НАКОНЕЧНИК ТЯГИ, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ АРМИРОВАННОЙ ВОЛОКНАМИ ПЛАСТМАССЫ Российский патент 2023 года по МПК F16C27/00 

Перекрестная ссылка на родственные заявки Настоящая заявка испрашивает приоритет в соответствии с Кодексом США 35 USC § 119 на основании предварительной немецкой заявки №102019004341.3, поданной 23 июня 2019 г. Вышеуказанная заявка полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение в целом относится к наконечнику тяги, изготовленному из термопластичной армированной волокнами пластмассы, которая по меньшей мере частично окружает подшипник.

Уровень техники

Армированные волокнами пластмассы представляют собой армированные волокнами материалы, в которых волокнистые вещества внедрены в пластмассу. Они характеризуются такими свойствами, как например, высокая жесткость и прочность при сравнительно небольшой массе.

В аэрокосмической технике, как почти ни в какой другой области техники, облегченная конструкция имеет первостепенное значение. Следовательно, инновационные концепции для обеспечения облегченной конструкции особенно важны для конкурентоспособности многих аэрокосмических компонентов.

Наконечники тяг, например, в пассажирских и грузовых самолетах, изготавливают преимущественно из металлических материалов, таких как сталь, алюминий и титан. Использование армированных волокнами пластмасс, в частности, армированных стекловолокнами и углеродным волокнами пластмасс, позволяет достичь значительного уменьшения массы и/или экономических затрат при наличии большого количества таких наконечников тяг в самолете.

Наконечники тяг, выполненные из пластмассы, уже известны из предшествующего уровня техники.

В DE 1995788 U описан наконечник тяги с втулкой скольжения и резьбовым стержнем, в котором втулка скольжения и верхний конец резьбового стержня окружены пластмассовым корпусом, выполненным как единое целое в процессе литья под давлением.

Сферический подшипник скольжения известен из DE 19615872 А1, в котором гнездо подшипника и корпус подшипника выполнены из пластмассы и который в одном из воплощений имеет отлитый неразъемный резьбовой стержень.

Известные наконечники тяг, выполненные из пластмассы, обеспечивают значительное снижение массы по сравнению с металлическими наконечниками тяг. Недостатком этих конструкций является относительно низкая прочность пластмасс и армированных короткими волокнами пластмасс, по этой причине только относительно небольшие нагрузки могут передаваться наконечниками тяг, изготовленными из такой пластмассы.

Краткое описание изобретения

Задача изобретения состоит в разработке наконечника тяги, который имеет меньшую массу по сравнению с металлическими наконечниками тяг и в то же время может передавать высокие механические нагрузки, а также может быть изготовлен с меньшими экономическими затратами.

Настоящее изобретение относится к наконечнику тяги с подшипником, при этом указанный подшипник по меньшей мере частично заключен в компонент, включающий армированную волокнами пластмассу, который проходит, по меньшей мере частично, в форме петли вокруг подшипника.

В определенных воплощениях армированная волокнами пластмасса представляет собой армированный непрерывными волокнами термопласт.

В других воплощениях подшипник и/или компонент по меньшей мере частично заключен в пластмассу. В других воплощениях пластмасса представляет собой армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт.

В некоторых воплощениях армированная волокнами пластмасса, образующая петлю вокруг подшипника, по меньшей мере частично проходит в резьбовой стержень.

В некоторых воплощениях компонент включает армированный непрерывными однонаправленными волокнами термопласт.

В других воплощениях компонент включает множество слоев армированного непрерывными волокнами термопласта. В некоторых воплощениях подшипник полностью заключен в один или более слоев армированного непрерывными волокнами термопласта.

В других воплощениях компонент проходит в резьбовой стержень и соответствует профилю резьбы резьбового стержня.

В еще одних воплощениях компонент соединен с окружающим армированным короткими волокнами, армированным длинными волокнами или неармированным термопластом. В некоторых воплощениях подшипник в радиальном и осевом направлениях окружен армированным короткими волокнами, армированным длинными волокнами или неармированным термопластом.

В некоторых других воплощениях подшипник включает металлический материал, пластмассовый материал, волокнистый материал или их сочетание.

