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Die
Erfindung betrifft einen Verbund sowie einen Rumpfzellenabschnitt
mit einem derartigen Verbund.
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Im
modernen Flugzeugbau werden zur Beplankung der Rumpfzelle verbreitet
Hautbleche aus "Blechlaminaten" eingesetzt (so genanntes "GLARE®"). Bei der Herstellung
derartiger Hautbleche werden dünne
Aluminiumbleche übereinander
geschichtet, die jeweils mit einer Klebeschicht miteinander verklebt
sind. Jede Klebeschicht weist mindestens eine harzimprägnierte,
unidirektionale Glasfasereinlage zur mechanischen Verstärkung auf.
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Der
gesamte Aufbau des Blechlaminats, bestehend aus abwechselnd übereinander
geschichteten Aluminiumlegierungsblechen und dazwischen befindlichen
Klebeschichten wird unter der Anwendung von Druck und Temperatur
zu einem Blechlaminat im Autoklaven oder in einer beheizbaren Presse ausgehärtet. Diese
Blechlaminate werden wie konventionelle Aluminiumlegierungsbleche
weiter verarbeitet. Die Klebeschichten, die den Zusammenhalt der
Aluminiumlegierungsbleche gewährleisten,
sind bevorzugt mit Glasfasereinlagen gebildet, die mit einem aushärtbaren
Epoxydharz imprägniert
bzw. durchtränkt
sind und eine Dicke von jeweils bis zu 0,5 mm aufweisen. Die Aluminiumlegierungsbleche
weisen gleichfalls eine Materialstärke von jeweils bis zu 0,5
mm auf. Die Klebeschichten können
darüber
hinaus jeweils mindestens zwei Glasfasereinlagen mit unterschiedlichen
Faserverlaufsrichtungen aufweisen. Alternativ können andere Arten von Fasereinlagen
(zum Beispiel Kohle- oder Aramidfasern) in Kombination mit anderen
Kunststoffen, wie zum Beispiel Polyester, BMI-Harzen oder Thermoplaste,
zur Bildung der Klebeschichten dienen.
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Durch
das Verkleben der Laminatschichten untereinander entsteht ein mechanisch
hoch belastbares, plattenförmiges
Blechlaminat, das eine hohe Ermüdungsfestigkeit
und eine geringe Rissausbreitungsgeschwindigkeit aufweist. Darüber hinaus
ist das Blechlaminat durch eine hervorragende "Impact-"-Widerstandsfähigkeit gekennzeichnet.
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Zur
Herstellung der in etwa tonnenförmigen Rumpfzellenabschnitte
werden verbreitet mindestens zwei unter der Verwendung von derartigen Blechlaminaten
hergestellte Schalenteile entlang von mindestens zwei Längsnähten zusammengefügt. Üblich ist
bei der Rumpfschalenfertigung die Halbschalen- oder die Viertelschalenfertigung.
Das Zusammenfügen
der Schalenteile erfolgt in der Regel unter Anwendung der bekannten
Nietverfahren unter Bildung von überlappenden
Längsnähten oder Stumpfnähten mit
innenseitig angeordneten Verbindungslaschen. Mehrere Rumpfzellenabschnitte
werden anschließend
unter Bildung von umlaufenden Quernähten zur kompletten Flugzeugrumpfsektion zusammengefügt.
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Das
im Vergleich zu den konventionellen Nietverfahren erheblich weniger
aufwändige
Schweißen
der Blechlaminate ist bislang nicht möglich, da die Glasfasereinlagen
der Blechlaminate die Schweißnaht
verunreinigen würden
und zudem die hohe thermische Belastung im Bereich der Schweißnaht zu
Delaminationen des Blechlaminats führen kann. Beide Effekte führen zu
einer erheblichen Verringerung der mechanischen Belastbarkeit der
hergestellten Längsnähte.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen verbesserten Verbund bzw. einen verbesserten
Rumpfzellenabschnitt bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Verbund mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und/oder durch einen Rumpfellenabschnitt mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 5 gelöst.
