DE102006045635A1 - Verfahren zum Anbinden von vor- bzw. ausgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges - Google Patents
Verfahren zum Anbinden von vor- bzw. ausgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006045635A1 DE102006045635A1 DE102006045635A DE102006045635A DE102006045635A1 DE 102006045635 A1 DE102006045635 A1 DE 102006045635A1 DE 102006045635 A DE102006045635 A DE 102006045635A DE 102006045635 A DE102006045635 A DE 102006045635A DE 102006045635 A1 DE102006045635 A1 DE 102006045635A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- stringers
- vacuum
- stringer
- structural component
- vacuum film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000011888 foil Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract 5
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
- B64C1/064—Stringers; Longerons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/001—Joining in special atmospheres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
- B29C66/112—Single lapped joints
- B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
- B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
- B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
- B29C66/434—Joining substantially flat articles for forming corner connections, fork connections or cross connections
- B29C66/4344—Joining substantially flat articles for forming fork connections, e.g. for making Y-shaped pieces
- B29C66/43441—Joining substantially flat articles for forming fork connections, e.g. for making Y-shaped pieces with two right angles, e.g. for making T-shaped pieces, H-shaped pieces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
- B29C66/721—Fibre-reinforced materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
- B29C66/824—Actuating mechanisms
- B29C66/8242—Pneumatic or hydraulic drives
- B29C66/82423—Pneumatic or hydraulic drives using vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
- B29C66/826—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps without using a separate pressure application tool, e.g. the own weight of the parts to be joined
- B29C66/8266—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps without using a separate pressure application tool, e.g. the own weight of the parts to be joined using fluid pressure directly acting on the parts to be joined
- B29C66/82661—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps without using a separate pressure application tool, e.g. the own weight of the parts to be joined using fluid pressure directly acting on the parts to be joined by means of vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
- B29C70/443—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
- B64C1/12—Construction or attachment of skin panels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/18—Spars; Ribs; Stringers
- B64C3/182—Stringers, longerons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/26—Construction, shape, or attachment of separate skins, e.g. panels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3076—Aircrafts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbinden von vorgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges. Eine für das Anbinden benötigte Vakuumanordnung wird zweiteilig erstellt. In einem ersten Schritt wird vorab jeder vorgehärtete Stringer 1 mit einer Abdeckvakuumfolie 8 bedeckt. Die so präparierten Stringer 1 werden auf dem Strukturbauteil 10 angeordnet. Nachfolgend werden jeweils Vakuumfolienstreifen 13 auf benachbarten Stringern 1 und über einem Zwiscgeordnet. Unter Verwendung eines Vakuumversiegelungsmittels 12 bilden die Vakuumfolienstreifen 13 und die Abdeckvakuumfolien 8 eine durchgehende Vakuumanordnung. Die Stringer 1 werden anschließend unter Verwendung dieser Vakuumanordnung druckbeaufschlagt an das Strukturbauteil 10 angebunden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbinden von vor- bzw. ausgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges.
- Nachfolgend wird eine der Erfindung zugrunde liegende Problematik anhand der Herstellung eines Seitenleitwerks für ein Flugzeug erläutert. Dies ist jedoch nicht einschränkend für das erfindungsgemäße Verfahren anzusehen, welches allgemein zum Anbinden von Stringern an Strukturbauteile verwendet werden kann.
- Die Oberfläche eines Seitenleitwerks eines Flugzeuges wird im Wesentlichen durch Plattenelemente gebildet. Innerhalb des Seitenleitwerks sind tragende Stringer angeordnet, welche dem Seitenleitwerk die notwendige Steifigkeit verleihen und welche die einzelnen Plattenelemente miteinander verbinden. Diese Stringer werden typischerweise durch sogenannte doppel-T-förmige Stringer gebildet.
- Für die Herstellung eines Seitenleitwerks, das vorzugsweise vollständig aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt ist, insbesondere die äußeren Plattenelemente und die inneren doppel-T-förmigen Stringer, werden geeignete Verfahren benötigt, die eine Anbindung der doppel-T-förmigen Stringer an die Plattenelemente gewährleisten.
