DE102014211689A1

DE102014211689A1 - Bohrschablone, Bohrschablonenanordnung sowie Verfahren zum Einbringen von Bohrungen

Info

Publication number: DE102014211689A1
Application number: DE102014211689.9A
Authority: DE
Inventors: Sven Lutze; Benjamin Obermeier; Berta Gomez De Pedraza
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2015-12-24
Also published as: US20150367424A1; CN105195789A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrschablone für den Einsatz auf dem Gebiet der Herstellung von Luft- oder Raumfahrzeugen oder von Teilen dieser. Die Bohrschablone weist ein erstes Schablonenteil und ein zweites Schablonenteil auf. Hierbei sind das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil jeweils mit Einrichtungen für die Festlegung von Positionen zu erzeugender Bohrungen versehen. Die Bohrschablone weist Kopplungsmittel auf, mittels der das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil derart miteinander koppelbar sind, dass die gekoppelten Schablonenteile relativ zueinander bewegbar sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Bohrschablonenanordnung mit mindestens zwei Bohrschablonen, sowie ein Verfahren zum Einbringen von Bohrungen in mindestens zwei Komponenten für ein Luft- oder Raumfahrzeug.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Bohrschablone zum Einsatz auf dem Gebiet der Herstellung von Luft- oder Raumfahrzeugen oder von Teilen von Luft- oder Raumfahrzeugen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Bohrschablonenanordnung, sowie auf ein Verfahren zum Einbringen von Bohrungen in Komponenten für ein Luft- oder Raumfahrzeug.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Wenngleich die vorliegende Erfindung allgemein auf die Einbringung von Bohrungen in Werkstücke und insbesondere auf die Erzeugung von Nietlöchern, die genau und kostengünstig in einem vorgegebenen Muster in Werkstücke eingebracht werden sollen, anwendbar ist, sollen die Erfindung und die ihr zu Grunde liegende Problematik im Folgenden am Beispiel der Herstellung einer Quernaht an der Verbindung zweier Rumpfsektionen eines Flugzeugrumpfes näher erläutert werden.
Es ist bekannt, einen Rumpf eines Flugzeugs aus miteinander verbundenen Rumpfsektionen zusammenzusetzen. Benachbarte Rumpfsektionen können hierbei in einer so genannten Quernaht miteinander mit Hilfe von Nietverbindungen verbunden werden.
Für die Herstellung derartiger Nietverbindungen sind zahlreiche Nietlöcher in die zu verbindenden Komponenten, bei diesem Beispiel die Rumpfsektionen, einzubringen. Das Bohren der Nietlöcher und die Herstellung der Nietverbindung selbst ist bei der Fertigung eines Flugzeugs, beispielsweise eines Passagierflugzeugs, mit einem hohen Zeitaufwand und entsprechenden Kosten verbunden.
Es gilt, einen Weg zu finden, um den Zeit- und Kostenaufwand beim Entwurf und der Herstellung eines Luft- oder Raumfahrzeugs, insbesondere bei der Erzeugung von Quernahtverbindungen zwischen aneinander angrenzenden Rumpfsektionen, weiter zu verringern und zugleich sicherzustellen, dass die Nietlöcher trotz der Herstellungstoleranzen der zu verbindenden Komponenten bezüglicher beider Komponenten korrekt positioniert sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung somit die Aufgabe zu Grunde, das korrekte Einbringen von Bohrungen in Komponenten, die für ein zu fertigendes Luft- oder Raumfahrzeug bestimmt sind, bei vorzugsweise noch verbesserter Qualität der Bohrungsausführung und Bohrungspositionierung, schneller und kostengünstiger zu ermöglichen, wobei es zugleich möglich sein soll, Fertigungstoleranzen der Komponenten zu berücksichtigen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Bohrschablone mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Bohrschablonenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
Demgemäß wird eine Bohrschablone für den Einsatz auf dem Gebiet der Herstellung von Luft- oder Raumfahrzeugen oder von Teilen von Luft- oder Raumfahrzeugen vorgeschlagen, welche ein erstes Schablonenteil und ein zweites Schablonenteil aufweist. Hierbei sind das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil jeweils mit Einrichtungen für die Festlegung von Positionen zu erzeugender Bohrungen versehen. Ferner weist die Bohrschablone Kopplungsmittel auf, mittels der das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil derart miteinander koppelbar sind, dass die gekoppelten Schablonenteile relativ zueinander bewegbar sind.
Zudem wird erfindungsgemäß eine Bohrschablonenanordnung mit mindestens zwei Bohrschablonen vorgeschlagen, wobei zumindest eine erste der Bohrschablonen in der vorstehenden, erfindungsgemäßen Weise ausgebildet ist und ein erstes Schablonenteil sowie ein zweites Schablonenteil aufweist. Bei der Bohrschablonenanordnung gemäß der Erfindung übergreift eine zweite Bohrschablone die erste Bohrschablone bereichsweise.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Einbringen von Bohrungen in mindestens zwei Komponenten für ein Luft- oder Raumfahrzeug bereit, welches die folgenden Schritte umfasst:

– Bereitstellen mindestens einer erfindungsgemäß ausgebildeten Bohrschablone mit einem ersten Schablonenteil und einem zweiten Schablonenteil; und
– Installieren der Bohrschablone für ein Erzeugen der Bohrungen unter Zuhilfenahme der Bohrschablone, wobei Fertigungstoleranzen einer oder beider der Komponenten durch ein Bewegen der ersten und zweiten Schablonenteile relativ zueinander in der Weise ausgeglichen werden, dass die Positionen einiger der zu erzeugenden Bohrungen an einer der beiden Komponenten und die Positionen anderer der zu erzeugenden Bohrungen an der anderen der beiden Komponenten ausgerichtet werden können.

Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht darin, dass die zwei relativ zueinander bewegbaren Schablonenteile an zwei unterschiedlichen Werkstücken, insbesondere zwei Komponenten für ein Luft- oder Raumfahrzeug, beispielhaft zwei benachbarten Rumpfsektionen, ausgerichtet werden können. Es wird somit möglich, mittels der Einrichtungen des ersten Schablonenteils definierte Bohrungspositionen relativ zu einer der Komponenten, und mittels der Einrichtungen des zweiten Schablonenteils definierte Bohrungspositionen relativ zu der anderen Komponente korrekt auszurichten.
Somit kann beispielsweise bei der Verwendung einer Bohrschablone, wie sie von der Erfindung vorgeschlagen wird, beim Verbinden zweier Rumpfsektionen im Bereich einer Quernaht eines Flugzeugrumpfes sichergestellt werden, dass mittels des ersten Schablonenteils positionierte und gebohrte Nietlöcher in Bezug auf eine der Rumpfsektionen, und mittels des zweiten Schablonenteils positionierte und gebohrte Nietlöcher in Bezug auf die benachbarte andere Rumpfsektion nicht unzulässig von ihrer jeweiligen Sollposition abweichen und beispielsweise geforderte Randabstände einhalten, auch wenn die Rumpfsektionen im Rahmen der Herstellungstoleranz Abweichungen von Sollmaß und/oder Sollgeometrie zeigen.
Die erfindungsgemäße Bohrschablone und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen somit die korrekte Positionierung einer Vielzahl von Bohrungen bei zugleich rascher und kostengünstiger Einbringung dieser Bohrungen, und einen Toleranzausgleich insbesondere für relativ große mit Bohrungen zu versehende Werkstückbereiche. Bei der Bohrschablonenanordnung können zusätzlich weitere Bohrungen mittels der zweiten Bohrschablone positioniert und gebohrt werden, ohne den Toleranzausgleich durch die Relativbeweglichkeit der Schablonenteile der ersten Bohrschablone zu behindern.
Vorliegend wird auf Werkstücke, in die Bohrungen einzubringen sind, Bezug genommen. Es versteht sich, dass es sich bei den Werkstücken um Komponenten für ein Luft- oder Raumfahrzeug handeln kann. Derartige Komponenten können insbesondere zwei benachbarte Rumpfsektionen für einen Flugzeugrumpf sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer Ausgestaltung sind die gekoppelten Schablonenteile relativ zueinander verschiebbar und/oder verdrehbar. Dies schafft vielseitige Möglichkeiten des Ausgleichs von Fertigungsungenauigkeiten.
In einer Ausgestaltung sind das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil mittels der Kopplungsmittel miteinander gekoppelt, insbesondere in der Weise, dass die Bohrschablone umfassend das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil in einem nichtinstallierten Zustand als Ganzes transportierbar ist. Auf diese Weise können ergonomische Vorteile erzielt und der Transport der Bohrschablone für ihre Installation oder nach Deinstallation vereinfacht werden. Die Möglichkeit, die Bohrschablone als ein Ganzes transportieren zu können, spart im Vergleich mit dem Transport der Einzelteile Zeit und Wege und macht dem Werker die Handhabung einfacher.
Bei einer weiteren Ausgestaltung übergreift das mit dem zweiten Schablonenteil gekoppelte erste Schablonenteil bereichsweise mindestens einen Abschnitt des zweiten Schablonenteils. Auf diese Weise kann eine zweckmäßige Kopplung der Schablonenteile erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der mindestens eine Abschnitt des zweiten Schablonenteils mindestens ein Loch auf. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Abschnitt bei dieser Ausgestaltung mit mindestens einer in einer Dickenrichtung des mindestens einen Abschnitts durch den mindestens einen Abschnitt hindurchgehenden Aussparung versehen sein. Das Loch und/oder die Aussparung ermöglichen vorteilhaft einen Zugang zur Oberfläche eines Werkstücks, beispielsweise einer Komponente für ein Flugzeug wie etwa einer Rumpfsektion, im Bereich des mindestens einen Abschnitts des zweiten Schablonenteils. Hierdurch wird es beispielsweise möglich, auch in dem Bereich, in dem das erste Schablonenteil das zweite Schablonenteil übergreift, mittels des ersten Schablonenteils zu erzeugende Bohrungen zu positionieren und zu bohren, wenn dort entsprechende Einrichtungen in dem ersten Schablonenteil vorgesehen werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, Durchgangsöffnungen oder Aussparungen zur Aufnahme von Bauteil- oder Schablonenheftern in diesem Bereich in dem ersten Schablonenteil vorzusehen.
