-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer ersten ausgedehnten Sektion eines Flugzeugs und einer zweiten ausgedehnten Sektion eines Flugzeugs und zum Verbinden der ersten Sektion mit der zweiten Sektion zu einem Abschnitt des Flugzeugs.
-
Die verschiedenen Abschnitte und Sektionen eines Flugzeugs, beispielsweise des Flugzeugrumpfes, der Tragflächen oder des Seitenleitwerks werden für gewöhnlich in unterschiedliche Abschnitte unterteilt. So wird beispielsweise ein Flugzeugrumpf aus mehreren tonnenförmigen Abschnitten zusammengesetzt, wobei jeder einzelne tonnenförmige Abschnitt wiederum aus verschiedenen gekrümmten Abschnitten oder Sektionen besteht, die zusammengesetzt eine sogenannte Tonne ergeben. Jeder dieser Abschnitte wird einzeln gefertigt, beispielsweise aus Aluminium oder einem faserverstärkten Kunststoff, mit anderen Abschnitten zusammengesetzt und mithilfe von Verbindungsmitteln, wie beispielsweise Niete, verbunden. Solche Niete werden in der Luftfahrt regelmäßig aus Metall und damit oftmals aus einem anderen Material als die zu verbindenden Abschnitte gefertigt. Zudem müssen zum Einsetzen der Niete in die Abschnitte des Flugzeugs Bohrungen eingebracht werden, in die die Niete eingesetzt werden können.
-
Dabei stellen sich mehrere Probleme. Um zwei gekrümmte, ausgedehnte Sektionen eines Flugzeugs zu verbinden, müssen diese zunächst aufwendig in speziell dafür hergestellten Gestellen gehaltert werden, um die Sektionen exakt aneinander auszurichten und eventuell vorhandene Fertigungstoleranzen auszugleichen. Da für jeden Abschnitt des Rumpfes ein eigenes Gestell bereitgehalten werden muss, ist die Bereitstellung dieser Gestelle kostenintensiv. Zudem ist die Halterung der Sektionen des Rumpfes in den Gestellen zeitaufwendig.
-
Weiterhin ist es nachteilig, dass beim Übergang zwischen den Abschnitten des Flugzeugs und der Niete auf kleinem Raum große Lasten übertragen werden müssen. Dies führt zu einer lokalen Last- oder Spannungskonzentration, der nur durch entsprechende Verstärkung der zu verbindenden Abschnitte begegnet werden kann. Die resultierende höhere Dicke der Außenwandung erhöht das Gesamtgeweicht des Flugzeugs, was grundsätzlich nachteilig ist. Zudem wird das Gesamtgewicht des Flugzeugs auch noch zusätzlich durch die große Anzahl der Niete erhöht, die zur stabilen Verbindung zweier Rumpfabschnitte zwingend notwendig sind. Die Reduzierung des Gewichts eines Flugzeugs bei Beibehaltung der Stabilität ist jedoch eines der vordringlichen Entwicklungsziele des Flugzeugbaus, da ein geringeres Gewicht des Flugzeugs höhere maximale Zuladung und/oder einen geringeren Treibstoffverbrauch mit sich bringt. Beide Effekte sind für sich genommen und in Kombination äußerst wünschenswert.
