Заготовка и способ усиления тканых волокнистых мест соединения

Заготовка и способ усиления тканых волокнистых мест соединения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[001] Настоящее изобретение относится к структурам, усиленным волокнами. Более конкретно, настоящее изобретение относится к усиленным волокнами заготовкам, содержащим плоские компоненты, пересекающиеся вдоль кромки по меньшей мере одного из компонентов. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу изготовления тканых заготовок, имеющих усиленные волокном места соединения, и структуре, изготовленной таким способом. Способ может быть использован при изготовлении заготовок, предназначенных для производства структур типа решетки.

Уровень техники

[002] В усиленных волокнами композитных структурах зачастую необходимо наличие по меньшей мере двух элементов, соединяемых вдоль кромки по меньшей мере одного из элементов для формирования соединения или места соединения. Например, структура может иметь усиленные волокном тканые плоские элементы, расположенные в углах пересечения таким образом, что элементы пересекаются вдоль кромки по меньшей мере одного из элементов. Структура может содержать плоские нетканые элементы, например металлические листы или пластины, либо керамические панели или панели другого состава, которые пересекаются по меньшей мере вдоль одной кромки.

Соединение пересекающихся элементов может быть полезным при производстве структур типа решетки или композитных панелей или наружных обшивок с усиливающими ребрами. В таких случаях желательно или необходимо обеспечить соединение между элементами вдоль линии пересечения. Один способ достижения такого соединения заключается в формировании второго элемента, который должен быть присоединен к первому элементу с большей длиной, чем необходимо.

Лишний материал второго элемента сгибается параллельно и размещается смежно с первым элементом таким образом, что часть второго элемента перекрывает часть первого элемента для формирования одного соединения внахлестку с перекрывающимися частями. Перекрывающиеся части могут быть прикреплены друг к другу механическими средствами, такими как резьбовые крепежные детали или заклепки, или химическими средствами, такими как клеящие или смолистые вещества, известные в уровне техники. В большинстве стандартных областей применения для скрепления элементов вместе используют клеящие или смолистые вещества.

[003] В некоторых случаях, второй элемент принимает общую L-образную форму с одним выступом в виде L (вертикальный или горизонтальный выступ), параллельным и смежным с первым элементом. При формировании структуры типа решетки ряд пересекающихся первых и вторых элементов может быть сформирован согласно приведенному выше описанию для формирования необходимой структуры типа решетки. В некоторых структурах типа решетки первые элементы могут быть расположены в параллельных рядах с пересечением вторых элементов, расположенных необходимым образом. Между смежными первыми элементами вторые элементы могут принимать общую C-образную форму с приблизительно линейными и параллельными верхним и нижним сегментами и средним сегментом, размещенным взаимно перпендикулярно между верхним и нижним сегментами.

Подобный эффект может быть получен с использованием второго элемента в общей Z-образной форме с приблизительно линейными верхним и нижним сегментами, параллельными друг другу и перпендикулярными в основном линейному среднему сегменту. В некоторых случаях средний сегмент может быть не перпендикулярным нижнему и верхнему сегментам. В любой форме верхний и нижний сегменты второго элемента могут быть прикреплены к смежным первым элементам, формируя структуру типа решетки. Согласно известным способам место соединения или соединение между первыми и вторыми элементами формируется одним соединением внахлестку, параллельным первым элементам. Такое соединение внахлестку обеспечивает структурную целостность места соединения, при этом прочность места соединения зависит от средств, используемых для соединения первых и вторых элементов. Нагрузки, передаваемые от одного элемента другому через место соединения, обязательно проходят место соединения между элементами.

[004] Недостаток, относящийся к местам соединения, сформированным одиночными соединениями внахлестку, состоит в том, что прочность соединения определяется прочностью соединения внахлестку между перекрывающимися частями. Поскольку элементы остаются структурно отделенными, усилия, прикладываемые или передаваемые местам пересечения, как правило, переносятся только клеящим веществом. Прочность соединения, поэтому, зависит от прочности клеящего вещества, которое в большинстве случаев обладает меньшей прочностью, чем усиленные волокном элементы. Прочность может различаться существенно. Соединения, основывающиеся только на клеящем веществе, как правило, представляют собой слабые места в структуре.