В некоторых воплощениях компонент включает один или более типов волокон, выбранных из углеродных волокон, базальтовых волокон, арамидных волокон, пластмассовых волокон, хлопковых волокон, металлических волокон, стеклянных волокон и их сочетаний. В других воплощениях пластмассовые волокна выбраны из полиамидных волокон, сложнополиэфирных волокон, полиэтиленовых волокон и их сочетаний. В еще одних воплощениях волокна компонента пропитаны термопластичным материалом с объемной долей волокна, составляющей по меньшей мере 30%.

В определенных воплощениях наконечник тяги представляет собой элемент, прикрепляемый к соединительной тяге с внутренней резьбой. В дополнительных воплощениях наконечник тяги включает резьбовой стержень, и наконечник тяги прикреплен к соединительной тяге с помощью стопорной шайбы и стопорной гайки.

В других воплощениях наконечник тяги выполнен в виде вилки.

В еще одних воплощениях наконечник тяги имеет форму поворотной головки.

В некоторых воплощениях петля полностью охватывает подшипник множество раз, а термопласт дополнительно закрепляет подшипник в осевом направлении на боковой поверхности подшипника. В определенных воплощениях термопласт представляет собой армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт.

В некоторых воплощениях армированная волокнами пластмасса выбрана из полипропилена (РР), полиамида (РА), акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), полиэтиленимина (PEI), полифталамида (РРА), полифениленсульфида (PPS), полиарилэфиркетона (РАЕК), полиэфиркетонкетона (РЕКК), полиэфирэфиркетона (РЕЕК) и их сочетаний.

В других воплощениях армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт выбран из полипропилена (РР), полиамида (РА), акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), полиэтиленимина (PEI), полифталамида (РРА), полифениленсульфида (PPS), полиарилэфиркетона (РАЕК), полиэфиркетонкетона (РЕКК), полиэфирэфиркетона (РЕЕК) и их сочетаний.

В определенных воплощениях волокна армированного короткими волокнами термопласта и/или армированного длинными волокнами термопласта выбраны из углеродных волокон, базальтовых волокон, арамидных волокон, пластмассовых волокон, хлопковых волокон, металлических волокон, стеклянных волокон и их сочетаний. В других воплощениях пластмассовые волокна выбраны из полиамидных волокон, полиэфирных волокон, полиэтиленовых волокон и их сочетаний.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2), включающего армированный непрерывным волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли, который частично окружает подшипник (4), и армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5). Термопласт (5) полностью окружает петлю из армированного волокнами термопласта (3) в резьбовом стержне (2). Армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5) определяет внешний контур наконечника (1) тяги. Армированный непрерывным волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей реализован в виде четырех слоев в этом воплощении.

На фиг. 2 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2), включающего армированный непрерывным волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли, которая полностью окружает подшипник (4) множество раз, и армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5). Термопласт (5) полностью окружает петлю из армированного волокнами термопласта (3) в резьбовом стержне (2). Армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5) определяет внешний контур наконечника (1) тяги.

На фиг. 3 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2), включающего армированный непрерывным волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли, которая полностью окружает подшипник (4) множество раз, и армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5), который также удерживает подшипник (4) в осевом направлении на его боковых поверхностях. Термопласт (5) полностью окружает петлю из армированного волокнами термопласта (3) в резьбовом стержне (2). Армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5) определяет внешний контур наконечника (1) тяги.

На фиг. 4 показан вид сбоку наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2) и подшипником (4).

На фиг. 5 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2), включающего армированный непрерывным волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли, которая полностью окружает подшипник (4), и армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5), встроенный в соединительную тягу с внутренней резьбой (7) и закрепленный стопорной шайбой (9) и стопорной гайкой (8). Термопласт (5) полностью окружает петлю из армированного волокнами термопласта (3) в резьбовом стержне (2). Армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5) определяет внешний контур наконечника (1) тяги.

На фиг. 6 показано поперечное сечение профиля резьбы (6) согласно изобретению, выполненной из армированного короткими волокнами, армированного длинными волокнами или неармированного термопласта (5) и армированного непрерывными волокнами композитного материала (3) с термопластичной матрицей, при этом армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей проходит вдоль боковых сторон резьбы.

На фиг. 7 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению в форме вилки, включающего подшипник (4) и резьбовой стержень (2), пунктирными линиями показаны находящиеся внутри армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли и армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5). Термопласт (5) полностью окружает петлю из армированного волокнами термопласта (3) в резьбовом стержне (2). Армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5) определяет внешний контур наконечника (1) тяги. Армированный непрерывными волокнами композитный материал с термопластичной матрицей (3) выполнен в виде трех слоев в данном воплощении.

На фиг. 8 показано поперечное сечение наконечника (1) тяги, изображенного на фиг. 7 и повернутого на 90°.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Термины «включающий» и «включает» в данном документе могут означать «содержащий» и «содержит» или могут иметь значение, обычно придаваемое терминам «включающий» и «включает», как указано в патентном законе США. Термины «состоящий по существу из» или «состоит по существу из», если их используют в формуле изобретения, имеют значение, присвоенное им в патентном законе США. Другие аспекты изобретения описаны в нижеследующем описании или очевидны из него (и в пределах объема изобретения).

Настоящее изобретение решает проблемы предшествующего уровня техники путем обеспечения наконечника тяги, который имеет меньшую массу по сравнению с массой металлических наконечников тяг, а также способен передавать высокие механические нагрузки, в отличие от предшествующих пластмассовых наконечников тяг, и его можно изготавливать с меньшими экономическими затратами.

В определенных воплощениях наконечник тяги согласно настоящему изобретению может быть прикрепляемым элементом, служащим для приложения растягивающих и сжимающих сил в различных соединительных тягах, например, для применений в области авиации.

Наконечник тяги согласно настоящему изобретению также подходит для многих других применений, в частности, для передачи растягивающих и сжимающих сил, для направляющих и механического крепления, а также для поддержки различных соединений или распорок.

Обычные наконечники тяг могут быть выполнены из металла или пластмассы, но они имеют недостатки, такие как большая масса или неспособность передавать высокие механические нагрузки, соответственно. В одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает наконечник тяги с меньшей массой по сравнению с массой металлических наконечников тяги и со способностью передавать высокие механические нагрузки в отличие от обычных пластмассовых наконечников тяги, например, используемых в аэрокосмической и авиационной областях.

В определенных воплощениях настоящее изобретение обеспечивает высокую механическую нагрузочную способность наконечника тяги благодаря петле, которая окружает сферический подшипник скольжения или втулку, и который выполнен из армированной волокнами пластмассы. В определенных воплощениях армированная волокнами пластмасса представляет собой армированный непрерывными волокнами композитный материал с термопластичной матрицей, такой как армированный непрерывными однонаправленными волокнами композитный материал с термопластичной матрицей. Армированную волокнами пластмассу, в которой содержание волокна составляет более 80%, и волокна в которой проходят в продольном направлении армированного волокнами пластмассового компонента наконечника тяги по настоящему изобретению, в данном документе называют армированной однонаправленными волокнами пластмассой. Непрерывное волокно может представлять собой одиночное волокно или пучок волокон, которые берут начало, например, в резьбовом стержне наконечника тяги по настоящему изобретению, оборачиваются вокруг подшипника или втулки в наконечнике тяги, а затем оканчиваются в стержне наконечника тяги. Непрерывное волокно отличается от прерывистого волокна, такого как рубленое волокно или разорванное вытянутое углеродное волокно.

Настоящее изобретение дополнительно относится к компонентам, включающим армированную волокнами пластмассу, такую как армированный непрерывными волокнами композитный материал с термопластичной матрицей. В некоторых воплощениях одно или более волокон в армированной волокнами пластмассе представляют собой углеродные волокна, базальтовые волокна, арамидные волокна, пластмассовые волокна, хлопковые волокна, металлические волокна, стеклянные волокна и/или их сочетание, пропитанные пластмассой, например, термопластичным материалом. В некоторых воплощениях армированная волокнами пластмасса выполнена из волокон, пропитанных пластмассой, например, термопластичным материалом, в которой объемная доля волокна составляет по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85% или по меньшей мере 90%.

