PL247510B1

PL247510B1 - Połączenie hybrydowe z wewnętrznym łącznikiem mechanicznym oraz sposób jego wykonania

Info

Publication number: PL247510B1
Application number: PL441465A
Authority: PL
Inventors: Przemysław Golewski
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2025-07-21
Also published as: PL441465A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest połączenie hybrydowe z wewnętrznym łącznikiem mechanicznym pierwszego elementu (1) metalowego albo kompozytowego oraz drugiego elementu (2) metalowego albo kompozytowego z wykorzystaniem dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) z wolnymi przestrzeniami i sposób jego wykonania. Połączenie charakteryzuje się tym, że pierwszy element (1) posiada na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie (1.1), natomiast na roboczej powierzchni pierwszego elementu (1) od strony wybrania (1.1) naklejona jest pierwsza powierzchnia klejowa dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) o grubości w zakresie od 0,09 mm do 1,6 mm, w której znajduje się przelotowe wybranie (3.1) o wymiarach wybrania (1.1) w pierwszym elemencie (1), zaś do drugiej powierzchni klejowej dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) przyklejona jest powierzchnia robocza drugiego elementu (2) posiadającego na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie o wymiarach nieprzelotowego wybrania (1.1) w pierwszym elemencie (1) tudzież w nieprzelotowym wybraniu (1.1) pierwszego elementu (1), przelotowym wybraniu (3.1) taśmy dwustronnej (3) oraz nieprzelotowym wybraniu drugiego elementu (2) znajduje się sztywny łącznik (4), w kształcie tulei albo ramy, korzystnie z tworzywa polimerowego. Sposób polega na tym, że na powierzchnie roboczą pierwszego elementu (1), który posiada na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie (1.1) nakleja się dwustronną taśmę adhezyjną (3) z przelotowym wybraniem (3.1) w ten sposób aby przelotowe wybranie (3.1) taśmy adhezyjnej (3) pokrywało się z nieprzelotowym wybraniem (1.1) pierwszego elementu (1). W nieprzelotowym wybraniu (1.1) pierwszego elementu (1) i przelotowym wybraniu (3.1) taśmy adhezyjnej (3) umieszcza się sztywny łącznik (4) w kształcie tulei albo ramy, a następnie na drugą powierzchnię dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) nakłada się drugi element (2) z nieprzelotowym wybraniem w ten sposób aby sztywny łącznik (4) znajdował się w nieprzelotowym wybraniu oraz przelotowym wybraniu (3.1) taśmy adhezyjnej (3).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest połączenie hybrydowe, z wewnętrznym łącznikiem mechanicznym.

Opis wzoru użytkowego CN208364547U dotyczy struktury pojedynczego złącza zakładkowego, w którym blachy na końcach są ukształtowane w formie litery C. Umożliwia to dystans pomiędzy blachami i tym samym wprowadzenie dodatkowego elementy, który będzie ulegał zniszczeniu po zerwaniu połączenia mechanicznego w postaci śrub. Połączenie ma zatem zapasową wytrzymałość. Nie stosuje się w tym przypadku dwustronnej taśmy adhezyjnej.

Opis zgłoszenia patentowego CN107860649A dotyczy urządzenia do zabezpieczania przed zginaniem złącza nitowanego z jedną zakładką. Oprzyrządowanie zapobiegające zginaniu złącza nitowego z pojedynczą zakładką, opisane w wynalazku, ma naukową i rozsądną konstrukcję oraz jest wygodne do mocowania, można skutecznie uniknąć nadmiernego odkształcenia przy zginaniu złącza nitowego z pojedynczą zakładką oraz uniknąć wpływu zginania na wyniki próby zmęczeniowej.

Opis wzoru użytkowego CN206668690U dotyczy konstrukcji połączenia klejowego, w którym w elementach stosuje się ścięcie nakładek na końcach oraz ukształtowanie krawędzi w formie grzebienia.

Opis zgłoszenia patentowego CN106017884A dotyczy metody projektowania przeciwzgięciowego elementu testowego samolotowej konstrukcji jednoklapowej. Zginanie jest eliminowane dzięki temu, że złącze staje się dwunakładowe. Stosuje się łączniki mechaniczne, brak jest połączeń adhezyjnych.

Opis zgłoszenia patentowego CN112143427A dotyczy dziedziny techniki łączenia materiałów lotniczych, w szczególności kleju wzmocnionego rozdrobnionymi kompozytowymi włóknami węglowymi, jak również sposobu jego przygotowania i zastosowania.