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Dadurch,
dass mindestens ein Aluminiumlegierungsblech in Relation zu mindestens
einem weiteren Aluminiumlegierungsblech eine abweichende Länge aufweist,
um einen zumindest teilweise stufig angeschäfteten Kantenbereich auszubilden,
wobei eine hierzu korrespondierend ausgebildete Längslasche
mit dem angeschäfteten
Kantenbereich verklebt ist, können
Blechlaminate mit konventionellen, insbesondere mit den bekannten
Reibrührschweißverfahren
zusammengefügt
werden. Lediglich im Bereich der bevorzugt durch eine Klebeverbindung
an den stufig angeschäfteten
Kantenbereich angefügten Längslasche
wird der eigentliche Schweißvorgang vollzogen,
so dass die Schweißabwärme im Wesentlichen
nur außerhalb
des Blechlaminats entsteht, wodurch die Festigkeit beeinträchtigende
Verunreinigungen des Nahtbildungsbereichs durch verbrennende Glasfasereinlagen
und/oder etwaige temperaturbedingte Delaminationen ausgeschlossen
sind.
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Infolge
des gestuft ausgebildeten Kantenbereichs des Blechlaminates sowie
der hierzu korrespondierend ausgebildeten Kontur (möglichst
genauer Formschluss) der bevorzugt aufgeklebten Längslasche
ergibt sich ein inniger und mechanisch hochfester Verbund zwischen
dem Blechlaminat und der schweißbaren
Längslasche.
Zwischen der Längslasche
und dem Kantenbereich besteht ein weitgehender Formschluss.
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Das
Auf- bzw. das Einkleben der Längslasche
an den mindestens einen stufig "angeschäftet" ausgebildeten, das
heißt
in Stufen schräg
verlaufenden Kantenbereich des Blechlaminats erfolgt bevorzugt während dessen
Herstellungsprozess und insbesondere vor dem Pressen und der thermischen Aushärtung im
Autoklaven oder einer beheizbaren Presse. Die einzelnen Stufen bzw.
Absätze
im Kantenbereich des Blechlaminats werden durch die übereinander
und jeweils um eine Stufentiefe "zurückspringenden" Aluminiumlegierungsbleche
gebildet. Der Kantenbereich kann eine von der gestuften Form abweichende
Gestalt aufweisen. Beispielsweise können die übereinander geschichteten Aluminiumlegierungsbleche
im Lagenstapel immer jeweils abwechselnd länger und kürzer ausgebildet sein.
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Um
die Festigkeit der Verbindung zwischen der durch Kleben angefügten Längslasche
und dem Randbereich des Blechlaminates weiter zu erhöhen, kann
die Längs lasche
mindestens einen Vorsprung bzw. eine "Nase" aufweisen,
die zwischen zwei Lagen von Aluminiumlegierungsblechen eingeklebt wird.
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Zum
Anfügen
der mindestens einen Längslasche
an den angeschäfteten
Kantenbereich des Blechlaminats wird bevorzugt dasselbe Kunstharz bzw.
dasselbe aushärtbare
Kunststoffmaterial eingesetzt, das auch zum Imprägnieren der Glasfasereinlagen
in den Klebeschichten des Blechlaminats Verwendung findet. in der
Regel wird es sich hierbei um ein aushärtbares Epoxydharz handeln.
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Zur
Begrenzung der Temperaturbelastung der Längslasche wird zum Zusammenfügen des schweißbaren Blechlaminates
bevorzugt das Reibrührschweißverfahren
eingesetzt.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung des Blechlaminats sieht vor, dass sich
die Längslasche
im Wesentlichen über
den gesamten angeschäfteten
Kantenbereich erstreckt. Hierdurch wird ein mechanisch hoch belastbarer
Verbund der entlang von Längsnähten zur
Bildung der Rumpfzellenhaut zusammen geschweißten Blechlaminate erreicht.
Grundsätzlich können die
Längslaschen
an einer, zwei, drei oder vier Längskanten
des Blechlaminats integriert werden.
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Eine
Fortbildung sieht vor, dass die durch Verkleben mit dem Blechlaminat
integriert ausgebildete Längslasche
mit einem gut schweißbaren
Aluminiumlegierungsmaterial gebildet ist.
