用于耦合加强型材元件的方法和结构部件技术

本发明专利技术提供一种耦合方法，用来耦合用于航天器或航空器的外壳的第一加强型材元件（１０４）和第二加强型材元件（１０６）。在第一步中，按照加强型材元件以各自的前侧彼此相对并且在加强型材内部围成腔室（１０８）的这样的方式将加强型材元件设置在外壳上。此外，在加强型材元件的耦合区（２０４、２０５）内，形成穿过至少一个加强型材元件的壁进入腔室的固定孔（１１４、１１５）。沿耦合区形成穿过壁进入腔室的入孔（１１０）。借助于被引导穿过固定孔（２０２）的固定元件，将把加强型材元件耦合到一起的耦合带（１１２、１１３）固定到耦合区。在另一方面提供一种用于航天器或航空器的结构部件。

【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耦合方法，用于耦合加强型材元件，尤其是用于加强航天 器或航空器的外壳。本专利技术还涉及一种具有耦合的加强型材元件的结构部件。具有Q型材的衔条来进行更加详细的说明，但是也适用于具有腔室或底切的任 何加强型材元件。
技术介绍
航天器的机身壳通常由外壳以所谓的轻型化设计来生产，通过作为加强元 件的街条和翼肋的二维结构在内部加强该外壳，其中桁条在航天器的纵向方向 上延伸，而翼肋在4黄切于4元天器的纵向方向的方向上延伸。在此之前，已证实 适于将航天器的机身划分成若干近似为圆柱形的部分或截锥形的部分，在后续 的搡作步骤中将这些部分预先组装并接合在一起，以形成航天器的机身。所谓 的横向接合连接形成在各部分之间的缝合点处，以耦合相邻部分的外壳板与延 伸超出部分边界的衔条，于是航天器机身的稳定性在部分边界以外得到保证。为了连接外壳板，例如这些外壳板被允许在部分边界处彼此邻接，并通过 所谓的横向肩托、与外壳厚度相当的曲板而连接，其中曲板被设置在紧贴外壳 板的外壳的内部，使得曲板延伸超过部分边界，并例如通过铆接的方式与这些 外壳板连接。类似地，以传统方式i殳计为具有Z型材或T型材的成形部件的桁条通过被 适当改造的横向肩托来耦合。例如，具有两个腿、L形型材的^f黄向肩托被设置成 在邻接桁条上延伸超出部分边界，使得型材的两个腿中的一个腿紧贴要被耦合 的衔条的型材脚，而另 一个腿紧贴垂直延伸的Z型材或T型材的型材腹板(web )。 然后例如用传统的铆钉或螺栓连接件将两个腿连接到桁条。这里，通过穿过横向肩托、型材脚和外壳的铆钉来紧固搁置在街条的型材脚上的腿，而利用仅穿过横向肩托和桁条的型材腹板的铆钉来固定搁置在桁条的竖直型材腹板上的腿。铝和铝合金已经作为用于外壳、桁条和翼肋的传统材料被使用了数十年。但是，它们正日益被复合纤维材料所替代，尤其是被碳纤维增强塑料(CFRP)所替代，以使得节省相当大的重量。然而在这种情况中，在许多情形下不得不修改设计方法和结构，以便符合与传统的铝材料相当不同的复合纤维材料的特性。例如，对于由CFRP生产的航天器的机身，使用具有所谓Q型材的桁条而不是具有Z型材或T型材的桁条已被证明是合适的，即，使用具有搁置在外壳上的两个型材脚以及布置在两个型材脚之间的凸出部的型材，所述凸出部与外壳位于型材脚之间的部分围成腔室。由于从桁条外部不容易进入腔室，所以问题产生了，当耦合这样的桁条时，在Q型材的一个翼部与设置为紧贴该翼部的横向肩托之间的铆接接合处在桁条的一侧凸出到不可进入的腔室中，在腔室中不能对该铆接接合处进行用于质量控制的检查。另一个问题在于以下事实当在桁条的翼部钻固定孔时，落入腔室内的碎屑便不能再从腔室中移除。即使要从可接近的街条的外部来钻这些孔以便修理损坏的铆接接合处，损坏的铆接接合处的一些部分也会不可避免地落入不能进入的腔室中，在飞行期间它们会在腔室中四处翻滚，造成噪声和损坏。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于加强型材元件的改进的耦合方法，加强型材元件当被组装时包括不可进入的腔室，所述耦合方法不在腔室中装填废料并允许执行可靠的质量控制。根据本专利技术，通过具有权利要求1的特征的耦合方法以及通过具有权利要求7的特征的结构部件来实现该目的。本专利技术的思想是要提供第 一加强型材元件，第 一加强型材元件在被设置到6要被加强的外壳上时包括用于在耦合区中耦合到第二加强型材元件的腔室，耦合区具有入孔，致使在耦合区能够进入腔室，由此例如能够执行机械操作或质量控制措施。在耦合区内沿入孔形成至少一个固定孔。将加强型材元件彼此耦合的耦合带借助于固定元件来固定，该固定元件被引导穿过固定孔到达第一加强型材元件的耦合区。本专利技术允许通过简单的方式来检查固定孔的质量，不仅从加强型材元件的外部检查，而且穿过入孔从面向腔室的内部来4全查。