Opis zgłoszenia patentowego CN112606990A dotyczy konstrukcji złącza doczołowego panelu samolotu, w którym do realizacji przyjęto rozłożoną dwuwarstwową formę struktury płytowej złącza doczołowego w kształcie zębów. Powierzchnie doczołowe grup końcówek są zamocowane tak, aby były współosiowe z otworami doczołowymi; do montażu i demontażu paneli samolotu.

W artykule P. Golewski, M. Nowicki, T. Sadowski, D. Pietras Experimental Study of SingleLap, Hybrid Joints, Made of 3D Printed Polymer and Aluminium Adherends, Materials 2021, 14, 7705, znane jest rozwiązanie polegające na wykorzystaniu adhezyjnej taśmy dwustronnej i łączników mechanicznych w postaci pinów, integralnych z nakładką polimerową, zaś w drugiej nakładce wykonuje się przelotowe otwory.

W artykule A.B. Abibe, S.T. Amancio-Filho, J.F. dos Santos, E. Hagę Jr. Mechanical and failure behaviour of hybrid polimer-metal staked joints, Materials and Design 46 (2013) 338-347, wykorzystuje się połączenie zakładkowe, gdzie jedna z nakładek posiada pin, który pasowany jest z luzem w drugim otworze, a następnie dokonuje się zgrzania termoplastycznego pinu, którego materiał szczelnie wypełnia otworów.

Celem wynalazku jest wykonanie połączenia hybrydowego, w oparciu o użycie dwustronnej taśmy adhezyjnej oraz wewnętrznego połączenia mechanicznego przy użyciu łącznika wykonanego metodą drukowania 3D.

Przedmiotem wynalazku jest połączenie hybrydowe z wewnętrznym łącznikiem mechanicznym pierwszego elementu metalowego albo kompozytowego oraz drugiego elementu metalowego albo kompozytowego z wykorzystaniem dwustronnej taśmy adhezyjnej z wolnymi przestrzeniami oraz sposób jego wykonania.

Istotą połączenia jest to, że pierwszy element posiada na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie. Na roboczej powierzchni pierwszego elementu od strony wybrania naklejona jest pierwsza powierzchnia klejowa dwustronnej taśmy adhezyjnej o grubości w zakresie od 0,09 mm do 1,6 mm, w której znajduje się przelotowe wybranie o wymiarach wybrania w pierwszym elemencie. Do drugiej powierzchni klejowej dwustronnej taśmy adhezyjnej przyklejona jest powierzchnia robocza drugiego elementu posiadającego na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie o wymiarach nieprzelotowego wybrania w pierwszym elemencie tudzież w nieprzelotowym wybraniu pierwszego elementu, przelotowym wybraniu taśmy dwustronnej oraz nieprzelotowym wybraniu drugiego elementu znajduje się sztywny łącznik, w kształcie tulei albo ramy, korzystnie z tworzywa polimerowego.

Istotą sposobu jest to, że na powierzchnie roboczą pierwszego elementu, który posiada na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie nakleja się dwustronną taśmę adhezyjną z przelotowym wybraniem w ten sposób aby przelotowe wybranie taśmy adhezyjnej pokrywało się z nieprzelotowym wybraniem pierwszego elementu po czym w nieprzelotowym wybraniu pierwszego elementu i przelotowym wybraniu taśmy adhezyjnej umieszcza się sztywny łącznik w kształcie tulei albo ramy, a następnie na drugą powierzchnię dwustronnej taśmy adhezyjnej nakłada się drugi element z nieprzelotowym wybraniem w ten sposób aby sztywny łącznik znajdował się w nieprzelotowym wybraniu oraz przelotowym wybraniu taśmy adhezyjnej.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest: zapewnienie wysokiej estetyki oraz szczelności połączenia poprzez to, że otwór w którym umieszczony jest wypust nie jest przelotowy i tym samym nie jest on widoczny z zewnątrz, zapewnienie stałej grubości połączenia, możliwość kształtowania charakterystyki połączenia.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają: fig. 1 - przykłady I, VI, XI, fig. 2 - widok perspektywiczny od dołu drugiego elementu, fig. 3 - widok z góry połączeń klejowych w przykładach I, VI, XI, fig. 4 - widok z góry połączeń klejowych w przykładach II, VII, XII, fig. 5 - widok z góry połączeń klejowych w przykładach III, VIII, XIII, fig. 6 - widok z góry połączeń klejowych w przykładach IV, IX, XIV, fig. 7 - widok z góry połączeń klejowych w przykładach V, X, XV.

