用于至少部分地再加工或替换纤维复合结构的加固件的方法和对应的绑定设备技术

本发明专利技术涉及一种用于至少部分地再加工或替换纤维复合结构（８）的加固件（１０）的方法。在第一方法步骤中将至少一个纤维层（１１）设置到加固件（１０）的表面分段上和／或将加固件（１０）的由相同的材料和相同的层结构构成的至少一个替换分段设置到纤维复合结构（８）的表面加固分段上。然后在第二方法步骤中将至少一个与加固件（１０）的轮廓相匹配的压力垫（４）设置在至少一个纤维层（１１）和／或加固件（１０）的至少一个替换分段上方，其中，至少一个压力垫（４）通过与加固件（１０）的轮廓相匹配的固定框架（３）支撑在理论位置中并且固定。随后在第三方法步骤中将至少一个压力垫（４）以压力介质加载，用以朝加固件（１０）和固定框架（３）挤压。最后在第四方法步骤中完成至少一个纤维层（１１）和／或加固件（１０）的至少一个替换分段的硬化。此外，本发明专利技术还提出一种用于实施该方法的相应的绑定设备（１）。

【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至少部分地再加工或替换纤维复合结构的加固件的方法。本专利技术也涉及一种对应的绑定设备。
技术介绍
尽管可应用在任意的纤维复合结构上，本专利技术以及其要解决的问题参照飞机结构的碳纤维增强的塑料构件(CFK)详细描述。为了节省重量起见，飞机构件越来越多地由纤维复合材料、特别是由碳纤维增强的塑料(CFK)制成。这里其具有由多个纤维织物层构成的结构，这些纤维织物层借助于硬化的树脂基体、特别是环氧树脂相连。为了制造此类构件以常见的方法利用树脂基体(特别是环氧树脂)浸渍的纤维织物以多层的形式插入层压设备中。随后比如在升高的温度和提高的压力的作用下硬化树脂基体。根据通常的方法为了硬化将构件封入由压力密封的薄膜制成的袋子中，袋子的内部借助于真空泵抽真空。此类封入的构件之后被置入高压容器中，在高压容器中具有提高的压力。如果在此类的纤维复合构件上进行再加工，比如实施故障的维修、损坏的修复和/ 或构件的改动，在常见的加工方法中比如预浸渍的纤维层(预浸体)以粘接膜固定在需处理的构件的表面上并且利用比如真空袋的压力密封的薄膜覆盖。封入薄膜下方的区域被抽真空。由于所需的硬化压力常常为大于lbar，真空袋技术无法单独地运用。为此将构件置入高压容器中，在高压容器中具有用于硬化纤维层的升高的压力。为此大多需要用于容纳和支撑需处理的构件的合适的粘接设备。可替换的是，也可以使用用于机械地施加压力的张紧装置。DE102007026099A1描述了用于加工纤维复合结构的一种设备和方法，其中，公开了具有超压导入的压力密封的亚光罩。在再加工纤维复合构件时常常也需要不仅再加工平坦的面，而是比如也需要再加工加固异型件、比如纵梁(即拆除有故障的层压板并且通过由相同材料和相同的层结构构成的新的层压板来代替)。其缺点在于，在高压容器中以及在原本的粘接设备中的额外的容量导致了更多的费用和时间损失。机械的张紧装置常常会只产生不均勻的压力分布，这导致了孔隙和厚度波动。因此必须重复有故障的再加工。在使用压力密封的亚光罩时会存在不足够的稳定性的风险。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提出一种用于至少部分地再加工或替换纤维复合结构的加固件的改良的方法，其实现了为了再加工和/或作为替换在不使用高压容器的情况下以较高的材料质量和精确度将纤维层绑定到纤维复合结构上。根据本专利技术，该目的通过具有独立权利要求1的特征的方法，以及通过具有独立权利要求9的特征的绑定设备实现。据此，提出了一种用于至少部分地再加工或替换纤维复合结构的加固件的方法。 首先将至少一个纤维层设置在加固件的表面分段上和/或将加固件的由相同材料和相同层结构构成的至少一个替换分段设置到纤维复合结构的表面加固分段上。然后将至少一个与加固件的轮廓相匹配的压力垫设置在至少一个纤维层上和/或加固件的至少一个替换分段上，其中，至少一个压力垫通过与加固件的轮廓匹配的固定框架支撑和固定在理论位置中。随后将该至少一个压力垫以压力介质加载，用于将其朝加固件以及固定框架挤压。最后完成至少一个纤维层和/或加固件的至少一个替换分段的硬化。此外提出一种绑定设备，用于将至少一个设置在加固件的至少一个表面分段上的纤维层绑定在加固件上和/或用于将加固件的由相同材料和相同层结构构成的至少一个替换分段绑定到纤维复合结构的表面加固分段上。绑定设备具有至少一个与加固件的轮廓匹配的压力垫，其设置在加固件上方。此外，设置与加固件的轮廓匹配的固定框架用于支撑和固定压力垫。此外绑定设备具有用于支承纤维复合结构的对接支座。加固件比如是具有不同的异形形状的纵梁、比如T形纵梁、Ω形纵梁、A形纵梁以及也可以是加强肋等等。