在形成横向接合部和横向接合部连接体的情况下连接两个机身部段的方法技术

本发明专利技术涉及一种方法，用于连接两个利用纤维增强的塑料材料构成的机身部段（１，２，２１，２２）、特别是飞机机舱的被卷绕的机身部段（１，２，２１，２２），机身部段在形成横向接合部（５，３０）的情况下具有多个在内部彼此平行均匀间隔分布地布置在蒙皮（３，４，２５，２６）上的纵梁（１０，１１，３５，３６）。特别为了可以接合被卷绕的ＣＦＫ机身部段，其中在连续的、工业的制造过程中能够实现简单的公差补偿，根据本发明专利技术的方法包括的步骤是：将第一和第二机身部段（１，２，２１，２２）彼此对齐；这样地加热和调整至少一个利用纤维增强的热塑性的塑料材料构成的横向连接板（９，２３），即可以在第一和第二机身部段（１，２，２１，２２）的有偏差的横截面几何结构之间实现公差补偿或者加热利用纤维增强的热塑性的塑料材料构成的第二机身部段（２，２２）的至少一个端部区域（２７）；和将两个机身部段（１，２，２１，２２）接合在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种方法，用于连接两个利用纤维增强的塑料材料构成的机身部段、 特别是飞机机舱的被卷绕的机身部段，机身部段在形成横向接合部的情况下具有多个在内 部彼此平行均勻间隔分布地布置在蒙皮上的纵梁。此外本专利技术涉及在两个机身部段之间的一个横向接合部连接体的两个设计方案。
技术介绍
在现代的飞机制造中，碳纤维增强的连接部件(CFK-部件)越来越多地代替了传 统的铝合金材料。因此例如机身部段、包括在内部布置的纵梁一体化地在CFK的卷绕工艺 中进行制造。在此，适合的增强纤维结构优选地在主负荷方向上嵌入塑料矩阵中。例如可 以利用热固塑性的塑料或可在机械上高负载的热塑性的塑料构成塑料矩阵。作为热固塑性 的塑料优选地使用环氧树脂系统，而在热塑性的塑料的领域中例如使用聚醚醚酮(PEEK)。 为了形成增强纤维结构通常使用碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺 纤维、凯夫拉尔 纤维、陶 瓷纤维或天然纤维。在此存在的较大的问题是将多个CFK-机身部段接合成一个机舱，这是因为在加 固CFK-机身部段时由于其较高的固有刚度而不再可能进行公差补偿，并且此外特别是在 横截面几何结构方面的公差在卷绕工艺中取决于原理总是比在传统的铝制造工艺的情况 下显著地大大下降。在另一方面，来自于在压热器中进行硬化时的收缩过程、在拆卸或卷绕 过程时不同的增强纤维密度、温度波动和压力波动、纤维半成品的质量不稳定性以及另外 的干扰作用产生了这些不可避免的升高的制造公差。然而由静力的原因出发也绝不可能在 机械应力下实现将机身部段接合在一起。一种用于进行公差补偿的可能性在于外加物(所谓的“垫片”)，其以液态的、可硬 化的形式和/或以固体的形式插入在机身部段之间的接缝缝隙中。然而该外加物对连接上 的机身部段的机械负荷能力产生了不利的影响并且还明显地提高了装配投入，这是因为例 如液态的、可硬化的“垫片”需要很长的硬化时间，在此期间接合的机身部段必须保持在位 置中。此外由于安全原因而不允许在一些高负荷的连接部位中使用外加物。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，实现一种用于连接特别是被卷绕的(Μ-机身部段的方 法，该方法可以在连续的、工业的生产过程中实现简单的公差补偿。该目的通过权利要求1所述的以下方法步骤来实现a)将第一和第二机身部段彼此对齐；b)这样地加热或调整至少一个利用纤维增强的热塑性的塑料材料构成的横向连 接板，即可以在第一和第二机身部段的有偏差的横截面几何结构之间实现公差补偿或者加 热利用纤维增强的热塑性的塑料材料构成的第二机身部段的至少一个端部区域；和4c)将两个机身部段接合在一起。根据第一个可替换方法提出，优选地利用热固塑性的CFK-材料构成两个需要接 合的机身部段。进行接合时的公差补偿在此情况下通过加热来实现，并且通过在公差偏差 的情况下进行的、为了最终建立连接所使用的横向连接板和/或纵梁连接部的调整或变形 来实现，这些横向连接板和/或纵梁连接部为此目的而利用可在热影响下变形的纤维增强 的、热塑性的塑料材料构成。这样地实现变形，即横向连接板以尽可能最大的表面区域接触 机身部段的蒙皮的内侧面和纵梁连接部上的纵梁。横向连接板和/或纵梁连接部的变形通 常通过至少两个直线形的(在端部方面)部段在相对方向上彼此平行推移而实现，其中位 于每两个部段之间的同样直线形的中间部段出现轻微的倾斜。在第二个可替换方法的情况下，两个需要连接的机身部段优选地至少在端部方面 利用被卷绕的热塑性的CH(材料构成。为了实施该方法，需要接合的机身部段彼此对齐，其 中通过加热需要附加的机身部段的端部部段实现公差补偿。