционирования интерфейсов, исключение помех для установки целевой аппаратуры повышенной прочности и сниженными массовыми характеристиками реализовано следующим образом.

Торцевой опорный узел (см. фиг. 1) состоит из П-образного кронштейна 2 и сотовой панели, состоящей из сотового заполнителя 4, расположенного между верхней 5 и нижней 1 обшивками и соединенного с ними посредством клеевой композиции 3. Кронштейн 2 установлен непосредственно между верхней 5 и нижней 1 обшивками сотовой панели, сопряжен с сотовым заполнителем 4 и закреплен с торцевой и боковых сторон при помощи клеевой композиции 3 к внутренним поверхностям обшивок 1, 5 и сотовому заполнителю 4. Кронштейн 2 содержит сквозные отверстия 7 на боковых сторонах - для обеспечения равномерного распределения клеевой композиции по торцам кронштейна 2 за счёт вытекания излишек клея и установки направляющих штырей 6, а также глухие отверстия 8 на торцевой поверхности - для снижения массовых характеристик узла. Для позиционирования кронштейна 2 на этапе полимеризации в сотовой панели предусмотрены направляющие технологические штыри 6. Для фиксации кронштейна в сотовой панели применяется клеевая композиция 3, а для последующей механической обработки предусмотрена бобышка 9.

Способ изготовления (сборки) торцевого опорного узла сотовой панели осуществляется следующим образом. Непосредственную сборку узла осуществляют до полимеризации сотовой панели. На обшивку 1 устанавливают П-образный кронштейн 2, при этом, между обшивкой и плоскостью кронштейна прокладывают клеевую композицию 3. Далее, на внутреннюю поверхность обшивки 1, в том числе обходя контур кронштейна 2, выкладывают сотовый заполнитель 4. Сотовый заполнитель 4 также приклеивается к внутренним боковым сторонам кронштейна 2 с помощью клеевой композиции 3, что повышает прочностные характеристики узла. На верхнюю поверхность сотового заполнителя с кронштейном выкладывается клеевая композиция 3 и устанавливается верхняя обшивка 5. Кронштейн 2 фиксируется относительно обшивок с помощью технологических штырей 6, устанавливаемых в сквозных отверстиях 7, выполненных в обшивках и кронштейне соосно. Установку кронштейна 2 производят между обшивок, что обеспечивает увеличение площади для установки целевой аппаратуры. После выполненных сборочных операций, проводят полимеризацию опорного узла сотовой панели и убирают технологические штифты. Установку кронштейна осуществляют до полимеризации, чтобы исключить помехи для установки целевой аппаратуры на поверхности сотовой панели, находящейся близко к краю обшивки. По завершению, производится механическая обработка (например, глухое отверстие, резьбовое отверстие, либо паз) бобышки узла 9 по плоскости 10 (см. фиг. 2) и интерфейсных элементов 11. Обработка нескольких опорных узлов производится за один установ сотовой панели, что обеспечивает высокую точность позиционирования интерфейсов.

Таким образом, торцевой опорный узел сотовой панели и способ его изготовления, с П-образными кронштейнами, содержащими сквозные отверстия на боковых сторонах и глухие на торцевой части, высотой меньше толщины панели, зафиксированными с помощью клеевой композиции к сотовому заполнителю и внутренним поверхностям обшивок сотовой панели, устанавливаемый на этапе сборки сотовой панели до полимеризации с последующей механической обработкой позволяет достигнуть решения указанных технических проблем изобретения - повышения точности позиционирования интерфейсов сотовой панели, увеличение площади под установку целевой аппаратуры, а также повышение прочностных и снижение массовых характеристик. Оптимизация технологических операций позволяет снизить трудоемкость изготовления опорного узла.

Торцевой опорный узел сотовой панели состоит из П-образного кронштейна, установленного в сотовую панель и закрепленного своими боковыми частями на боковых сторонах сотовой панели при помощи клеевого соединения и направляющих штырей. Кронштейн установлен непосредственно между верхней и нижней обшивками сотовой панели, сопряжен с сотовым заполнителем и закреплен при помощи клеевой композиции к внутренним поверхностям обшивок и сотовому заполнителю с торцевой и боковых сторон кронштейна На боковых частях кронштейна выполнены сквозные отверстия, а на торцевой части - глухие отверстия. Кронштейн имеет высоту меньше толщины сотовой панели. Обеспечиваются повышение точности изготовления сотовой панели, повышение ее прочностных характеристик. 2 ил.

Торцевой опорный узел сотовой панели, состоящий из П-образного кронштейна, установленного в сотовую панель и закрепленного своими боковыми частями на боковых сторонах сотовой панели при помощи клеевого соединения и направляющих штырей, отличающийся тем, что кронштейн установлен непосредственно между верхней и нижней обшивками сотовой панели, сопряжен с сотовым заполнителем и закреплен при помощи клеевой композиции к внутренним поверхностям обшивок и сотовому заполнителю с торцевой и боковых сторон кронштейна, при этом на боковых частях кронштейна выполнены сквозные отверстия, а на торцевой части - глухие отверстия, причём кронштейн имеет высоту меньше толщины сотовой панели.