-
Schließlich ist die Verwendung der Niete auch aus wirtschaftlichen Gründen nachteilhaft. Um die Niete platzieren zu können, müssen die zu verbindenden Rumpfabschnitte zunächst exakt aneinander ausgerichtet, genaue Bohrungen in die Rumpfabschnitte eingebracht und die Niete in die Bohrungen eingesetzt werden. Dieser Vorgang ist äußerst zeit- und materialaufwendig und damit kostenintensiv.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen und Verbinden von ausgedehnten Sektionen eines Flugzeugs bereitzustellen, dass zumindest einige der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer ersten ausgedehnten Sektion eines Flugzeugs und einer zweiten ausgedehnten Sektion eines Flugzeugs und zum Verbinden der ersten Sektion mit der zweiten Sektion zu einem Abschnitt des Flugzeugs. Die erste und die zweite Sektion weisen zumindest einen flächigen Abschnitt, der eine Außenhaut des herzustellenden Abschnitts des Flugzeugs bildet, und Verstärkungsabschnitte auf, die den flächigen Abschnitt derart verstärken, dass die erste und die zweite Sektion selbsttragend sind. Die erste Sektion weist einen ersten Verbindungsabschnitt mit einer ersten Verbindungsfläche und ersten Verbindungselementen auf. Die zweite Sektion weist einen zweiten Verbindungsabschnitt mit einer zweiten Verbindungsfläche und zweiten Verbindungselementen auf. Der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt sind so ausgebildet, dass die erste Verbindungsfläche flächig an der zweiten Verbindungsfläche anliegen kann. Die ersten Verbindungselemente sind zum formschlüssigen Eingriff mit den zweiten Verbindungselementen ausgebildet. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Herstellen der ersten ausgedehnten Sektion mit einem generativen Fertigungsverfahren, wobei mit dem generativen Fertigungsverfahren der zumindest eine flächige Abschnitt, die Verstärkungsabschnitte und der erste Verbindungsabschnitt hergestellt werden, Herstellen der zweiten ausgedehnten Sektion mit einem generativen Fertigungsverfahren, wobei mit dem generativen Fertigungsverfahren der zumindest eine flächige Abschnitt, die Verstärkungsabschnitte und der zweite Verbindungsabschnitt hergestellt werden, Verbinden der ersten und der zweiten ausgedehnten Sektion, so dass die ersten Verbindungselemente in formschlüssigen Eingriff mit den zweiten Verbindungselementen sind und die erste Verbindungsfläche flächig an der zweiten Verbindungsfläche anliegt, und stoffschlüssiges Verbinden der ersten und der zweiten Sektion in einem Bereich, in dem die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungfläche flächig aneinander anliegen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren befasst sich mit der Herstellung und dem Verbinden zweier ausgedehnter Sektionen eines Flugzeugs. Bei den ausgedehnten Sektionen kann es sich beispielsweise, um einen Abschnitt eines Flugzeugrumpfes, eines Tragflügels, eines Seitenleitwerks oder eines Höhenruders handeln. Unter einer ausgedehnten Sektion wird vorliegend ein Abschnitt des Flugzeugs verstanden, der zumindest eine flächige Komponente bzw. ein flächiges Element aufweist, das die Gesamtform der ausgedehnten Sektion bestimmt. Die flächige Komponente kann und wird regelmäßig in einer oder zwei Dimensionen eine Krümmung aufweisen. Die Abmessungen der ausgedehnten Sektion entlang einer von der flächigen Komponente gebildeten Fläche sind dabei um ein Vielfaches größer als die lokale Dicke der ausgedehnten Sektion. Die lokale Dicke bezeichnet vorliegend die Abmessungen der ausgedehnten Sektion an einem Punkt senkrecht zu der Fläche, in der sich die flächige Komponente an dem Punkt erstreckt. Erfindungsgemäß bildet die flächige Komponente einen Teil der Außenhaut des herzustellenden Abschnitts eines Flugzeugs. Beispielsweise handelt sich dabei um die Außenhaut eines Flugzeugrumpfes oder eine Oberfläche eines Tragflügels.
-
Die Sektionen umfassen weiterhin Verstärkungsabschnitte wie beispielsweise Stringer oder Spanten. Als Stringer werden langgestreckte Verstärkungsabschnitte oder Verstärkungselemente bezeichnet, die sich parallel zur Längsrichtung des herzustellenden Flugzeugs erstrecken, also senkrecht zur Umfangsrichtung eines tonnen- oder zylinderförmigen Rumpfabschnitts. Als Spanten werden wiederum Verstärkungselemente bezeichnet, die sich senkrecht zur Längsrichtung des herzustellenden Flugzeugs, das heißt, in Umfangsrichtung eines tonnenförmigen Rumpfabschnitts, erstrecken. Diese Verstärkungsabschnitte sind so ausgebildet, dass die Sektionen während des Verbindens mit anderen Sektionen selbsttragend sind. Mit anderen Worten sind die Sektionen durch die Verstärkungsabschnitte so steif, dass beim Verbinden der Sektionen entlang von Verbindungsabschnitten mit anderen Sektionen eine Halterung allein durch die Verbindung zu den anderen Sektionen entlang der Verbindungsabschnitte ausreichend ist. Eine zusätzliche Stütze durch spezielle Haltegestelle ist nicht notwendig.