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Hierdurch
wird die leichte Verschweißbarkeit des
Blechlaminates mit dem bevorzugt eingesetzten Reibrührschweißverfahren
erreicht.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des Blechlaminats sind in den weiteren
Patentansprüchen
dargelegt.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 Eine
perspektivische Ansicht eines tonnenförmigen Rumpfzellenabschnitts,
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2 eine
Querschnittsdarstellung durch einen Kantenbereich des Blechlaminats
mit integrierter Längslasche,
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3 zwei
mittels einer Reibrührschweißnaht zusammen
gefügte
Blechlaminate,
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4 einen
Schnitt A–A
aus 1,
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5 eine
Variante der Anordnung aus 4,
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6 einen
Türausschnitt
aus 1,
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7 einen
Schnitt B–B
aus 6, und
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8 einen
Schnitt C–C
aus 7.
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In
der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselbe
Bezugsziffer auf.
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Die 1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Rumpfzellenabschnittes.
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Der
in der 1 dargestellte, im Wesentlichen tonnenförmige Rumpfzellenabschnitt 1 mit
einer Rumpfzellenhaut 2 ist in der so genannten "Vierschalenbauweise" gefertigt, bei der
eine Oberschale 3, zwei Seitenschalen 4, 5 sowie
eine Unterschale 6 zur Bildung des Rumpfzellenabschnittes 1 entlang von
vier Längsnähten 7 bis 10 durchgehend
verbunden werden. Die Verbindung der Oberschale 3, der Seitenschalen 4, 5 sowie
der Unterschale 6 erfolgt für den Fall, dass die Schalen
mit einer Außenhaut
aus Blechlaminaten (so genanntes "Glare®") gebildet sind,
durch konventionelle Nietverfahren. Durch das Hintereinanderreihen
mehrerer derartiger Rumpfzellenabschnitte wird eine komplette Rumpfzelle
eines Flugzeugs gebildet, wobei die Verbindung der Rumpfzellenabschnitte
untereinander jeweils entlang von umlaufenden Quernähten erfolgt.
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Durch
das Blechlaminat ist es nun erstmals möglich, bei der Fertigung von
Rumpfzellenabschnitten anstelle der bislang eingesetzten Nietverfahren zum
Beispiel das Reibrührschweißverfahren
zur Schaffung der Längsnähte 7 bis 10 einzusetzen,
wodurch sich eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis ergibt. Zudem
sind Reibrührschweißnähte weniger anfällig hinsichtlich
der Ausbildung von Ermüdungsrissen,
die bei genieteten Nähten
bevorzugt im Lochleibungsbereich der Nietlöcher entstehen. Darüber hinaus
lassen sich Reibrührschweißnähte mit
relativ kompakten und leichtgewichtigen Anlagen ausführen, während die
automatische Herstellung von langen Nietnähten aufgrund der beim Nieten
auftretenden hohen Einpress- und Nietkräfte räumlich ausgedehnte und konstruktiv
schwer dimensionierte Nietautomaten erfordert.
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Die 2 illustriert
eine schematische Querschnittsdarstellung eines Kantenbereichs eines Blechlaminats 11.
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Das
Blechlaminat 11 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel unter anderem
mit vier übereinander geschichteten
Aluminiumlegierungsblechen 12 bis 15 gebildet,
die jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen. Die jeweilige "Länge" der Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 – jeweils
in Bezug auf die senkrechte punktierte Hilfslinie – verringert
sich im gezeigten Ausführungsbeispiel
der 1 ausgehend von dem oberen Aluminiumlegierungsblech 12 in Stufen
bis zum kürzesten
Aluminiumlegierungsblech 15. Die Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 weisen bevorzugt
eine Materialstärke
in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 0,5 mm auf.
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Die
Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 sind mittels
der Klebeschichten 16 bis 19 miteinander zur Bildung
des Blechlaminats 11 verklebt. Die Klebeschichten 16 bis 19 sind
mit einer Schicht aus einem glasfaserverstärkten und aushärtbaren
Kunstharz, insbesondere mit einem aushärtbaren Epoxydharz, gebildet.
