ВСТАВКА ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА, ИНСТРУМЕНТ И СПОСОБ УСТАНОВКИ ТАКОЙ ВСТАВКИ В ОПОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
INSERT OF ELECTRICALLY CONDUCTING MATERIAL, AND TOOL AND METHOD FOR FITTING SUCH INSERT TO SUPPORTING MEMBER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к вставке из электропроводящего материала.
Настоящее изобретение также относится к инструменту для установки вставки из электропроводящего материала в опорный элемент.
Настоящее изобретение также относится к способу установки вставки из электропроводящего материала в опорный элемент.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В авиационной промышленности оборудование, в частности, такое как электрическое оборудование и комплекты бортового электронного оборудования, подсоединяется, как известно, механически к опорным конструкциям, в частности сотовым панелям.
Такое оборудование электрически также подсоединяется к опорным конструкциям, которые считаются эквипотенциальными поверхности земли.
Более конкретно, оборудование электрически подсоединяется к опорным конструкциям так, что электрическое сопротивление контакта между ними не превышает 2,5 МОм, как того требуют действующие правила.
Это защищает людей от электрических разрядов, как на земле, так и в полете, предотвращает образование пожароопасных электрических дуг, предотвращает образование электростатических зарядов, способных вызывать помехи, и обеспечивает эффективную изоляцию оборудования.
В авиационной промышленности опорная конструкция, как правило сотовая панель, ограничена сверху и снизу двумя листами из проводящего металла, например алюминия.
Металлические листы, как правило, покрыты электроизоляционным материалом.
Оборудование механически подсоединено к панели посредством ряда вставок.
Более конкретно, каждая вставка, по существу, содержит головку, вставленную неплотно в сквозное отверстие в верхнем листе панели; и штифт, вставленный неплотно внутрь посадочного места в панели.
Головки вставок соединены с соответствующими крепежными частями оборудования.
Известные вставки, таким образом, обеспечивают только механическое подсоединение оборудования к опорной конструкции и электрически изолированы от опорной конструкции, поскольку нет никакого электрического контакта между проводящими частями листа и проводящими частями вставок.
Оборудование электрически подсоединено к опорной конструкции посредством формирования проводящих областей на верхнем листе панели, т.е. областей вокруг соответствующих участков крепления оборудования, располагающихся на верхнем листе панели.
Проводящие области образуются посредством предварительного удаления изоляционного покрытия с областей верхнего листа, окружающих участки крепления, и затем защиты этих областей с помощью проводящего защищающего от коррозии материала.
Альтернативно, области наружной поверхности листа, окружающие участки крепления, могут быть оставлены без покрытия и защищены с помощью проводящего защищающего от коррозии материала.
Электрическое подсоединение оборудования к опорной конструкции может, следовательно, быть протестировано только после того, как оборудование будет прикреплено к вставке и электрически соединено с листом на панели посредством участков крепления.
В промышленности ощущается потребность того, чтобы было проверено электрическое подсоединение оборудования к опорной конструкции при установке вставки.
В случае участков крепления оборудования в виде плоской поверхности, опирающейся на верхний лист, с верхнего листа должна быть удалена большая площадь изоляционного покрытия, равная площади участков крепления.
Удаление изоляционного покрытия с верхнего листа опорной конструкции также приводит к образованию уступа на верхнем листе.
В случае участков крепления оборудования в виде плоской поверхности, опирающейся на верхний лист, образовавшийся уступ может мешать электрическому соединению между оборудованием и опорной конструкцией.
Таким образом, известное вышеупомянутое решение обеспечивает только электрическое соединение между оборудованием и опорной конструкцией, когда участки крепления оборудования имеют форму ножек, выступающих из нижней поверхности оборудования.
В промышленности ощущается потребность в обеспечении электропроводности механического соединения между оборудованием и опорной конструкцией и уменьшении или даже устранении удаления изоляционного покрытия с листа опорной конструкции для того, чтобы сделать возможным более простое, быстрое подсоединение оборудования к опорной конструкции.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить вставку, спроектированную для того, чтобы удовлетворить, по меньшей мере, одному из вышеуказанных требований: дешевизны и простоты.
Согласно настоящему изобретению, предлагается вставка, выполненная из электропроводящего материала, которую можно вставить, по меньшей мере частично, внутрь посадочного места на первом элементе и которую можно соединить со вторым элементом;
указанная вставка отличается тем, что содержит крепежный элемент, который можно электрически соединить с первой электропроводящей областью на указанном первом элементе.