-
An den Sektionen ist neben den flächigen Abschnitten und den Verstärkungsabschnitten zumindest ein Verbindungsabschnitt ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt ist dazu vorgesehen, eine erste Sektion mit einer zweiten Sektion zu verbinden. In der Regel wird eine Sektion mit mehr als einer weiteren Sektion verbunden werden, um einen Abschnitt eines Flugzeugs auszubilden. Um eine Sektion mit mehreren anderen Sektionen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verbinden, kann eine Sektion mehrere Verbindungsabschnitte aufweisen, wobei die Verbindungsabschnitt nicht notwendiger Weise räumlich voneinander getrennt sein müssen.
-
Jeder Verbindungsabschnitt umfasst eine Verbindungsfläche und mehrere Verbindungselemente. Die Verbindungsfläche ist dabei zum flächigen Eingriff mit einer Verbindungsfläche eines Verbindungsabschnitts einer weiteren Sektion ausgebildet. Hierzu können die Verbindungsflächen beispielsweise aufeinander abgestimmte Konturen oder Krümmungen aufweisen. Die Verbindungselemente sind so an oder in den Verbindungsabschnitten ausgebildet, dass sie in einen formschlüssigen Eingriff mit Verbindungselementen an einem Verbindungsabschnitt einer weiteren Sektion gebracht werden können. Beispielweise können Verbindungselemente Bohrungen sein, die mit Verbindungselementen in Form von Rastnasen in Eingriff gebracht werden. Andere Verbindungselemente sind beispielsweise dazu ausgestaltet, eine Nut-Feder-Verbindung bereitzustellen. Ein Verbindungsabschnitt kann verschiedene Verbindungselemente, beispielsweise Anordnungen von Stiften und Bohrungen, aufweisen.
-
Die Herstellung der ausgedehnten Sektionen und die Verbindung der beiden Sektionen erfolgt gemäß der nachfolgenden Abfolge von Verfahrensschritten.
-
Zunächst werden die ausgedehnten Sektionen mit einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Generative Fertigungsverfahren werden auch als additive Fertigung oder umgangssprachlich als 3-D-Druck bezeichnet. Beispiele für generative Fertigungsverfahren sind unter anderem selektives Laserschmelzen (SLM), selektives Lasersintern (SLS), Selective Head Sintering (SHS), Binderjetting, Elektronenstrahlschmelzen, Fused Deposition Modelling (FDM), Laminated Object Modelling und die Stereolithografie. Allen Verfahren gemeinsam ist, dass zur Herstellung der Sektionen Materialien verwendet werden, die sich thermoplastisch umformen lassen. Mit anderen Worten können die verwendeten Materialien, nachdem man sie über einen Glasübergangstemperatur erwärmt hat, plastisch umgeformt werden. In besonderem Maße ist für die Herstellung von ausgedehnten Sektionen ein als Composite Filament Fabrication (CFF) bekanntes Verfahren geeignet, das eine Abwandelung des bekannten FDM Verfahrens darstellt. Im CFF Verfahren werden dreidimensionale Strukturen wie beim FDM Verfahren schichtweise, d. h. additiv, aufgebaut. Zusätzlich kann jede Schicht bzw. Ebene mit Endlosfasern verstärkt werden. CFF ermöglicht es damit, große Bauteile bzw. ausgedehnte Sektionen von Abschnitten eines Flugzeugs direkt mit der notwendigen Verstärkung generativ herzustellen.
