CN101827749A - 具有至少一个空心异型件段的异型件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是在飞机或航天飞机中使用的异型件(28)，其中，该异型件具有至少一个空心异型件段(18)以及T形和/或L形异型件段(30)。

Description

具有至少一个空心异型件段的异型件
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个空心异型件段的异型件，该异型件比如在飞机制造或航天领域中可以用作比如纵梁或舱壁(Spant)。
背景技术
现代的运输飞机的机身原则上具有由外侧的外壳和结构构件组成的机身结构。结构构件、比如纵梁或舱壁特别为机身的较高的稳定性与外壳连接并且形成横向和纵向加固的支承结构，该支承结构支撑外壳。这些单元也被称作是机壳，且被接合成机身部分或管段并且在进一步的总装配中形成压力机身。
从现有技术中普遍公知，将所谓的Ω形异型件作为纵梁使用。该Ω形异型件的优点在于，其具有更好的结构上的完整性。
然而该Ω形异型件的严重缺点在于，其它的元件、比如夹片和楔子等等，只可以通过盲铆钉固定在Ω形异型件上。这表示，铆钉只能从外侧进入和检测，而无法从内部进入和检测。这特别在安全关系极其重大的区域中产生了这样的问题，即如何连接机身部分或后面的压力隔板。在此，因为铆钉连接的受限的检测可能性，故通常不希望通过盲铆钉连接。
发明内容
尽管可以使用任意类型的机身以及其它的构件，本发明以及其要解决的难题仍然是对运输飞机的机身作详细说明。
因此本发明的目的在于，提供一种具有至少一个空心异型件段的异型件，使得可以在至少一个段上固定至少一个构件，同时可以弃用盲铆钉固定。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的具有至少一个空心异型件段的异型件实现。
相应地，提供一种特别是在飞机或航天飞机中使用的异型件，其中，该异型件具有至少一个空心异型件段和至少一个T形和/或L形的异型件段。
本发明的构思在于，一方面利用由空心异型件、特别是Ω形异型件提供的优点，另一方面避免该异型件的缺点。
这通过将根据本发明的异型件的至少一个段设计成空心异型件、比如Ω形异型件并且将异型件的至少一个部分为了固定其它元件设计成T形和/或L形异型件来实现。该T形或L形异型件的优点在于，其可以从两侧进入并且由此可以实现比如利用铆钉和/或其它的固定装置固定其他构件、如夹片、楔子、纵梁、舱壁等等，所述铆钉和/或其它的固定装置可以从两侧进入且可从两侧检测，从而没有出现比如盲铆钉的前述的缺点。
因此本发明可以使用具有至少一个空心异型件段的异型件，特别是在安全意义极其重大的区域中使用，在该区域中在此之前无法使用或仅在很大程度上受限地使用已知的空心异型件。
本发明的其它设计方案和改进方案从从属权利要求以及参照附图的描述中给出。
根据本发明的一种改进方案，异型件具有在至少一个空心异型件段和T形和/或L形异型件段之间的过渡段。其优点在于，可以实现持续的载荷转移。
在根据本发明的另一种设计方案中，该异型件具有至少两个或多个空心异型件段，其中，空心异型件段可以具有相同的横截面形状和/或相互不同的横截面形状。其优点在于，空心异型件段的横截面形状可以与设置有根据本发明的异型件的特定的区域中的各个功能相匹配和/或与指定的载荷相匹配。
在根据本发明的另一种实施方式中，该异型件具有至少两个或多个T形和/或L形异型件段，其中，T形或L形异型件可以在其尺寸和/或形状上相同或相互不同地设计。其优点在于，T形或L形异型件比如可以分别匹配于应与T形或L形异型件连接的部分。此外，T形或L形异型件无须形成垂直的壁，而是可以具有比如倾斜的壁和/或分级的壁。此外，T形异型件的基体比如可以向壁的两侧以相同的长度延伸或分别具有朝向壁的不同的尺寸。此外，T形或L形异型件的向上竖立的壁可以在一侧或两侧具有某种类型的顶盖(Dach)。