Jede Klebeschicht 16 bis 19 weist mindestens eine
nicht näher
dargestellte, bevorzugt unidirektional verlaufende Glasfasereinlage
zur mechanischen Verstärkung
auf. Für
den Fall, dass in einer Klebeschicht 16 bis 19 mehr
als eine unidirektionale Glasfasereinlage eingebettet ist, weisen
die Glasfasereinlagen bevorzugt verschiedene Faserorientierungen
auf. Die Faserorientierungen können
erforderlichenfalls einer Hauptkraftflussrichtung folgend ausgebildet
sein.
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Die
Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 weisen in
einem Kantenbereich 20 des Blechlaminats 11 jeweils
im Vergleich zum benachbarten Aluminiumlegierungsblech eine geringere
oder größere, d.
h. abweichende Länge
in Relation zu der senkrech ten punktierten Bezugslinie auf, so dass
der Kantenbereich 20 eine "angeschäftete", das heißt abgestuft schräg, pyramidenartig
verlaufende Kontur aufweist. Die senkrecht verlaufende, punktierte
Bezugslinie fällt
in der 2 exemplarisch mit der nicht bezeichneten Kante
des Aluminiumlegierungsblechs 15 zusammen. Grundsätzlich können die
Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 im Kantenbereich 20 durch unterschiedliche
Längen
jede denkbare Kontur abbilden.
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Eine
mit diesem Kantenbereich 20 zu verklebende Längslasche 21 weist
eine hierzu korrespondierend ausgebildete Oberflächenkontur auf, derart, dass
sich die Längslasche 21 im
Wesentlichen formschlüssig
mit dem angeschäfteten
Kantenbereich 20 des Blechlaminats 11 verkleben
lässt.
Insofern wird die Längslasche 21 zu
einem integralen Bestandteil des Blechlaminats 11. Der
Kantenbereich 20 des Blechlaminats 11 mit der
integrierten Längslasche 21 weist
demzufolge eine beidseitig ebene und praktisch "nahtfreie" Oberseite 22 bzw. Unterseite 23 auf.
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Die
Längslasche 21 ist
im Kantenbereich 20 durch die Metallklebeschichten 24 bis 27 mit
der Längslasche 21 verklebt.
Die mit punktierten Linien dargestellten Metallklebeschichten 24 bis 27 sind
bevorzugt mit demselben Epoxydharz wie die Klebeschichten 16 bis 19 gebildet,
weisen im Unterschied zu den Klebeschichten 16 bis 19 keine
Faserverstärkung
bzw. Faserarmierung auf. Die Metallklebeschichten 24 bis 27 erstrecken
sich bis zu einer Tiefe von 40 mm, ausgehend von den jeweiligen
Außenkanten
der Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 in das
Blechlaminat 11 hinein.
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Die
Längslasche 21 ist
monolithisch mit einem bevorzugt gut verschweißbaren Aluminiumlegierungsmaterial
gebildet, das heißt
sie weist im Gegensatz zum Blechlaminat 11 keine aus einem
Kunststoff-Metallverbund bestehende Schichtstruktur auf. Die metallurgische
Zusammensetzung des Aluminiumlegierungsmaterials für die Längslasche 21 wird bevorzugt
so gewählt,
dass es für
alle Schweißverfahren
und insbesondere für
das Reibrührschweißverfahren
gut geeignet ist. Für
die Längslasche 21 kann,
eine entsprechende Schweißbarkeit
vorausgesetzt, dasselbe Legierungsmaterial wie für die Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 eingesetzt
werden. Eine Anzahl der Stufen, im gezeigten Ausführungsbeispiel
beträgt
diese Anzahl "Vier", in der Längslasche 21 entspricht
im Allgemeinen der Anzahl der Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 im
Schichtaufbau des Blechlaminats 11. Eine Höhe 29 der
jeweiligen Stufe in der Längslasche 21 ist
im Wesentlichen von der Materialstär ke der Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 – gegebenenfalls
unter Einbeziehung der Dicke der Klebeschichten 16 bis 19 – abhängig. Eine
Tiefe 30 der Längslaschenstufung
entspricht den Längendifferenzen
zwischen jeweils zwei benachbarten Aluminiumlegierungsblechen 12 bis 15 des
Blechlaminats 11. Die Längslasche 21 erstreckt sich
vorzugsweise (senkrecht zur Zeichenebene) über die gesamte Länge des
Kantenbereichs 20 bzw. die Kantenlänge des Blechlaminats 11 hinweg.