- Ein der Anmelderin bekanntes Verfahren sieht vor, die Plat tenelemente als ungetränkte Faserhalbzeuge bereitzustellen. Auf den Plattenelementen werden die doppel-T-förmigen Stringer angeordnet. Danach wird mittels eines Injektionsverfahrens das Faserhalbzeug der Plattenelemente getränkt. Die auf der Oberfläche der Plattenelemente aufliegenden Stringer werden dabei durch das Harz benetzt und angeklebt.
- Hierbei hat sich jedoch Folgendes als nachteilig herausgestellt. Das Injektionsverfahren erfordert eine Vakuumfolie formschlüssig an der Oberfläche der Plattenelemente sowie den doppel-T-förmigen Stringern anzuordnen. Entlang der Stufe, die durch den aufliegenden doppel-T-förmigen Stringer und die Plattenelemente gebildet wird, ist ein formschlüssiges Auflegen der Vakuumfolie aufwendig. Dies begründet sich unter Anderem darin, dass die Stufe eine entsprechend der Wandstärke der doppel-T-förmigen Stringer geringe Höhe aufweist. Diese Höhe ist für herkömmliche maschinelle Folienauslegevorrichtungen nicht ausreichend, um die Folie an den vertikalen Verlauf der Stufe anzupressen. Folglich ist zumindest ein aufwendiges, manuelles Nachbearbeiten der ausgelegten Vakuumfolien notwendig.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, das Verfahren zum Anbinden von Stringern an ein Strukturbauteil zu vereinfachen und die oben genannten Nachteile zu beseitigen.
- Die erfindungsgemäßen und diese Aufgabe lösenden Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 schaffen vereinfachte Verfahren zum Anbinden von vor- bzw. ausgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges.
- Eine wesentliche Maßnahme des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1 besteht darin, eine benötigte Vakuumanordnung zur Anbindung in zwei Schritten zu bilden.
- In einem ersten Schritt wird ein erster Abschnitt der benötigten Vakuumanordnung durch Abdeckvakuumfolien gebildet. Diese sind jeweils der Kontur oder dem Querschnitt der einzelnen Stringer angepasst. In der Regel werden lediglich wenige verschiedene Formen von Stringern verwendet. Somit können für diese wenigen Formen spezialisierte Verfahren oder Vorrichtungen bereitgestellt werden, die die Abdeckvakuumfolie formschlüssig an den Stringer anbringen.
- In einem zweiten Schritt wird ein zweiter Abschnitt der Vakuumanordnung durch Vakuumfolienstreifen realisiert. Die Vakuumfolienstreifen verbinden in vorteilhafter Weise nur noch Randbereiche zweier benachbarter Stringer miteinander, wobei ein dazwischen liegender Zwischenraum durch die Vakuumfolienstreifen überspannt wird.
- Die Vakuumfolienstreifen überdecken somit im Wesentlichen nur einen planaren Bereich des Strukturbauteils. Die Vakuumfolienstreifen liegen ferner vorzugsweise in dem Randbereich des Stringers auf dem Vakuumversiegelungsmittel auf und können somit gegenüber der Abdeckvakuumfolie zumindest in geringem Maße bewegt bzw. verschoben werden, ohne dass mechanische Spannungen in den Vakuumfolienstreifen auftreten. Dies kann beim automatisierten Auslegen der Vakuumfolienstreifen genutzt werden. Ohne großen Druck, zum Beispiel mittels nachgiebig gelagerter Rollen oder Bürsten, können die Vakuumfolienstreifen auch an Profile mit geringen Höhenunterschieden angepasst werden, wobei die Abdeckvakuumfolien vorteilhaft nicht verschoben, gedehnt oder in anderer Weise in ihrer Anordnung oder Form verändert werden.