在装配固定元件例如铆4丁或螺栓后，从腔室一侧也可以容易地-险查凸出到腔室中的部分。因此，本专利技术使得在耦合加强型材元件时以低的成本保持恒定的高质量标准。根据本专利技术的进入腔室的入孔也使得能够以低的成本在腔室中执行机械操作。例如，可以从腔室的一侧提供螺钉螺母和/或工具到固定孔，这样提供了设计固定元件的多种不同的可能性。例如，可以通过螺栓形式设计固定元件，因此可以快速且容易地卸下固定元件以用于修理工作。如果在修理工作期间例如在替换固定元件时，固定元件的一部分落入腔室中，则通过入孔可以容易地将该部分从腔室中移除。在从属权利要求中描述本专利技术的有利的实施例和改进。根据优选实施例，固定孔的形成、入孔的形成以及耦合带的固定均发生在第 一加强型材元件和第二加强型材元件上。这因此提供了关于第 一加强型材元件和第二加强型材元件所^是及的优点。根据优选实施例，通过加工形成固定孔。此外，提供了通过入孔从腔室移除碎屑的步骤。这样做的优点是减轻航天器的飞行重量。根据优选实施例，提供了在耦合区加固加强型材元件的壁的步骤。这使得加强型材元件的机械弱化在耦合区得以补偿，由此耦合的两个加强元件在它们之间通过缝合点具有恒定的机械强度。这里，优选地将加强型材元件设计为复合纤维部件，通过在加强型材元件上层压至少一个附加纤维层来加强壁。除了与保持纤维层的固定连接之外，这还使得附加纤维层的纤维方向能够适于入孔的形状和位置，以提高稳定性。根据本专利技术的耦合方法有益地适用于连接航天器机身的各部分，因为该方法使得这些部分能够以简单的方式彼此连接，并且;f艮好地适于使维护达到高质量标准。根据基于本专利技术的结构部件的优选实施例，第 一 固定孔和第二固定孔分别形成在第一加强型材元件和第二加强型材元件的耦合区。入孔形成在第一加强型材元件和第二加强型材元件各自的耦合区。借助于被引导穿过第一固定孔的固定元件将耦合带固定到第一加强型材元件，并且借助于被引导穿过第二固定孔的固定元件将耦合带固定到第二加强型材元件。因此，用在两个加强型材元件上的固定元件可以被容易地进行修理和容易地进行用于质量控制的检查。根据优选实施例，将入孔设计为在加强型材元件的纵向方向上延伸的缝。这样，例如可以从多个空间方向检查固定元件的凸出到腔室中的端部。可以沿开缝的入孔提供一行固定元件，也可以从腔室的 一侧接近全部固定元件。缝优选地通向加强型材元件的前侧，这进一步提高了设置在加强型材元件的前侧附近的固定元件的易接近性。根据优选实施例，借助于被引导穿过壁上的固定孔的固定元件，将第一耦合带和第二耦合带固定在入孔的两侧。双耦合带允许非常稳定的耦合。根据优选实施例，将入孔设计成使得用通过该入孔插入的一只人手可以进入耦合区中的大体整个腔室。这例如使得维护工程师能够从腔室移除碎屑、螺母、铆钉残留物等，而不需要特殊工具或抓取器件。根据优选实施例，将入孔设计成使得可以从腔室外部通过该入孔检查固定孔在腔室中的开口。例如，这使得维护工程师能够从腔室检查固定孔和固定元件以便于质量控制，而不使用特殊镜子、相机或类似器件。根据优选实施例，加强型材元件具有Q型材，Q型材在给定所需稳定性的条件下，尤其对于复合纤维材料的加强型材元件，提供重量轻的结构部件。根据优选实施例，耦合带具有两腿型材，通过Q型材的脚部将第一腿固定到外壳上，而借助于固定元件将第二腿固定到Q型材的翼部。这是有利的，因为耦合带的L型材加固了 Q型材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于耦合航天器或航空器外壳（１０２）的第一加强型材元件（１０４）和第二加强型材元件（１０６）的耦合方法，具有以下步骤：　将加强型材元件（１０４、１０６）设置在外壳（１０２）上，使得加强型材元件（１０４、１０６）以各自的前侧（２００ ）彼此相对，并且在加强型材元件（１０４、１０６）的内部围成腔室（１０８）；　在加强型材元件（１０４）的耦合区（２０４）内，形成穿过至少一个加强型材元件（１０４）的壁进入腔室（１０８）的固定孔（２０２）；　沿耦合区（２０４）形成穿 过壁（２０６）进入腔室（１０８）的入孔（１１０）；以及　借助于被引导穿过固定孔（２０２）的固定元件（１１４），将把加强型材元件（１０４、１０６）耦合到一起的耦合带（１１２）固定到耦合区（２０４）。

【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：托尔斯滕雷敏，托尔斯滕施罗尔，豪克克斯汀，黑尼克真斯茨，史蒂芬塔克，
申请(专利权)人：空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]