包括主體和增強件的組件的修理的制作方法

本發明涉及制造零件領域，且尤其涉及修理包括主體和增強件的組件的方法。

背景技術：

零件已知由多個部分組成，例如包括由復合材料制成的主體和金屬增強件的渦輪發動機翼型元件。雖然在操作中或在生產階段期間使用翼型元件，增強件會遭受磨損或損壞，而主體受保護。因此，在維護和生產時都能夠替換增強件，這對于保存原始主體是有利的。

為了避免削弱主體，優選重新使用已經設置在主體中的緊固件元件(即，鉚釘孔、攻螺絲等)。然而，這種操作需要在新增強件上準確地識別這些緊固件元件的位置。實際上，這種識別通常是大概的，并且利用移位的緊固件元件，即使僅有少許一點點移位也會削弱主體的結構。例如，形成不與舊孔完全一致的、穿過組件的新孔具有使舊孔成橢圓形的效果，從而損害其功能(對于螺紋孔和鉚釘孔都適用)的有效性。因此，需要一種修理這種組件的方法。

技術實現要素：

為此，本發明涉及用于修理包括主體和舊增強件的組件的修理方法，該組件包括穿過舊增強件和至少一部分主體的原始孔，該方法包括：

拆除舊增強件；

將塞子定位在主體中的原始孔中；

將新增強件固定在主體上，新增強件蓋住塞子；以及

形成穿過新增強件和至少一部分主體的新孔。

在這種方法中，術語“舊的”(或“原始的”)和“新的”指當實施該方法時兩個增強件安裝在主體上的順序。這些術語沒有說到這些增強件的其它使用狀態或它們好或差的狀態，或其實際磨損狀態。此外，新增強件可與舊增強件類似，這意味著新增強件與最初的新增強件基本相同。舊增強件和新增強件不需要完全相同，尤其是因為舊增強件包括孔，而新增強件不包括孔，尤其是在期望形成孔的位置處。此外，在維護和/或修理的背景下，例如作為磨損或損壞的結果，舊增強件可變形，而新增強件可具有稍微不同的形狀。

同樣地，原始孔是在用塞子塞住之前存在的孔，且新孔是在用塞子塞住后形成的孔。

新增強件可通過例如粘合劑固定。新孔可通過例如鉆孔形成。增強件可為例如由金屬片材制成的、在主體外部的增強件。

如果原始孔沒有被塞住且如果新孔接近原始孔形成而兩個孔并不完全一致，則新孔將大于期望的。例如，形成與另一圓柱孔部分重疊的圓柱孔則產生截面為大致橢圓形的孔；遺憾的是，這不是期望的，尤其當該孔為了固定時，孔的形狀對固定來說是重要的(例如，螺紋孔、鉚釘孔等)。與此相反，上述方法使得避免任何橢圓化并且確保新孔的確具有所期望形狀成為可能。

此外，該方法操作簡單并且完全通用，從而使其適于應用到各種組件和形狀。

在某些實施中，該方法包括在固定新增強件之前將塞子固定到主體。塞子可通過粘合劑或通過任何其它適當的技術固定到主體。這樣，相比如果塞子僅通過摩擦或通過蓋住塞子的新增強件牢固地保持，塞子更牢固地保持到主體。特別地，塞子可以固定在孔中。塞子可以通過粘合劑或通過任何其它適當的緊固件裝置固定。

在某些實施中，該方法包括在固定新增強件之前調平塞子，使得塞子與塞子所在的主體的表面齊平。這種步驟呈現兩個優點：首先，新增強件因此可以盡可能接近主體的所述表面固定。其次，可能大量生產塞子，所有塞子具有相同的形狀，而它們的長度與塞子將定位其中的舊孔形狀不必相匹配。

在某些實施中，新孔至少部分形成于塞子中。通過形成新孔，因此較少削弱主體的結構。此外，塞子的材料的重要性因此降低，因為塞子部分被新孔替代。

在某些實施中，該方法還包括在組件中形成新孔后鉚接組件。在這些實施中，具有沒有橢圓化的孔的重要性尤其明顯：如果該孔被橢圓化，鉚釘周圍就會有空隙，鉚釘就以不令人滿意的方式使組件保持在一起。

此外，當新孔在塞子中形成但不完全在其位置中，在形成新孔并且鉚接組件后，塞子的部分保持在組件中。塞子的剩余部分有利地用作用于鉚釘的襯套和/或墊圈。所述鉚釘自身也可包括襯套和/或墊圈。