- Eine zweite Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht gemäß Anspruch 10 vor, die Stringer vollständig auszuhärten, bevor sie auf dem Strukturbauteil angeordnet werden, wodurch sie selbst einen Teil der benötigten Vakuumanordnung bilden. Somit sind lediglich die Vakuumfolienstreifen notwendig, um die Zwischenräume zwischen den Stringern zu überdecken, und um somit die geschlossene Vakuumanordnung bereitzustellen. Die Maßnahme, die Vakuumfolienstreifen zum Überspannen der Zwischenräume zu verwenden entspricht dem Konzept der ersten Ausprägung – entsprechend ergeben sich die gleichen vorteilhaften verfahrenstechnischen Eigenschaften.
- Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden mindestens zwei Stringer zueinander parallel auf dem Strukturbauteil angeordnet.
- Eine Weiterbildung sieht vor, in dem Zwischenraum ein Flussgewebe anzuordnen, bevor der Vakuumfolienstreifen aufgebracht und angepresst wird. Das Flussgewebe dient dem verbesserten Transport von Harzen als Matrix für das Strukturbauteil. Das Flussgewebe kann zudem in seiner Höhe derart angepasst werden, dass die Vakuumfolienstreifen auf einer planen Ebene zu liegen kommen. Die Dicke des Flussgewebes kann hierzu dem vertikalen Abstand des Auflagepunktes des Vakuumversiegelungsmittels zu der Oberfläche des Strukturbauteils entsprechen.
- In einer weiteren Ausgestaltung wird das Vakuumversiegelungsmittel auf mindestens einem der Vakuumfolienstreifen zum Bilden eines vorkonfektionierten Vakuumfolienstreifens aufgebracht, und der vorkonfektionierte Vakuumfolienstreifen wird anschließend auf dem Strukturbauteil aufgebracht und angepresst. In einer alternativen Ausgestaltung wird zuerst das Vakuumversiegelungsmittel auf vorbestimmten Abschnitten der Stringer bzw. der bereits vorgesehenen Abdeckvakuumfolien und nachfolgend die Vakuumfolienstreifen aufgebracht.
- Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Aufbringen der Abdeckvakuumfolie auf dem Stringer in dem Herstellungsverfahren des Stringers integriert. Das Herstellungsverfahren kann unter Anderem ein Strangpressverfahren oder Ziehverfahren (Extrusions- bzw. Pulltrusionsverfahren) sein. Die Abdeckvakuumfolie kann bei den Verfahren zeitgleich als äußerste Schicht mit den verwendeten Formen, die dem Stringer seine Form einprägen, aufgebracht werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Abdeckvakuumfolie formschlüssig an dem Stringer anliegt. Eine später verwendete Auflagefläche des Stringers bleibt vorzugsweise frei von Abdeckvakuumfolie, anderenfalls ist die Abdeckvakuumfolie von der Auflagefläche zu entfernen.
- Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung weist der Stringer einen Stringersteg und einen Stringerfuß auf. Die Abdecvakuumkfolie wird vorab auf dem Stringersteg und zumindest auf einer Oberseite des Stringerfußes aufgebracht. Die Vakuumfolienstreifen werden vorzugsweise auf der Oberseite des Stringerfußes angepresst.
- Die Stringer sind vorzugsweise als T-förmige Stringer und/oder doppel-T-förmige Stringer ausgebildet. Andere Querschnittsformen und -profile sind ebenfalls denkbar. Die Stringer und/oder das Strukturbauteil können vorteilhaft aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt werden. Insbesondere können die Stringer vorgetränkt und vorgehärtet sein. Vor teilhaft ist das Strukturbauteil nicht vorgehärtet und besonders bevorzugt auch nicht mit einem Harz getränkt.
- Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnungen näher erläutert.