-
Für die erste und die zweite ausgedehnte Sektionen können unterschiedliche generative Herstellungsverfahren verwendet werden. Vorzugsweise werden aber beide Sektionen, d. h., die erste und die zweite Sektion, mit dem gleichen generativen Verfahren hergestellt. Bei der Herstellung der ersten ausgedehnten Sektion und der zweiten ausgedehnten Sektion werden neben dem flächigen Abschnitt, den Verstärkungsabschnitten auch die Verbindungsabschnitte der jeweiligen Sektion mit hergestellt. In einer beispielhaften, bevorzugten Ausführungsform werden auch die Verbindungselemente mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Allerdings ist grundsätzlich auch denkbar, dass Verbindungselemente, beispielsweise in Form von Bohrungen oder Ausnehmungen, nach der Fertigstellung der ausgedehnten Sektionen mit dem generativen Fertigungsverfahren in den ersten Verbindungsabschnitt eingebracht werden. Bohrungen oder Ausnehmungen könnten beispielsweise mittels eines Lasers eingebracht werden.
-
In einem weiteren Schritt werden die erste und die zweite ausgedehnte Sektionen miteinander verbunden. Beim Verbinden der beiden ausgedehnten Sektionen werden die jeweiligen Verbindungselemente, d. h., die ersten und die zweiten Verbindungselemente, in formschlüssigen Eingriff miteinander gebracht und die Verbindungsflächen werden aneinander anliegend angeordnet. Mit anderen Worten ist die erste Verbindungsfläche im Bereich einer ausgedehnten Fläche in Kontakt mit der zweiten Verbindungsfläche. Der formschlüssige Eingriff der Verbindungselemente und die selbsttragende Ausgestaltung der ausgedehnten Sektionen erlaubt es, die Sektionen ohne spezielle Halterungen miteinander zu verbinden, da der formschlüssige Eingriff der Verbindungselemente in Verbindung mit dem flächigen Kontakt der Verbindungsflächen die ausgedehnten Sektionen ausreichend gegeneinander abstützt.
-
Schließlich werden die erste und die zweite Sektion in einem Bereich, in dem die erste und die zweite Verbindungsfläche flächig aneinander anliegen, stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen, beispielsweise in Form von Reibrührschweißen oder Laserschweißen, oder Sintern erfolgen. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der erste Verbindungsabschnitt mit einem Laser abgetastet, der den ersten Verbindungsabschnitt im Bereich der ersten Verbindungsfläche über eine Schmelztemperatur erwärmt und so eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsfläche ermöglicht.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform werden nach dem Verbinden der ersten und der zweiten ausgedehnten Sektion die ersten und/oder zweiten Verbindungselemente umgeformt, um den formschlüssigen Eingriff zwischen der ersten und der zweiten ausgedehnten Sektion zu sichern. Ein derartiges Vorgehen kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn die ersten Verbindungselemente von sich von der ersten Verbindungsfläche weg erstreckenden Stiften gebildet werden, die sich durch Bohrungen in dem zweiten Verbindungsabschnitt hindurch erstrecken. Um eine Bewegung der ausgedehnten Sektionen in Erstreckungsrichtung der ersten Verbindungselemente zu vermeiden, werden die Verbindungselemente auf vorteilhafte Weise umgeformt. Beispielsweise können die ersten Verbindungselemente mit einem erwärmten Werkzeug umgeformt werden, dass die aus den Bohrungen in dem zweiten Verbindungsabschnitt herausragende Enden in Schließköpfe umformt, die die ausgedehnten Sektionen in Erstreckungsrichtung der ersten Verbindungselemente formschlüssig verbinden.