Настоящее изобретение также относится к инструменту для установки вставки в опорный элемент и отличается тем, что содержит:
- первое тело, которое можно соединить с указанной вставкой; и
- второе тело, определяющее контрольную поверхность, предназначенную для взаимодействия при использовании с указанным опорным элементом для того, чтобы установить первую ось указанной вставки в заданном положении по отношению к указанному опорному элементу перед установкой указанной вставки;
- указанное первое тело, которое может перемещаться вдоль второй оси относительно указанного второго тела для того, чтобы вставить указанную вставку внутрь посадочного места на указанном опорном элементе.
Настоящее изобретение также относится к способу установки вставки из электропроводящего материала в опорный элемент, отличающийся тем, что содержит этапы:
- помещения вставки, по меньшей мере, частично внутрь посадочного места, образованного в указанном опорном элементе; и
- электрического соединения указанной вставки с первой электропроводящей областью указанного опорного элемента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предпочтительный неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения будет описан в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на Фигуре 1 показан вид в перспективе вставки в соответствии с идеями настоящего изобретения;
на Фигуре 2 показан вид в перспективе инструмента для установки показанной на Фигуре 1 вставки в опорную конструкцию;
на Фигуре 3 показан в разобранном виде инструмент, показанный на Фигуре 2;
Фигуры 4-8 показывают последовательные этапы при установке вставки, показанной на Фигуре 1, в опорную конструкцию.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со ссылкой на Фигуры 4-8, позицией 1 (Фигура 8) обозначена часть оборудования, и позицией 2 обозначена опорная конструкция для опорного оборудования 1.
Оборудование 1 и опорная конструкция 2 предпочтительно образуют часть летательного аппарата, в частности вертолета.
Для ясного понимания настоящего изобретения, опорную конструкцию 2 можно сравнить с электрической эквипотенциальной поверхностью.
В показанном примере оборудование 1 является комплектом бортовой электронной аппаратуры.
Опорная конструкция 2, по существу, содержит:
- сотовую панель 3 из электроизоляционного материала; и
- два металлических листа 4 (показан только один) из электропроводящего материала - в показанном примере алюминий.
Листы 4 располагаются параллельно друг другу, на противоположных сторонах панели 3, соответственно определяют верхнюю и нижнюю панели 3, и покрыты сверху и снизу соответственно покрытиями 6 из электроизоляционного материала (нижнее покрытие не показано).
Опорная конструкция 2 и оборудование 1 соединены механически и электрически друг с другом посредством ряда вставок 10, помещенных внутрь соответствующих посадочных мест 8 в опорной конструкции 2 и соединенные механически с соответствующими участками оборудования 1.
Вставки 10 являются идентичными, следующее описание относится к одной вставке 10 и соответствующему посадочному месту 8.
Вставка 10 выполнена из проводящего материала, такого как алюминий или сталь.
Преимущественно вставка 10 содержит крепежный элемент 11, который можно подсоединить электрически к поверхности 7 листа 4 панели 3 (Фигуры 1-8).
Более конкретно, поверхность 7 служит границей посадочного места 8 в листе 4 и определяет первую электропроводящую область опорной конструкции 2, электрически соединенной со вставкой 10.
Более конкретно, крепежный элемент 11 является резьбой 12, которая ввинчивается внутрь поверхности 7 опорной конструкции 2.
Более конкретно, резьба 12 является саморежущей. Вставка 10 проходит вдоль оси А и, по существу, содержит (Фигура 1):
- фланец 15, определяющий поверхность 16 для закрепления оборудования 1, и поверхность 17, противолежащую поверхности 16 и которая взаимодействует с опорной конструкцией 2;
- штифт 14, выступающий внутрь посадочного места 8 от фланца 15; и
- кольцевой выступ 18, помещенный в осевом направлении между фланцем 15 и штифтом 14.
Фланец 15 определяет первый осевой конец вставки 10.
Предпочтительно, поверхность 17 взаимодействует с областью 9 (Фигуры 4-8) листа 4, с которой было удалено покрытие 6.
Таким образом, поверхность 17 определяет вторую электропроводящую область между вставкой 10 и опорной конструкцией 2.
Фланец 15 имеет резьбовое отверстие 25, проходящее вдоль оси А и в которое ввинчивается болт 45 для закрепления оборудования 1 (Фигура 8).
Фланец 15 также содержит два отверстия 26, проходящие вдоль соответствующих осей C параллельно оси А.
Отверстия 26 имеют меньший диаметр, чем отверстие 25, и соответствующие оси C разнесены друг от друга на 180° по отношению к оси А.
Отверстия 26 служат для того, чтобы залить клеящее вещество 50 (Фигуры 7 и 8) во вставку 10, после того, как вставка установлена в посадочное место 8.
Клеящее вещество 50 впоследствии вытекает из вставки 10 не показанным образом, чтобы заполнить посадочное место 8 и закрепить вставку 10 в посадочном месте 8 как единое целое друг с другом (Фигура 8).