- In den Figuren zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes eines Anbindungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrensschrittes des Anbindungsverfahrens aus1 ; -
3 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrensschrittes des Anbindungsverfahrens aus den1 und2 ; -
4 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes eines Anbindungsverfahrens gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
5 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes eines Anbindungsverfahrens gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und -
6 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes eines Anbindungsverfahrens gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. - In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
- Eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zum Anbinden von Stringern an ein Strukturbauteil wird anhand der Querschnitte in den
1 bis3 näher erläutert. - In
1 ist im Querschnitt ein Stringer1 beispielhaft als T-förmiger Stringer für den Flugzeugbau gezeigt. Der Stringer1 ist vorzugsweise aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Die Herstellung kann mittels eines Pulltrusionsverfahrens oder anderer geeigneter Verfahren erfolgen. Der Stringer1 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgehärtet und weist somit eine geringe aber ausreichende mechanische Steifigkeit auf, so dass sich sein Querschnitt zumindest unter seinem Eigengewicht nicht verformt. - Im Querschnitt weist der vorliegende Stringer
1 demnach einen Stringersteg2 und einen davon auf beiden Seiten seitlich vorstehenden Stringerfuß3 auf. Der Stringerfuß3 kann in einen unteren Bereich4 und einen oberen Bereich5 unterteilt werden. Die Unterseite6 des Stringerfußes3 dient als Anbindungsabschnitt für eine Anbindung an ein Strukturbauteil10 . Die vorstehende Ausgestaltung des Stringerfußes3 gewährleistet, dass die Oberseite7 des Stringerfußes3 zumindest teilweise nicht durch den Stringersteg2 bedeckt ist. Die T-Form des Stringers1 ist lediglich eine Variante von vielen möglichen Profilquerschnitten. - Eine Abdeckvakuumfolie
8 wird vorteilhaft formschlüssig auf den Stringersteg2 des Stringers1 und zumindest teilweise auf die Oberseite7 aufgebracht. Dies kann zum Beispiel be reits während des Pulltrusionsverfahrens erfolgen. In Pulltrusionsverfahren und anderen Herstellungsverfahren wird die Form des Stringers1 durch eine Pressform vorgegeben. Die Abdeckvakuumfolie8 kann zweckmäßigerweise zusammen mit dem weichen, getränkten Halbzeug in die Pressform eingeführt werden, um sicherzustellen, dass die Abdeckvakuumfolie8 formschlüssig an dem Stringersteg2 anliegt. - Der Stringer
1 mit der aufgelegten Abdeckvakuumfolie8 wird zusammen mit anderen Stringern1 auf einem zugeordneten Strukturbauteil10 und beispielsweise auf dessen Oberfläche11 angeordnet (2 ). Zwischen den Stringern1 sind im Allgemeinen Lücken oder Zwischenräume9 vorgesehen. Typischerweise ist das Strukturbauteil10 flächig ausgestaltet, zum Beispiel als Außenplatte eines Leitwerks. Die Stringer1 können parallel zueinander angeordnet werden. Die Anordnung ergibt sich jedoch vorrangig nach den Erfordernissen des mechanischen Aufbaus eines Werkstücks, z.B. des Leitwerks. - Das Strukturbauteil
10 ist vorzugsweise ein Halbzeug für einen Faserverbundwerkstoff, der noch mit einem Harz getränkt und ausgehärtet werden muss. Die Form des Strukturbauteils10 wird durch ein nicht dargestelltes Werkzeug vorgegeben. - Die vorgehärteten Stringer
1 sind vorzugsweise noch plastisch verformbar, so dass sie der Oberflächenkontur des Strukturbauteils10 angepasst werden können. Bei vollständig ebenen Strukturbauteilen10 können die vorgehärteten Stringer1 auch vollständig steif ausgebildet werden. - Auf der Oberseite
7 der Stringer1 bzw. auf der dort aufgebrachten Abdeckvakuumfolie wird gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Vakuumversiegelungsmittel12 aufgebracht. Dies kann vorzugsweise mittels eines Roboters automatisiert erfolgen. - Vakuumfolienstreifen