Połączenie hybrydowe z wewnętrznym łącznikiem mechanicznym w przykładach wykonania składa się z pierwszego elementu 1 metalowego albo kompozytowego oraz drugiego elementu 2 metalowego albo kompozytowego z wykorzystaniem dwustronnej taśmy adhezyjnej 3 z wolnymi przestrzeniami. Pierwszy element 1 posiada na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie 1.1. Na roboczej powierzchni pierwszego elementu 1 od strony wybrania 1.1 naklejona jest pierwsza powierzchnia klejowa dwustronnej taśmy adhezyjnej 3 o grubości w zakresie od 0,09 mm do 1,6 mm, w której znajduje się przelotowe wybranie 3.1 o wymiarach wybrania 1.1 w pierwszym elemencie 1. Do drugiej powierzchni klejowej dwustronnej taśmy adhezyjnej 3 przyklejona jest powierzchnia robocza drugiego elementu 2 posiadającego na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie 2.1 o wymiarach nieprzelotowego wybrania 1.1 w pierwszym elemencie 1 tudzież w nieprzelotowym wybraniu 1.1 pierwszego elementu 1, przelotowym wybraniu 3.1 taśmy dwustronnej 3 oraz nieprzelotowym wybraniu 2.1 drugiego elementu 2 znajduje się sztywny łącznik 4, w kształcie tulei albo ramy, korzystnie z tworzywa polimerowego.

Sposób wykonania połączenia hybrydowego z wewnętrznym łącznikiem mechanicznym pierwszego elementu 1 metalowego albo kompozytowego oraz drugiego elementu 2 metalowego albo kompozytowego z wykorzystaniem dwustronnej taśmy adhezyjnej 3 z wolnymi przestrzeniami w przykładach wykonania polega na tym, że na powierzchnie roboczą pierwszego elementu 1, który posiada na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie 1.1 nakleja się dwustronną taśmę adhezyjną 3 z przelotowym wybraniem 3.1 w ten sposób aby przelotowe wybranie 3.1 taśmy adhezyjnej 3 pokrywało się z nieprzelotowym wybraniem 1.1 pierwszego elementu 1. W dalszej kolejności w nieprzelotowym wybraniu 1.1 pierwszego elementu 1 i przelotowym wybraniu 3.1 taśmy adhezyjnej 3 umieszcza się sztywny łącznik 4 w kształcie tulei albo ramy. Następnie na drugą powierzchnię dwustronnej taśmy adhezyjnej 3 nakłada się drugi element 2 z nieprzelotowym wybraniem 2.1 w ten sposób aby sztywny łącznik 4 znajdował się w nieprzelotowym wybraniu 2.1 oraz przelotowym wybraniu 3.1 taśmy adhezyjnej 3.

Układy poszczególnych połączeń w widoku z góry w różnych przykładach wykonania zostały przedstawione na fig. 3, 4, 5, 6, 7 rysunku.

Otrzymane połączenia poddano testom jednoosiowego rozciągania na maszynie wytrzymałościowej MTS 250kN. Otrzymane wyniki zestawiono w tabeli 2.

Na fig. 3, 4, 5, 6, 7 rysunku zostało pokazane przykładowe połączenie odmian jego wykonania.

PL 247510 Β1

Stosunek a/b [mm] 1 [mm]

50/50-1

35/ 55 = 0,63

25 / 50 = 0,5

50/70-0,71

90/ 80 = 1,12

60 / 60 = 1

45/71 =0,63

35 /70 = 0,5

60/ 85 = 0,71

100 /89 = 1,12

65 / 65 = 1

50/79 = 0,63

40/80 = 0,5

65/ 92 = 0,71

105/94= 1,12

Pole powierzchni taśmy [cm²]

17,9

29,6

22,4

O co

23,3

38,5

L t L

29,1

39,0

27,9

46,2

O

34,9

46,8

Pole powierzchni łącznika [cm²]

2,4

3,2

co

LO

(M to

CO

4,2

I'-.