Insbesondere kann der mindestens eine Abschnitt des zweiten Schablonenteils einen Arm oder Steg, oder mehrere Arme oder Stege, aufweisen, der/die im gekoppelten Zustand der Schablonenteile unter das erste Schablonenteil reicht/reichen. Der Steg/Arm und/oder die Stege/Arme können beispielsweise das Loch oder die Löcher und/oder die Aussparung oder die Aussparungen begrenzen. Insbesondere kann/können der/die Steg(e) oder Arm(e) zwischen mehreren Löchern, zwischen mehreren Aussparungen, oder zwischen einem Loch und einer Aussparung ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung sind das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil dafür eingerichtet, in einem installierten Zustand der Bohrschablone mit miteinander gekoppelten Schablonenteilen jeweils an einer Oberfläche mindestens eines Werkstücks, in welches unter Verwendung der Bohrschablone zu erzeugende Bohrungen einzubringen sind, zumindest bereichsweise anzuliegen. Dies kann insbesondere die Vermessung beider Schablonenteile erleichtern und schafft eine definierte Anlage der Schablonenteile bezüglich des Werkstücks oder der Werkstücke.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Einrichtungen für die Festlegung der Positionen der zu erzeugenden Bohrungen jeweils mit einer Durchgangsöffnung oder einer Aussparung ausgebildet, welche sich durch das Schablonenteil, das die Einrichtung aufweist, hindurch erstreckt. Derartige Einrichtungen können sich beispielsweise vorteilhaft für halbautomatische Bohrverfahren wie etwa ein „Concentric-Collet”-Verfahren eignen. Insbesondere kann es sich bei den Durchgangsöffnungen um kreisrunde Bohrungen handeln. Die Aussparungen können dadurch gebildet sein, dass Bohrungen in einem Randbereich eines Schablonenteils in dieses eingearbeitet werden, derart, dass aufgrund des Überlappens des Randes mit der Bohrung diese seitlich offen ist und dadurch eine Aussparung bildet. Bevorzugt weisen das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil jeweils eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen oder Aussparungen oder beider auf.
In einer Ausgestaltung umfassen die Kopplungsmittel mindestens ein Langloch, wobei das Langloch an einem der ersten und zweiten Schablonenteile ausgebildet ist. Darüber hinaus umfassen die Kopplungsmittel bei dieser Ausgestaltung mindestens eine Gewindebohrung, welche an dem anderen der ersten und zweiten Schablonenteile ausgebildet ist. Hierbei sind das Langloch und die Gewindebohrung derart ausgebildet, dass zur Kopplung der Schablonenteile eine Schraube durch das Langloch führbar und in die Gewindebohrung einschraubbar ist. Auf diese Weise kann eine einfache und zuverlässige Kopplung der Schablonenteile erzielt werden. Zudem kann diese Art der Kopplung eine zeitweilige Trennung der Schablonenteile bei Bedarf möglich machen, etwa für Reparaturen, Austausch eines Schablonenteils, Reinigung und dgl. Anschließend können die Schablonenteile wieder gekoppelt werden.
Gemäß einer Weiterbildung sind das erste Schablonenteil und das zweite Schablonenteil jeweils mit mindestens einer Ausnehmung versehen, welche dafür ausgebildet ist, einen Abschnitt einer weiteren Bohrschablone in der Weise bereichsweise aufzunehmen, dass das erste und zweite Schablonenteil jeweils im Bereich der Ausnehmung von dem Abschnitt der weiteren Bohrschablone übergriffen werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel erreicht werden, dass die weitere Bohrschablone in einer Richtung normal zur Werkstückoberfläche nicht oder nicht Wesentlich über das erste und zweite Schablonenteil der ersten Bohrschablone hinaussteht, was beispielsweise das Arbeiten mit den Bohrschablonen und das Positionieren und Einbringen der zu erzeugenden Bohrungen mit Hilfe der Bohrschablonen erleichtern kann.
In einer Ausgestaltung sind die mindestens eine Ausnehmung des ersten Schablonenteils und die mindestens eine Ausnehmung des zweiten Schablonenteils derart ausgestaltet, dass der Abschnitt der weiteren Bohrschablone in einer Richtung oder mehreren Richtungen mit Spiel innerhalb der Ausnehmungen aufnehmbar ist. Das Spiel ist bevorzugt in der Weise gewählt, dass der Ausgleich der erwarteten Fertigungstoleranzen nicht behindert wird. Somit können die ersten und zweiten Schablonenteile der Bohrschablone sowie die weitere Bohrschablone zur gleichen Zeit am Werkstück oder den Werkstücken installiert sein, ohne auf den Toleranzausgleich mittels der beiden in Bezug aufeinander bewegbaren Schablonenteile verzichten zu müssen.
In einer Ausgestaltung weisen das erste Schablonenteil und/oder das zweite Schablonenteil jeweils mindestens ein Loch oder mindestens eine Aussparung auf. Alternativ können das erste Schablonenteil und/oder das zweite Schablonenteil jeweils mit mindestens einem Loch und mit mindestens einer Aussparung versehen sein. Das Loch oder die Aussparung oder beide durchdringt/durchdringen einen Boden der Ausnehmung. Auf diese Weise kann vorteilhaft auch der Abschnitt der weiteren Bohrschablone, der in den Ausnehmungen aufgenommen ist, mit Durchgangsöffnungen und/oder Aussparungen, zum Beispiel für Einrichtungen zur Positionierung zu erzeugender Bohrungen, versehen werden. Die Durchgangsöffnungen und/oder Aussparungen können aber zum Beispiel alternativ zur Aufnahme von Bauteil- oder Schablonenheftern dienen. Ein Zugang zu der Werkstückoberfläche wird durch das Loch und/oder die Aussparung im Boden der Ausnehmung ermöglicht.
Insbesondere können auf diese Weise an die Ausnehmung angrenzende Bereiche des jeweiligen Schablonenteils durch einen Steg oder durch mehrere Stege miteinander verbunden sein. Jedes der Schablonenteile kann somit in mehrere Abschnitte gegliedert sein, die durch die Stege verbunden bleiben, was insbesondere die Handhabung vereinfacht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bohrschablone für eine Verwendung beim Erzeugen von Nietlöchern zum Verbinden zweier Rumpfsektionen eines Rumpfes für ein Luft- oder Raumfahrzeug im Bereich einer Quernaht an dem Rumpf ausgebildet. Fertigungstoleranzen, die sich beim Ausrichten der Rumpfsektionen zueinander zeigen, können im Bereich der Quernaht mittels der Bohrschablone vorteilhaft ausgeglichen werden. Angesichts der erheblichen Anzahl einzubringender Nietlöcher können durch die Verwendung der Bohrschablone vorteilhafte Kosten- und Arbeitszeitersparnisse erzielt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bohrschablone dafür ausgebildet ist, zum Installieren der Bohrschablone von einer Außenseite der beiden Rumpfsektionen her auf die beiden Rumpfsektionen oder auf eine dieser aufgesetzt zu werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Bohrschablone als eine Orbitalschablone oder als eine Stringerschablone ausgebildet. Insbesondere kann die Orbitalschablone für das Erzeugen von Nietlöchern längs einer Stoßstelle zwischen den Rumpfsektionen und im Bereich einer Lasche („butt strap”) einer der Rumpfsektionen, die die angrenzende Rumpfsektion hintergreift, eingerichtet sein, während die Stringerschablone für das Erzeugen von Nietlöchern im Bereich eines oder mehrerer Stringerenden und/oder einer Stringerkupplung nahe der Quernaht und über diese hinweg eingerichtet sein kann.
In einer beispielhaften Ausgestaltung können die Schablonenteile aus einem Metallmaterial, beispielsweise mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gebildet sein. Hierdurch kann zum Beispiel eine robuste Bohrschablone erzielt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Einrichtungen für die Festlegung der Positionen der zu erzeugenden Bohrungen für das Positionieren und Bohren der Bohrungen mittels eines halbautomatischen Bohrverfahrens, insbesondere eines Concentric-Collet-Verfahrens, ausgebildet. Halbautomatische Bohrverfahren können im Vergleich zu manuellen Verfahren Kosten sparen und erlauben zugleich, die Qualität der Bohrungsausführung weiter zu verbessern.
Im Falle eines „Concentric Collet”-Verfahrens greift eine Bohrvorrichtung in eine Durchgangsöffnung oder Aussparung, insbesondere eine gerade Bohrung, in einer Bohrschablone ein, wobei sich die Bohrvorrichtung beim Auslösen des Bohrvorgangs in der Durchgangsöffnung oder Aussparung festspannt und den Bohrvorgang, ggf. auch ein Senken der Bohrung, vornimmt.
In alternativen Ausgestaltungen können die Einrichtungen jedoch stattdessen für einen Einsatz zusammen mit anderen Bohrverfahren eingerichtet sein. Beispielsweise könnten die Einrichtungen Bohrbuchsen aufweisen.