13 werden anschließend bereitgestellt. Deren Form oder Zuschnitt entspricht vorteilhaft den Abmessungen der Zwischenräume9 . In dem Fall, dass die Stringer1 zueinander parallel angeordnet sind, sind die Vakuumfolienstreifen13 Streifen mit einer Breite gleich dem Abstand der Stringerstege2 . Jedoch sind Vakuumfolienstreifen13 in vielfältigen Formen, zum Beispiel Trapezen und Dreiecken, verwendbar. Die Vakuumfolienstreifen13 werden auf den oberen Oberflächen7 und dem Vakuumversiegelungsmittel12 angeordnet. Vorzugsweise erfolgt das Anordnen mittels eines Legeroboters. - Vorteilhaft streift der Legeroboter die Vakuumfolienstreifen
13 an die Oberfläche11 des Strukturbauteils10 an (nicht dargestellt). Der jeweils abgelegte Vakuumfolienstreifen13 kann dabei auf dem Vakuumversiegelungsmittel12 gleiten und kann sich ohne eine interne mechanische Spannung aufzubauen dem Stringerfuß3 anpassen. Daher ist es möglich die Vakuumfolienstreifen13 mit geringer Krafteinwirkung formschlüssig anzulegen. Der Vakuumfolienstreifen13 kann unter Anderem mittels automatisiert geführten Bürsten an die Höhenunterschiede, die sich zum Beispiel durch den vorstehenden Stringerfuß3 ergeben, angepasst werden. - Die Abdeckfolien
8 und die Vakuumfolienstreifen13 bilden eine durchgehende Vakuumanordnung ohne Hohlräume. Die Vakuumanordnung wird bei einem nachfolgenden Infusionsverfahren oder Injektionsverfahren verwendet. Dabei wird das Halbzeug des Strukturbauteils10 mit einer Matrix, typischerweise mit einem Harz, getränkt. Das Harz gelangt mit den Stringern1 in Kontakt und verklebt diese mit dem Strukturbauteil10 . - Die Stringer
1 können dabei vorzugsweise erwärmt werden. Das insbesondere nur vorgehärtete Harz des Stringers1 erweicht folglich und wird ebenfalls klebrig. Hierdurch können die Hafteigenschaften der Stringer1 auf dem Strukturbauteil10 verbessert werden. -
4 zeigt einen doppel-T-förmigen Stringer14 , der ebenfalls gemäß dem obig beschriebenen Verfahren auf einem Strukturbauteil angeordnet werden kann. - Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zum Anbinden sieht vor, Stringer
15 zu verwenden, die bereits ausgehärtet sind (5 ). Diese Stringer15 sind vakuumdicht und können somit einen Abschnitt der benötigten Vakuumanordnung bilden. Nach dem Anordnen der Stringer15 auf der Oberfläche des Strukturbauteils10 wird auf den Stringern15 ein Vakuumversiegelungsmittel12 aufgebracht. Nachfolgend werden gleich der Beschreibung zu3 Vakuumfolien13 derart angeordnet, dass sie auf dem Vakuumversiegelungsmittel12 aufgebracht werden und die Zwischenräume zwischen den Stringern15 überspannen. Die ausgehärteten Stringer15 und die Vakuumfolien13 bilden dadurch eine Vakuumanordnung für ein Injektionsverfahren oder ein Infusionsverfahren. - In einer weiteren Ausführungsform wird ein Flussgewebe
17 in den Zwischenräumen9 angeordnet (6 ). Hierdurch kann eine gleichmäßigere Verteilung eines Harzes in dem Strukturbauteil10 erreicht werden. Zugleich kann das Flussgewebe17 die Vakuumfolie13 mechanisch abstützen. In einer bevorzugten Variante weist das Flussgewebe17 im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die Zwischenräume9 auf. Die Höhe oder Dicke des Flussgewebes17 ist in etwa gleich der Höhe des Stringer fußes3 des Stringers1 . - In den zuvor ausgeführten Ausführungsformen wird jeweils eine Vakuumfolie zwischen zwei benachbarten Stringern
1 , d.h. zumindest abschnittsweise auf den jeweiligen Stringerfüßen3 aufliegend angeordnet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, z.B. bei außenliegenden Stringern1 , eine Vakuumfolie18 auf dem Stringerfuß3 des Stringer1 und auf der Oberfläche11 des Strukturbauteils10 anzuordnen (vgl.6 ). Hierdurch wird ein Zwischenraum19 durch die Vakuumfolie18 überdeckt, der an dem Stringerfuß3 des Stringers1 angrenzt. In geeigneter Weise ist hierfür ein Vakuumversiegelungsmittel12 auf der Oberfläche des Strukturbauteils aufzubringen. - Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern in vielfältigen Formen abwandelbar, die ebenfalls durch die Ansprüche umfasst sind.