Помимо недостаточной прочности в местах соединения, настоящие способы изготовления структуры типа решетки требуют применения значительного ручного труда при размещении отдельных частей тканого материала в пресс-форме и обертывании частей пресс-формы тканью для формирования открытой ячеистой части решетки.

[005] Настоящее изобретение направлено на устранение недостатков предшествующего уровня техники путем создания заготовки, содержащей усиленное место соединения, и способа изготовления композитной структуры с усиленным соединением между элементами при помощи заявленной заготовки. Настоящим изобретением также обеспечен способ изготовления структур типа решетки с усиленными местами соединения, который является менее трудоемким и дорогостоящим по сравнению с известными способами.

Цитирование любого документа или указание на любой документ в данной заявке не является подтверждением того, что такой документ доступен в качестве уровня техники настоящего изобретения.

Раскрытие изобретения

[006] Согласно аспектам настоящего изобретения тканая заготовка представлена содержащей множество выступов, сплетенных через общую линию пересечения, формирующую усиленное место соединения или соединение. Выступы могут быть сплетены известным способом и расположены по существу радиально вокруг места соединения и направляться вверх от указанного места соединения. Заготовка может содержать сухую волокнистую заготовку, которая объединена с другими сухими заготовками и преобразована в композитную структуру с использованием известных техник, таких как формование с переносом смолы. Заготовка может также содержать предварительно пропитанную ткань, которая может быть объединена с другой тканью или тканями и отверждена для формирования композитной структуры. Кроме того, заготовка может содержать отвержденный композитный элемент, который может быть присоединен к другим композитным элементам для образования композитной структуры.

Согласно вариантам реализации настоящего изобретения сформирован усиленное место соединения, содержащий по меньшей мере одно волокно, переплетенное по меньшей мере между двумя выступами и сплетенное через или место соединения. Заготовки могут быть использованы при изготовлении, наряду с другими элементами, структур типа решетки, которые, например, могли бы быть использованы в качестве лопастей реверса тяги или каскадов газовых турбин, используемых в авиакосмической промышленности. Заготовки также могут быть использованы при изготовлении усиленных композитных панелей или наружной обшивки. Другие возможности применения будут очевидны для специалиста в данной области техники.

[007] Согласно типовому варианту реализации настоящего изобретения предложена тканая заготовка, содержащая множество выступов, переплетенных через общую линию пересечения, формирующую усиленное соединение или место соединения. К тканым заготовкам согласно данному неограничивающему примеру могут быть присоединены другие подобные заготовки для формирования структуры типа решетки с усиленными соединениями или местами соединения. Посредством размещения части по меньшей мере одного выступа от первой заготовки параллельно и смежно с частью по меньшей мере одного выступа от второй подобной заготовки и в контакте с упором в эту часть, и при повторении узора, может быть сформирована структура типа решетки с усиливающими волокнами, проходящими через место соединения и выступы от смежных заготовок, соединенных вместе.

Согласно некоторым вариантам реализации изобретения по меньшей мере один из выступов может иметь постоянную толщину по своей длине, взятой от общего места соединения до свободного конца каждого выступа. В других вариантах реализации по меньшей мере одна сторона по меньшей мере одного выступа может быть сужена по его длине от общего места соединения до свободного конца или кончика выступа. В других вариантах реализации изобретения обе стороны по меньшей мере одного выступа могут быть сужены по длине выступа от общего места соединения до свободного конца или кончика выступа.