在根据本发明的另一种实施方式中，T形或L形异型件段比如铆钉、螺栓和/或螺钉与另一个构件、比如夹片、楔子或另一个T形或L形异型件段连接。此外，可以使用标准铆钉或者高强度的铆钉。另一个优点在于，可以使用所有通用的固定可能性，这是因为T形或L形异型件可以轻易地从两侧进入。
在根据本发明的另一种实施方式中，异型件被设计成纵梁和/或舱壁。其优点在于，比如在不同的机身部分段中使用的纵梁可以非常容易地相互比如通过所谓的纵梁连接装置相互连接。由此取消了机身部分段在其常见的空心异型件用作纵梁使用下的至今为止非常复杂的连接。
根据本发明的另一种实施方式，异型件具有至少一个或多个连接材料。此外，属于这种连接材料的是比如玻璃纤维增强铝材料、高速钢-玻璃纤维增强铝材料、碳纤维、玻纤增强塑料和/或芳族聚酸胺纤维增强塑料。然而本发明不限于这些连接材料而是包括适合在飞机和航天领域中使用的所有类型的连接材料。
在根据本发明的另一种实施方式中，根据本发明的异型件具有金属或金属合金、比如铝合金、钢合金和/或钛合金。此外，异型件也可以包括由至少一种或多种前述的连接材料和至少一种或多种金属或金属合金的组合。
根据本发明的另一种实施方式，根据本发明的异型件至少部分地或完全地在加热模压方法中制成。该方法的优点在于，通过这种方式可以容易地以及成本低廉地制造异型件，特别是还可以制造具有复杂的造型的异型件。
附图说明
下面借助于实施例参照任意一个附图详细说明本发明。其中：
图1是两个机身段的连接的立体视图，其中，使用根据现有技术的Ω形异型件作为纵梁；
图2是根据图1的视图的放大剖面图；
图3是根据本发明的具有空心异型件段的异型件的立体视图；
图4是根据图3的本发明的异型件的侧视图；以及
图5a-c是T形或L形异型件的结构的实施例的横截面视图。
除非另有说明，在附图中相同的附图标记表示相同或功能相同的部件。
具体实施方式
在图1中展示了两个机身部分10、12的连接的立体剖面视图。运输飞机机身通常由横向和纵向加固的支承结构组成，比如由纵梁或舱壁组成的支撑外壳的组合。这些单元也被称作机壳，且被接合成机身部分如管段并且在进一步的装配中形成压力机身。
这里外壳件14通过纵梁16在纵向上加强。此外，纵梁16被设计成Ω形空心异型件18。然而如前所述其导致了如下问题，即机身部分10、12的各个纵梁16无法比如借助于铆钉直接相互连接，因此由此会产生所谓的盲铆钉。这里盲铆钉仅能从纵梁16的外侧进入而不能从内侧。因此纵梁16通到(auslaufen)机身部分10、12的端部20。
因此为了固定两个机身部分10、12使用至少部分或完全在外部(边缘)的带22，其与两个机身部分10、12比如进行铆接。此外，在纵梁16之间还设置比如借助于铆钉26固定的带段24。
然而其缺点在于，会导致巨大的额外的制造耗费和安装耗费。此外，在该区域中的纵梁16的结构无法用于横向加强，这是因为机身部分10、12的纵梁16基于由此产生的盲铆钉连接无法通过所谓的纵梁连接装置实现连接。由此无法实现连续的载荷转移。
在图2中还示出了根据图1的两个机身部分10、12的连接的放大剖面图。其中一方面示出了纵梁16以及另一方面示出了带段24，该带段嵌入纵梁16之间用以将两个机身部分10、12相互连接起来。
在图3中展示了根据本发明的异型件28的第一种实施方式的立体视图。在这种实施方式下异型件28包括具有空心异型件18的段。该空心异型件段18被设计成Ω形异型件。原则上该空心异型件18根据功能和使用目的也可以具有任意一种其它的横截面。本发明不限于Ω形横截面，而是可以根据功能或使用目的任意改变空心异型件18的横截面。