Bei einer Weiterbildung der Bohrschablonenanordnung ist auch die zweite Bohrschablone in erfindungsgemäßer Weise mit einem ersten und einem zweiten Schablonenteil ausgebildet. Somit ermöglicht auch die zweite Bohrschablone vorteilhaft einen Toleranzausgleich.
In einer Ausgestaltung der Bohrschablonenanordnung übergreift eines der Schablonenteile der zweiten Bohrschablone die beiden Schablonenteile der ersten Bohrschablone bereichsweise. Mit dieser Ausgestaltung können beispielsweise Kopplungsmittel der zweiten Bohrschablone aus dem Bereich, in dem die erste Bohrschablone übergriffen wird, herausverlegt werden, was den Aufbau der Bohrschablonenanordnung vereinfachen kann.
Bei einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Bohrschablonenanordnung mehrere zweite Bohrschablonen aufweist, welche in dafür vorgesehenen, voneinander beanstandeten Bereichen der ersten Bohrschablone die erste Bohrschablone übergreifen. Somit können noch mehr Bohrungen in kostensparender und effizienter Weise mit Hilfe von Bohrschablonen realisiert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Bohrschablonenanordnung für eine Verwendung beim Erzeugen von Nietlöchern zum Verbinden zweier Rumpfsektionen eines Rumpfes für ein Luft- oder Raumfahrzeug im Bereich einer Quernaht an dem Rumpf ausgebildet. Hierbei ist bevorzugt die erste Bohrschablone als eine Orbitalschablone ausgebildet und die zweite Bohrschablone als eine Stringerschablone ausgebildet.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens wird mindestens eine weitere Bohrschablone bereitgestellt, wobei die weitere Bohrschablone in der Weise installiert wird, dass die Bohrschablone von der weiteren Bohrschablone bereichsweise übergriffen wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist die weitere Bohrschablone ebenfalls in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet und weist ebenfalls ein erstes Schablonenteil sowie ein zweites Schablonenteil auf. Für den Toleranzausgleich zwischen den Komponenten werden eines der Schablonenteile einer der Bohrschablonen und eines der Schablonenteile der anderen Bohrschablone an der einen Komponente ausgerichtet. Ferner werden für den Toleranzausgleich das andere Schablonenteil der einen der Bohrschablonen und das andere Schablonenteil der anderen der Bohrschablonen an der anderen Komponente ausgerichtet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Bohrungen in die Komponente oder in die Komponenten mittels eines halbautomatischen Bohrverfahrens, vorzugsweise im Concentric-Collet-Verfahren, eingebracht.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Satz von zur Herstellung der Verbindung im Bereich der gesamten Quernaht vorgesehenen Orbitalschablonen und Stringerschablonen in einem Schritt installiert. Dies ermöglicht weitere Zeit- und Kostenersparnisse, da insbesondere ein wiederholtes Installieren und Deinstallieren von Schablonen vermieden werden kann.
Die oben in Bezug auf die Bohrschablone beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen können auf die Bohrschablonenanordnung und das Verfahren gemäß der Erfindung Anwendung finden. Die in Bezug auf die Bohrschablone genannten Vorteile gelten entsprechend für analoge Ausgestaltungen des Verfahrens und der Bohrschablonenanordnung.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern dies sinnvoll ist, beliebig miteinander kombinieren. Zudem umfassen weitere mögliche Weiterbildungen, Ausgestaltungen und Implementierungen der Erfindung auch nicht ausdrücklich genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden in Bezug auf die Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann hierbei auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen hierbei
1 ein beispielhaftes Luftfahrzeug in einer Seitenansicht, zur Illustration der Aufteilung eines Rumpfes desselben in Rumpfsektionen;
2 das Luftfahrzeug der 1 in einer Draufsicht;
3 eine Bohrschablone gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die für das Verbinden zweier Werkstücke in einem Überlappungsbereich derselben installiert ist, in einer Draufsicht;
4 eine Bohrschablonenanordnung mit einer ersten Bohrschablone und drei zweiten Bohrschablonen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, in einer perspektivischen Ansicht von oben;
5 eine Auswahl von Teilen der Bohrschablonenanordnung der 4;
6 eine andere Auswahl von Teilen der Bohrschablonenanordnung der 4;
7 ein Detail D1 aus 5, vergrößert dargestellt;
8 ein Detail D2 aus 4, vergrößert dargestellt;
9 die erste Bohrschablone gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Unteransicht, gesehen von der Oberfläche eines (nicht gezeigten) Werkstückes her, mit gekoppelten ersten und zweiten Schablonenteilen;
10 die erste Bohrschablone aus 9 in einer perspektivischen Ansicht von oben;
10A eine Schraube einer Kopplungseinrichtung der ersten Bohrschablone der 9;
11 das zweite Schablonenteil der ersten Bohrschablone der 9 in einer perspektivischen Unteransicht, gesehen von der Oberfläche eines (nicht gezeigten) Werkstückes her;
12 das zweite Schablonenteil der 11 in einer perspektivischen Draufsicht;
13 das zweite Schablonenteil der 11 in einer perspektivischen Seitenansicht;
14 das erste Schablonenteil der ersten Bohrschablone der 9 in einer perspektivischen Unteransicht, gesehen von der Seite eines (nicht gezeigten) Werkstückes her;
14A eine Teilansicht des ersten Schablonenteils der 14, perspektivisch von der Seite AA her gesehen;
15 eine der zweiten Bohrschablonen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Unteransicht von der Seite eines (nicht gezeigten) Werkstückes her, mit gekoppelten ersten und zweiten Schablonenteilen;
16 die zweite Bohrschablone der 15 in einer perspektivischen Draufsicht;
16A eine Schraube einer Kopplungseinrichtung der zweiten Bohrschablone der 15;
16B einen Endabschnitt des zweiten Schablonenteils der zweiten Bohrschablone der 15 in perspektivischer Draufsicht;
17 das erste Schablonenteil der zweiten Bohrschablone der 15 in einer perspektivischen Seitenansicht von unten, von der Oberfläche eines (nicht gezeigten) Werkstücks her;
18 die Bohrschablonenanordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, gezeigt in einem Zustand, in dem die Bohrschablonen an der Außenseite zweier Rumpfsektionen im Bereich einer Quernaht installiert sind, jedoch ohne Heftmittel oder dergleichen zum Anheften der Bohrschablonen;
19A eine perspektivische Teilansicht einer Bohrschablone gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
19B ein Schablonenteil der Bohrschablone gemäß 19A; und
20 eine perspektivische Teilansicht einer Bohrschablone gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen.
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche sowie gleich wirkende Elemente, Komponenten und Merkmale – soweit nichts anderes angegeben ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In den 1 und 2 ist ein als ein Flugzeug 300, beispielhaft ein modernes Passagierflugzeug, ausgebildetes Luftfahrzeug dargestellt. Das Flugzeug 300 weist in an sich bekannter Weise einen Rumpf 301 sowie in den Figuren nicht näher bezeichnete Tragflächen, ein Höhen- und Seitenleitwerk und Triebwerke auf. Der Rumpf 301 ist mit mehreren Rumpfsektionen 304 gebildet, die entlang einer Längsachse 325 des Flugzeugs 300, die auch eine Längsachse des Rumpfes 301 bildet, aneinandergereiht und in Quernähten 310 miteinander verbunden sind. In den 1 und 2 sind einige der Rumpfsektionen 304 bezeichnet. Außenoberflächen der Rumpfsektionen 304 sind mit dem Bezugszeichen 320 bezeichnet. Die in den 1 und 2 schematisch mit gestrichelten Linien angedeuteten Rumpfsektionen 304 sind jedoch nur beispielhaft zu verstehen. Es versteht sich, dass der Rumpf 301 auf viele andere Weisen in Rumpfsektionen aufgeteilt werden kann, beispielsweise in mehr oder weniger Sektionen, die kürzer oder länger als die in den 1 und 2 gezeigten sein können.
3 zeigt eine Bohrschablone 1' gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit einem ersten Schablonenteil 3' und einem zweiten Schablonenteil 6', die in einem Überlappungsbereich 50' zweier für ein Luft- oder Raumfahrzeug bestimmter Komponenten 45' und 55' angeordnet sind. Ein Rand 46' der ersten Komponente 45' ist in der Blickrichtung der 3 durch die zweite Komponente 55' verdeckt und daher gestrichelt dargestellt. Der sichtbare Rand der zweiten Komponente 55' ist mit dem Bezugszeichen 56' bezeichnet.
Jedes der Schablonenteile 3' und 6' ist in 3 mit mehreren, bei dem gezeigten Beispiel drei, Einrichtungen 10' zur Positionierung von Bohrungen 15' versehen. Unter Zuhilfenahme der Bohrschablone 1' sollen die Bohrungen 15' in dem Überlappungsbereich 50' durch die erste Komponente 45' und durch die die erste Komponente 45' im Überlappungsbereich 50' bereichsweise überdeckende zweite Komponente 55' hindurch gebohrt werden. Hierzu sind die Einrichtungen 10' vorzugsweise als Durchgangsöffnungen 36', insbesondere Bohrungen, durch das jeweilige Schablonenteil 3' bzw. 6' ausgebildet. Die Durchmesser der Durchgangsöffnungen 36' werden bevorzugt derart gewählt, dass die Bohrungen 15' in einem halbautomatischen Bohrverfahren, insbesondere mittels einer Bohrvorrichtung mit „Concentric Collet”, in die Komponenten 45', 55' eingebracht werden können.