[008] В неограничивающем примере для создания первой удлиненной заготовки, имеющей четыре переплетенных традиционным способом элемента или выступа, расположенных в крестообразной форме при направлении взгляда перпендикулярно длине (то есть, вдоль продольной оси), может быть использован традиционный ткацкий станок. Вторая заготовка, имеющая подобные размеры и форму, может быть изготовлена отдельно или отрезана от первой заготовки. Эти две заготовки могут быть расположены в основном параллельно по продольным осям и ориентированы таким образом, чтобы один выступ или элемент первой заготовки был расположен параллельно выступу или элементу второй заготовки, и параллельные элементы по меньшей мере частично перекрывались и упирались друг в друга. При таком расположении две крестообразных заготовки выполнены таким образом, что четыре элемента являются параллельными и в основном компланарными. Они могут быть представлены, например, как горизонтальные элементы двух крестообразных заготовок.

Другие два элемента каждой заготовки перпендикулярны компланарным элементам, параллельны друг другу и расположены на расстоянии друг от друга. В данном примере они были бы представлены четырьмя вертикальными элементами.

Две крестообразных заготовки составляют первую подсборку композитной структуры.

[009] Вторая подсборка, имеющая подобные размеры, форму и конфигурацию, может быть размещена таким образом, чтобы два элемента из вертикальных элементов второй подсборки по меньшей мере частично перекрывали и упирались в два вертикальных элемента первой подсборки. Размещенные таким образом вместе четыре крестообразных заготовки формируют одну полную (центральную) ячейку решетки 3×3. В этом примере решетка может напоминать сетку для игры в «крестики-нолики». Периферийные ячейки решетки закрыты не полностью, угловые ячейки имеют две стороны в рабочем положении, а четыре внутренних ячейки имеют три стороны в рабочем положении. На основании такой базовой конфигурации могут быть добавлены дополнительные крестообразные заготовки для замыкания по меньшей мере некоторых из частично сформированных ячеек с тем, чтобы, при необходимости, увеличить размер решетки.

Решетка заготовки может впоследствии быть преобразована в композитную структуру посредством известных способов в зависимости от состава заготовки. Например, если заготовка состоит из сухих волокон, то может быть использован способ, такой как формование с переносом смолы, для введения смолы к заготовке и отверждения ее для формирования композитной структуры. Заготовка, состоящая из предварительно пропитанных компонентов, может быть отверждена совместно в соответствующих условиях для соединения заготовок с целью формирования композитной структуры. Решетка, собранная из полностью отвержденных композитных компонентов, может быть сформирована в композитную структуру путем обеспечения соответствующего связующего материала перекрывающимся частям элементов и отверждения связующего материала. Другие известные способы создания композитной структуры могут быть использованы в зависимости от состава заготовки, требований композитной структуры или других задач.

[010] Согласно другим неограничивающим примерам может быть сформирована первая удлиненная заготовка, имеющая менее четырех элементов, например три элемента, или более четырех элементов, например пять элементов. В некоторых случаях для создания тканого материала для заготовки может быть использован традиционный ткацкий станок. В некоторых вариантах реализации заготовки, при рассмотрении в поперечном сечении, перпендикулярном длине, обладали бы общим, расположенным в центре местом соединения, от которого проходит радиально каждый из элементов.

Заготовки могут быть прямолинейными в направлении длины или могут быть криволинейными. Линейные заготовки привели бы к образованию линейного места соединения, тогда как криволинейная заготовка образует место соединения с искривлением по меньшей мере в одном направлении при направлении взгляда вдоль пересечения. Для формирования структуры типа решетки может быть собрана заготовка любой формы с использованием подобных процессов.

[011] Другой типовой вариант реализации настоящего изобретения относится к усиленной заготовке, содержащей переплетенные выступы, расположенные парами смежных выступов, имеющими общую линию пересечения, и переплетенное традиционным способом усиление, формируя усиленное место соединения. Множество пар выступов может быть сплетено таким образом, чтобы усиливающие волокна были сплетены между отдельными выступами в паре, а также по меньшей мере между одним дополнительным выступом или парой выступов. Место соединения сформировано между переплетенными парами выступов на общей линии пересечения и содержит усиливающие волокна, переплетенные между выступами.