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die ersten Verbindungselemente eine Mehrzahl von Ausnehmungen im ersten Verbindungsabschnitt umfassen, wobei die ersten Ausnehmungen nach der Herstellung der ersten ausgedehnten Sektion mit dem generativen Fertigungsverfahren in den ersten Verbindungsabschnitt eingebracht werden. Alternativ oder ergänzend ist bevorzugt, wenn die zweiten Verbindungselemente eine Mehrzahl von zweiten Ausnehmungen im zweiten Verbindungsabschnitt umfassen, wobei die zweiten Ausnehmungen nach der Herstellung der zweiten ausgedehnten Sektion mit dem generativen Fertigungsverfahren in den zweiten Verbindungsabschnitt eingebracht werden. Die Ausnehmungen können beispielsweise mittels eines Bohrers oder eines Lasers in die Verbindungsabschnitte eingebracht werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die ersten Verbindungselemente eine Mehrzahl von ersten integrierten Verbindungselementen, die zusammen mit der ersten ausgedehnten Sektion mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt werden. Alternativ oder ergänzend ist bevorzugt, wenn die zweiten Verbindungselemente eine Mehrzahl von zweiten integrierten Verbindungselementen umfassen, die zusammen mit der zweiten ausgedehnten Sektion mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt werden. Die integrierten Verbindungselemente können beispielsweise aus den jeweiligen Verbindungsflächen herausragende bzw. über diese hervorstehende Stifte sein, die auf vorteilhafte Weise Rastnasen bzw. Rastköpfe umfassen können. Andere integrierte Verbindungselemente können Ausnehmungen oder Bohrungen sein. Integrierte Verbindungselemente direkt mit dem generativen Fertigungsverfahren herzustellen, hat den Vorteil, dass die Verbindungselemente und die zu verbindenden ausgedehnten Sektionen aus einem Material und insbesondere aus einem Stück gebildet sind. So können eventuell problematische punktförmige Lastübertragungen, beispielsweise zwischen einer Rumpfsektion und einem Niet, vermieden werden. Dies kann in einigen Fällen sogar zu einer Reduzierung des Gewichtes des hergestellten Abschnitts eines Flugzeugs führen, da auf Verstärkungen im Bereich der Verbindungsabschnitte zumindest teilweise verzichtet werden kann und zur Verbindung von ausgedehnten Sektionen aus Kunststoff keine schweren Verbindungselemente aus Metall verwendet werden müssen.
-
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die aus der ersten Verbindungsfläche hervorstehenden ersten integrierten Verbindungselemente mit dem generativen Fertigungsverfahren so hergestellt werden, dass sie relativ zu der ersten ausgedehnten Sektion beweglich sind, um einen Toleranzausgleich zwischen den hervorstehenden ersten integrierten Verbindungselementen der ersten Sektion und zweiten Verbindungselementen der zweiten Sektion bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, wenn die aus der zweiten Verbindungsfläche hervorstehenden zweiten integrierten Verbindungselementen mit dem generativen Fertigungsverfahren so hergestellt werden, dass sie relativ zu der zweiten ausgedehnten Sektion beweglich sind, um einen Toleranzausgleich zwischen den hervorstehenden zweiten integrierten Verbindungselementen der zweiten Sektion und ersten Verbindungselemente der ersten Sektion bereitzustellen. In dem die ersten und/oder die zweiten Verbindungselemente mit dem generativen Fertigungsverfahren so ausgebildet werden, dass sie relativ zu der jeweiligen Sektion und damit auch relativ zu dem jeweiligen Verbindungsabschnitt beweglich sind, können Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der ersten und zweiten ausgedehnten Sektionen auf vorteilhafte Weise ausgeglichen werden. Die Verbindungselemente können beispielsweise in einer Richtung, die sich am Ort des Verbindungselements senkrecht zu der Verbindungsfläche erstreckt, verschiebbar sein, um Höhenunterschiede zwischen der ersten und der zweiten Sektion auszugleichen. Solche Höhenunterschiede können beispielsweise durch geringfügige Abweichungen in der Krümmung der Sektionen von einer geplanten Krümmung entstehen. Alternativ oder ergänzend können die Verbindungselemente auch in einer Ebene oder entlang einer Achse beweglich sein, die sich parallel zu der Verbindungsfläche am Ort des Verbindungselements erstreckt, d. h., an dem Ort, an dem das Verbindungselement aus der Verbindungsfläche herausragt bzw. in die Verbindungsfläche eingebracht ist.
-
In einer bevorzugen Ausführungsform wird zumindest ein hervorstehendes erstes integriertes Verbindungselement mit einer Basis und einem Kupplungselement mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Die Basis wird um eine Rotationsachse drehbar und formschlüssig gehaltert in dem ersten Verbindungsabschnitt hergestellt. Der Kupplungsabschnitt wird so hergestellt, dass er sich von der Basis weg erstreckt und zum Eingriff mit einem zweiten Verbindungselement ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend wird zumindest ein hervorstehendes zweites integriertes Verbindungselement mit einer Basis und einem Kupplungsabschnitt mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Die Basis wird um eine Rotationsachse drehbar und formschlüssig gehaltert in dem zweiten Verbindungsabschnitt hergestellt. Der Kupplungsabschnitt wird so hergestellt, dass er sich von der Basis weg erstreckt und zum Eingriff mit einem ersten Verbindungselement ausgebildet ist. Um die Basis eines integrierten Verbindungselements so herzustellen, dass diese formschlüssig in dem Verbindungsabschnitt gehaltert ist, muss notwendigerweise auch der Verbindungsabschnitt angepasst werden. Beispielweise kann in dem Verbindungsabschnitt eine Ausnehmung gebildet werden, in der die Basis angeordnet ist. Diese Ausnehmung kann sich beispielsweise in Richtung auf die Verbindungsfläche hin verjüngen, so dass die Basis zwar in der Ausnehmung aber nicht aus dieser heraus bewegt werden kann. Daneben hat die Herstellung eines Verbindungsabschnitts zusammen mit dem integrierten Verbindungselement den Vorteil, dass diese mehrstückig und trotzdem aber in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden können. Ein nachträgliches Einsetzen von Verbindungselementen ist nicht mehr notwendig.
-
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn sich der Kupplungs- oder Kopplungsabschnitt des zumindest einen vorstehenden ersten integrierten Verbindungselements, das mit einer Basis und einem Kupplungsabschnitt mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt wird, außerhalb der Rotationsachse von der Basis weg erstreckt, um einen Toleranzausgleich in einer senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Ebene bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, wenn sich der Kupplungsabschnitt des zumindest einen hervorstehenden zweiten integrierten Verbindungselements, das mit einer Basis und einem Kupplungsabschnitt mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt wird, außerhalb der Rotationsachse von der Basis weg erstreckt, um einen Toleranzausgleich in einer senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Ebene bereitzustellen. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Kupplungsabschnitt in Bezug auf die Rotationsachse der Basis exzentrisch an dieser angeordnet. D. h., wenn die Basis um die Rotationsachse gedreht wird, verläuft die Rotationsachse nicht mittig durch den Kupplungsabschnitt sondern außerhalb der Mitte des Kupplungsabschnitts oder sogar außerhalb des Kupplungsabschnitts. Der Kupplungsabschnitt wird daher in einer senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Ebene um die Rotationsachse herum bewegt. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Weise einen Toleranzausgleich in der senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Ebene in zwei Richtungen.
-
Ergänzend oder alternativ ist es bevorzugt, wenn die Basis des zumindest einen hervorstehenden ersten integrierten Verbindungselements, das mit einer Basis und einem Kupplungsabschnitt mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt wird, und der erste Verbindungsabschnitt so mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt werden, dass die Basis ein Außengewinde und der Verbindungsabschnitt ein Innengewinde aufweist, wobei das Außengewinde der Basis mit dem Innengewinde des Verbindungsabschnitts in Eingriff steht und das Außengewinde und das Innengewinde so ausgebildet sind, dass die Basis relativ zu dem ersten Verbindungsabschnitt entlang der Rotationsachse durch Drehung um die Rotationsachse bewegt werden kann, um ein Toleranzausgleich entlang der Rotationsachse bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, wenn die Basis des zumindest einen hervorstehenden zweiten integrierten Verbindungselements, das mit einer Basis und einem Kupplungsabschnitt mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt wird, und der zweite Verbindungsabschnitt so mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt werden, dass die Basis ein Außengewinde und der Verbindungsabschnitt ein Innengewinde aufweist, wobei das Außengewinde der Basis mit dem Innengewinde des ersten Verbindungsabschnitt in Eingriff steht und das Außengewinde und das Innengewinde so ausgebildet sind, dass die Basis relativ zu dem zweiten Verbindungsabschnitt entlang der Rotationsachse durch Drehung um die Rotationsachse bewegt werden kann, um einen Toleranzausgleich entlang der Rotationsachse bereitzustellen.