Bei der Bohrschablone 1' sind das erste Schablonenteil 3' und das zweite Schablonenteil 4' mit Hilfe von Kopplungsmitteln 4' miteinander derart gekoppelt, dass die beiden Schablonenteile 3' und 6' relativ zueinander bewegt werden können. Die relative Bewegbarkeit ist in 3 mit den Pfeilen 7a', 7b', 7c' angedeutet. Insbesondere können die Schablonenteile 3' und 6' relativ zueinander parallel zu einer Außenoberfläche der Komponente 55', auf der die beiden Schablonenteile 3', 6' aufliegen, verschoben und/oder gegeneinander um eine Achse im Wesentlichen normal zu dieser Oberfläche verdreht werden, d. h. es können insbesondere eine oder zwei oder alle drei der Beweglichkeiten 7a', 7b', 7c' gegeben sein. Pfeil 7b' deutet eine Verschiebbarkeit entlang einer Richtung y' im Wesentlichen parallel zu den Rändern 46', 56' an, Pfeil 7a' eine Verschiebbarkeit entlang einer Richtung x' normal zur Richtung y'.
Die Bohrschablone 1' dient dazu, das zu realisierende Bohrmuster zu definieren und die einzelnen Bohrungen 15' auf rasche, genaue und kostengünstige Weise mit hoher Qualität an der richtigen Position in die Komponenten 45', 55' einbringen zu können.
Um die beiden Komponenten 45', 55' mittels einer Nietverbindung miteinander zu verbinden, werden die Komponenten 45', 55' vor dem Einbringen der Bohrungen 15' in Bezug aufeinander ausgerichtet. Unvermeidliche Abweichungen einer oder beider der Komponenten 45', 55' von deren Nennmaßen im Rahmen der zulässigen Herstellungstoleranzen können sich auf den Überlappungsbereich 50' und somit den Bereich des Bohrmusters auswirken. Jedoch kann zu verlangen sein, dass die einzelnen der in die Komponenten 45', 55' eingebrachten Bohrungen 15' und somit auch die durch die erzeugten Nietlöcher 15' geführten Niete (in der Figur nicht gezeigt) jeweils relativ zu mindestens einer der beiden Komponenten 45', 55' vorgegebene Abweichungen von der Nennposition relativ zu dieser Komponente nicht überschreitet. Insbesondere kann zum Beispiel zu verlangen sein, dass die Bohrungen 15' vorgegebene Minimalabstände zu den Rändern der Komponenten 45', 55', etwa zu den Rändern 46', 56', nicht unterschreiten.
Mit der Bohrschablone 1' gelingt es, beispielsweise derartige Randabstände auch bei Vorliegen von Maßabweichungen der Komponenten 45', 55' einzuhalten. Hierzu werden die beiden Schablonenteile 3', 6' in der Weise installiert, dass sie auf der Oberfläche der Komponente 55' aufliegen, wobei es die relative Beweglichkeit der Schablonenteile 3', 6' ermöglicht, das erste Schablonenteil 3' mit jenen Einrichtungen 10', die es aufweist, an dem Rand 56' der zweiten Komponente 55' auszurichten, während das zweite Schablonenteil 6' an dem – in 3 von der zweiten Komponente 55' verdeckten – Rand 46' der ersten Komponente 45' ausgerichtet werden kann. Diese Relativbewegung ermöglicht somit den Ausgleich von Maß- und/oder Formabweichungen beider Komponenten 45', 55' und die Positionierung der Einrichtungen 10' in der Weise, dass die unter Zuhilfenahme der Bohrschablone 1' erzeugten Bohrungen 15' insbesondere die geforderten Randabstände einhalten. Die Positionen der mittels des ersten Schablonenteils 3' zu erzeugenden Bohrungen 15' werden also an der zweiten Komponente 55', die Positionen der mittels des zweiten Schablonenteils 6' zu erzeugenden Bohrungen 15' an der ersten Komponente 45' ausgerichtet.
Ein zweites Ausführungsbeispiel soll im Folgenden unter Bezugnahme auf die 4 bis 18 beschrieben werden.
4 zeigt eine Bohrschablonenanordnung 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche eine erste Bohrschablone 1 und drei zweite Bohrschablonen 101a–c aufweist. Die Bohrschablonenanordnung 200 ist für den Einsatz bei der Herstellung eines Flugzeugrumpfes ausgebildet und dient dem rationellen, raschen und kostengünstigen Erzeugen von Bohrungen als Nietlöcher hoher Qualität im Bereich und nahe einer Quernaht 310 zwischen zwei Rumpfsektionen 304, siehe 1 und 2. Für die Erzeugung einer gesamten Quer- oder Umfangsnaht um den Rumpf 301 herum können eine Vielzahl von Bohrschablonenanordnungen 200 der in der 4 gezeigten Art eingesetzt werden.
Zunächst sollen die erste Bohrschablone 1 und die zweiten Bohrschablonen 101a–101c beschrieben werden.
Die erste Bohrschablone 1 weist ein erstes Schablonenteil 3 und ein zweites Schablonenteil 6 auf. Das zweite Schablonenteil 6 ist mit einer Vielzahl von als Bohrungen ausgebildeten Durchgangsöffnungen 36 ausgebildet, wobei sich die Durchgangsöffnungen 36 entlang der Dickenrichtung 9 (vgl. 9) des zweiten Schablonenteils 6 durch dieses erstrecken. Zur besseren Übersicht sind, etwa in 4, nur einige der Durchgangsöffnungen 36 mit einem Bezugszeichen versehen. Ferner weist das zweite Schablonenteil 6 Aussparungen 37 auf, die ebenfalls in Dickenrichtung 9 durch das zweite Schablonenteil 6 hindurchgehen, jedoch zum Rand des Schablonenteils 6 hin offen sind. Auch von den Aussparungen 37 sind in den Figuren jeweils nur einige mit Bezugszeichen versehen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 37 als durch das zweite Schablonenteil 6 hindurchgehende Bohrungen ausgeführt, die aufgrund ihrer Nähe zum Rand desselben seitlich offen sind. Das erste Schablonenteil 3 weist eine Anzahl von Aussparungen 37 auf, die ähnlich wie bei dem zweiten Schablonenteil 6 als durch das erste Schablonenteil 3 hindurchgehende, ebenfalls zu einem dem zweiten Schablonenteil 6 zugewandten Rand hin offene Bohrungen ausgeführt sind. Die Details der Geometrie können aus 11–14 ersehen werden.
Eine Vielzahl der vorgesehenen Durchgangsöffnungen 36 und Aussparungen 37 beider Schablonenteile 3, 6 bilden jeweils eine Einrichtung 10 zur Festlegung der Positionen zu erzeugender Bohrungen 15, siehe 18, in Anwendung in einem Concentric-Collet-Bohrverfahren, bei dem sich eine Bohrvorrichtung in der jeweiligen Durchgangsöffnung 36 oder Aussparung 37 zur Positionierung und zum Bohren der Bohrung 15 festspannt. Einige der Durchgangsöffnungen 36 und/oder Aussparungen 37 können insbesondere zum Zwecke der Aufnahme von Bauteilheftern oder Schablonenheftern vorgesehen sein, während andere der Durchgangsöffnungen 36 oder der Aussparungen 37 jeweils als Einrichtung 10 dafür dienen, Nietlöcher positionieren und bohren zu können. Die Durchmesser der Durchgangsöffnungen 36 und/oder Aussparungen 37 können abhängig von deren Zweck variieren.
Die Bohrschablone 1 weist Kopplungsmittel 4 auf, um die beiden Schablonenteile 3 und 6 bewegbar miteinander zu koppeln. Die Kopplungsmittel 4 umfassen Langlöcher 66, Gewindebohrungen 70 und Schrauben 74. Das zweite Schablonenteil 6 weist im Querschnitt in etwa L-förmige Vorsprünge 68 auf, siehe etwa 6 und 7, welche abschnittsweise unter das erste Schablonenteil 3 greifen. Die Langlöcher 66 sind jeweils in einen der L-förmigen Vorsprünge 68 eingearbeitet, siehe z. B. 13. Jedem der Langlöcher 66 ist eine Gewindebohrung 70, die an dem ersten Schablonenteil 3 ausgebildet ist, zugeordnet. Mittels einer Schraube 74, die in 10A separat gezeigt, durch das Langloch 66 geführt und mit ihrem Gewindeteil 75 in die Gewindebohrung 70 eingeschraubt ist, sind die beiden Schablonenteile 3 und 6 derart miteinander gekoppelt, dass sie sich relativ zueinander bewegen können. Hierzu kann sich ein Schaft 76 der Schraube 74 im zugeordneten Langloch 66 bewegen.
Durch die Kopplung der Schablonenteile 3 und 6 ist die Bohrschablone 1 als Ganzes transportierbar, beispielsweise um die Bohrschablone 1 an zu verbindenden, benachbarten Rumpfsektionen 304 installieren zu können. Die Schablonenteile 3 und 6 müssen also nicht separat von einem Werker zum Werkstück getragen werden, was Wege und Zeit spart.
Wie insbesondere aus 5, 7, 9 und 10 ersichtlich, übergreift das erste Schablonenteil 3 im gekoppelten Zustand der beiden Schablonenteile 3, 6 in Bereichen 24 das zweite Schablonenteil 6. Zu diesem Zweck ist das erste Schablonenteil 3 in den Bereichen 24 mit Ausnehmungen 25 ausgestattet, in denen der jeweils übergriffene Abschnitt 21 des zweiten Schablonenteils 6 mit Spiel aufgenommen werden kann, siehe 14. Das Spiel ist hinreichend groß, um den Schablonenteilen 3 und 6 relativ zueinander eine ausreichende Bewegbarkeit zu gestatten, sowohl in einer Orbitalrichtung OR der Rumpfsektionen 304 im Bereich der Quernaht, als auch in einer Verlaufsrichtung SR von Stringern zur Versteifung einer Schalenhaut der Rumpfsektionen 304, siehe 18. Der Abschnitt 21 bildet einen Teil des Vorsprungs 68. Der Abschnitt 21 des zweiten Schablonenteils 6 ist mit zwei durchgehenden Löchern 28 versehen, siehe beispielsweise 6, 11 und 12, wobei zwischen den Löchern 28 und seitlich dieser Stege 29 verbleiben, die die Löcher 28 begrenzen und sich unter das erste Schablonenteil 3 erstrecken.