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Zur
weiteren Verbesserung des mechanischen Interfaces zwischen dem Kantenbereich 20 des
Blechlaminats 11 und der Längslasche 21 kann diese
mindestens einen Vorsprung 28 bzw. eine Nase aufweisen,
die im gezeigten Ausführungsbeispiel
der 2 zwischen die Aluminiumlegierungsbleche 14, 15 eingeklebt
ist. Hierdurch kann es – bei einer
entsprechenden Materialstärke
des Vorsprungs 28 – im
Kantenbereich 20 zu einer geringfügigen Aufdickung kommen.
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Weiterhin
ist es in Folge des Vorsprungs 28 erforderlich, einen sich
durch die endseitige Aufspreizung der Aluminiumlegierungsbleche 14, 15 ergebenden
Hohlraum durch einen Zwickel 31 definiert aufzufüllen.
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Der
Zwickel 31 wird bevorzugt mit demselben Epoxydmaterial
gebildet, das auch für
die Klebeschichten 16 bis 19 sowie die Metallklebeschichten 24 bis 27 Verwendung
findet. Der Zwickel 31 kann durch Einlegen eines Epoxydharzfilms
vor dem Pressvorgang des Blechlaminats erfolgen.
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Durch
das Vorhandensein des Vorsprungs 28, der mit den Aluminiumblechen 14, 15 verschränkt" bzw. "verzahnt" ist, wird ein innigerer
Verbund und eine hierdurch bedingt noch stärker belastbare mechanische
Verbindung zwischen dem Kantenbereich 20 und der Längslasche 21 erreicht.
Die Längslasche 21 kann
erforderlichenfalls mehrere Vorsprünge aufweisen. Das Blechlaminat 11 kann
an einer, zwei, drei oder vier Längskanten
mit einer integrierten Längslasche 21 entsprechend
der Darstellung der 2 versehen sein.
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Die 3 zeigt
eine mittels Reibrührschweißen gebildete
Längsnaht
zwischen zwei Blechlaminaten.
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Zwei
Blechlaminate 32, 33 sind jeweils in Kantenbereichen 34, 35 mit
einer integrierten Längslasche 36, 37 ausgestattet.
Der Aufbau der Blechlaminate 32, 33 entspricht
dem Aufbau des in der 2 detailliert dargestellten
und beschriebenen Blechlaminats 11. Infolge der beiden
integrierten Längslaschen 36, 37 ist
es problemlos mög lich,
die beiden Blechlaminate ("Glare®"-Tafeln) durch eine konventionelle
Reibrührschweißnaht 38 fest
zusammenfügen.
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Hierdurch
können
Rumpfzellenabschnitte (vgl. 1) in vorteilhafter
Weise mit vorgefertigten Schalenbauteilen aus Blechlaminaten durch
reibrührgeschweißte Längsnähte auf
einfache Art und Weise zusammengefügt werden. Wenn die Blechlaminate allseitig
mit integrierten Längslaschen
versehen sind, können
anschließend
mehrere vorgefertigte Rumpfzellenabschnitte durch reibrührgeschweißte, umlaufende
Quernähte
zu kompletten Flugzeugrumpfzellen zusammen gefügt werden.
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Die
Reibrührverschweißbarkeit
der Blechlaminate ermöglicht
einen hohen Automatisierungsgrad der Rumpfzellenfertigung bei gleichzeitig
verringerten Herstellungskosten und einer signifikant verbesserten
Nahtqualität
im Vergleich zu konventionell vernieteten Hautblechen.
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Selbstverständlich können die
Blechlaminate 32, 33 anstelle der Aluminiumlagen 12 – 15 auch Kohlenstofffaserkunststoff
(CFK) – Lagen
aufweisen, wobei dann auch die integrierten Langlaschen 36, 37 vorzugsweise
aus Titan bzw. einer Titanlegierung, welche aus elektrochemischen
Gründen
in Verbindung mit CFK vorteilhaft sind, ausgebildet werden.