纤维复合结构可以比如是飞机的外皮构件。通过采用固定框架，以介质、比如压力空气被置于压力下的压力垫以狭窄的公差范围辅助和实施再加工层或替换分段的硬化。同时还实现了均勻的压力分布，其导致了无孔隙的硬化以及具有均勻的厚度分布的绑定。这样不仅可以再加工平面的、即二维的区域和分段也可以再加工三维的分段和元件。这样可以覆盖再加工的不同情况，比如再加工加固异型件上的有故障的分段，其中，设置至少一个设置在加固件上的纤维层。也可以是，加固件的至少一个新的替换分段替换已经完全或部分拆除的有缺陷的分段。同样可以替换需完全拆除的整个有缺陷的加固件。此外有利的是，如原本构件那样使用至少一个纤维层和/或至少一个新的替换分段的相同的材料和相同的层结构。至少一个纤维层和/或加固件的至少一个替换分段可以在其/它们的设置之前预成形并且之后不硬化地、部分硬化地或硬化地以粘接剂涂敷。此时特别的优点在于，无需包围整个纤维复合结构的容器比如高压容器。设置在纤维复合结构的底面上的对接支座与纤维复合结构的轮廓匹配并且在将绑定设备容纳在合适的压力框架中时获得了如下优点，即具有需再加工的分段或构件的整个构件、即纤维复合结构实际上是无负载的，其中，压力框架主要容纳和支撑固定框架和对接支座。由此在较高的硬化温度的情况下避免了变形。此外另一个优点在于，针对再加工可以如同针对原本构件一样采用相同的材料。也可以是，再加工区域借助于真空膜覆盖，由此可以通过将真空膜密封在纤维复合结构上确定限定的低压区域，其中，在至少一个以压力介质加载压力垫的方法步骤中实施低压区域的抽真空。由此可以以特别均勻的压力分布实现真空膜技术中的压力升高。至少一个纤维层和/或替换分段的硬化通过加热完成，比如通过集成在压力垫中和/或压力垫上的加热元件。至少一个纤维层和/或至少一个替换分段的硬化通过根据至少一个纤维层和/或至少一个替换分段的树脂基体系统的硬化温度进行加热来实施。比如纤维层可以根据所采用的树脂基体被加热到125°C至180°C的温度上。对接支座也可以配备有至少一个对接支座加热元件。同样可以设置至少一个替换加热原件。这样实现了较好的热分布。另一种有利的热分布由此实现，即传递热的压力面(其与至少一个布置在加固件上的纤维层和/或加固件的至少一个新的替换分段接触和/或与纤维复合结构接触)配备有用于均勻的热分布的金属箔。该金属箔也可以设计成柔韧的。至少一个压力垫设置成具有至少一个用于能够以压力加载的压力介质的压力室。 压力介质可以比如是空气、气体或也可以是液体。至少一个压力垫可以在抗弯的区域中具有至少一个加强件。压力垫有利地与需再加工的分段或构件的轮廓相匹配，其中，至少一个加强件也可以具有与轮廓匹配的形状。对于至少一个加热元件也可以设计轮廓匹配。该至少一个加热元件也可以作为单个元件设置在压力垫和需加工的分段之间，其中，其是轮廓匹配的并且也可以具有作为压力件的功能。也可以是，至少一个加热元件设计成柔韧的，用以实现更好的平面覆盖和更好的热传递。有利的是，至少一个加热元件是可更换的，即使其集成在压力垫和/或对应支座中，其中，在其失效的情况下不会同时出现压力垫或对应支座的损失。此外压力垫可以具有对接分段，其比如设置在两个抗弯的分段之间，且实现了根据再加工的条件能够将压力垫轻易地取下，其中，其可以围绕铰接分段摆动。至少一个固定框架可以具有用于固定压力垫的水平区域的第一固定单元以及用于固定加固件的第二固定单元，其中，第二固定单元配有至少一个用于侧部固定加固件的侧部固定元件。这种侧部的固定可以比如通过侧部的具有楔形面的压力部件实现，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于至少部分地再加工或用于至少部分地替换纤维复合结构（８）的加固件（１０）的方法，具有以下方法步骤：将至少一个纤维层（１１）设置到加固件（１０）的表面分段上和／或将加固件（１０）的由相同的材料和相同的层结构构成的至少一个替换分段设置在纤维复合结构（８）的表面加固分段上；将至少一个与加固件（１０）的轮廓匹配的压力垫（４）设置在所述至少一个纤维层（１１）和／或所述加固件（１０）的至少一个替换分段上方，其中，所述至少一个压力垫（４）通过与加固件（１０）的轮廓匹配的固定框架（３）支撑在理论位置中并且固定；通过对接支座（５）将纤维复合结构（８）支撑在与固定框架（３）相面对的区域中；以压力介质加载所述至少一个压力垫（４），用以将压力垫朝加固件（１０）和固定框架（３）挤压；以及硬化所述至少一个纤维层（１１）和／或所述加固件（１０）的至少一个替换分段。

【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：汉斯·马夸特，
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