In 9 und 11 ist eine im installierten Zustand der Bohrschablone 1 den mit den Bohrungen zu versehenden Werkstücken, etwa benachbarten Rumpfsektionen 304, zugewandte Seite der Bohrschablone 1 sichtbar. Sowohl das erste Schablonenteil 3 als auch das zweite Schablonenteil 6 sind auf der Seite 2 mit Anlageflächen 3a, 6a versehen, mit welchen die gekoppelten Schablonenteile 3 und 6 jeweils an einer Außenoberfläche beispielsweise einer der Rumpfsektionen 304 anliegen können. Wie beispielsweise aus 14 für die Anlagefläche 3a des ersten Schablonenteils 3 ersichtlich, kann die Anlagefläche aus mehreren Teilflächen, getrennt durch Ausnehmungen 25 und Aussparungen 37, gebildet sein.
Die zweiten Bohrschablonen 101a, 101b und 101c, siehe 4, weisen jeweils ein erstes Schablonenteil 103a, 103b, 103c und ein zweites Schablonenteil 106a, 106b, 106c auf. Jedes der Schablonenteile 103a–c, 106a–c ist mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 136 versehen. Die Bohrschablonen 101a, 101b und 101c unterscheiden sich hinsichtlich der Anzahl der Durchgangsöffnungen 136 im zweiten Schablonenteil 106b zum Einen und den zweiten Schablonenteilen 106a, 106c zum Anderen, ferner unterscheidet sich die äußere Formgebung des ersten Schablonenteils 103c abschnittsweise von jener der Schablonenteile 103a, 103b. Darüber hinaus jedoch sind die Bohrschablonen 101a, 101b, 101c in im Wesentlichen gleicher Weise ausgebildet. Es wird daher stellvertretend für alle drei Bohrschablonen 101a–101c nachfolgend die Ausbildung der Bohrschablone 101a im Detail beschrieben, wobei die nachstehenden Erläuterungen entsprechend für die Bohrschablonen 101b und 101c gelten sollen.
Das erste und zweite Schablonenteil 103a, 106a ist jeweils mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 136 versehen, die als Bohrungen ausgebildet sind. Die Durchgangsöffnungen 136 des zweiten Schablonenteils 106a erstrecken sich entlang der Dickenrichtung 109 des zweiten Schablonenteils 106a durch dieses hindurch, während sich die Durchgangsöffnungen 136 des ersten Schablonenteils 103a entlang der Dickenrichtung 108 des ersten Schablonenteils 103a durch dieses erstrecken, siehe 15–17.
Auch bei der Bohrschablone 101a bilden eine Vielzahl der vorgesehenen Durchgangsöffnungen 136 jedes der beiden Schablonenteile 103a, 106a Einrichtungen 110 zum Positionieren und Bohren von zu erzeugenden Bohrungen 115, siehe 18, in einem Concentric-Collet-Bohrverfahren. Einige der Durchgangsöffnungen 136 können zum Zwecke der Aufnahme von Bauteilheftern oder Schablonenheftern vorgesehen sein.
Die Bohrschablone 101a ist mit Kopplungsmitteln 104 ausgestattet, mittels derer die beiden Schablonenteile 103a und 106a relativ zueinander bewegbar miteinander gekoppelt sind. Hierbei umfassen die Kopplungsmittel 104 zwei Langlöcher 166 in einem Endbereich des ersten Schablonenteils 103a, Gewindebohrungen 170 in einem dem ersten Schablonenteil 103a zugewandten Endbereich des zweiten Schablonenteils 106a, und zwei Schrauben 174, wobei eine der Schrauben 174 in 16A separat gezeigt ist. Die Schrauben 174 erstrecken sich jeweils mit einem Schaft 176 durch eines der Langlöcher 166 und sind mit ihrem Gewindeteil 175 in jeweils eine der Gewindebohrungen 170 eingeschraubt. Mittels der Beweglichkeit der Schrauben 174 in den Langlöchern 166, durch die die Schrauben 174 geführt sind, wird eine relative Beweglichkeit der beiden Schablonenteile 103a, 106a zueinander erreicht.
Das erste Schablonenteil 103a ist in jenem Endbereich, in dem es die Langlöcher 166 aufweist, auf einer im installierten Zustand den Werkstücken, etwa den Rumpfsektionen 304, zugewandten Seite 102 der Bohrschablone 101a, siehe 15 und 17, mit einer Ausnehmung 125 versehen, wodurch das erste Schablonenteil 103a in dem Endbereich einen Absatz 126 aufweist. Der mit den Gewindebohrungen 170 ausgestattete Endbereich des zweiten Schablonenteils 106a weist einen Absatz 168 auf. Auf diese Weise kann ein Abschnitt 121 des zweiten Schablonenteils 106a im Bereich der Ausnehmung 125 von dem ersten Schablonenteil 103a übergriffen werden, siehe zum Beispiel 16. Die Gewindebohrungen 170 sind an dem Abschnitt 121 beidseits einer Aussparung 130 angeordnet, siehe 5 und 16B, wobei sich die Aussparung 130 in einer Dickenrichtung 122 des Abschnitts 121 durch diesen hindurch erstreckt, siehe 6. Die Aussparung 130 wird beidseits von je einem Arm 129 begrenzt, wobei jeder Arm 129 eine der Gewindebohrungen 170 aufweist und sich unter das erste Schablonenteil 103a erstreckt.
Aufgrund der Kopplung der Schablonenteile 103a und 106a ist die Bohrschablone 101a – wie auch jede der beiden anderen Bohrschablonen 101b und 101c für sich – als Ganzes transportierbar. Um die Bohrschablone 101a an den zu verbindenden Rumpfsektionen 304 installieren zu können, müssen auch bei der Bohrschablone 101a die Schablonenteile 103a, 106a nicht separat zum Werkstück getragen werden, was wiederum Wege und Arbeitszeit einspart.
Die im installierten Zustand der Bohrschablone 101a den mit den Bohrungen zu versehenden Werkstücken, etwa benachbarten Rumpfsektionen 304, zugewandte Seite 102 der Bohrschablone 101a ist in 15 und 17 erkennbar. Sowohl das erste Schablonenteil 103a als auch das zweite Schablonenteil 106a sind dafür eingerichtet, mit ihren jeweiligen Oberflächen 103o bzw. 106o auf der Seite 102 jeweils an einer Außenoberfläche beispielsweise einer oder zweier benachbarter Rumpfsektionen 304 anzuliegen. Wie beispielsweise aus 17 erkennbar, kann zum Beispiel die anliegende Oberfläche 103o aus mehreren Teilflächen gebildet sein, wobei eine der Teilflächen der Oberfläche 103o an der Außenoberfläche einer Rumpfsektion 304 und die andere Teilfläche an der Außenoberfläche der in der Quernaht angrenzenden Rumpfsektion 304 anliegen kann, vgl. 18.
Die Schablonenteile 3 und 6 der ersten Bohrschablone 1 sowie die Schablonenteile 103a–c und 106a–c der zweiten Bohrschablonen 101a–c sind bevorzugt jeweils aus einem Metallwerkstoff, beispielsweise aus Aluminium oder einer geeigneten Aluminiumlegierung, gefertigt.
Aufbau und Funktionsweise der Bohrschablonenanordnung 200 mit den Bohrschablonen 1 und 101a–c sollen im Folgenden anhand der 18 näher erläutert werden.
Die Bohrschablonenanordnung 200 dient der Herstellung von Bohrungen 15, 115 als Nietlöcher im Bereich einer Quernaht 310 zwischen zwei Rumpfsektionen 304 eines Flugzeugs, siehe 1, 2. Die Rumpfsektionen 304 bilden zwei Komponenten 45, 55 für ein Luftfahrzeug 300. Nur einige der Bohrungen 15, 115 sind zur besseren Übersicht in 18 eingezeichnet. Die Bohrschablone 1 wird als Orbitalschablone bezeichnet und erstreckt sich mit ihrer Haupterstreckungsrichtung im Wesentlichen entlang einer Orbitalrichtung OR bezüglich des Rumpfes 301. Die Bohrschablonen 101a–c hingegen erstrecken sich mit ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung im Wesentlichen entlang einer Verlaufsrichtung SR von in den Figuren nicht gezeigten Stringern, mittels derer eine Schalenhaut der Rumpfsektionen 304 versteift wird. Die Richtung SR ist nur für die Bohrschablone 101b beispielhaft eingezeichnet. Die Bohrschablonen 101a, 101b und 101c werden als Stringerschablonen bezeichnet.
Bei der Bohrschablonenanordnung 200, wie sie in 4 dargestellt ist, übergreifen beispielhaft die zweiten Bohrschablonen 101a und 101b jeweils die erste Bohrschablone 1 in den Bereichen 95 derselben. Hierfür weist das erste Schablonenteil 3 in den voneinander beabstandeten Bereichen 95 Ausnehmungen 78 auf, während das zweite Schablonenteil 6 in den Bereichen 95 den Ausnehmungen 78 zugeordnete Ausnehmungen 79 aufweist. Die Ausnehmungen 78 und 79 öffnen sich zu einer von den Werkstücken, beispielhaft den Oberflächen der benachbarten Rumpfsektionen 304, abgewandten Seite 5 der Bohrschablone 1 hin. Die Ausnehmungen 78, 79 sind, gesehen entlang der Orbitalrichtung OR, etwa bei den gleichen Positionen entlang der Schablonenteile 3, 6 vorgesehen.