- Es ist beispielsweise vorstellbar, dass die beiden Verfahrensschritte – Aufbringen des Vakuumversiegelungsmittels und Aufbringen der Vakuumfolienstreifen – durch eine Kombination dieser zwei Prozessschritte zu einem Prozessschritt durch eine mit Vakuumversiegelungsmittel belegte Folie ersetzt werden. So muss durch beispielsweise einen Roboter lediglich die bereits das Versiegelungsmittel aufweisende Folie entsprechend aufgebracht werden. Ebenso ist die weitergehende Integration des restlichen Entsorgungsaufbaus, beispielsweise des Abreißgewebes, der Trennfolie, des Airweaves, oder dergleichen vorstellbar.
- Insbesondere ist die vorliegende Erfindung nicht auf Stringer mit einem T-Profil beschränkt, sondern unter Anderem auch bei L-förmigen Stringern anwendbar.
- Zusammenfassend betrifft die Erfindung unter Anderem ein Verfahren zum Anbinden von vorgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges. Eine für das Anbinden benötigte Vakuumanordnung wird zweiteilig erstellt. In einem ersten Schritt wird vorab jeder vorgehärtete Stringer
1 mit einer Abdeckvakuumfolie8 bedeckt. Die so präparierten Stringer1 werden auf dem Strukturbauteil10 angeordnet. Nachfolgend werden jeweils Vakuumfolienstreifen13 auf benachbarten Stringern1 und über einem Zwischenraum9 zwischen den benachbarten Stringern1 angeordnet. Unter Verwendung eines Vakuumversiegelungsmittels12 bilden die Vakuumfolienstreifen12 und die Abdeckvakuumfolien8 eine durchgehenden Vakuumanordnung. Die Stringer1 werden anschließend unter Verwendung dieser Vakuumanordnung druckbeaufschlagt an das Strukturbauteil10 angebunden. - Die vorliegende Erfindung weist beispielsweise den Vorteil auf, dass zeitintensive Einpackprozesse über das gesamte Bauteil verkürzt werden können. Ferner kann das gesamte Verfahren automatisiert werden, wodurch durch Arbeitsfehler bedingte Bauteilfehler vermindert werden. Eine Automatisierung ermöglicht ferner, die Parameter der wesentlichen Schritte des Herstellungsverfahrens gezielt einzustellen und konstant halten zu können, um so, wie oben bereits erläutert, Fertigungsfehler auf ein Minimum zu reduzieren.
- Zudem bieten die hohe Flexibilität des Verfahrens und die Möglichkeiten an Kombinationen eine Vielzahl an Stringervariationen, so dass ein Großteil an möglichen Bedarfen abgedeckt werden kann. Des Weiteren werden aufgrund der Aufwandsreduzierung auch die Kosten der entsprechenden Herstellungsver fahren erheblich reduziert.