在某些實施中，主體中的原始孔呈現朝增強件張開的形狀，且塞子包括截頭圓錐形部分。說原始孔具有朝增強件張開的形狀意味著主體中的原始孔在增強件旁邊的截面比在主體旁邊的截面要大(至少在所述孔的節段上方)。這些實施的特征尤其適于使用通過鉚接固定增強件的孔。此外，塞子的截頭圓錐形部分可以容易適應于原始孔的張開形狀，從而使其更容易適配塞子。

在某些實施中，塞子具有與主體的機械特性相同數量級的機械特性。說兩個量具有相同數量級意味著它們彼此的不同之處不超過十分之一，如科學上普遍接受的那樣。所述機械特性可選自包括：強度、硬度、延性、剛性、韌性、楊氏模量、熱膨脹系數和通過來自上述的計算獲得的量級的組。

本發明還涉及用于修理包括主體、第一舊增強件和第二舊增強件的組件的修理方法，兩個舊增強件布置在主體的各側上，組件包括穿過主體和兩個舊增強件原始孔，該方法包括使用如上所述的修理方法替換第一舊增強件，使用如上所述的修理方法替換第二舊增強件，且其中孔以第一新增強件中的孔和第二新增強件中的孔連通的這種方式形成于兩個新增強件中。

在這種方法中，使用上述方法替換第一舊增強件涉及稱為第一新增強件的新增強件，其中第一孔在其旁邊形成(新增強件旁邊的孔)。同樣地，使用上述方法替換第二舊增強件涉及稱為第二新增強件的新增強件，第二孔在第二新增強件旁邊形成(第二新增強件旁邊的孔)。第一新增強件和第二新增強件可由單個零件構成，因而至少部分包圍主體。

在某些實施中，在定位第一塞子和第二塞子后，第一塞子和第二塞子彼此間隔開。換句話說，第一和第二塞子以塞子之間留下某一空間的這種方式定位。第一塞子是用于替換第一舊增強件的塞子，且第二塞子是用于替換第二舊增強件的塞子。

塞子之間所留的空間確保在主體和塞子之間的差異膨脹情況下塞子沒有相互推擠。塞子之間的接觸會導致孔未被塞住。

本發明還涉及用于修理包括主體、第一舊增強件和第二舊增強件的組件的修理方法，兩個舊增強件布置在主體的各側上，組件包括穿過主體和兩個舊增強件的原始孔，該方法包括：

拆除舊增強件；

將第一塞子定位在主體中的原始孔的第一端中；

將第一新增強件固定在主體的第一側上，第一新增強件蓋住第一塞子；

將第二塞子定位在主體中的原始孔的第二端處；

將第二新增強件固定在主體的第二側上，第二新增強件蓋住第二塞子；以及

形成穿過第一新增強件、第二新增強件和主體的新孔。

附圖簡述

通過閱讀作為非限制性示例給出的本發明實施例的下列詳細描述時，可以更好地理解本發明及其優點。該描述參考附圖，其中：

圖1是示出具有原始孔的組件的立體圖；

圖2是示出增強件已從中拆除的圖1組件的立體圖；且

圖3A至圖3E是示出本發明實施例的方法的各個步驟的截面圖。

具體實施方式

圖1是包括主體10和舊增強件130的組件100的透視圖。在示例中，組件100為渦輪發動機的翼型元件。例如，主體10可由復合材料制成。舊增強件130可由金屬制成。舊增強件130安裝在主體10上作為蓋住主體10的一部分的外部增強件。

孔(原始孔)12穿過舊增強件130和至少部分主體10。在所示實施中，孔12為通孔。然而，本發明同樣適用于不是通孔的孔(盲孔)。

在所述實施中，孔12為鉚釘孔，即，容納鉚釘的孔。在變型中，孔12可以是螺紋孔，或任何類型的孔。

圖2是示出已拆除舊增強件130的組件100的透視圖。圖2示出帶有孔12的主體10。在本實施中，原始孔12在其末端張開(圖2中僅一個張開端14是可見的)。

拆除舊增強件130以達到圖2所示的情況構成第一實施中的修理方法的步驟。以下步驟參考圖3A至圖3E詳細描述，圖3A至圖3E是示出在本實施的修理方法中的連續階段處的組件100的各個截面圖。

如圖3A所示，第一塞子20和第二塞子21插入主體10的孔12中(主體中的原始孔)。塞子20和21可同時或相繼插入孔12中。

在該示例中，第一塞子20和第二塞子21是完全相同的，但它們可以不同。在本實施中，第一塞子20具有大致截頭圓錐形部分22和大致圓柱形部分24。在該示例中，大致截頭圓錐形部分22與孔12的張開端14的形狀匹配。大致圓柱形部分24從大致截頭圓錐形部分22的小端伸出。

