【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用于接合纤维增强塑料(frp)部件、特别是飞行器部件的方法，并且涉及一种用于生产飞行器零件(例如控制表面元件)的方法。此外，本专利技术涉及一种稳定装置，特别是在接合过程期间，该稳定装置可插入到frp部件的凹部中，以便保持其形状和/或使其成形。此外，本专利技术还涉及一种具有这种稳定装置的工具。
技术介绍
1、由纤维增强塑料材料(frp材料)制成的部件经常用于航空工业，因为它们具有高稳定性和低重量。在飞行器零件(诸如例如控制表面元件)的生产中，由frp材料制成的多个部件(下文中也称为frp部件)常常通过接合而彼此连接，例如，通过焊接。然而，在frp部件的焊接过程中，由于感应的热量和施加的压力，frp部件可能会发生不期望的变形。这可能会导致问题，特别是对于具有中空型材的增强结构，因为它们在焊接过程中在没有反压力的情况下会塌陷，从而会失去其形状，因而失去其增强效果。
2、从现有技术中已知，将由硅橡胶制成的可充气或可填充液体的囊插入到由frp材料制成的部件的空腔中，以便在焊接过程期间加固它们。这种方法从us5,710,414a中已知。缺点是柔性囊在所有方向上对周围部件施加均匀的压力。因此，该部件也可能以不期望的方式变形，因为囊还对焊接时未经历任何反压力的点施加压力。如果焊接过程产生的热量到达这些点，它们就会在压力下被囊软化并变形。此外，由于囊的灵活性，只能以有针对性的方式将囊放置在狭窄的空腔中，这是困难的。此外，它还会撕裂，并在热点处熔化和破裂。
3、用于在生产期间加工和稳定部件的装置和方法从us
技术实现思路
1、鉴于这些陈述，因此本专利技术的目的是至少部分地减轻现有技术的缺陷。本专利技术的目的优选地是提供一种在开头提到的类型的方法和稳定装置，利用该方法和稳定装置可以在接合期间、特别是在焊接过程期间实现frp部件的有针对性的且形状保持的稳定。稳定装置应当能够容易且精确地插入到空腔中。
2、该目的首先通过根据权利要求1所述的方法来实现。根据本专利技术，该方法包括以下步骤：
3、i)提供第一frp部件和第二frp部件，第一frp部件具有凹部；
4、ii)将稳定装置插入到第一frp部件的凹部中，其中稳定装置包括具有空腔的优选细长的基体、开口和挤压元件，该挤压元件至少部分地具有比基体更高的柔性；
5、iii)用流体填充空腔，使得挤压元件压靠第一frp部件的界定表面，该界定表面界定凹部；
6、iv)通过在连接点处接合而将第一frp部件连接到第二frp部件，其中通过挤压元件将指向外部的压力施加到连接点上，以稳定凹部的形状。
7、有利地，利用挤压元件，可以以有针对性的方式将压力施加在连接点上，该连接点例如是焊接点，并且因此在接合期间、特别是焊接期间保持凹部的形状以及因此保持第一frp部件的形状。从基体观察，挤压元件被向外压靠在第一frp部件的内侧的界定表面上，并因此压靠在连接点上，同时基体的形状基本上被保持。这是因为挤压元件被设计为比基体更柔性，即具有更低的刚度。因此，基体基本保持其形状，同时挤压元件将压力施加在第一frp部件的内侧的界定表面上，连接点位于第一frp部件的外侧。压力由此指向外部(从稳定装置的中心观察)。因此，稳定装置对第一frp部件施加压力。由于具有更高的柔性，挤压元件可以相对于基体偏转。挤压元件优选地是可弹性变形的。有利的是，这还补偿了部件故障情况下的公差。特别地，可以实现挤压元件的柔性，因为挤压元件至少部分地具有比基体的材料更柔性、即刚性更小的材料。还可以规定，挤压元件和基体由相同的材料或类似刚性的材料构成，但是挤压元件具有接缝或者具有比基体更薄的壁厚。由于相应薄的壁厚，即使对于固有坚硬且刚性的材料也可以实现挤压元件的足够的柔性。当挤压元件压靠第一frp部件上的界定表面时，基体的形状至多仅轻微改变。相反，在现有技术中，例如在us 5,710,414 a中，稳定装置的压力在所有方向上均匀地传递，使得中空型材可能以不期望的方式变形。第一frp部件和第二frp部件至少部分地、优选完全地由纤维增强塑料材料构成。在本公开中，由增强纤维和塑料基质构成的材料被称为纤维增强塑料材料(frp材料)。可以部分或完全构成frp部件的frp材料的示例是碳纤维增强塑料(cfrp)或玻璃纤维增强塑料(gfrp)。第一frp部件和第二frp部件可以是例如为飞行器生成的例如扰流板或下垂面板的控制表面元件的部件。