Пары выступов могут быть по существу плоскими и параллельными, расположенными на расстоянии друг от друга, формируя полость, и выполнены с возможностью приема плоского элемента в полость, сформированную между выступами.

В контексте настоящего описания «элемент» может представлять собой тканый материал или структуру тканого материала, которая объединена с другими компонентами тканого материала, элементами или заготовками посредством известных способов для формирования композитной структуры, или нетканые структуры, такие как металлические листы или пластины, или панели, такие как керамические панели, или панели из другого материала. При сплетении «элементы» могут представлять собой сухой волокнистый материал или заготовки, предварительно пропитанные ткани или заготовки, отвержденные композитные элементы или другие известные составы в зависимости от конкретного применения и стадии производственного процесса.

[012] Например, заготовка, имеющая шесть выступов, расположенных в три пары смежных выступов, может принять три плоских элемента, один между каждой парой выступов. В этом неограничивающем примере заготовка обеспечивает три плоских элемента, пересекающихся в месте соединения с усилением волокном через место соединения. Подобным образом, восемь выступов, расположенных в четыре пары выступов, могут принять четыре элемента. Пары выступов при необходимости могут быть расположены равноудаленно вокруг места соединения или они могут быть расположены на разных расстояниях от него.

Подобным образом пары выступов могут быть по существу неплоскими с локально параллельными лицевыми поверхностями, расположенными на расстоянии друг от друга, формируя полость, и выполненными с возможностью приема элемента, имеющего подобную неплоскую форму, в полость, сформированную между выступами.

По меньшей мере внутренние лицевые поверхности этих двух выступов в паре имеют в основном совпадающие, но противоположные, контуры. То есть, если внутренняя лицевая поверхность первого выступа вогнута в конкретной точке, то соответствующее место на внутренней лицевой поверхности второго выступа будет иметь криволинейность, подобную по степени, но противоположную по направлению, то есть выпуклую поверхность в том месте. Таким образом, параллелизм, или почти параллелизм между внутренними лицевыми поверхностями выступов в паре по существу поддерживается во всех точках.

[013] Согласно неограничивающему примеру в элементе тканого материала, имеющем две параллельные главные поверхности (в противоположность поверхностям кромки), такие главные поверхности могут иметь простую, изменяющуюся или сложную криволинейность в том месте, где криволинейность одной стороны ткани представляет собой противоположность другой стороны, сохраняя локальный параллелизм поверхностей элементов. То есть, если одна поверхность имеет вогнутую криволинейность в конкретном месте, то соответствующее место на противоположной стороне ткани обязательно имеет выпуклую криволинейность. Элемент может иметь постоянно изменяющиеся криволинейности по поверхности ткани.

Пара выступов, выполненная с возможностью приема части неплоского элемента, будет иметь контур и конфигурацию по существу одинаковые с частью элемента, которая должна быть принята. При сборке таких криволинейных заготовок выступы в структуре заготовки будут иметь криволинейные линии пересечения, с криволинейностью по меньшей мере в одном направлении.

[014] Независимо от плоскостности элементов и пар выступов, структура заготовки, содержащая по меньшей мере одну пару выступов заготовки и по меньшей мере один элемент, может быть преобразована в композитную структуру с использованием способов, подобных рассмотренным в приведенном выше описании. Пары выступов и связанные элементы могут быть отверждены, совместно отверждены или скреплены для создания композитной структуры. Граничная поверхность между заготовкой и элементом может содержать одиночное или двойное соединение внахлестку.

Согласно вариантам реализации способа по настоящему изобретению раскрыт процесс, в котором структуры типа решетки могут быть изготовлены с усиленными местами соединения более экономичным способом, чем ранее известный. Способ подходит для использования с заготовками, имеющими определенную форму, согласно приведенному выше описанию, то есть, заготовки могут иметь крестообразную форму, при направлении взгляда по их длине, которая может быть прямолинейной или криволинейной. Процесс может содержать пресс-форму или форму (обычно именуемую «инструментом» или «технологической оснасткой»), имеющей определенную форму и выполненную в соответствии с необходимой формой готового изделия.

[015] Заготовки, согласно настоящему изобретению, могут быть изготовлены из волокон, имеющих покрытие, способное отверждаться.

Другими словами, подходящее покрытие может быть добавлено к заготовке до изготовления структуры типа решетки. Неограничивающие примеры заготовок, выполненных с возможностью отверждения, включают заготовки, сплетенные из волокон, покрытых клеящими или повышающими клейкость веществами до плетения, повышающими клейкость веществами, нанесенными на заготовку после плетения, и заготовки, предварительно пропитанные смолистым материалом. Заготовки могут быть использованы в качестве вставок в пресс-форму, имеющую соответствующие размеры и форму. Вставки, которые подлежат применению, могут быть отрезаны приблизительно до окончательной формы перед вставкой в пресс-форму, или они могут быть подрезаны в пресс-форме. В пресс-форме вставки могут быть размещены в полостях, имеющих соответствующе формы, выполненных в инструменте или пресс-форме, с перекрыванием и упором друг в друга частей смежных заготовок.

[016] При необходимости, в пресс-форму также могут быть помещены дополнительные материалы. Пресс-форма, заготовки и любой дополнительный введенный материал могут быть предварительно нагреты в пресс-форме. Смолистый или связующий материал может быть введен в соответствующих условиях, включая давление и температуру, для отверждения структуры типа решетки. После надлежащей обработки структура типа решетки может быть извлечена из пресс-формы и, при необходимости, подрезана до окончательного размера.

Согласно вариантам реализации настоящего изобретения предложена усиленная заготовка, содержащая множество переплетенных традиционным способом тканевых элементов, соединенных по кромкам и радиально проходящих от общего места соединения, в которых по меньшей мере одно усиливающее волокно от каждого из множества элементов сплетается через данное место соединения и по меньшей мере в один другой элемент из множества элементов. В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере один из тканевых элементов содержит в основном параллельные главные поверхности. В других вариантах реализации изобретения по меньшей мере одна из главных поверхностей сужается от места соединения к концу элемента. В некоторых вариантах реализации изобретения тканевые элементы расположены парами смежных элементов таким образом, что противоположные лицевые смежные главные поверхности элементов расположены на некотором расстоянии и формируют полость между ними.

[017] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения предложена композитная структура, или в целом структура, которая содержит множество заготовок, каждая из которых содержит множество переплетенных традиционным способом тканевых элементов, соединенные по кромкам и радиально проходящие от общего места соединения, по меньшей мере с одним усиливающим волокном от каждого из множества элементов, сплетенные через место соединения и по меньшей мере в один другой элемент из множества элементов.

Каждая из множества заготовок содержит продольную ось, и заготовки расположены таким образом, что оси выровнены в основном параллельно с образованием узора наподобие решетки. Первый конец элемента тканого материала перекрывает первый сплетенный тканевый элемент и упирается по меньшей мере в него.

В вариантах реализации структуры выполнены элементы, содержащие главные поверхности, причем по меньшей мере первая из множества заготовок содержит смежные элементы, расположенные в пары таким образом, что противоположные лицевые смежные главные поверхности расположены на определенном расстоянии и формируют полость между ними. Кроме того, выполнен элемент, который по меньшей мере частично входит в полость, перекрываясь и упираясь по меньшей мере в часть одной из ее противоположных лицевых смежных главных поверхностей. В некоторых вариантах реализации изобретения вторая заготовка из множества заготовок содержит смежные элементы, расположенные парами таким образом, что противоположные лицевые смежные главные поверхности расположены на определенном расстоянии и формируют полость между ними. Второй конец элемента по меньшей мере частично вводится в полость, сформированную во второй заготовке, перекрываясь и упираясь по меньшей мере в одну из ее противоположных лицевых смежных главных поверхностей.