Отверстия 26 также зацепляются с помощью инструмента 30 (Фигуры 2-6) для установки вставки 10, как описывается ниже.
Выступ 18 имеет меньший диаметр, чем диаметр фланца 15 и больший диаметр, чем штифт 14.
Начиная с поверхности 17 и идя по направлению к штифту 14, параллельно оси А, выступ 18 содержит:
- первый участок 19, прилегающий к поверхности 17 фланца 15 и на котором сформирована резьба 12; и
- второй участок 20, помещенный между поверхностью 17 и штифтом 14.
Штифт 14 содержит два параллельных зубчатых фланца 21, перпендикулярных оси А.
Фланцы 21 разнесены в осевом направлении друг от друга и один из них определяет второй осевой конец, напротив фланца 15 вставки 10.
Со ссылкой на Фигуры 2-6, позиция 30 обозначает инструмент для помещения вставки 10 внутрь посадочного места 8 в опорной конструкции 2.
Преимущественно инструмент 30 содержит:
- тело 31, которое может соединяться со вставкой 10; и
- тело 32, определяющее контрольную поверхность 28, которая взаимодействует с покрытием 6 на листе 4 для того, чтобы ориентировать вставку 10 по отношению к опорной конструкции 2. Тело 31 выполнено с возможностью перемещения вдоль оси В по отношению к телу 32 для того, чтобы поместить вставку 10 внутрь посадочного места 8.
Более конкретно, инструмент 30 проходит вдоль оси В, которая совпадает с осью А, когда тело 31 подсоединено к вставке 10.
На противоположных осевых концах тело 31 содержит черенок 33; и фланец 34 с двумя шпеньками 35, которые выступают с противоположной стороны от черенка 33 и зацепляют отверстия 26 при установке вставки 10.
Тело 31 также содержит резьбовой участок 36, помещенный в осевом направлении между черенком 33 и фланцем 34.
Более конкретно, участок 36 имеет внешнюю резьбу относительно оси В.
Тело 32 представляет собой цилиндр с осью В, который больше в диаметре и меньше по высоте, чем тело 31.
Более конкретно, тело 32 ограничено в осевом направлении поверхностью 28 и противоположной в осевом направлении поверхностью 29.
Поверхности 28 и 29 являются плоскими, параллельными друг другу и перпендикулярными к оси В.
Тело 32 окружает участок 36 и образует резьбу 40 гайки, которая навинчивается на резьбу на участке 36 (Фигура 3), так что вращение тела 31 вокруг оси B перемещает тело 31 вдоль оси В по отношению к телу 32.
Помещение вставки 10 теперь будет описано, на момент состояния, в котором шпеньки 35 на инструменте 30 вставляются внутрь отверстий 26 во фланце 15 вставки 10 (Фигура 5), так что оси A и B совпадают, и шпеньки 35 проходят параллельно соответствующим осям С.
На данном этапе поверхность 28 размещена на покрытии 6 листа 4 (Фигура 6).
Это гарантирует, что ось А вставки 10 перпендикулярна плоскости панели 3.
Тело 31 затем поворачивают вокруг оси В по отношению к телу 32.
Учитывая резьбовое соединение между участком 36 и резьбой 40 гайки тела 32, тело 31 перемещается вдоль оси В в направлении посадочного места 8, так как оно вращается вокруг оси В.
Движение тела 31 вдоль оси В приводит поверхность 17 фланца 15 к размещению на области 9 листа 4 и в то же время устанавливает в заданное положение резьбу 12 штифта 14 вставки 10 внутри посадочного места 8.
Вращение тела 31 вокруг оси B также вращает резьбу 12, таким образом завинчивая резьбу 12 внутрь опорной конструкции 2 (Фигура 6).
Резьба 12, таким образом, привинчивается к внутренней поверхности 7 листа 4 с тем, чтобы образовать первый электрический контакт между вставкой 10 и опорной конструкцией 2; и поверхность 17 и область 9 листа 4 образуют второй электрический контакт между вставкой 10 и опорной конструкцией 2.
Вставка 10 на данном этапе, следовательно, электрически соединяется и предварительно устанавливается спереди опорной конструкции 2.
Шпеньки 35 теперь удаляются из отверстий 26 и инструмент 30 отделяется от вставки 10 (Фигура 7).
Клеящее вещество 50 впрыскивается через отверстия 26 во вставку 10 с помощью направляющей насадки 55.
Клеящее вещество 50 течет из вставки 10 через отверстие (не показано) для того, чтобы заполнить посадочное место 8 (Фигура 8).
Установка вставки 10 внутрь опорной конструкции 2 завершена.