-
- 1
- Stringer
- 2
- Stringersteg
- 3
- Stringerfuß
- 4
- unterer Bereich
- 5
- oberer Bereich
- 6
- Unterseite des Stringerfußes
- 7
- Oberseite des Stringerfußes
- 8
- Abdeckvakuumfolie
- 9
- Zwischenraum
- 10
- Strukturbauteil
- 11
- Oberfläche
- 12
- Vakuumversiegelungsmittel
- 13
- zweite Vakuumfolie
- 14
- doppel-T-förmiger Stringer
- 15
- ausgehärteter Stringer
- 17
- Flussgewebe
- 18
- Vakuumfolie
- 19
- Zwischenraum
Claims (10)
- Verfahren zum Anbinden von vorgehärteten Stringern (
1 ) an mindestens ein Strukturbauteil (10 ) eines Luft- oder Raumfahrzeuges, mit folgenden Verfahrensschritten: vorab Aufbringen von Abdeckvakuumfolien (8 ) zumindest auf jeweils einem vorbestimmten Bereich (2 ,5 ) der anzubindenden Stringer (1 ); Anlegen der Stringer (1 ) an das mindestens eine Strukturbauteil (10 ); Aufbringen und Anpressen von jeweiligen Vakuumfolienstreifen (13 ) zwischen den Stringern (1 ) unter Verwendung von Vakuumversiegelungsmittel (12 ) derart, dass eine durchgehende Vakuumanordnung bestehend aus den Abdeckvakuumfolien (8 ) und den Vakuumfolienstreifen (13 ) gebildet wird; und druckbeaufschlagtes Anbinden der Stringer (1 ) an das mindestens eine Strukturbauteil (10 ) mittels der gebildeten, durchgehenden Vakuumanordnung (8 ,12 ,13 ). - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stringer (
1 ) parallel zueinander auf dem mindestens einen Strukturbauteil (10 ) unter Bildung eines Zwischenraums (9 ) angeordnet werden. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem jeweiligen Zwischenraum (
9 ) ein Flussgewebe (16 ) angeordnet wird, bevor der jeweilige Vakuumfolienstreifen (13 ) aufgebracht und angepresst wird. - Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumversiegelungsmittel (
12 ) auf den jeweiligen Vakuumfolienstreifen (13 ) vorab zum Bilden von vorkonfektionierten Vakuumfolienstreifen aufgebracht wird und die vorkonfektionierten Vakuumfolienstreifen mitsamt dem Vakuumversiegelungsmittel auf dem mindestens einen Strukturbauteil (10 ) aufgebracht und angepresst werden. - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumversiegelungsmittel (
12 ) vor dem Aufbringen und Anpressen der jeweiligen Vakuumfolienstreifen (13 ) auf den anzubindenden Stringern (1 ) bzw. auf vorbestimmten Bereichen der bereits aufgebrauchten Abdeckvakuumfolien (8 ) aufgebracht wird. - Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufbringens der jeweiligen Abdeckvakuumfolien (
8 ) auf den Stringern (1 ) in dem Herstellungsverfahren der Stringer (1 ) integriert wird. - Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stringer (
1 ) als T-förmige Stringer, doppel-T-förmige Stringer oder dergleichen ausgebildet werden. - Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckvakuumfolien (
8 ) jeweils auf zumindest einem Abschnitt des Stringersteges (2 ) jedes Stringers (1 ) und der Oberseite (7 ) des Stringerfußes (3 ) des Stringers (1 ) aufgebracht werden, und dass die Vakuumfolienstreifen (13 ) jeweils zumindest auf diesem Abschnitt der Oberseite (7 ) des Stringerfußes (3 ) aufgebracht und angepresst werden. - Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stringer (
1 ) und/oder das mindestens eine Strukturbauteil (10 ) aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt werden. - Verfahren zum Anbinden von ausgehärteten Stringern (
15 ) an mindestens ein Strukturbauteil (10 ) eines Luft- oder Raumfahrzeuges, mit folgenden Verfahrensschritten: Anlegen der ausgehärteten Stringer (15 ) an das mindestens eine Strukturbauteil (10 ); Aufbringen und Anpressen von jeweiligen Vakuumfolienstreifen (13 ) zwischen den ausgehärteten Stringern (15 ) unter Verwendung von Vakuumversiegelungsmittel (12 ) derart, dass eine durchgehende Vakuumanordnung bestehend aus den vorab ausgehärteten Stringern (15 ) und den Vakuumfolienstreifen (13 ) gebildet wird; und druckbeaufschlagtes Anbinden der Stringer (15 ) an dem mindestens einen Strukturbauteil (10 ) mittels der gebildeten durchgehenden Vakuumanordnung (12 ,13 ,15 ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006045635A DE102006045635B4 (de) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | Verfahren zum Anbinden von vor- bzw. ausgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006045635A DE102006045635B4 (de) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | Verfahren zum Anbinden von vor- bzw. ausgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006045635A1 true DE102006045635A1 (de) | 2008-04-03 |
DE102006045635B4 DE102006045635B4 (de) | 2009-07-30 |
Family