根据本发明的异型件28在空心异型件段18之后紧接着与T形异型件段30接合到一起。这里T形异型件段30的优点在于，可以将其它的元件比如夹片、楔子和其它的结构构件比如纵梁16和舱壁等等固定在T形异型件段上。此外，根据本发明的异型件28可以被设计成比如纵梁16和/或舱壁(未示出)。
根据本发明的另一个显著的优点在于，与如在图1和2中所示的现有技术不同，可以非常容易地将相对立的机身部分10、12的纵梁16相互连接。此外，根据本发明的纵梁16具有比如至少一个空心异型件段18，比如Ω形异型件以及在至少一个或两个端部上具有T形异型件段30。
各个机身部分10、12的相对立的纵梁16的T形异型件段30可以比如非常容易地通过所谓的纵梁连接装置(未示出)相互连接，比如借助于铆钉连接。此外，与现有技术不同的是，不产生盲铆钉连接而是产生铆钉连接，该铆钉连接可从两侧进入和检测。其优点还在于，可以弃用机身部分10、12的如迄今为止在常见的空心异型件纵梁16中的耗费的和昂贵的连接。
此外，可以在根据本发明的异型件28中使用高强度的铆钉。因此，通过根据本发明的异型件28可以实现难度降低的构造方式。此外可以实现更好的载荷转移，这是因为比如不同的机身部分10、12或比如压力隔板可通过上述的纵梁连接装置相互连接。
此外，各个空心异型件段18和T形异型件段30之间的过渡段可以连续地设计，如在图1中所示。原则上也可以考虑，按照功能或使用目的，过渡部分直接从空心异型件18延伸到T形异型件30上(未示出)，无需空心异型件18缓慢地过渡到T形异型件30的过渡段32，如图1所示。
此外，根据本发明的异型件28也可以由T形异型件段30和空心异型件段18交替地设计。此外可以选择地在T形异型件段30和空心异型件段18之间设置过渡段32，如下面还将参照图3进行描述。
此外，空心异型件段18可以分别具有相同的横截面形状，比如在图1和3中所示的Ω形异型件，或者根据功能和使用目的具有不同的空心异型件18。通过这种方式可以非常容易地比如将舱壁通过夹片或楔子固定在根据本发明的纵梁异型件16的T形异型件段上，如在图2和3中举例示出。
在图4中展示了根据本发明的异型件28的第一种实施方式的侧视图。这里，根据本发明的异型件28的第一段形成以Ω形异型件的形式的空心异型件18。紧接着的段形成从空心异型件段18到T形异型件段30的过渡段32。在比如由连接材料如玻纤增强塑料的制造中，可以之后将过渡段32和T形异型件段30的用虚线示出的突出的段铣磨掉，用以比如均衡根据本发明的异型件28的高度。然而这不是必须的且取决于根据本发明的异型件28的功能和使用目的。
此外，根据本发明的异型件28可以由连接材料、比如碳纤维、玻纤增强塑料、玻璃纤维增强铝材料和/或芳族聚酸胺纤维增强塑料制成，这里仅列举了用于连接材料的大量例子中的几个例子。此外也可以考虑，根据本发明的异型件28由金属或金属合金制成或由至少一种连接材料和至少一种金属或金属合金的组合制成。此外，当比如加工接连材料时可以使用所谓的加热模压方法或RTM(树脂传递模塑)方法。此外，在使用金属板时可以将其比如相应地弯曲或变形，其中，在连接材料上可以选择地设置额外的层。此外，可以结合比如金属或金属合金和连接材料使其可以基本上防止腐蚀地形成。
本发明在图3和4中参照T形异型件30进行描述。然而该实施方式也适用于L形异型件42。此外也可以将T形和L形异型件相互组合起来。此外，根据本发明可以这样考虑，其中，空心异型件段16比如过渡到T形异型件30或L形异型件42中，其中，可以分别可选地将过渡段32设置在空心异型件16和T形或L形异型件30、42之间。
在图5a-c中展示了可以如何设计T形或L形异型件30、42的不同的实施例。然而本发明不限于所示实施例。对于本领域技术人员显而易见的是，存在大量的T形异型件30或L形异型件42的相应设计的可能性。
在图5中展示了根据本发明的T形或L形异型件段30、42的横截面。这里，T形异型件段30分别用虚线示出，这是因为T形异型件段30具有基体38，其向壁34的两侧延伸，而L形异型件段42的基体38仅在壁34的一侧上延伸。原则上也可以完全将T形和L形异型件的基体38删去，从而仅还保留壁34。
此外，在图5a中的T形或L形异型件段30中，壁34比如基本上垂直于基体38地设计。
此外，在图5b中壁34朝基体38倾斜地设计。这里，T形或L形异型件段30、42的壁34可以选择地额外地在一侧或两侧上设置某种类型的顶盖36，如在图5b中用虚线示出。
在如图5c中所示的T形或L形异型件30、42的另一种实施例中，壁34可以分级地设计。可代替的是，如用虚线示出的壁34也可以设计成具有至少一个凹陷部分40或凹槽。
尽管本发明借助于上面的优选的实施例进行描述，其也不限于此，且能够以各种不同的方式进行改变。
附图标记
10 机身部分
12 机身部分
14 外壳件
16 纵梁
18 空心异型件
20 机身部分的端部
22 带
24 带段
26 铆钉
28 异型件
30 T形异型件
32 过渡段
34 壁
36 顶盖
38 基体
40 凹陷部分
42 L形异型件

Claims (12)

1.一种特别是在飞机或航天飞机中使用的异型件(28)，其特征在于，所述异型件(28)具有至少一个空心异型件段(18)以及至少一个T形和/或L形异型件段(30)。
2.按照权利要求1所述的异型件，其特征在于，所述异型件(28)具有在至少一个空心异型件段(18)和T形或L形异型件段(30)之间的过渡段(32)。
3.按照权利要求1或2所述的异型件，其特征在于，所述异型件(28)具有至少两个空心异型件段(18)，其中，所述空心异型件段(18)具有相同的横截面形状或相互不同的横截面形状。
4.按照权利要求1至3中至少一项所述的异型件，其特征在于，所述异型件(28)具有至少两个或多个T形和/或L形异型件段(30)，其中，所述T形或L形异型件(30)能够在其尺寸上和/或形状上相同地设计或相互不同地设计。
5.按照权利要求1至4中至少一项所述的异型件，其特征在于，所述异型件(28)具有至少两个或多个过渡段(32)，其中，所述过渡段(32)分别相同地或相互不同地设计。
6.按照权利要求1至5中至少一项所述的异型件，其特征在于，所述T形或L形异型件段(30)能够通过铆钉、螺栓和/或螺钉与另一个构件、比如夹片、楔子或比如纵梁(16)或舱壁的另一个T形或L形异型件段(30)连接。
7.按照权利要求1至6中至少一项所述的异型件，其特征在于，所述异型件(28)被设计成纵梁(16)和/或舱壁。
8.按照权利要求1至7中至少一项所述的异型件，其特征在于，所述异型件(28)具有至少一种或多种连接材料，其中，所述连接材料具有比如玻璃纤维增强铝材料、高速钢-玻璃纤维增强铝材料、碳纤维、玻纤增强塑料和/或芳族聚酸胺纤维增强塑料。
9.按照权利要求1至8中至少一项所述的异型件，其特征在于，所述异型件(28)具有金属或金属合金、比如铝合金或钛合金。
10.按照权利要求1至9中至少一项所述的异型件，其特征在于，所述异型件(28)在加热模压方法中制成。
11.按照权利要求1至10中至少一项所述的异型件，其特征在于，所述T形和/或L形异型件段(30)的高度被设计成比如高于、等于或低于空心异型件段(18)的高度。
12.一种运输飞机，具有至少一个按照权利要求1至11中任一项所述的异型件(28)。
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