После того, как несколько вставок 10 устанавливается внутрь соответствующих посадочных мест 8 в опорной конструкции 2, оборудование 1 соединяется посредством нескольких болтов 45, завинченных внутрь соответствующих отверстий 25 в соответствующие фланцы 15.
Болты 45, отверстия 25 и вставки 10 при этом образуют дополнительный электрический контакт между оборудованием 1 и опорной конструкцией 2.
Вставки 10 при этом соединяют оборудование 1 как механически, так и электрически с опорной конструкцией 2.
Важно иметь в виду, что покрытие 6 не обязательно должно удаляться из области 9. В этом случае, оборудование 1 электрически подсоединяется к опорной конструкции 2 исключительно посредством резьбы 12, ввинчивающейся в поверхность 7.
Преимущества вставки 10, инструмента 30 и способа согласно настоящему изобретению станут ясны из приведенного выше описания.
В частности, вставка 10 электрически подсоединяется к опорной конструкции 2 резьбой 12, ввинчивающейся в поверхность 7 листа 4.
А это значит, что вставка 10 может сначала электрически подсоединяться к опорной конструкции 2, и затем оборудование 1 механически подсоединяется к вставке 10.
Электрическое подсоединение оборудования 1 к опорной конструкции 2 может, следовательно, быть протестировано перед механическим подсоединением оборудования 1 к вставке 10, посредством простого тестирования электрического соединения между вставкой 10 и опорной конструкцией 2.
Таким образом, тестирование можно осуществлять легко и в любое время для того, чтобы определить, превышает ли электрическое сопротивление контакта между опорной конструкцией 2 и оборудованием 1, которое должно быть подсоединено к вставке 10, минимальный проектный порог.
Поскольку крепежный элемент 11 электрически подсоединяется к поверхности 7 листа 4, не обязательно удалять покрытие 6 из области 9 листа 4, чтобы образовать электрическое соединение между оборудованием 1 и опорной конструкцией 2.
Это, следовательно, делает электрическое подсоединение оборудования 1 к опорной конструкции 2 более простым, дешевым и быстрым, позволяет избежать риска повреждения листа 4 при снятии покрытия 6, и также исключает любые ремонтные работы на покрытии 6 в областях, оставленных открытыми фланцем 15.
Поскольку электрическое соединение создается исключительно резьбой 12, которая электрически соединена с поверхностью 7, диаметр фланца 15 может быть уменьшен, таким образом уменьшая высоту вставки 10.
Кроме того, опорная конструкция 2 может быть электрически подсоединена к оборудованию 1 с помощью ножек или плоских поверхностей, располагающихся на покрытии 6.
Даже делая выбор в пользу дополнительного электрического контакта между фланцем 15 вставки 10 и областью 9 листа 4 посредством удаления части покрытия 6 настоящее изобретение дает еще преимущество по отношению к известным решениям, описанным во введении.
В самом деле, покрытие 6 должно быть снято только с области 9 листа 4 под поверхностью 17 фланца 15, которая, очевидно, намного меньше, чем область листа, которая должна сниматься в известных решениях, которые предусматривают удаление области покрытия, по меньшей мере, равной площади участков крепления оборудования.
В связи с этим, заявитель обнаружил, что, независимо от того, удаляется или нет покрытие 6 из области 9, электрическое сопротивление контакта между вставкой 10 и опорной конструкцией 2 ниже минимального проектного и регламентного порога для этих применений.
Механическое соединение между крепежным элементом 11 и поверхностью 7 также позволяет эффективно блокировать вставку 10 относительно опорной конструкции 2 до введения клеящего вещества 50.
Болты 45, отверстия 25 и тела вставок 10 образуют дополнительную высокоустойчивую прочную электропроводящую область между оборудованием 1 и опорной конструкцией 2.
При перемещении тела 31 вдоль оси В по отношению к телу 32 и расположении поверхности 28 на покрытии 6 или листе 4 инструмент 30 обеспечивает правильное расположение оси А вставки 10 по отношению к опорной конструкции 2 до помещения вставки 10 внутрь посадочного места 8.
Посредством навинчивания резьбы 40 гайки на резьбу на участке 36 вставка 10 перемещается вдоль и вращается вокруг оси А одновременно.
Это вращение вставки 10 правильно ввинчивает резьбу 12 в поверхность 7.
Очевидно, что изменения могут быть внесены во вставку 10, инструмент 30 и способ, как описано в настоящем документе, не отклоняясь, однако, от охранного объема настоящего изобретения.
В частности, вставка 10 может быть установлена насквозь опорной конструкции 2.
Крепежный элемент 11 может быть рифленым.
И резьба 12 может быть сформирована на участке 19, а не на участке 20.