Das Übergreifen der Bohrschablone 1 soll am Beispiel der Bohrschablone 101a erläutert werden. Die Bohrschablone 101a weist einen langgestreckten Abschnitt 191 auf, der einen Abschnitt des ersten Schablonenteils 103a bildet. Im Bereich des Abschnitts 191 ist das erste Schablonenteil 103a auf der dem Werkstück zugewandten Seite 102 der Bohrschablone 101a mit einer Ausnehmung 195 versehen, die sich zu der Seite 102 hin öffnet, siehe 17.
Der Abschnitt 191, die Ausnehmungen 78, 79 sowie die Ausnehmung 195 sind in der Weise dimensioniert und eingerichtet, dass der Abschnitt 191 in den Ausnehmungen 78, 79 mit Spiel aufgenommen werden kann und das erste Schablonenteil 103a somit die Schablonenteile 3 und 6 der ersten Bohrschablone 1 übergreift, siehe etwa 8, wodurch die relative Beweglichkeit der Schablonenteile 3, 6 der ersten Bohrschablone 1 nicht behindert wird.
Auch der Abschnitt 191 ist mit Durchgangsöffnungen 136 versehen. Um einen Zugang zu einer Werkstückoberfläche, auf der die Bohrschablonenanordnung 200 angeordnet ist, durch die Durchgangsöffnungen 136 zu gewährleisten, ist ein Boden 86 der Ausnehmung 78 mit Aussparungen 80 und 81 versehen, die den Boden 86 durchdringen und zwischen denen ein Steg 88 verbleibt. An die Ausnehmung 78 des ersten Schablonenteils 3 angrenzende Bereiche des ersten Schablonenteils 3 sind durch den Steg 88 miteinander verbunden. Ferner wird ein Boden 87 der Ausnehmung 79 von zwei seitlich offenen Aussparungen 84 und 85, sowie von zwei runden Löchern 82 und 83 durchdrungen. Hierbei verbleiben Stege 89, 90 und 91, siehe 7, welche an die Ausnehmung 79 angrenzende Bereiche des zweiten Schablonenteils 6 miteinander verbinden.
Wie beispielsweise aus 5 und 10 ersichtlich, unterteilen die Ausnehmungen 78, 79 in den Bereichen 95 die Bohrschablone 1 in mehrere Abschnitte 99. Beispielhaft sind für das zweite Ausführungsbeispiel drei Abschnitte 99 gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass die Anzahl der Abschnitte 99 variieren kann und die Bohrschablone 1 stattdessen z. B. vier oder mehr Abschnitte 99, die ihn ähnlicher Weise wie die Abschnitte 99 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verbunden sind, aufweisen kann. Bevorzugt sind jedoch die Anzahl der Abschnitte 99 und die Abmessungen der Bohrschablone 1 derart gewählt, dass sich die Bohrschablone 1 mit den beiden gekoppelten Schablonenteilen 3 und 6 als Ganzes noch in ergonomischer Weise durch einen Werker handhaben und transportieren lässt, insbesondere unter dem Gesichtspunkt des Gewichts der Bohrschablone 1.
Der Einsatz der Bohrschablonenanordnung 200 zum genauen, raschen und kostengünstigen Einbringen von Bohrungen 15, 115 in Komponenten 45, 55 für ein Luft- oder Raumfahrzeug ist in 18 schematisch dargestellt. Bei den Komponenten 45, 55 kann es sich um aneinandergrenzende tonnenartige Rumpfsektionen 304 für einen Flugzeugrumpf 301 handeln, auf deren Außenoberfläche 320 zur Erzeugung von Nietlöchern im Bereich einer Quernaht 310 die Bohrschablonenanordnung 200 aufgesetzt und installiert wird. In 18 ist eine Stoßstelle zwischen aneinandergrenzenden Rumpfsektionen 304 auf der Außenseite des Rumpfes 301 mit dem Bezugszeichen S bezeichnet. Dabei kann sich die Komponente 45 beispielsweise mit einer, in 18 nur sehr schematisch und abschnittsweise angedeuteten Lasche 307, unter die Komponente 55 erstrecken.
Sämtliche Bohrschablonen 1, 101a–c können gleichzeitig an den Komponenten 45, 55 installiert sein. Für eine komplette Quernaht 310 um den Umfang des Flugzeugrumpfes 301 herum kann somit ein ganzer Satz von Orbitalschablonen und Stringerschablonen, d. h. eine Vielzahl von Bohrschablonenanordnungen ähnlich der Bohrschablonenanordnung 200, auf der Außenseite der benachbarten, zu verbindenden Rumpfsektionen 304 installiert werden. Ein Ausgleich von Abweichungen der Komponenten 45, 55 von ihren jeweiligen Nennmaßen im Rahmen der Herstellungstoleranzen erfolgt dabei mit Hilfe der relativen Beweglichkeit der Schablonenteile 3, 6 sowie der relativen Beweglichkeit der Schablonenteile 103a–c, 106a–c.
Die Bewegungsmöglichkeiten der Schablonenteile sind in der 18 mit Pfeilen angedeutet. Beispielsweise sind die Schablonenteile 3 und 6 entsprechend der Pfeile 7b, 7a entlang der Orbitalrichtung OR und quer zu dieser relativ zueinander verschiebbar. Das Ausmaß der Verschiebbarkeit kann durch geeignete Dimensionierung der Schablonenteile 3, 6, insbesondere ihrer Kopplungsmittel 4 und Ausnehmungen 25, 78, 79, an die geforderten Toleranzausgleichsmöglichkeiten angepasst werden.
Die Bohrschablonenanordnung 200 mit den Bohrschablonen 1, 101a–c macht es somit zum Beispiel möglich, unter Ausgleich von Herstellungsungenauigkeiten eine Reihe 17a von zu erzeugenden Nietlöchern, die von dem ersten Schablonenteil 3 definiert wird, an der zweiten Komponente 55 auszurichten, um insbesondere geforderte minimale Randabstände gegenüber dieser Komponente 55 einzuhalten. Zugleich kann eine andere, durch das Schablonenteil 6 definierte Reihe 17b von Bohrungen 15 für Nietlöcher an der ersten Komponente 45 ausgerichtet werden, um beispielsweise minimale Randabstände der Nietlöcher der Reihe 17b in Bezug auf die Lasche 307 der Komponente 45, welche unter die Komponente 55 greift, einzuhalten. Die Relativbeweglichkeit der Schablonenteile 3, 6 ermöglicht somit eine korrekte Positionierung der Bohrungen 15 in Bezug auf beide Komponenten 45, 55, während zugleich zum Ausgleich von Herstellungsungenauigkeiten ein Ausrichten der Komponenten 45, 55 durch Bewegen einer gegenüber der anderen – beispielsweise ein Verdrehen einer der Rumpfsektionen 304 gegenüber der benachbarten – möglich bleibt.
In ähnlicher Weise ermöglichen die zweiten Bohrschablonen 101a–c durch die Relativbewegbarkeit der Schablonenteile 103a–c, 106a–c die korrekte Positionierung von Bohrungen 115 als Nietlöcher für eine Versteifungsstruktur, insbesondere Stringer und Stringerkupplungen, im Bereich der Quernaht 310. Die Relativbewegungen der Schablonenteile 103a–c, 106a–c können Verschiebungen 107c, 107d entlang der Verlaufsrichtung SR des Stringers und/oder ein gegenseitiges Verschwenken 107e sein.
Somit können zum Toleranzausgleich das zweite Schablonenteil 6 der ersten Bohrschablone 1 und die ersten Schablonenteile 103a–c der zweiten Bohrschablonen 101a–c an der ersten Komponente 45 ausgerichtet werden, während das erste Schablonenteil 3 der ersten Bohrschablone 1 und die zweiten Schablonenteile 106a–c der zweiten Bohrschablonen 101a–c an der zweiten Komponente 55 ausgerichtet werden können.
Bei den Bohrschablonen 1, 101a–c sind die Einrichtungen 10, 110 für das Positionieren und Bohren von Bohrungen 15, 115 im halbautomatischen Concentric-Collet-Verfahren ausgebildet. Einige der Durchgangsöffnungen 36, 136 und Aussparungen 37 der Bohrschablonen sind, wie in 18 beispielhaft angedeutet, für das Einsetzen von Schablonenheftern – schematisch durch Bezugszeichen SH angedeutet – oder die Aufnahme von Bauteilheftern – schematisch durch Bezugszeichen BH angedeutet – ausgebildet.
Ein Zugang zur Werkstückoberfläche durch die Durchgangsöffnungen 136 im Abschnitt 191 der ersten Schablonenteile 103a–b wird mit Hilfe der Löcher 82, 83 und der Aussparungen 80, 81, 84, 85 ermöglicht, die ausreichend groß dimensioniert sind, dass ein derartiger Zugang auch bei erfolgter Relativbewegung der Schablonenteile 3, 6 und unter Berücksichtigung des Spiels des Abschnitts 191 in den Ausnehmungen 78, 79 noch möglich ist. Darüber hinaus wird ein Zugang zur Werkstückoberfläche, im Beispiel der Außenoberfläche der Komponente 55, durch die Aussparungen 37 in dem ersten Schablonenteil 3 der Bohrschablone 1 mittels der Löcher 28 ermöglicht, die ebenfalls hinreichend bemessen sind, um auch bei einer Relativbewegung der Schablonenteile 3, 6 den Zugang noch zu ermöglichen. In ähnlicher Weise ermöglichen die Aussparungen 130 einen Zugang zu der Oberfläche der Komponente 55 durch die jeweils letzte Durchgangsöffnung 136 in dem Schablonenteil 103a–c, wobei auch die Ausnehmung 130 derart gestaltet ist, dass bei einer Relativbewegung der Schablonenteile der Schablonen 101a–c der Zugang noch möglich bleibt.