6,5

21,1

CO

5,0

2,0

7,8

25,3

Grubość łącznika [mm]

2,08

3,08

3,5

4,5

1,58

2,58

3,58

O

O LO

2,08

3,08

4,08

4,5

5,5

2,58

Grubość taśmy [mm]

600

0,09

CD

0,09

CD

0,09

CD

1,6

0,09

Rodzaj taśmy

Tesa 51571

Tesa51571

VHB 5962

Tesa51571

VHB 5962

Tesa 51571

Tesa51571

VHB 5962

Tesa51571

Materiał łącznika

ABS

SdlH

ABS

HIPS

ABS

HIPS

ABS

HIPS

ABS

SdlH

ABS

HIPS

ABS

HIPS

ABS

Materiał podłoża 2

Aluminium 2017 AT4

Kompozyt EP GC 201

Aluminium 2017 AT4

Materiał podłoża 1

Kompozyt EPGC 201

Kompozyt EP GC 201

Kompozyt EPGC 201

Kompozyt EP GC 201

Aluminium 2017 AT4

Aluminium 2017AT4

Aluminium 2017 AT4

Aluminium 2017AT4

Przykład I

Przykład II

Przykład III

Przykład IV

Przykład V

Przykład VI

Przykład VII

Przykład VIII

Przykład IX

Przykład X

Przykład XI

Przykład XII

Przykład XIII

Przykład XIV

Przykład XV

Otrzymane połączenia poddano testom jednoosiowego rozciągania na maszynie wytrzymałościowej MTS 100kN. Otrzymane wyniki zestawiono w tabeli 2.

PL 247510 Β1

Tabela 2. Wyniki badań.

Przykład wykonania	Maksymalna siła [kN]
Przykład I	1,3
Przykład II	1,7
Przykład III	0,7
Przykład IV	2,7
Przykład V	8,6
Przykład VI	1,7
Przykład VII	2,2
Przykład VIII	0,9
Przykład IX	3,4
Przykład X	11,2
Przykład XI	2,0
Przykład XII	2,6
Przykład XIII	1,1
Przykład XIV	4,1
Przykład XV	13,4

Wykaz oznaczeń:

1. Pierwszy element

1.1. Wybranie

2. Drugi element

2.1. Wybranie

3. Dwustronna taśma adhezyjna

3.1. Wybranie

4. Łącznik mechaniczny

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Połączenie hybrydowe z wewnętrznym łącznikiem mechanicznym pierwszego elementu (1) metalowego albo kompozytowego oraz drugiego elementu (2) metalowego albo kompozytowego z wykorzystaniem dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) z wolnymi przestrzeniami, znamienne tym, że pierwszy element (1) posiada na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie (1.1), natomiast na roboczej powierzchni pierwszego elementu (1) od strony wybrania (1.1) naklejona jest pierwsza powierzchnia klejowa dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) o grubości w zakresie od 0,09 mm do 1,6 mm, w której znajduje się przelotowe wybranie (3.1) o wymiarach wybrania (1.1) w pierwszym elemencie (1), przy czym do drugiej powierzchni klejowej dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) przyklejona jest powierzchnia robocza drugiego elementu (2) posiadającego na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie (2.1) o wymiarach nieprzelotowego wybrania (1.1) w pierwszym elemencie (1), przy czym w nieprzelotowym wybraniu (1.1) pierwszego elementu (1), przelotowym wybraniu (3.1) taśmy dwustronnej (3) oraz nieprzelotowym wybraniu (2.1) drugiego elementu (2) znajduje się sztywny łącznik (4), w kształcie tulei albo ramy, korzystnie z tworzywa polimerowego.

2. Sposób wykonania połączenia hybrydowego z wewnętrznym łącznikiem mechanicznym pierwszego elementu (1) metalowego albo kompozytowego oraz drugiego elementu (2) metalowego albo kompozytowego z wykorzystaniem dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) z wolnymi przestrzeniami, znamienny tym, że na powierzchnie roboczą pierwszego elementu (1), który

PL 247510 Β1 posiada na swojej roboczej powierzchni nieprzelotowe wybranie (1.1) nakleja się dwustronną taśmę adhezyjną (3) z przelotowym wybraniem (3.1) w ten sposób aby przelotowe wybranie (3.1) taśmy adhezyjnej (3) pokrywało się z nieprzelotowym wybraniem (1.1) pierwszego elementu (1) po czym w nieprzelotowym wybraniu (1.1) pierwszego elementu (1) i przelotowym wybraniu (3.1) taśmy adhezyjnej (3) umieszcza się sztywny łącznik (4) w kształcie tulei albo ramy, a następnie na drugą powierzchnię dwustronnej taśmy adhezyjnej (3) nakłada się drugi element (2) z nieprzelotowym wybraniem (2.1) w ten sposób aby sztywny łącznik (4) znajdował się w nieprzelotowym wybraniu (2.1) oraz przelotowym wybraniu (3.1) taśmy adhezyjnej (3).