根据本专利技术，稳定装置被插入到第一frp部件的凹部中。第一frp部件可包括具有一个或多个中空型材的增强结构，其中凹部由中空型材或中空型材之一形成。中空型材以及进而凹部可以被底切或不被底切。凹部可以是例如第一frp部件的孔、空腔或曲率。由于增强结构经常用于飞行器的部件中(参见例如wo 2016/023056 a1作为增强结构的示例)，因此如果基体具有细长形状以在接合过程中支撑这种结构的整个区域以及从而便于插入，则是有利的。根据本专利技术，基体具有能够填充有液体和/或气态流体的空腔。空腔优选地位于基体内部。流体可以是例如空气、水或油。此外，稳定装置具有开口，该开口优选地布置在基体上。在稳定装置的插入状态下，流体可通过开口将压力传递至界定表面并因此传递至连接点。在一个实施例中，开口将空腔连接到稳定装置的外部并且可以是自由的，即未被覆盖的。替代地，开口可以被例如优选柔性的壁结构或膜元件覆盖。唯一重要的是压力可以从流体通过开口传递到外部。通过用流体填充空腔，挤压元件压靠在第一frp部件的内侧的界定表面上并且因此压靠在连接点上，因为挤压元件具有比基体更高的柔性。如已经陈述的，基体的形状因此基本上被保持，而挤压元件至少部分地变形并且压靠在界定表面上。至少部分构成挤压元件的材料可以是例如膜材料或橡胶类材料。当挤压元件压靠界定表面并因此压靠连接点时，第一frp部件和第二frp部件可彼此焊接。有利地，由稳定装置在连接点上产生的压力防止凹部或第一frp部件在接合期间发生形状变化。第一frp部件和第二frp部件优选地通过焊接接合。例如，采用感应焊接工艺、超声波焊接工艺、电阻焊接工艺、传导焊接工艺或激光焊接工艺将第一frp部件焊接至第二frp部件。当采用焊接工艺进行接合时，连接点也可称为焊接点。稳定装置产生的压力充当焊接期间施加的压力的反压力，并反作用于同时软化的材料，该材料在温度的作用下软化。凹部的形状以及因此第一frp部件的形状通过反压力而稳定或固结。在一优选实施例中，挤压元件的压力基本上仅指向一个空间方向。如果在稳定装置的预期使用状态下压力基本上仅相对于惯性系统向上作用，则在大多数应用中是特别有利的。结果，第一frp部件的凹部被从下方支撑。因此，可以在不改变第一frp部件的形状的情况下从上方将第二frp部件焊接至第一frp部件。
8、因此，本方法适合于在连接两个frp部件的接合过程期间稳定frp部件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于接合纤维增强塑料(FRP)部件(3、4)、特别是飞行器FRP部件的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挤压元件(13)具有布置在所述空腔(11)内部并且填充有所述流体以产生所述压力(F)的袋(14)，其中所述袋(14)在填充状态下至少部分地穿过所述开口(12)并在所述连接点(8)上产生所述压力(F)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使用气体、特别是空气作为流体。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，对用于产生所述压力(F)的所述流体进行加压，并且所述压力在1.0巴与8.0巴之间，优选地在1.5巴与5.0巴之间，特别是在2.0巴与3.0巴之间。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述挤压元件(13)具有绝热元件(15)，特别是绝热板(16)，在所述接合期间，所述绝热元件(15)压靠在所述第一FRP部件(3)的界定表面(17)上。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述第一FRP部件(3)具有增强结构(5)，并且所述凹部(2)至少部
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，至少所述第一FRP部件(3)在所述接合期间被固定。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中，所述连接点(8)在接合之前、接合期间和/或接合之后由所述流体冷却或加热，优选地其中所述流体是循环的。
9.一种用于生产例如控制表面元件、特别是扰流板(21)的飞行器零件(20)的方法，包括以下步骤：
10.一种稳定装置(1)，其尤其能够在用于纤维增强塑料(FRP)部件(3)的形状保持和/或成形支撑的接合过程期间插入到所述部件(3)的凹部(2)中，包括：
11.根据权利要求10所述的稳定装置(1)，其中，所述挤压元件(13)具有布置在所述空腔(11)内部并且能够填充有所述流体以产生所述压力(F)的袋(14)，其中，所述袋(14)在填充状态下至少部分地突出穿过所述开口(12)，以便在所述部件(3)的界定所述凹部(2)的界定表面(17)上产生所述压力(F)。
12.根据权利要求10或11所述的稳定装置(1)，其中，所述挤压元件(13)具有绝热元件(15)，特别是绝热板(16)，所述绝热元件(15)设置在所述基体(10)的外侧，使得所述压力(F)通过所述绝热元件(15)传递至相邻部件(3)。
13.根据权利要求12所述的稳定装置(1)，其中，所述绝热元件(15)由陶瓷材料、聚合物材料、FRP材料、混凝土材料、水泥材料、纤维增强混凝土或所述材料的混合物构成。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的稳定装置(1)，其中，所述基体(10)由聚合物材料、FRP材料、金属或所述材料的混合物制成。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的稳定装置(1)，其中，所述基体(10)的横截面为大致U形或大致C形。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的稳定装置(1)，其中，所述基体(10)的横截面形状朝着所述开口(12)逐渐变窄。
17.一种用于接合纤维增强塑料(FRP)部件(3、4)的工具(24)，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于接合纤维增强塑料(frp)部件(3、4)、特别是飞行器frp部件的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挤压元件(13)具有布置在所述空腔(11)内部并且填充有所述流体以产生所述压力(f)的袋(14)，其中所述袋(14)在填充状态下至少部分地穿过所述开口(12)并在所述连接点(8)上产生所述压力(f)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使用气体、特别是空气作为流体。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，对用于产生所述压力(f)的所述流体进行加压，并且所述压力在1.0巴与8.0巴之间，优选地在1.5巴与5.0巴之间，特别是在2.0巴与3.0巴之间。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述挤压元件(13)具有绝热元件(15)，特别是绝热板(16)，在所述接合期间，所述绝热元件(15)压靠在所述第一frp部件(3)的界定表面(17)上。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述第一frp部件(3)具有增强结构(5)，并且所述凹部(2)至少部分地由所述增强结构(5)的一部分形成。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，至少所述第一frp部件(3)在所述接合期间被固定。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中，所述连接点(8)在接合之前、接合期间和/或接合之后由所述流体冷却或加热，优选地其中所述流体是循环的。
9.一种用于生产例如控制表面元件、特别是扰流板(21)的飞行器零件(20)的方法，包括以下步骤：...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·居罗贾克，C·埃茨，M·朗，
申请(专利权)人：FACC股份公司，
类型：发明
国别省市：
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