在需要接合的机身部段的横截 面几何结构之间的在一定条件下存在的偏差通过至少逐段地压紧和/或伸展需要附加的 机身部段的加热的端部区域从而实现补偿，在此之后，以常规的方式在使用附加的连接组 件的情况下实现两个机身部段的连接。当环氧树脂系统用于构造在热固塑性的CH(部件情况下的树脂基体时，对 于CH(部件、特别是机身部段、横向连接板和纵梁连接部而言，例如PEEK(聚醚醚酮 (Polyetheretherketon))证明为是适合的热塑性的塑料材料。根据第一个方法变体的有利的改进方案提出，这些机身部段借助于至少一个横向 连接板进行连接。通过在内侧布置和固定在两个机身部段之间的横向接合部区域中的横向 连接板，这能够实现保留迄今使用的常规的连接技术。首先对可能的公差偏差、特别是高度 偏移，在需要接合的机身部段之间在横向接合部的区域中利用适合的测量系统进行检测， 这例如可以利用计算机控制的激光测量系统来实现。随后利用纤维增强的热塑性的塑料材 料构成的横向连接板可以在可电加热的模具中加热到这个程度，直至能够实现无问题的、 无延误的塑化变形。根据需要借助于模具在由激光测量系统检测的公差偏差或横向接合 部的实际的几何数据的基础上实现横向连接板的变形或调整，用于在机身部段之间补偿公 差。在至少一个横向连接板的调整或变形实现之后，由模具中取出冷却的横向连接板，并且 在内侧在两侧和机身部段的端部区域在建立横向接合部的情况下以常规的方式固定连接。 如果需要使用多个横向连接板，则为了简化方法过程而将横向连接板直接依次地加热和变 形或调整，并且随后装配用于连接机身部段。使用计算机控制的激光测量系统能够实现将 本方法整合到全自动的生产线中。将至少一个横向连接板加热直到为了构成矩阵而使用的 热塑性的塑料材料的软化温度，以用于实现调整或变形。在优选地使用热塑性的高效塑料 材料时，聚醚醚酮(PEEK)处于330° ！的熔融温度中。根据本方法的另一个设计方案，至少一个横向连接板和机身部段的各个端部区域 通过铆合、以螺栓拧紧、粘合、焊接或其中任意的组合进行连接。通过该设计方案可以无问题地将根据本专利技术的方法在保留已知的接合技术的情 况下整合到现有的生产线中。另一个有利的设计方案提出，加热和调整至少一个纵梁连接部以用于实现公差补为此目的首先检测在需要接合的机身部段中的各个相对的纵梁之间的已有的公 差偏差，这例如又可以借助于无接触的激光测量系统实现。随后将至少一个纵梁连接部插 入合适的、可电加热的模具中并加热。在模具中，然后对于这种情况，即确定公差偏差、特别 是在需要连接的纵梁之间的高度偏移和/或侧面偏移，基于由测量系统测定的实际几何结 构数据并参考预定的额定值实现用于在机身部段之间最佳的横向接合部的调整或变形，其 中通常力求达到缝隙尺寸的周向方面的最小化和均勻化。在此所需要的是，将至少一个纵 梁连接部至少加热到在单独情况下使用的热塑性的塑料材料的软化温度，对于塑料材料来 说优选地是PEEK。第二个方法变体的改进方案提出，至少一个横向连接板和第一机身部段的端部区 域通过铆合、以螺栓拧紧、粘合、焊接或其中任意的组合进行连接，第二机身部段的端部区 域利用特别是可电加热的、布置在端部区域中的加热件、特别是加热垫进行加热，并且将第 二机身部段的被这样加热的端部区域推移到第一机身部段的端部区域上。由于该操作方法而可以实现简单的公差补偿而不需要在横向接合部区域中的需 要接合的机身部段之间的另外的中间步骤。加热垫在周向方向上完全包围需要附加的机身 部段的端部区域，从而可以将需要附加的第二机身部段的全部端部区域同时加热。在此必 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，用于连接两个利用纤维增强的塑料材料构成的机身部段（１，２，２１，２２）、特别是飞机机舱的被卷绕的所述机身部段（１，２，２１，２２），所述机身部段在形成横向接合部（５，３０）的情况下具有多个在内部彼此平行均匀间隔分布地布置在蒙皮（３，４，２５，２６）上的纵梁（１０，１１，３５，３６），包括步骤：　　ａ）将第一和第二机身部段（１，２，２１，２２）彼此对齐；　　ｂ）这样地加热和调整至少一个利用纤维增强的热塑性的塑料材料构成的横向连接板（９，２３），即可以在所述第一和第二机身部段（１，２，２１，２２）的有偏差的横截面几何形状之间实现公差补偿或者加热利用纤维增强的热塑性的塑料材料构成的第二机身部段（２，２２）的至少一个端部区域（２７）；和　　ｃ）将两个所述机身部段（１，２，２１，２２）接合在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿克塞尔绍尔曼，
申请(专利权)人：空中客车运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]