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Weiterhin
ist es natürlich
möglich,
die Längslaschen 36, 37 – unabhängig davon,
ob sie aus Titan bzw. einer Titanlegierung oder Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung
ausgebildet sind – miteinander zu
vernieten. Dazu weisen die Längslaschen 36, 37 vorzugsweise
korrespondierend zueinander gestufte Enden (siehe hierzu 5)
auf, welche miteinander vernietet werden und dann eine im Wesentlichen glatte
Oberfläche
bilden.
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4 zeigt
einen Schnitt A–A
aus 1. Ein Endabschnitt 50 der Unterschale 6 weist
ein Aluminiumblechlaminat 51 (z. B. "Glare®") auf, welches mit einem
geschäfteten
Ende 52 versehen ist, das durch Lagen (eine der Lagen ist
beispielhaft mit dem Bezugszeichen 57 versehen) unterschiedlicher
Länge gebildet
ist. In das geschäftete
Ende 52 ist ein korrespondierend geschäftetes Ende 53 einer
Titanlasche 54 (damit sollen auch Laschen aus einer Titanlegierung
mit umfasst sein) ein geklebt. Vorzugsweise verjüngt sich das korrespondierend
geschäftete
Ende 53 dabei treppenförmig
von beiden Seiten zu seiner Mittelebene 59 hin. Die Titanlasche 54 ist
an ihrem dem geschäfteten
Ende 53 gegenüberliegenden
Stoß 55 mit
einem Stoß 56 einer
weiteren Titanlasche 58 mittels einer Schweißnaht 62 verbunden.
Die Schweißnaht 62 wird
vorzugsweise mittels Reibrühr-
oder Laserschweißens
gebildet. Gegenüberliegend
dem Stoß 56 weist
die Titanlasche 58 ein geschäftetes Ende 63 auf,
welches in einem korrespondierend geschäfteten Ende 64 eines
CFK-Laminats 65 verklebt ist. Das CFK-Laminat 65 ist
dabei Bestandteil eines Endabschnitts 66 der Seitenschale 9 (s.
auch 1).
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Somit
lässt sich
ein Rumpfzellenabschitt 1 mit einer Unterschale 6 aus
einem Aluminiumblechlaminat 51 und Seitenschalen 4, 9 aus
CFK-Laminat 65 herstellen. Da das Aluminiumblechlaminat 51 gegenüber dem
CFK-Laminat 65 einen deutlich besseren Schutz gegen Brand – beispielsweise
bei einer brennenden Kerosinlache auf dem Rollfeld – bietet,
das CFK-Laminat 65 aber eine gegenüber dem Aluminiumblechlaminat 51 höhere Festigkeit
aufweist, lässt sich
somit ein insgesamt optimierter Rumpfzellenabschnitt 1 herstellen.
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5 zeigt
eine Variante der Anordnung aus 4. Im Folgenden
wird lediglich auf die Unterschiede zwischen der Anordnung aus 5 und
der aus 4 eingegangen.
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Anstelle
der Titanlasche 54, siehe 4, wird
eine Aluminiumlasche 67, siehe 5, verwendet,
die mit einem treppenförmigen
Endabschnitt 68 versehen ist, welcher den Stoß 55 ersetzt.
Die Titanlasche 58 weist einen korrespondierend treppenförmigen Endabschnitt 69 auf,
welcher mittels Nieten 70 mit dem Endabschnitt 68 verbunden
ist.
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Bei
der Anordnung aus 5 liegt der Vorteil gegenüber der
aus 4 darin, dass anstelle der teuren Titanlasche 53 eine
kostengünstige
Aluminiumlasche 67 verwendet werden kann. Da sich Aluminium
und Titan (bzw. deren Legierungen) nur schwer zusammenschweißen lassen,
wird die Verbindung zwischen den Laschen 67 und 58 bei
der Anordnung aus 5 bevorzugt genietet. Selbstverständlich sind
auch andere Befestigungsmittel, z. B. Schrauben, denkbar.
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6 zeigt
einen Türausschnitt 80 aus 1,
wobei die Seitenschale 5 mit Eckdopplern 81 in
Eckbereichen 82 des Türausschnitts 80 und
mit einem Kantenschutz 83 in Seitenbereichen 84 versehen
ist.