ID=39134187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006045635A Expired - Fee Related DE102006045635B4 (de) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | Verfahren zum Anbinden von vor- bzw. ausgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006045635B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012010129A3 (de) * | 2010-06-25 | 2012-03-29 | Eads Deutschland Gmbh | Formwerkzeug zur herstellung von faserverstärkten bauteilen |
CN109849351A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-06-07 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015122211A1 (de) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | Grob Aircraft Ag | Werkzeug |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2642523A1 (de) * | 1976-09-22 | 1978-03-23 | Burkhart Dipl Ing Grob | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines flugzeugbauteils in profilverstaerkter schalenbauweise |
-
2006
- 2006-09-27 DE DE102006045635A patent/DE102006045635B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012010129A3 (de) * | 2010-06-25 | 2012-03-29 | Eads Deutschland Gmbh | Formwerkzeug zur herstellung von faserverstärkten bauteilen |
RU2577385C2 (ru) * | 2010-06-25 | 2016-03-20 | Еадс Дойчланд Гмбх | Формовочный инструмент для изготовления усиленных волокнами деталей |
US9868237B2 (en) | 2010-06-25 | 2018-01-16 | Eads Deutschland Gmbh | Mold for producing fiber-reinforced components |
CN109849351A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-06-07 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封方法 |
CN109849351B (zh) * | 2018-11-29 | 2021-11-23 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102006045635B4 (de) | 2009-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0106249B1 (de) | Kunststoff-Blattfeder sowie Verfahren zu deren Herstellung | |
DE102009002697B4 (de) | Formkern und Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils für die Luft- und Raumfahrt | |
DE3004833C2 (de) | Vorrichtung zur Herstellung einer Bahn aus weichelastischem, offenporigem, mit einem härtbaren, flüssigen, Kunstharz imprägnierten Schaumstoff und auf beide Seiten der Schaumstoffbahn aufgebrachten Verstärkungsbahnen | |
DE3248856C2 (de) | ||
DE10313055B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Leichtbauplatte | |
DE3003552A1 (de) | Flaechenbauteil, insbesondere fuer luftfahrzeuge | |
WO2018029240A1 (de) | Gurt aus vorgefertigten elementen mit gelege und ein verfahren zu seiner fertigung | |
DE102006038666B4 (de) | Herstellungsverfahren für ein Werkstück aus einem Faserverbundwerkstoff und Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstücks aus einem Faserverbundwerkstoff | |
DE3438312C2 (de) | Längsträgerelement für Hubschrauber-Rotorblätter und Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE102008062020A1 (de) | Fahrradkurbel und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE102008008198A1 (de) | Mehrlagiges faserverstärktes Thermoplast-Flachmaterial sowie Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE102006045633B4 (de) | Verfahren zum Anbinden eines Stringers an ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeugs | |
DE102006045635B4 (de) | Verfahren zum Anbinden von vor- bzw. ausgehärteten Stringern an mindestens ein Strukturbauteil eines Luft- oder Raumfahrzeuges | |
EP3978361B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bodenmoduls | |
WO2014095258A1 (de) | Verfahren für die vorbereitung eines halbzeugs aus fasermaterial auf ein nasspressverfahren | |
DE102019116817B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Profilbauteils | |
EP2796744B1 (de) | Blattfeder und Verfahren zur ihrer Herstellung | |
EP0130359B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Tragriegeln, Profilen, Balken und dgl. aus gepressten pflanzlichen Kleinteilen | |
EP4112279A1 (de) | Verfahren und bauteilsegment zur herstellung eines versteiften flächigen bauteils für luftfahrzeuge, sowie luftfahrzeug | |
DE102019118587B3 (de) | Verbundstoffbahn mit parallelen Streifen sowie Verfahren zur Herstellung einer Verbundstoffbahn | |
DE3644144C2 (de) | ||
DE102007015516B4 (de) | Kunststoff-Faser-Verbundbauteil in Form eines Profils mit über die Länge variierendem Profilquerschnitt | |
DE3620192C2 (de) | ||
DE102017106850A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Faserverbundbauteils | |
EP2029351B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer leichtbauplatte und damit hergestellte leichtbauplatte |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: AIRBUS OPERATIONS GMBH, 21129 HAMBURG, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |