CN102046358B - 复合装置以及具有此类复合装置的机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合装置(1)、特别是用于航空和航天领域，具有Ω形纵梁(3)以及连接件(8)，Ω形纵梁具有梳型分段(6)，连接件在其一个端部(9)上与Ω形纵梁(3)的梳型分段(6)连接且在其另一个端部(24)上能够与标准耦合件(26)连接。本发明的启示在于，设计具有连接区的Ω形纵梁(3)，连接区一方面与Ω形纵梁(3)的梳型分段(6)连接且因此实现了相对较大的负荷的传递，另一方面与标准耦合件(26)连接，用于在将Ω形纵梁(3)连接到其它纵梁、比如T形或其它Ω形纵梁(3)时利用此类标准耦合件(23)的优点。

Description

复合装置以及具有此类复合装置的机构
技术领域
本发明涉及一种特别是在航空和航天领域中的复合装置以及特别是在飞机机身上的机构。
尽管可以应用到任何航空和航天飞机上，本发明以及基于本发明的问题都参照飞机机身详细阐述。
背景技术
众所周知，采用Ω形纵梁增强机身外皮。Ω形纵梁具有梳形分段和两个支脚分段，其分别连接在梳形分段的相面对的端部。梳形分段还通常在横截面上被设计为梯形或大致半圆形。由于这种构造，Ω形纵梁特别好地适用于加固机身外皮防止弯曲。
但由此提出了问题，以此类Ω形纵梁在其纵向上连接其它的纵梁或其它的纵向件、比如直梁，这比如在接合多个机身分段以形成飞机机身或从比如直梁元件引导负荷时是必要的。还作为问题被提出的是，将此类Ω形纵梁通过夹子(Clipse)或滑动齿
Figure GDA00003072005800011
与舱壁连接。针对上述两种问题领域的原因在于，梳形分段由于其上面描述的几何构造仅可以非常困难地与其它元件连接。
虽然比如Ω形纵梁与其它纵梁分别通过其支脚分段连接是公知的，但这种方式却具有缺点，即其它的纵梁或Ω形纵梁的支脚仅能够传递相对较小的负荷。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种改进了的Ω形纵梁特别是与其它纵梁、直梁元件、舱壁、夹子和/或滑动齿进行连接的可能性。
按照本发明，该目的通过具有如下特征的复合装置和/或通过具有如下特征的机构实现。
相应地提出一种复合装置，特别用于航空和航天领域，具有Ω形纵梁和连接件，其中，Ω形纵梁具有梳型分段，连接件在其一个端部与Ω形纵梁的梳型分段连接且在其另一个端部上能够与标准耦合件连接。
此外还提出于一种机构，特别是飞机机身，其具有按照本发明的复合装置、纵梁以及标准耦合件，标准耦合件将复合装置的连接件与纵梁相连接。根据本发明的另一个实施方式可以在此处取代纵梁采用另一个纵向元件。
本发明所基于的启示在于，设计具有连接区的Ω形纵梁，该连接区一方面与Ω形纵梁的梳型分段连接且因此实现了相对较大的负荷的传递以及另一方面可以与标准耦合件连接，用以在将Ω形纵梁与其它的纵梁、比如T形纵梁或其它Ω形纵梁进行连接时利用此类标准耦合件的优点。这些优点特别是此类标准耦合件的较高的可用性、此类标准耦合件与外皮分段之间简单的可连接性、此类标准耦合件穿过舱壁中的凹部的简单的可穿透性、此类标准耦合件通过夹子或滑动齿与舱壁之间的简单的可连接性、此类标准耦合件与其它纵梁(比如T形或L形纵梁)由于相对应的几何形状的简单的可连接性以及最后在Ω形纵梁和其它与此类标准耦合件在纵向上相连接的纵梁之间的简单的公差补偿。
本发明的有利的改进如下：
根据按照本发明的复合装置的优选改进，连接件在其一个端部具有I形的横断件，该横断件具有两个带分段和一个连接带分段的支撑体分段，其中，一个带分段与Ω形纵梁的梳型分段连接。由此获得了在连接件与Ω形纵梁之间的可承载性能非常好的连接。