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7 zeigt
einen Schnitt B–B
aus 6. Die Seitenschale 5 ist aus einem Aluminiumblech-
oder Titanblechlaminat ausgebildet. Im Fall eines Aluminiumblechlaminats,
wird ein türausschnittseitiges
Ende 85 der Seitenschale 5 mit Titanlaschen 86 verstärkt. Die
Titanlaschen 86 ersetzen dabei Enden von Aluminiumblechen 89 und
sind abwechselnd mit Aluminiumblechen 87 angeordnet, wobei
die Länge 88 der Titanlaschen 86 von
innen nach außen
abnimmt.
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Innenseitig,
also zur Rumpfmitte hin, ist an dem türausschnittseitigen Ende 85 ein
Eckdoppler 81 vorgesehen, unabhängig davon, ob die Seitenschale 5 aus
einem Aluminiumblech- oder Titanblechlaminat 96 ausgebildet
ist. Der Eckdoppler 81 ist vorzugsweise aus einem Aluminiumblech-
oder CFK-Laminat ausgebildet, wobei dieses mit Titanlagen 95 zwischen
den Aluminium- bzw. CFK-Lagen verstärkt ist.
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Weiter
innenseitig ist ein Türrahmenspant 93 vorgesehen,
wobei das türausschnittseitige
Ende 85 und der Eckdoppler 81 mittels Nieten 94 an
dem Türrahmenspant 93 befestigt
ist. Die Nieten 94 erstrecken sich dabei durch die Lagen 87, 86, 96 und 95.
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Damit
ergibt sich ein Türausschnitt 80 mit sehr
stabilen Eckbereichen 82.
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Zusätzlich oder
alternativ kann der Türauschnitt 80 mit
einem Kantenschutz 83 vorgesehen sein, welcher in dem in 8 dargestellten Schnitt
C–C aus 6 illustriert
ist. Der Kantenschutz 83 weist eine Aluminium- oder Titanlasche 97, welche
nach dem Vorbild aus 2 oder 4 an der
Seitenschale 5 integriert befestigt ist. Die Seitenschale 5 ist
dabei aus Aluminiumblech- oder CFK-Laminat ausgebildet. Die Lasche 97 ist
direkt an dem Türrahmenspant 93 mittels
Nieten 94, welche sich vorzugsweise auch durch wenigstens
eine der Lagen 57 erstrecken, befestigt. Selbstverständlich können anstelle
der Nieten 94 auch andere Befestigungsmittel, z. B. Schrauben,
verwendet werden.
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Der
Stoß 55 der
Lasche 97 stellt einen wirksamen Schutz beispielsweise
gegen Gepäckstücke dar,
welche versehentlich gegen den Seitenbereich 83 geschlagen
werden. Ohne die Lasche 97 würde das Laminat im Seitenbereich 83 über kurz
oder lang beschädigt
werden, unter Umständen
mit gefährlichen
Folgen.
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Blechlaminat
(11, 32, 33), insbesondere zur Verwendung
als Hautblech für
eine Rumpfzelle eines Flugzeugs, mit einer Vielzahl von übereinander
geschichteten dünnen
Aluminiumlegierungsblechen (12–15), wobei die Aluminiumlegierungsbleche (12–15)
jeweils mit einer Klebeschicht (16–19) zumindest bereichsweise
miteinander verklebt sind und die Klebeschichten (16–19)
jeweils mindestens eine unidirektionale mit einem aushärtbaren
Kunstharz, insbesondere mit einem aushärtbaren Epoxydharz, imprägnierte
Glasfasereinlage aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens
ein Aluminiumlegierungsblech (12–15) in Relation zu
mindestens einem weiteren Aluminiumlegierungsblech (12–15)
eine abweichende Länge
aufweist, um einen zumindest teilweise stufig angeschäfteten Kantenbereich
(20, 34, 35) auszubilden, wobei eine
hierzu korrespondierend ausgebildete Längslasche (21, 36, 37)
mit dem angeschäfteten
Kantenbereich (20, 34, 35) durch Metallklebeschichten
(24–27)
verbunden ist.