在本實施中，塞子20和21由這樣的材料形成，該材料具有與形成主體10的材料的特征具有相同數量級的機械特征。例如，對于由嵌入基質中的預制件(例如織造預制件)組成的復合材料制成的主體，塞子20和21可由基質材料或具有加固的基質的復合材料制成。例如，預制件可由碳纖維制成。例如，基質可由樹脂制成，諸如環氧樹脂。

兩個塞子通過空間(S)隔開。因此，第一和第二塞子20和21的各自的大致圓柱形部分24和25在孔12中彼此面對。然而，第一和第二塞子彼此不接觸。空間S的大小可尤其被確定為塞子20、21和主體10的熱機械特征的函數。例如，可確定空間S的大小使得在主體10和塞子20、21之間的差異膨脹的情況下，塞子彼此也不會接觸。這會導致在其中一個塞子和塞子插入其中的末端14之間出現空間，從而開始塞不住舊孔12。

在本實施中，塞子20、21僅插入孔12中，它們藉由摩擦保持在所述孔中。在變型中，塞子可以粘結在孔12中，或它們可以以任何其它方式固定。

如圖3B所示，每個塞子20、21被調平使得其外表面20a、21a與其所在的主體的表面10a齊平。然而，對于本領域技術人員來說清楚的是，圖3B所示的情況可以通過其它手段獲得，例如通過在將塞子20、21插入主體中的孔12中之前將它們切割到所需長度，或甚至通過制造具有完全正確形狀的塞子(例如，通過模制或通過在原始孔12中直接包覆模制)。

如圖3C所示，第一和第二新增強件30和31固定在主體10上。在某些實施例中，第一和第二新增強件30和31實際上包括單件，如同舊增強件130一樣；在這些情況下，由第一和第二新增強件30和31形成的單件可包圍主體10的一部分，使得第一和第二新增強件30和31位于主體10的兩側上。

在本實施中，第一和第二新增強件30和31通過布置在所述新增強件和主體10之間的粘合劑層16固定。此外，第一新增強件30蓋住至少第一塞子20。換句話說，第一塞子20的外表面20a被第一新增強件30蓋住。同樣地，第二新增強件31蓋住至少第二塞子21。第二塞子21的外表面21a被第二新增強件31蓋住。

上述步驟以當兩個新增強件30和31是將至少部分包圍主體10的單件的兩部分時尤其有利的某一順序描述。然而，以其它順序執行上述步驟是可能的。例如，定位(并且必要時整平)第一塞子20且然后固定第一新增強件30，且僅隨后定位第二塞子21(且必要時整平第二塞子)并固定第二增強件31是可能的。本領域技術人員可以容易確定執行這些步驟的順序的所有實際變化。

本實施的方法還包括布置穿過新增強件和至少一部分主體的新通孔。如圖3D所示，在該示例中，共用的新孔112被形成為穿過第一新增強件30和第二新增強件31以及主體10。因為難以定位原始孔12且難以在完全相同的位置中形成新孔112，新孔112可相對于原始孔12偏離中心。這導致塞子20和21通常以不軸對稱的方式被孔112穿過，如圖3D所示。

在可選的后續步驟(未示出)中，新孔112的末端可尤其通過鉆孔裝埋張開。通過示例的方式，這種張開可被提供用于容納鉚釘的目的。如圖3E所示。在該圖中，鉚釘150填充孔112并有助于使新增強件30和31保持在主體10上。

如圖3E所示，塞子20和21的剩余部分被發現在鉚釘150的外圍處，鉚釘150和主體10之間。在這方面，塞子20和21形成用于鉚釘150的一種襯套，獨立于鉚釘150也可包含的任何襯套(未示出)。以空間S間隔開，塞子20和21填充可存在于鉚釘150和主體10之間的任何空間，從而使鉚釘150能夠充分楔入并適當地執行其保持功能。

此外，塞子20和21的剩余部分被新增強件30和31堵塞在各側上。空間S使塞子20、21能夠相對于主體10展開而不引起它們對增強件30和31的新件施加大量的力。

盡管上述第一實施利用兩個塞子，本發明以類似的方式應用于涉及僅一個塞子和僅一個增強件的情況，或應用于涉及兩個塞子和僅一個新增強件的情況。

盡管參考具體實施描述本發明，修改可應用于具體實施而不超出如權利要求書所限定的本發明的一般范圍。特別地，示出和/或提到的各個實施的單獨特征可結合在其它實施中。因此，應當以說明性而非限制性的意義考慮該描述和附圖。