[018] Варианты реализации способа формирования усиленной композитной структуры содержат изготовление первой усиленной заготовки, содержащей множество переплетенных традиционным способом тканевых элементов, соединенных по кромкам и радиально проходящих от общего места соединения, причем по меньшей мере одно усиливающее волокно от каждого из множества элементов сплетается через место соединения и по меньшей мере в один другой элемент из множества элементов; изготовление второй усиленной заготовки, подобно первой, содержащей по меньшей мере один элемент;

размещение по меньшей мере части элемента рядом по меньшей мере с частью первой тканой заготовки для формирования сборки заготовки;

переработка сборки заготовки для формирования композитной структуры.

В некоторых вариантах реализации способа по настоящему изобретению тканевые элементы первой тканой заготовки содержат главные поверхности. В других вариантах реализации вторая усиленная заготовка дополнительно содержит множество переплетенных традиционным способом тканевых элементов, содержащих главные поверхности, соединенные по кромкам и проходящих радиально от общего места соединения, в которой по меньшей мере одно усиливающее волокно от каждого из множества элементов сплетено через место соединения и по меньшей мере в один другой элемент из множества элементов. В вариантах реализации изобретения первая и вторая усиленные заготовки имеют продольные оси и они расположены в основном параллельно по их продольным осям. Первая и вторая заготовки собраны таким образом, что часть по меньшей мере одной из главных поверхностей первой тканой заготовки по меньшей мере частично перекрывает и упирается в часть по меньшей мере одной из главных поверхностей второй тканой заготовки.

[019] Некоторые варианты реализации способа включают расположение по меньшей мере некоторых тканевых элементов первой заготовки в пары смежных элементов таким образом, что противоположные лицевые смежные главные поверхности расположены на определенном расстоянии и формируют полость между ними; и размещение по меньшей мере части первого конца элемента второй заготовки в пределах одной из полостей, сформированных в первой усиленной заготовке, перекрываясь и упираясь по меньшей мере в часть одной из ее противоположных лицевых смежных главных поверхностей.

Другие варианты реализации включают расположение по меньшей мере некоторых из тканевых элементов в пары смежных элементов таким образом, что противоположные лицевые смежные главные поверхности расположены на определенном расстоянии и формируют полость между ними; размещение первого конца сплетенного элемента таким образом, что он по меньшей мере частично введен в полость, сформированную в первой усиленной заготовке; и размещение второго конца элемента таким образом, что он по меньшей мере частично введен в одну из полостей, сформированных во второй усиленной заготовке, перекрываясь и упираясь по меньшей мере в часть одной из ее противоположных лицевых смежных главных поверхностей.

[020] Следует отметить, что в настоящем описании и, в частности, в формуле изобретения термины, такие как «содержит», «содержащийся», «содержащий» и т.п., могут иметь значение, определенное в патентном законе США; например, они могут означать «включает в себя», «включенный в состав», «включающий в себя» и т.п.

Эти и другие варианты реализации изобретения раскрыты или очевидны и охвачены приведенным ниже подробным описанием.

Краткое описание чертежей

[021] Приведенное ниже подробное описание, представленное в качестве примера и не предназначенное для ограничения настоящего изобретения раскрытыми подробностями, выполнено совместно с сопроводительными чертежами, на которых одинаковые ссылочные номера обозначают одинаковые или подобные элементы и части, и на которых:

На фиг.1 представлен вид в перспективе структуры типа решетки;

На фиг.2 изображен вид в перспективе усиленной панели или наружной обшивки;

На фиг.3a-3c изображены осевые проекции элементов, которые могут быть использованы в структуре типа решетки по фиг.1 или в усиленной панели по фиг.2;

На фиг.4 изображена осевая проекция тканой усиленной заготовки согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.5 изображена осевая проекция тканой усиленной заготовки согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.6 изображена осевая проекция тканой усиленной заготовки согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.7 изображена осевая проекция тканой усиленной заготовки согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.8 изображен вид в перспективе тканой усиленной заготовки согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.9 изображен вид в плане структуры усиленной тканой заготовки согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.10 изображен вид в плане структуры из усиленной тканой заготовки согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.11 изображен вид в плане структуры из усиленных тканых заготовок согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.12 изображен вид в перспективе структуры типа решетки, изготовленной согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.13 изображен вид в перспективе элементов пресс-формы, удерживающих и задающих форму усиленной тканой заготовке до формирования композитной структуры;

На фиг.14 изображен вид в перспективе композитной структуры, созданной элементами пресс-формы и заготовкой по фиг.13;

На фиг.15 изображена усиленная структура согласно варианту реализации настоящего изобретения;

На фиг.16 изображена осевая проекция усиленной тканой заготовки согласно варианту реализации настоящего изобретения; и

На фиг.17 изображен вид в плане структуры усиленной тканой заготовки, содержащей тканую усиленную заготовку по фиг.16.

Подробное описание

[022] В приведенном ниже описании представлены варианты реализации настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых изображены варианты реализации тканых усиливающих заготовок и композитных структур, созданных из таких заготовок. Тем не менее, следует понимать, что применение настоящего изобретения охватывает другие усиливающие заготовки и не ограничено представленными заготовками. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено изображенными вариантами реализации и их деталями, которые представлены только для иллюстрации, а не для ограничения.

Композитные структуры часто содержат детали, для которых необходимо присоединение элементов вдоль их кромок. На фиг.1 изображена открытая композитная структура 1 типа решетки, содержащая тканые первые элементы 10, пересекающиеся со вторыми ткаными элементами 12 и присоединенные к ним. На линии пересечения 14 один из элементов, например 12, прерывается по своей длине при перекрещивании с элементом, в данном примере с элементом 10. Линия пересечения 14 часто именуется местом соединения. Между смежными парами первых элементов 10 и смежными вторыми элементами 12 сформирована ячейка 11. Согласно фиг.1 ячейка 11 является по существу прямоугольной, но она может иметь и другую форму в зависимости от предполагаемого использования или других требований.

[023] На фиг.2 изображена композитная структура 2, содержащая наружную поверхность или панель 16, усиленную или укрепленную элементами 10, 12, размещенными смежно по меньшей мере с одной поверхностью панели 16 и выполненными с возможностью пересечения в месте 14 соединения. Согласно фиг.1 и 2 композитные структуры, как правило, изготовляются, например из множества тканых первых элементов 10, обладающих достаточной длиной для перекрывания протяженности необходимой структуры, в данном примере длиной W.

Множество вторых тканых элементов 12 изготовлено в геометрические формы для точного вхождения между смежными первыми элементами 10. Согласно фиг.3a-3c, вторые элементы 12 могут быть изготовлены в L-, С- или Z-образные формы в целом с линейными горизонтальными и вертикальными сегментами 18а и 18b, соответственно. В основном горизонтальные сегменты 18а, как правило, прикреплены к части первого элемента, или элементов 10. Места 14 соединения сформированы в линии пересечения элементов 10, 12. Элементы 10, 12 преобразуются в композитные места соединения с использованием известных процессов.

[024] Поскольку элементы 10, 12 представляют собой структурно отдельные элементы, то ни одно из волокон, общих для обоих элементов, не охватывает место соединения 14. В конструктивном отношении, место соединения 14 зачастую становится слабым местом в структуре. Нагрузки, прикладываемые к композитной структуре 1, 2 или к элементу 10, 12, могут быть переданы по элементу к месту соединениям. Несущая способность места соединения, как правило, зависит от использованного способа соединения, и обычно ограничена системой склеивания, использованной в способе соединения. Нагрузки, превышающие несущую способность места соединения, могут вызвать повреждение структуры 1, 2 в данном месте соединения, зачастую приводя в результате к катастрофическому разрушению.

Зачастую между пересекающимися элементами 10, 12 необходимо предусматривать место соединения, выполненное с возможностью переноса больших нагрузок, чем обеспечивается известными методами создания места соединения. Настоящим изобретением предложен место соединения, которое содержит по меньшей мере одно волокно, проходящее через данное место соединения. Волокно или волокна, проходящие через место соединения, повышают несущую способность места соединения посредством добавления несущей прочности соединения между элементами.

[025] Согласно вариантам реализации настоящего изобретения, тканая усиленная заготовка 20 содержит множество тканевых выступов 22-26, сплетенных вместе в виде обычных листов, соединенных по кромкам и пересекающихся в усиленном месте соединения 29, как изображено на фиг.4. Как изображено на чертежах, выступы 22-26 сплетены вместе по линии пересечения, формируя место соединения 29 как часть ткани, и могут быть сплетены с использованием известных способов. Посредством использования известных способов плетения заготовка 20 может быть сплетена по существу любой длины, представленной на фиг.4 перпендикулярной.

При плетении усиленной тканой заготовки 20 по меньшей мере одно усиливающее волокно сплетено между каждым из выступов таким образом, чтобы каждый выступ совместно использовал сплетенное усиливающее волокно по меньшей мере с одним другим выступом.

Например, выступ 22 может иметь по меньшей мере одно общее волокно, сплетенное с выступом 24. Выступ 24 может иметь по меньшей мере одно общее волокно с выступом 26, который может иметь по меньшей мере одно общее волокно с выступом 22.

[026] Как изображено на чертежах, выступы 22-26 содержат главные поверхности 22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b, которые не параллельны и по существу равномерно сужаются по длине, сужаясь от места соединения 24 наружу. В альтернативных вариантах реализации изобретения поверхности выступов могут быть по существу параллельными, формируя выступы постоянной толщины по их длине, или они могут быть сужены только на одной стороне. Равномерное расположение на расстоянии выступов 22-26 вокруг места соединения 29 представлено лишь для простоты иллюстрации. При необходимости, выступы могут быть размещены в любое угловое положение вокруг места соединения 29.

Альтернативные варианты реализации изобретения могут иметь более трех выступов, расположенных на расстоянии радиально вокруг места соединения. На фиг.5 изображен неограничивающий типовой вариант реализации альтернативной заготовки, в котором усиленная тканая заготовка 30 содержит четыре выступа 32-38, соединенные по кромкам и расположенные на расстоянии радиально вокруг места соединения 39. Выступы 32-38 могут содержать главные поверхности 32a, 32b, 34a, 34b, 36a, 36b, 38a и 38b. Согласно фиг.5, выступы могут быть сужены с одной или обеих сторон или могут иметь постоянную толщину по их длине согласно приведенному выше описанию.

[027] Варианты реализации настоящей усиленной тканой заготовки могут содержать выступы, подобные выступам, представленным в приведенном выше описании, расположенные парами, размещенными радиально вокруг места соединения. Отдельные выступы в паре могут отличаться друг от друга, например, они могут иметь различные размеры, такие как толщина Т, длина в направлении места соединения или ширина W радиально от места соединения 49, как изображено на фиг.6.

В качестве неограничивающего примера заготовки с парами выступов, на фиг.6 изображена заготовка 40, содержащая шесть выступов 42, 43, 44, 45, 46, 47, расположенных в виде трех пар выступов, соединенных по кромкам и радиально расположенных вокруг места соединения 49. Каждая пара выступов содержит 2 смежных выступа, расположенных по существу параллельно друг другу и на расстоянии d с образованием полости. При переплетении между парами (42, 43), (44, 45), (46, 47) выступов усиливающее волокно может вплетаться между смежными выступам