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Blechlaminat
(11, 32, 33) nach Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass sich die Längslasche
(21, 36, 37) im Wesentlichen über eine Gesamtlänge des
angeschäfteten
Kantenbereichs (20, 34, 35) hinweg erstreckt.
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Blechlaminat
(11, 32, 33) nach Patentanspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslasche (21, 36, 37)
mit einem monolithischen Aluminiumlegierungsmaterial gebildet ist,
das durch Reibrührschweißen mit
weiteren Bauteilen, insbesondere mit mindestens einem weiteren Blechlaminat
(11, 32, 33), insbesondere zu einem in
etwa tonnenförmigen
Rumpfzellenabschnitt (1) eines Flugzeugs unter Bildung
mindestens einer Längsnaht (7–10),
zusammenfügbar
ist.
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Blechlaminat
(11, 32, 33) nach einem der Patentansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslasche (21, 36, 37)
zumindest abschnittsweise mindestens einen Vorsprung (28)
aufweist, der zwischen zwei Aluminiumlegierungsble chen (12–15)
unter Bildung mindestens eines Zwickels (31) eingeklebt
ist, um den mechanischen Verbund zwischen der Längslasche (21, 36, 37)
und dem Blechlaminat (11, 32, 33) zu
verbessern.
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Blechlaminat
(11, 32, 33) nach einem der Patentansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längslasche (21, 36, 37)
im Wesentlichen bündig
und nahtfrei an das Blechlaminat (11, 32, 33) anschließt.
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Blechlaminat
(11, 32, 33) nach einem der Patentansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Längslasche
(21, 36, 37) bereits während des
Zusammenfügens
der Aluminiumlegierungsbleche (12–15) mittels der Metallklebeschichten
(24–27)
mit dem mindestens einen Kantenbereich (20, 34, 35)
verklebt wird.
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- 1
- Rumpfzellenabschnitt
- 2
- Rumpfzellenhaut
- 3
- Oberschale
- 4
- Seitenschale
- 5
- Seitenschale
- 6
- Unterschale
- 7
- Längsnaht
- 8
- Längsnaht
- 9
- Längsnaht
- 10
- Längsnaht
- 11
- Blechlaminat
- 12
- Aluminiumlegierungsblech
- 13
- Aluminiumlegierungsblech
- 14
- Aluminiumlegierungsblech
- 15
- Aluminiumlegierungsblech
- 16
- Klebeschicht
- 17
- Klebeschicht
- 18
- Klebeschicht
- 19
- Klebeschicht
- 20
- Kantenbereich
- 21
- Längslasche
- 22
- Oberseite
(Blechlaminat)
- 23
- Unterseite
(Blechlaminat)
- 24
- Metallklebeschicht
- 25
- Metallklebeschicht
- 26
- Metallklebeschicht
- 27
- Metallklebeschicht
- 28
- Vorsprung
- 29
- Höhe (Stufung
Längslasche)
- 30
- Tiefe
(Stufung Längslasche)
- 31
- Zwickel
(Hohlraum)
- 32
- Blechlaminat
- 33
- Blechlaminat
- 34
- Kantenbereich
- 35
- Kantenbereich
- 36
- Längslasche
- 37
- Längslasche
- 38
- Reibrührschweißnaht
- 50
- Endabschnitt
- 51
- Aluminiumblechlaminat
- 52
- Ende
- 54
- Titanlasche
- 55
- Stoß
- 56
- Stoß
- 57
- Lage
- 58
- Titanlasche
- 59
- Mittelebene
- 62
- Schweißnaht
- 63
- Ende
- 64
- Ende
- 65
- CFK-Laminat
- 66
- Endabschnitt
- 67
- Aluminiumlasche
- 68
- Endabschnitt
- 69
- Endabschnitt
- 80
- Türausschnitt
- 81
- Eckdoppler
- 82
- Eckbereich
- 83
- Kantenschutz
- 84
- Seitenbereich
- 85
- Ende
- 86
- Titanlasche
- 87
- Aluminiumblech
- 88
- Länge
- 89
- Aluminiumblech
- 93
- Türrahmenspant
- 94
- Niet
- 95
- Titaneinlage
- 96
- Laminat
- 97
- Lasche