Mittels der Bohrschablonen 1, 101a–c kann somit die genaue Einbringung der Bohrungen 15, 115 rascher und kostengünstiger erfolgen. Zudem können die Orbital- und Stringerschablonen für die gesamte Quernaht 310 zeitsparend in einem Schritt an den benachbarten Rumpfsektionen 304 installiert werden. Ferner werden aus ergonomischer Sicht Vorteile erzielt, denn jede der Bohrschablonen 1, 101a–c kann, obgleich mit zwei zueinander beweglichen Stücken gebildet, für sich dank der gekoppelten Anordnung als ein Ganzes transportiert werden. Dies spart dem Werker Zeit und Wege, die er ansonsten für das separate Hin- und Hertragen einzelner Schablonenteile, zum Beispiel beim Treppensteigen, aufwenden müsste.
19A zeigt eine Bohrschablone 401 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche ein erstes Schablonenteil 403 und ein zweites Schablonenteil 406 aufweist. Die Schablonenteile 403 und 406 sind in 19A miteinander gekoppelt dargestellt. Jedes der Schablonenteile 403, 406 weist als Bohrungen ausgeführte Durchgangsöffnungen 436 auf, von welchen zumindest jeweils mehrere Einrichtungen 410 zur Positionierung von Bohrungen 415 bilden. Das erste Schablonenteil 403 liegt auf einer Oberfläche 423 eines Abschnitts 421 des zweiten Schablonenteils 406 verschiebbar auf, wobei der Abschnitt 421 im Bereich einer sich in Längsrichtung des Schablonenteils 406 erstreckenden Ausnehmung gebildet ist, siehe 19B. Auch in 19A bezeichnet OR eine Orbitalrichtung im Bereich einer Quernaht 310 zwischen zwei Rumpfsektionen 304, die Längsrichtung des Schablonenteils 406 erstreckt sich entlang der Orbitalrichtung OR. Kopplungsmittel 404 umfassen Schrauben 474, mit Hilfe derer das erste Schablonenteil 403 in der Weise mit dem zweiten Schablonenteil 406 gekoppelt ist, dass die Schablonenteile 403, 406 relativ zueinander bewegt werden können. Insbesondere ist das erste Schablonenteil 403 relativ zu dem zweiten Schablonenteil 406 entlang der und quer zur Orbitalrichtung OR verschiebbar. Um durch die Durchgangsöffnungen 436 des ersten Schablonenteils 403 einen Zugang zu einer nicht dargestellten Werkstückoberfläche zu ermöglichen, ist der Abschnitt 421 mit Löchern 428 versehen. Die dem Werkstück zugewandte Seite ist mit dem Bezugszeichen 402 bezeichnet. Im gekoppelten Zustand ist der Querschnitt der sich entlang der Orbitalrichtung OR erstreckenden Bohrschablone 401, abgesehen von den Bohrungen 436, im Wesentlichen rechteckig und entlang der Orbitalrichtung OR im Wesentlichen konstant.
In 20 ist eine Bohrschablone 501 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel gezeigt, welche ebenfalls ein erstes Schablonenteil 503 und ein zweites Schablonenteil 506 aufweist, die beide jeweils mit Durchgangsöffnungen 536, die als Bohrungen ausgeführt sind, versehen sind. Wiederum bilden jeweils mindestens einige der Durchgangsöffnungen 536 jedes der Schablonenteile 503, 506 Einrichtungen 510 zur Positionierung von in einem Werkstück zu erzeugenden Bohrungen 515. Die Schablonenteile 503, 506 weisen, abgesehen von den Durchgangsöffnungen 536, jeweils einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und können nebeneinander auf einer Oberfläche eines Werkstücks aufliegen. Dem Werkstück wendet die Bohrschablone 501 im installierten Zustand die Seite 502 zu. Die mittels der Kopplungsmittel 504, welche Schrauben 574 umfassen, relativ zueinander bewegbar gekoppelten Schablonenteile 503, 506 sind insbesondere entlang der Orbitalrichtung OR und quer dazu gegeneinander verschiebbar.
Insbesondere im Falle der Ausbildung der Bohrschablone als Orbitalschablone, wie bei den Bohrschablonen 1, 401 und 501 der Fall, für die Erstellung einer Quernaht 310 an einem Flugzeugrumpf 301, ist die Bohrschablone in Richtung ihrer Längserstreckung, parallel zur Orbitalrichtung OR, dem Querschnitt des Rumpfes 301 im Bereich der Quernaht 310 entsprechend gekrümmt.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vollständig beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern kann auf vielfältige Art und Weise modifiziert werden.
Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die Erzeugung von Nietlöchern für Quernähte am Flugzeugrumpf beschränkt, sondern kann auf die Herstellung von Bohrungen bei vielerlei Komponenten eines Luft- oder Raumfahrzeugs in nützlicher Weise angewandt werden.
Es sei zudem darauf hingewiesen, dass „ein” vorliegend keine Vielzahl ausschließt.
Bezugszeichenliste

1: Bohrschablone
1': Bohrschablone
2: Seite (Bohrschablone 1)
3: erstes Schablonenteil
3a: Anlagefläche (erstes Schablonenteil 3)
3': erstes Schablonenteil
4: Kopplungsmittel
4': Kopplungsmittel
5: Seite (Bohrschablone 1)
6: zweites Schablonenteil
6a: Anlagefläche (zweites Schablonenteil 6)
6': zweites Schablonenteil
7a, 7b: Pfeil
7a', 7b': Pfeil
7c': Pfeil
8: Dickenrichtung (erstes Schablonenteil 3)
9: Dickenrichtung (zweites Schablonenteil 6)
10: Einrichtung für die Festlegung der Position einer zu erzeugenden Bohrung
10': Einrichtung für die Festlegung der Position einer zu erzeugenden Bohrung
15: Bohrung
15': Bohrung
17a: Bohrungsreihe
17b: Bohrungsreihe
21: Abschnitt (zweites Schablonenteil 6)
22: Dickenrichtung (Abschnitt 21)
24: Bereich (erstes Schablonenteil 3)
25: Ausnehmung (erstes Schablonenteil 3)
28: Loch
29: Steg
36: Durchgangsöffnung
36': Durchgangsöffnung
37: Aussparung
45: erste Komponente
45': erste Komponente
46': Rand (erste Komponente 45')
50': Überlappungsbereich
55: zweite Komponente
55': zweite Komponente
56': Rand (zweite Komponente 55')
66: Langloch
68: Vorsprung
70: Gewindebohrung
74: Schraube
75: Gewindeteil (Schraube 74)
76: Schaft (Schraube 74)
78: Ausnehmung (erstes Schablonenteil 3)
79: Ausnehmung (zweites Schablonenteil 6)
80: Aussparung
81: Aussparung
82: Loch
83: Loch
84: Aussparung
85: Aussparung
86: Boden (Ausnehmung 78)
87: Boden (Ausnehmung 79)
88: Steg
89: Steg
90: Steg
91: Steg
95: Bereich (Bohrschablone 1)
99: Abschnitt (Bohrschablone 1)
101a–101c: Bohrschablone
102: Seite (Bohrschablone 101a–c)
103a–103c: erstes Schablonenteil
103o: Oberfläche (erstes Schablonenteil 103a–c)
104: Kopplungsmittel
106a–106c: zweites Schablonenteil
106o: Oberfläche (zweites Schablonenteil 106a–c)
107c, 107d: Pfeil
107e: Pfeil
108: Dickenrichtung (erstes Schablonenteil 103a–c)
109: Dickenrichtung (zweites Schablonenteil 106a–c)
110: Einrichtung für die Festlegung der Position einer zu erzeugenden Bohrung
115: Bohrung
121: Abschnitt (zweites Schablonenteil 106a–c)
122: Dickenrichtung (Abschnitt 121)
125: Ausnehmung (erstes Schablonenteil 103a–c)
126: Absatz (erstes Schablonenteil 103a–c)
129: Arm
130: Aussparung
136: Durchgangsöffnung
166: Langloch
168: Absatz
170: Gewindebohrung
174: Schraube
175: Gewindeteil (Schraube 174)
176: Schaft (Schraube 174)
191: Abschnitt (Bohrschablone 101a–c)
195: Ausnehmung
200: Bohrschablonenanordnung
300: Flugzeug
301: Rumpf (Flugzeug)
304: Rumpfsektion
307: Lasche
310: Quernaht
320: Außenoberfläche (Rumpfsektion)
325: Längsachse (Flugzeug)
401: Bohrschablone
402: Seite (Bohrschablone 401)
403: erstes Schablonenteil
404: Kopplungsmittel
406: zweites Schablonenteil
410: Einrichtung für die Festlegung der Position einer zu erzeugenden Bohrung
415: Bohrung
421: Abschnitt (zweites Schablonenteil 406)
423: Oberfläche (Abschnitt 421)
428: Loch
436: Durchgangsöffnung
474: Schraube
501: Bohrschablone
502: Seite (Bohrschablone 501)
503: erstes Schablonenteil
504: Kopplungsmittel
506: zweites Schablonenteil
510: Einrichtung für die Festlegung der Position einer zu erzeugenden Bohrung
515: Bohrung
536: Durchgangsöffnung
574: Schraube
x': Richtung
y': Richtung
OR: Orbitalrichtung
SR: Verlaufsrichtung der Stringer
S: Stoßstelle

Claims

Bohrschablone (1'; 1; 101a–c; 401; 501) für den Einsatz auf dem Gebiet der Herstellung von Luft- oder Raumfahrzeugen (300) oder von Teilen (301) dieser, mit einem ersten Schablonenteil (3'; 3; 103a–c; 403; 503), und mit einem zweiten Schablonenteil (6'; 6; 106a–c; 406; 506); wobei das erste Schablonenteil (3'; 3; 103a–c; 403; 503) und das zweite Schablonenteil (6'; 6; 106a–c; 406; 506) jeweils mit Einrichtungen (10'; 10; 110; 410; 510) für die Festlegung von Positionen zu erzeugender Bohrungen (15'; 15; 115; 415; 515) versehen sind; und wobei die Bohrschablone (1'; 1; 101a–c; 401; 501) Kopplungsmittel (4'; 4; 104; 404; 504) aufweist, mittels der das erste Schablonenteil (3'; 3; 103a–c; 403; 503) und das zweite Schablonenteil (6'; 6; 106a–c; 406; 506) derart miteinander koppelbar sind, dass die gekoppelten Schablonenteile (3', 6'; 3, 6; 103a–c, 106a–c; 403, 406; 503, 506) relativ zueinander bewegbar sind.
Bohrschablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schablonenteil (3'; 3; 103a–c; 403; 503) und das zweite Schablonenteil (6'; 6; 106a–c; 406; 506) mittels der Kopplungsmittel (4'; 4; 104; 404; 504) miteinander gekoppelt sind, insbesondere in der Weise, dass die Bohrschablone (1'; 1; 101a–c; 401; 501) umfassend das erste Schablonenteil (3'; 3; 103a–c; 403; 503) und das zweite Schablonenteil (6'; 6; 106a–c; 406; 506) in einem nichtinstallierten Zustand als Ganzes transportierbar ist.
Bohrschablone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem zweiten Schablonenteil (6; 106a–c) gekoppelte erste Schablonenteil (3; 103a–c) bereichsweise mindestens einen Abschnitt (21; 121) des zweiten Schablonenteils (6; 106a–c) übergreift.
Bohrschablone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Abschnitt (21; 121) des zweiten Schablonenteils (6; 106a–c) mindestens ein Loch (28) aufweist und/oder mit mindestens einer in einer Dickenrichtung (122) des mindestens einen Abschnitts (121) durch den mindestens einen Abschnitt (121) hindurchgehenden Aussparung (130) versehen ist.
Bohrschablone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schablonenteil (3; 103a–c; 503) und das zweite Schablonenteil (6; 106a–c; 506) dafür eingerichtet sind, in einem installierten Zustand der Bohrschablone (1; 101a–c; 501) mit miteinander gekoppelten Schablonenteilen (3, 6; 103a–c, 106a–c; 503, 506) jeweils an einer Oberfläche mindestens eines Werkstücks (45, 55), in welches unter Verwendung der Bohrschablone (1; 101a–c; 501) zu erzeugende Bohrungen (15) einzubringen sind, zumindest bereichsweise anzuliegen.
Bohrschablone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (10'; 10; 110; 410; 510) für die Festlegung der Positionen der zu erzeugenden Bohrungen (15'; 15; 115; 415; 515) jeweils mit einer Durchgangsöffnung (36'; 36; 136; 436; 536) oder einer Aussparung (37) ausgebildet sind, welche sich durch das Schablonenteil (3', 6'; 3, 6; 103a–c, 106a–c; 403, 406; 503, 506), das die Einrichtung (10'; 10; 110; 410; 510) aufweist, hindurch erstreckt.
Bohrschablone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (4; 104) mindestens ein Langloch (66; 166), welches an einem (6; 103a–c) der ersten und zweiten Schablonenteile (3, 6; 103a–c, 106a–c) ausgebildet ist, und mindestens eine Gewindebohrung (70; 170), welche an dem anderen (3; 106a–c) der ersten und zweiten Schablonenteile (3, 6; 103a–c, 106a–c) ausgebildet ist, umfassen, wobei das Langloch (66; 166) und die Gewindebohrung (70; 170) derart ausgebildet sind, dass zur Kopplung der Schablonenteile (3, 6; 103a–c, 106a–c) eine Schraube (74; 174) durch das Langloch (66; 166) führbar und in die Gewindebohrung (70; 170) einschraubbar ist.
Bohrschablone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schablonenteil (3) und das zweite Schablonenteil (6) jeweils mit mindestens einer Ausnehmung (78, 79) versehen sind, welche dafür ausgebildet ist, einen Abschnitt (191) einer weiteren Bohrschablone (101a–b) in der Weise bereichsweise aufzunehmen, dass das erste und zweite Schablonenteil (3, 6) jeweils im Bereich der Ausnehmung (78, 79) von dem Abschnitt (191) der weiteren Bohrschablone (101a–b) übergriffen werden.
Bohrschablone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schablonenteil (3) und/oder das zweite Schablonenteil (6) jeweils mindestens ein Loch (82, 83) und/oder mindestens eine Aussparung (80, 81, 84, 85) aufweisen, welches/welche einen Boden (86, 87) der Ausnehmung (78, 79) durchdringt.
Bohrschablone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrschablone (1; 101a–c; 401; 501) für eine Verwendung beim Erzeugen von Nietlöchern zum Verbinden zweier Rumpfsektionen (304) eines Rumpfes (301) für ein Luft- oder Raumfahrzeug (300) im Bereich einer Quernaht (310) an dem Rumpf (301) ausgebildet ist.
Bohrschablonenanordnung (200) mit mindestens zwei Bohrschablonen (1; 101a–b), wobei eine erste Bohrschablone (1) ein erstes Schablonenteil (3) und ein zweites Schablonenteil (6) aufweist und gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist, und wobei ferner eine zweite Bohrschablone (101a–b) die erste Bohrschablone (1) bereichsweise übergreift.
Bohrschablonenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bohrschablone (101a–b) ein erstes Schablonenteil (103a–b) und ein zweites Schablonenteil (106a–b) aufweist und gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
Bohrschablonenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eines (103a–b) der Schablonenteile (103a–b, 106a–b) der zweiten Bohrschablone (101a–b) die beiden Schablonenteile (3, 6) der ersten Bohrschablone (1) bereichsweise übergreift.
Bohrschablonenanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrschablonenanordnung (200) für eine Verwendung beim Erzeugen von Nietlöchern zum Verbinden zweier Rumpfsektionen (304) eines Rumpfes (301) für ein Luft- oder Raumfahrzeug (300) im Bereich einer Quernaht (310) an dem Rumpf (301) ausgebildet ist, wobei bevorzugt die erste Bohrschablone (1) als eine Orbitalschablone ausgebildet ist und die zweite Bohrschablone (101a–b) als eine Stringerschablone ausgebildet ist.
Verfahren zum Einbringen von Bohrungen (15'; 15; 115; 415; 515) in mindestens zwei Komponenten (45', 55'; 45, 55) für ein Luft- oder Raumfahrzeug (300), mit den Schritten: – Bereitstellen mindestens einer Bohrschablone (1'; 1; 101a–c; 401; 501) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einem ersten Schablonenteil (3'; 3; 103a–c; 403; 503) und einem zweiten Schablonenteil (6'; 6; 106a–c; 406; 506); und – Installieren der Bohrschablone (1'; 1; 101a–c; 401; 501) für ein Erzeugen der Bohrungen (15'; 15; 115; 415; 515) unter Zuhilfenahme der Bohrschablone (1'; 1; 101a–c; 401; 501), wobei Fertigungstoleranzen einer oder beider der Komponenten (45', 55'; 45, 55) durch ein Bewegen der ersten und zweiten Schablonenteile (3', 6'; 3, 6; 103a–c, 106a–c; 403, 406; 503, 506) relativ zueinander in der Weise ausgeglichen werden, dass die Positionen einiger der zu erzeugenden Bohrungen (15'; 15; 115; 415; 515) an einer der beiden Komponenten (45', 55'; 45, 55) und die Positionen anderer der zu erzeugenden Bohrungen (15'; 15; 115; 415; 515) an der anderen der beiden Komponenten (45', 55'; 45, 55) ausgerichtet werden können.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Bohrschablone (101a–b) bereitgestellt wird, wobei die weitere Bohrschablone (101a–b) in der Weise installiert wird, dass die Bohrschablone (1) von der weiteren Bohrschablone (101a–b) bereichsweise übergriffen wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Bohrschablone (101a–b) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist und ebenfalls ein erstes Schablonenteil (103a–b) sowie ein zweites Schablonenteil (106a–b) aufweist, wobei für den Toleranzausgleich zwischen den Komponenten (45, 55) eines (3) der Schablonenteile (3, 6) einer (1) der Bohrschablonen (1, 101a–b) und eines (106a–b) der Schablonenteile (103a–b, 106a–b) der anderen Bohrschablone (101a–b) an der einen Komponente (55) ausgerichtet werden und das andere Schablonenteil (6) der einen (1) der Bohrschablonen (1, 101a–b) und das andere Schablonenteil (103a–b) der anderen (101a–b) der Bohrschablonen (1, 101a–b) an der anderen Komponente (45) ausgerichtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (15'; 15; 115; 415; 515) in die Komponente (45', 55'; 45, 55) oder die Komponenten (45', 55'; 45, 55) mittels eines halbautomatischen Bohrverfahrens, vorzugsweise im Concentric-Collet-Verfahren, eingebracht werden.