В определенных воплощениях компонент, включающий армированную волокнами пластмассу, такую как армированный непрерывными волокнами композитный материал с термопластичной матрицей, проходит в резьбовой стержень наконечника тяги по настоящему изобретению. Резьбовой стержень может быть выполнен с внешней или внутренней резьбой. Можно использовать все известные типы внутренней и внешней резьбы, включая специальные формы резьбы, которые также можно использовать. Например, круглая резьба, трапецеидальная резьба, пилообразная резьба и треугольная резьба являются известными типами резьбы, которые можно использовать. Наружная резьба представляет собой резьбу, которая присутствует на внешней стороне, например, на внешней стороне стержня наконечника тяги. И наоборот, внутренняя резьба представляет собой резьбу, которая присутствует на внутренней стороне, например, на внутренней стороне стержня наконечника тяги.

В определенных других воплощениях армированная короткими волокнами, армированная длинными волокнами или неармированная пластмасса, такая как термопласт, полностью или частично окружает петлю из армированной волокнами пластмассы в резьбовом стержне и полностью или частично определяет внешний контур наконечника тяги.

В некоторых воплощениях петля из армированной волокнами пластмассы имеет термопластичную матрицу, с помощью которой армированная волокнами пластмасса может образовывать единое соединение с армированным короткими волокнами, армированным длинными волокнами или неармированным термопластом.

Можно использовать любой подходящий способ изготовления подшипника, армированной волокнами пластмассы и/или армированной короткими волокнами, армированной длинными волокнами или неармированной пластмассы для наконечника тяги по настоящему изобретению.

Аналогичным образом, любой подходящий способ можно использовать для создания неразъемного соединения между одним или более подшипниками, армированной волокнами пластмассой или армированной короткими волокнами, армированной длинным волокнами или неармированной пластмассой в наконечнике тяги согласно изобретению. В определенных воплощениях, в качестве неограничивающего примера, способ изготовления неразъемного соединения между армированным волокнами пластмассовым компонентом и подшипником в наконечнике тяги согласно изобретению можно осуществлять с помощью литья под давлением, так что армированная волокнами пластмасса и подшипник будут расположены точно по отношению друг к другу. В других воплощениях можно аналогичным образом использовать литье под давлением для создания неразъемного соединения между армированным волокнами пластмассовым компонентом и армированным короткими волокнами, армированным длинными волокнами или неармированным термопластом в наконечнике тяги согласно изобретению, так что компонент из армированной волокнами пластмассы и окружающий термопласт будут точно расположены относительно друг друга.

Примеры пластмасс, которые можно использовать для армированного волокнами пластмассового компонента, включают полипропилен (РР), полиамид (РА), акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полиэтиленимин (PEI), полифталамид (РРА), полифениленсульфид (PPS), полиарилэфиркетон (РАЕК), полиэфиркетонкетон (РЕКК), полиэфирэфиркетон (РЕЕК) и их сочетания.

Примеры волокон, которые можно использовать для армированного волокнами пластмассового компонента, включают углеродные волокна, базальтовые волокна, арамидные волокна, пластмассовые волокна (включая полиамидные волокна, сложнополиэфирные волокна, полиэтиленовые волокна и другие), хлопковые волокна, металлические волокна, стеклянные волокна и их сочетания.

Примеры пластмасс, которые можно использовать для армированной короткими волокнами, армированной длинными волокнами и/или неармированной пластмассы, включают полипропилен (РР), полиамид (РА), акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полиэтиленимин (PEI), полифталамид (РРА), полифениленсульфид (PPS), полиарилэфиркетон (РАЕК), полиэфиркетонкетон (РЕКК), полиэфирэфиркетон (РЕЕК) и их сочетания.

Примеры волокон, которые можно использовать в армированной короткими или длинными волокнами пластмассе, включают углеродные волокна, базальтовые волокна, арамидные волокна, пластмассовые волокна (включая полиамидные волокна, сложнополиэфирные волокна, полиэтиленовые волокна и другие), хлопковые волокна, металлические волокна, стеклянные волокна и их сочетания. Короткие волокна, используемые в армированной короткими волокнами пластмассе согласно изобретению, обычно имеют длину от 0,1 мм до 1 мм. Длинные волокна, используемые в армированной длинными волокнами пластмассе согласно изобретению, обычно имеют длину от 1 мм до 50 мм.

Волокна в армированной короткими или длинными волокнами пластмассе могут быть ориентированы в любом подходящем направлении, включая однонаправленные волокна и/или случайное направление волокон.