根据按照本发明的复合装置的另一个优选的改进，Ω形纵梁的梳型分段由顶段和两个连接在顶段的相对立的端部的倾斜分段组合而成。梳型分段在横截面中优选被设计为梯形(一端开放的梯形)，当然不排除梳型分段在横截面上还比如可以具有大致矩形的形状。此外，带分段优选与顶段在其整个宽度上连接。优选在带分段上设置成形的斜面，其与梳型分段的倾斜分段至少部分重叠地连接。由此获得了在Ω形纵梁与连接件之间的面积非常大的连接区域，这特别是在将连接件与Ω形纵梁进行粘接时在最大可传递的负荷上产生积极的作用。
倾斜分段可以比如以30-70°的角度相对于顶段延伸。
根据按照本发明的复合装置的另一个优选的改进，复合装置还具有平面的
Figure GDA00003072005800021
分段。Ω形纵梁优选由两个支脚分段形成，其连接在梳型分段的相面对的端部且基本上相互反向定向。此外，优选将Ω形纵梁的支脚分段以及连接件的其它分段与平面的分段连接。平面的分段优选为航空和航天飞机的外皮、特别是机身外皮。平面的分段还可以是比如飞机中的中间盖板的组成部分。
根据按照本发明的复合装置的另一个优选的改进，连接件在其另一个端部具有带支脚分段(其与平面的元件连接)的至少L形的横断件和支撑体分段，其中，至少L形的横断件通过剪切I形的(也被称作双T形)横断件形成。在此，“至少L形”表示连接件的横断件具有至少一个L形的组成部分。连接件的横断件优选被设计为L、C、Z或T形，其横断件根据在此的定义分别具有L形的组成部分。此类至少L形的横断件可以特别好地借助于支撑体分段与夹子或滑动齿和/或借助于其支脚分段与外皮分段或外皮加倍装置连接。但尤其是至少L形的横断件容易地与具有L、C、Z或T形横截面的标准耦合件连接。
根据按照本发明的复合装置的另一个优选的改进，连接件具有安装分段，用于安装滑动齿或夹子、特别是舱壁支撑角件。
根据按照本发明的机构的优选的改进，标准耦合件具有L、C、Z或T形横断件。标准耦合件优选被设计为具有大致恒定的横截面的纵梁。此类连接件可广泛使用且具有针对与其它元件、比如外皮分段连接的有利的几何形状，此外还相对坚固。
根据按照本发明的机构的另一个优选改进，纵梁借助于另一个连接件与标准耦合件连接。此外，纵梁以及该另一个连接件形成了另一个按照本发明的复合装置。根据这种改进形成了一种机构，其具有下列顺序：Ω形纵梁-连接件-标准耦合件-连接件-Ω形纵梁。
根据按照本发明的机构的另一个优选改进，设置一个舱壁，其具有凹部，标准耦合件穿过该凹部引导。因此，不必将凹部在其横截面方面与穿过的元件相匹配。
根据按照本发明的机构的另一个优选改进，舱壁借助于支撑角件与连接件的安装分段或另一个连接件的安装分段相连接。将支撑角件连接到连接件的安装分段上由于安装分段较好的可进入性以较小的耗费实现。
Ω形纵梁和/或连接件优选借助于加倍装置与平面的分段连接。
Ω形纵梁、连接件、标准耦合件、舱壁、平面的分段、加倍装置和/或支撑角件优选具有纤维复合材料、特别是CFK。
附图说明
现在参照附图根据实施例详细说明本发明。其中：
图1为按照本发明的实施例的复合装置的立体图；
图2为沿图1中的A-A的截面图；
图3为沿图1中的B-B的截面图；
图4为沿图1中的C-C的截面图；
图5为沿图1中的D-D的截面图；
图6为沿图1中的E-E的截面图；以及
图7为根据本发明的实施例的机构，其具有图6中的结构和标准耦合件。
只要没有给出相反的解释，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
图1示出了根据本发明的优选实施例的复合装置1的立体视图。
复合装置1根据当前的实施例具有由纤维复合材料制成的机身外皮2，在机身外皮上放置、特别是铆接或粘接同样由纤维复合材料制成的Ω形纵梁3。机身外皮2形成了比如未详细示出的机身桶的分段。Ω形纵梁3按照本发明沿机身外皮2的纵向3c延1伸。
Ω形纵梁3由支脚分段4、5以及梳形分段(Kammabschnitt)6组合而成，梳形分段被设计为梯形且将支脚分段4、5相互连接起来。Ω形纵梁3在其中间区域3a中借助于其支脚分段4、5直接与机身外皮2连接(参见图2)，而Ω形纵梁3在其端部区域3b中借助于其支脚分段4、5通过同样由纤维复合材料制成的加倍装置(Doppler)2a(参见图3)与机身外皮2连接。加倍装置2a的任务在于，进一步增强复合装置1。在中间区域3a与端部区域3b之间的过渡区域中，Ω形纵梁3优选具有未示出的分级，用以容纳加倍装置2a。
在Ω形纵梁3的梳形分段的开口7中推入了连接件8。连接件8如图4所示至少在区域9中具有I形横断件10，其中，连接件在该区域9中插入Ω形纵梁3，横断件由通过支撑体13连接的上带11和下带12组合而成。优选在上带11上成形斜面14和15，其比如在与上带11成大致60°的角度下延伸。上带11与Ω形纵梁3的梳形分段6的顶段16连接，斜面14、15分别与梳形分段6的倾斜分段17和18部分重叠地连接。下带12可以为了节省重量如图1所示在区域9中配有箭头形件(Pfeilung)19，即下带11向其端部的方向上在两侧被倾斜地切下。
复合装置1在区域9后面(即远离Ω形纵梁3的端部)具有区域20。在区域20内展示了如图5所示的复合装置1的横断件。连接件8的横断件在区域20中被“精简”到I形横断件，即出于节省重量的原因舍去了斜面14、15，这是因为斜面的主要目的在于较好地在连接件8与Ω形纵梁3的梳形分段6之间进行粘接。
接着区域20的是区域21，在区域21中，上带11(参见图1)在其边缘11a上借助于斜面22被切去直至支撑体13，下带12在其与边缘11a相对的边缘12a上借助于斜面23被切去直至支撑体13。
因此得出，连接件8在设置在区域21后面的区域24中具有如图6所示的Z形横断件25。从图6中可以看出，连接件8的下带12和支撑体13形成了连接件8的整个横断件25的L形组成部分。连接件8在区域24中优选具有安装分段35，借助于该安装分段可以简单地、比如利用铆接或粘接将连接件8以用于连接的支撑角件与未示出的舱壁相连接。
连接件8优选由单件形成且通过裁切相应的、形成上带11和下带12的纤维层制成。
加倍装置2a连续地将连接件的下带12与机身外皮2连接起来且此外如此被裁切，即其大致遵循图1的俯视图中的下带12的延伸轨迹。
如图7所示，连接件8的Z形横断件25可以非常简单地借助于比如粘接或铆钉27、28与标准耦合件26连接，由此产生了机构28a。
按照当前的实施例，标准耦合件26具有C形的横截面。标准耦合件26和连接件8还具有对应的表面29、30以及31、32，其有利于稳定的连接。此外，根据当前的实施例，耦合件26的支撑体33与连接件8的支撑体13连接以及耦合件26的支脚34与连接件的下带12连接。
这样，耦合件26可以与另一个、未示出的复合装置简单地连接且由于其可弯曲性在复合装置1与另一个复合装置没有对准的情况下负责围绕Z轴(参见图7)公差补偿，其中，另一个复合装置具有纵梁、特别是Ω形纵梁10以及必要时的连接件8。因此，可以比如简单地将两个分别具有复合装置1的机身桶(未示出)相互连接。
尽管本发明借助于优选的实施例进行描述，但其不限于此，而是可以以多种方式进行修改。
本发明特别是不限于飞机机身结构上的应用。其可以应用在任何其它的进行承载和不进行承载的结构上。
本发明提出一种复合装置，特别是应用于航空和航天领域，具有Ω形纵梁和连接件，Ω形纵梁具有梳型分段，连接件在其一个端部与Ω形纵梁的梳型分段连接且可在其另一个端部与标准耦合件连接。本发明所基于的启示在于，设计具有连接区的Ω形纵梁，该连接区一方面与Ω形纵梁的梳型分段连接且因此实现了相对较大的负荷的传递以及另一方面可以与标准耦合件连接，用以在将Ω形纵梁与其它的纵梁、比如T形纵梁或其它Ω形纵梁、或承载元件进行连接时利用此类标准耦合件的优点。
附图标记
1    复合装置
2    机身外皮
2a   加倍装置
3    Ω形纵梁
3a   中间区域
3b   端部区域
3c   纵向
4    支脚分段
5    支脚分段
6    梳型分段
7    开口
8    连接件
9    区域
10   I形横断件
11   上带
11a  边缘
12   下带
12a  边缘
13   支撑体
14   斜面
15   斜面
16   顶段
17   倾斜分段
18   倾斜分段
19   箭头形件
20   区域
21   区域
22   斜面
23   斜面
24   区域
25   Z形横断件
26   标准耦合件
27   铆钉
28   铆钉
28a  机构
29   对应的表面
30   对应的表面
31   对应的表面
32   对应的表面
33   支撑体
34   支脚
35   安装分段

Claims (16)

1.一种复合装置(1)，具有：
Ω形纵梁(3)，其具有梳型分段(6)；以及
连接件(8)，所述连接件(8)在其具有I形横断件(10)的一个端部(9)上插入所述Ω形纵梁(3)，其中，所述I形横断件(10)具有两个带分段(11、12)和一个连接所述带分段的支撑体分段(13)，且一个带分段(11)与所述Ω形纵梁(3)的梳型分段(6)连接，以及所述连接件(8)在其另一个端部(24)上能够与标准耦合件(26)连接。
2.如权利要求1所述的复合装置，其特征在于，所述Ω形纵梁(3)的梳型分段(6)由顶段(16)和两个连接在所述顶段(16)的相对立的端部上的倾斜分段(17、18)组合而成；一个带分段(11)与所述顶段(16)在其整个宽度上连接且在所述带分段(11)上成形的斜面(14、15)与所述倾斜分段(17、18)至少部分重叠地连接。
3.如权利要求1或2所述的复合装置，其特征在于，所述复合装置(1)还具有平面的分段(2)；所述Ω形纵梁(3)配有两个支脚分段(4、5)，所述两个支脚分段连接在所述梳型分段(6)的相面对的端部且基本上相互反向定向；其中，将所述Ω形纵梁(3)的支脚分段(4、5)以及所述连接件(8)的另一个分段(12)与平面的分段(2)连接。
4.如权利要求3所述的复合装置，其特征在于，将所述Ω形纵梁(3)的支脚分段(4、5)以及所述连接件(8)的另一个分段(12)借助于加倍装置(2a)与平面的分段(2)连接。
5.如权利要求3所述的复合装置，其特征在于，所述连接件(8)在其另一个端部(24)上具有带支脚分段(12)的至少L形的横断件(25)以及支撑体分段(13)，其中，所述支脚分段(12)与所述平面的分段(2)连接，所述至少L形的横断件(25)通过裁切I形的横断件(10)形成。
6.如权利要求1或2所述的复合装置，其特征在于，所述连接件(8)具有安装分段(35)，用于安装滑动齿或夹子。
7.如权利要求6所述的复合装置，其特征在于，所述夹子是舱壁支撑角件。
8.如权利要求1或2所述的复合装置，其特征在于，所述复合装置(1)用于航空和航天领域。
9.如权利要求3所述的复合装置，其特征在于，所述复合装置(1)用于航空和航天领域。
10.如权利要求5所述的复合装置，其特征在于，所述复合装置(1)用于航空和航天领域。
11.如权利要求6所述的复合装置，其特征在于，所述复合装置(1)用于航空和航天领域。
12.一种机构(28a)，具有：
如前述权利要求中任一项所述的复合装置(1)；
纵梁；以及
标准耦合件(26)，其将所述复合装置(1)的连接件(8)与纵梁相连接。
13.如权利要求12所述的机构，其特征在于，所述标准耦合件(26)具有L、C、Z或T形的横断件。
14.如权利要求12或13所述的机构，其特征在于，所述纵梁借助于另一个连接件与所述标准耦合件(26)连接，所述纵梁以及所述另一个连接件形成了另一个如权利要求1-11中任一项所述的复合装置。
15.如权利要求12或13所述的机构，其特征在于，所述机构(28a)是飞机机身。
16.如权利要求14所述的机构，其特征在于，所述机构(28a)是飞机机身。
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