Для увеличения содержания армированной волокнами пластмассы, такой как армированный непрерывными волокнами композитный материал с термопластичной матрицей, в наконечнике тяги по изобретению, армированная волокнами пластмасса может быть реализована в наконечнике тяги в виде множества слоев. Все эти слои могут быть одинаковыми, различными или иметь различное сочетание одного и того же или разного армированного волокнами материала. В одном иллюстративном воплощении один слой может быть армированным многонаправленными непрерывными волокнами термопластом, тогда как два дополнительных слоя могут быть армированным однонаправленными непрерывными волокнами термопластом.

В некоторых воплощениях, чтобы лучше воспринимать растягивающие и сжимающие силы, армированная волокнами пластмасса, такая как армированная однонаправленными волокнами пластмасса, может, кроме того, полностью окружать сферический подшипник скольжения или втулку один раз или множество раз в соответствии с изобретением.

В определенных воплощениях настоящее изобретение включает одно или более отверстий для размещения штифта. Дополнительно, сферический подшипник скольжения; втулку; и внешнее кольцо шарнирного элемента, втулку или сферический подшипник скольжения также называют в данном документе подшипниками. Как правило, подшипник может поддерживать один или более компонентов, которые движутся друг относительно друга.

В некоторых воплощениях подшипник включает металлический материал, пластмассу, волокнистый композитный материал или их сочетания.

В некоторых воплощениях настоящее изобретение обеспечивает высокую механическую нагрузочную способность наконечника тяги с помощью армированной волокнами пластмассы, такой как армированный непрерывными волокнами композитный материал с термопластичной матрицей, который присутствует в форме петли, по меньшей мере частично окружая подшипник, и где армированная волокнами пластмасса также проходит в резьбовой стержень.

«В форме петли» означает окружение или охват подшипника армированной волокнами пластмассой, такой как армированный непрерывными волокнами композитный материал с термопластичной матрицей, с углом охвата более 160°. В определенных воплощениях угол охвата составляет более 180°.

В некоторых воплощениях армированная волокнами пластмасса в резьбовом стержне укрепляет наконечник тяги, чтобы он не оторвался от резьбового стержня. Кроме того, в других воплощениях ряд волокон, таких как непрерывные волокна, соответствуют профилю резьбы около поверхности резьбового стержня, имея ту форму, которую им придают вершины резьбы, например, как показано на фиг. 6, а также укрепляют резьбовой стержень, препятствуя срезанию вершин резьбы. Например, в определенных воплощениях волокна представляют собой непрерывные волокна, которые соответствуют профилю резьбы около поверхности резьбового стержня. На фиг. 6 показано, как непрерывные волокна соответствуют профилю на вершинах резьбы резьбового стержня. Благодаря тому, что непрерывные волокна соответствуют профилю резьбы около поверхности резьбового стержня, происходит укрепление резьбового стержня, что препятствует срезанию вершин резьбы.

Чтобы воспринимать силы, действующие в осевом направлении, подшипник, такой как сферический подшипник скольжения или втулка, также могут быть частично или полностью закреплены способом принудительной фиксации с помощью армированного короткими волокнами, армированного длинными волокнами или неармированного термопласта на одной или более боковых поверхностях или контурах, введенного в подшипник, например, сферический подшипник скольжения или втулку.

Обычно наконечники тяг имеют различные размеры, и их применяют в больших количествах. В некоторых воплощениях по изобретению наконечники тяг по настоящему изобретению имеют форму вилки или поворотной головки.

На фиг. 1 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению. На фиг. 1 показан резьбовой стержень (2) с подшипником (4). Резьбовой стержень (2) примыкает к подшипнику (4). Центральная ось стержня (2) пересекает центр подшипника (4). Армированный непрерывными волокнами материал (3) с термопластичной матрицей проходит в стержень (2). На фиг. 1 также показан армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли. Армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей представляет собой петлю, частично окружающую подшипник (4). Подшипник (4), однако, не остается обнаженным, поскольку оставшееся «свободное пространство» заполнено армированным короткими волокнами, армированным длинными волокнами или неармированным термопластом (5). Термопласт (5) также окружает армированный волокнами термопласт (3) в стержне (2) и образует внешний контур наконечника (1) тяги. Армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в данном воплощении реализован в виде четырех слоев.

На фиг. 2 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2), включающего армированный непрерывным волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли. Здесь петля множество раз полностью охватывает подшипник (4). Армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5) окружает армированный волокнами термопласт (3) в стержне (2) и образует внешний контур наконечника (1) тяги. Подшипник (4) полностью окружен армированным непрерывными волокнами композитным материалом (3) с термопластичной матрицей.

На фиг. 3 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2), включающего армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли. Армированный непрерывными волокнами термопласт (3) множество раз полностью окружает подшипник (4). На фиг. 3 также показан армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5), который также фиксирует подшипник (4) в осевом направлении на боковых поверхностях подшипника (4).

На фиг. 4 показан вид сбоку наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2) и подшипником (4). Материал поверхности наконечника (1) тяги выполнен из армированного короткими волокнами, армированного длинными волокнами или неармированного термопласта (5). На фиг. 4 дополнительно показана резьба резьбового стержня (2), изображенная на техническом чертеже, что будет понятно специалисту в данной области техники.

На фиг. 5 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению с резьбовым стержнем (2), включающего армированный непрерывным волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли и армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5), встроенный в соединительную тягу с внутренней резьбой (7) и закрепленный стопорной шайбой (9) и стопорной гайкой (8).

На фиг. 6 показано поперечное сечение профиля резьбы (6) согласно изобретению, выполненной из армированного короткими волокнами, армированного длинными волокнами или неармированного термопласта (5) и армированного непрерывными волокнами композитного материала (3) с термопластичной матрицей. На фиг. 6 показано, как армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей проходит вдоль боковых поверхностей резьбы.

На фиг. 7 показано поперечное сечение (вид сбоку) наконечника (1) тяги согласно изобретению в форме вилки, включающего подшипник (4) и резьбовой стержень (2). Пунктирными линиями показаны внутренний армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в форме петли и армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5). Армированный непрерывными волокнами композитный материал (3) с термопластичной матрицей в данном воплощении выполнен в виде трех слоев.

На фиг. 8 показано поперечное сечение наконечника (1) тяги, изображенного на фиг. 7 и повернутого на 90°.

Модификации вышеизложенного будут очевидны для специалистов в данной области техники, но они не выводят такое измененное изобретение за пределы объема настоящего изобретения. Приведенную ниже формулу изобретения следует толковать так, чтобы охватить такие ситуации.

Изобретение относится к аэрокосмической технике, а более конкретно к наконечнику тяги. Наконечник тяги включает подшипник, который, по меньшей мере частично, заключен в компонент. При этом компонент проходит, по меньшей мере частично, в форме петли вокруг подшипника. Компонент включает первую пластмассу, которая представляет собой армированную волокнами первую пластмассу. Армированная волокнами первая пластмасса, образующая петлю вокруг подшипника, проходит, по меньшей мере частично, в резьбовой стержень. Волокна в армированной волокнами первой пластмассе соответствуют профилю резьбы у поверхности резьбового стержня. Компонент может быть выполнен из армированного непрерывными волокнами композитного материала (3) с термопластичной матрицей и при этом армированный непрерывными волокнами. Композитный материал с термопластичной матрицей может проходить в резьбовой стержень (2) наконечника тяги. Компонент, изготовленный из армированного непрерывными волокнами композитного материала с термопластичной матрицей, может быть заключен в армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт (5). Достигается повышение массопрочностных характеристик. 22 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Наконечник тяги, включающий подшипник, причем подшипник, по меньшей мере частично, заключен в компонент, включающий первую пластмассу, которая представляет собой армированную волокнами первую пластмассу, который проходит, по меньшей мере частично, в форме петли вокруг подшипника, при этом армированная волокнами первая пластмасса, образующая петлю вокруг подшипника, проходит, по меньшей мере частично, в резьбовой стержень, и волокна в армированной волокнами первой пластмассе соответствуют профилю резьбы у поверхности резьбового стержня.

2. Наконечник тяги по п.1, в котором армированная волокнами первая пластмасса представляет собой армированный непрерывными волокнами термопласт.

3. Наконечник тяги по любому из пп.1 или 2, в котором подшипник и/или компонент по меньшей мере частично заключены во вторую пластмассу.

4. Наконечник тяги по п.3, в котором вторая пластмасса представляет собой армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт.

5. Наконечник тяги по любому из пп.1-4, в котором компонент включает армированный однонаправленными непрерывными волокнами термопласт.

6. Наконечник тяги по любому из пп.1-5, в котором компонент включает множество слоев армированного непрерывными волокнами термопласта.

7. Наконечник тяги по любому из пп.1-6, в котором подшипник один раз или множество раз полностью окружен армированным непрерывными волокнами термопластом.

8. Наконечник тяги по любому из пп.4-7, в котором компонент соединен с окружающей второй пластмассой, которая представляет собой армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт.

9. Наконечник тяги по любому из пп.3 или 5-8, в котором подшипник в радиальном и осевом направлениях окружен второй пластмассой, которая включает армированный короткими волокнами, армированный длинными волокнами или неармированный термопласт.

10. Наконечник тяги по любому из пп.1-9, в котором подшипник включает металлический материал, пластмассу, волокнистый материал или их сочетания.

11. Наконечник тяги по любому из пп.1-10, в котором компонент включает один или более типов волокон, выбранных из группы, состоящей из углеродных волокон, базальтовых волокон, арамидных волокон, пластмассовых волокон, хлопковых волокон, металлических волокон, стеклянных волокон и их сочетаний.

12. Наконечник тяги по п.11, в котором пластмассовые волокна выбраны из группы, состоящей из полиамидных волокон, сложнополиэфирных волокон, полиэтиленовых волокон и их сочетаний.

13. Наконечник тяги по любому из пп.1-12, в котором компонент включает один или более типов волокон, пропитанных термопластичным материалом с объемной долей волокон, составляющей по меньшей мере 30%.

14. Наконечник тяги по любому из пп.1-13, который представляет собой элемент, прикрепляемый к соединительной тяге с внутренней резьбой.

15. Наконечник тяги по п.14, который включает резьбовой стержень, и наконечник тяги прикреплен к соединительной тяге с помощью стопорной шайбы и стопорной гайки.

16. Наконечник тяги по любому из пп.1-15, который выполнен в виде вилки.

17. Наконечник тяги по любому из пп.1-16, который выполнен в виде поворотной головки.

18. Наконечник тяги по любому из пп.3-17, в котором петля полностью окружает подшипник множество раз, а вторая пластмасса представляет собой термопласт, который дополнительно закрепляет подшипник в осевом направлении на боковой поверхности подшипника.

19. Наконечник тяги по п.18, в котором термопласт выбран из группы, состоящей из армированного короткими волокнами, армированного длинными волокнами и неармированного термопласта.

20. Наконечник тяги по любому из пп.1-19, в котором армированная волокнами первая пластмасса выбрана из группы, состоящей из полипропилена (PP), полиамида (PA), акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), полиэтиленимина (PEI), полифталамида (PPA), полифениленсульфида (PPS), полиарилэфиркетона (PAEK), полиэфиркетонкетона (PEKK), полиэфирэфиркетона (PEEK) и их сочетаний.

21. Наконечник тяги по любому из пп.4-20, в котором термопласт второй пластмассы выбран из группы, состоящей из полипропилена (PP), полиамида (PA), акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), полиэтиленимина (PEI), полифталамида (PPA), полифениленсульфида (PPS), полиарилэфиркетона (PAEK), полиэфиркетонкетона (PEKK), полиэфирэфиркетона (PEEK) и их сочетаний.

22. Наконечник тяги по любому из пп.4-21, в котором вторая пластмасса представляет собой армированный короткими волокнами термопласт или армированный длинными волокнами термопласт, и один или более типов волокон в армированном короткими волокнами термопласте или армированном длинными волокнами термопласте выбраны из группы, состоящей из углеродных волокон, базальтовых волокон, арамидных волокон, пластмассовых волокон, хлопковых волокон, металлических волокон, стеклянных волокон и их сочетаний.

23. Наконечник тяги по п.22, в котором пластмассовые волокна выбраны из группы, состоящей из полиамидных волокон, сложнополиэфирных волокон, полиэтиленовых волокон и их сочетаний.