-
Mit anderen Worten kann in der bevorzugten Ausführungsform ein integriertes Verbindungselement durch eine Schraubbewegung in seiner Höhe relativ zu dem Verbindungselement verstellt werden. Hierzu weist die Basis ein Außengewinde auf, das mit einem passenden Innengewinde des Verbindungsabschnitts in Eingriff steht. Bei einer Drehung der Basis um ihre Rotationsachse verschiebt sich das integrierte Verbindungselement entlang der Rotationsachse relativ zu dem Verbindungsabschnitt. So kann auf vorteilhafte Weise ein Höhenausgleich senkrecht zu der Verbindungsfläche geschaffen werden. Dabei ist es durchaus möglich, ein durch eine Schraubbewegung verstellbares Verbindungselement mit einem exzentrisch zur Rotationsachse angeordneten Kupplungsabschnitt zu versehen, um einen Toleranzausgleich in drei Dimensionen zu ermöglichen.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung in
-
1 ein Ausführungsbeispiel einer mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten ersten Sektion eines Flugzeugs zeigt,
-
2 die erste Sektion aus 1 vor der Verbindung mit einer mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten zweiten Sektion eines Flugzeugs zeigt,
-
3 die erste und die zweite Sektion aus 2 nach der Verbindung durch eine Ausführungsform gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt,
-
4 bis 6 ein Verbinden einer ersten und einer zweiten mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Sektion eines Flugzeugs gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt,
-
7 eine Schnittansicht durch einen ersten und einen zweiten Verbindungsabschnitt von zwei mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sektionen eines Flugzeugs während des Verbindens der Sektionen zeigt,
-
8 eine perspektivische Ansicht des ersten und zweiten Verbindungsabschnitts aus 7 zeigt,
-
9 eine perspektivische Ansicht eines um eine Rotationsachse drehbaren Verbindungselements zeigt, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist,
-
10 eine Schnittansicht des Verbindungselements aus 9 zeigt,
-
11 eine perspektivische Ansicht eines weiteren um eine Rotationsachse drehbaren Verbindungselements zeigt, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist,
-
12 eine weitere perspektivische Ansicht des Verbindungselements aus 11 zeigt und
-
13 eine Schnittansicht des Verbindungselements aus 11 und 12 zeigt.
-
In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden gleichlautende Elemente stets mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
In 1 ist eine erste ausgedehnte Sektion 1 eines Flugzeugs dargestellt, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist. Bei der ersten ausgedehnten Sektion 1 handelt es sich um einen tonnenförmigen Abschnitt eines Flugzeugrumpfes. Die Form der ersten ausgedehnten Sektion 1 wird dabei von einem flächigen Abschnitt 3 in Form einer Außenhaut 3 des herzustellenden Flugzeugs bzw. des herzustellenden Flugzeugsrumpfes geprägt. Die erste ausgedehnte Sektion 1, wie sie in 1 dargestellt ist, kann selbst aus mehreren ausgedehnten Sektionen zusammengesetzt sein, die alle mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind.
-
Die in 1 dargestellte erste ausgedehnte Sektion 1 weist eine Vielzahl von Verstärkungsabschnitten auf, die in 1 nicht gezeigt sind. Diese Verstärkungsabschnitte verstärken bzw. versteifen die erste ausgedehnte Sektionen 1 so weit, dass sie selbsttragend ist und beim Verbinden mit weiteren ausgedehnten Sektionen nicht von einem speziellen Gestell gehalten werden muss. Es genügt vielmehr, wie in 2 dargestellt, die erste ausgedehnte Sektion 1 auf einer Unterlage 5 zu lagern, die ein Verdrehen der ersten ausgedehnten Sektion 1 um eine Längsachse des herzustellenden Flugzeugs verhindert und ein Verschieben der ersten ausgedehnten Sektion 1 in Richtung der Längsachse ermöglicht.
-
Neben den Verstärkungsabschnitten weist die erste ausgedehnte Sektion 1 zwei Verbindungsabschnitte an gegenüberliegenden Enden der ersten ausgedehnten Sektion 1 auf, von denen lediglich ein erster Verbindungsabschnitt 7 in 1 dargestellt ist. Der erste Verbindungsabschnitt 7 umfasst eine ausgedehnte erste Verbindungsfläche 9 und eine Vielzahl von ersten Verbindungselementen 11, von denen übersichtlichkeitshalber in 1 nicht alle einzeln gekennzeichnet sind. Die erste Verbindungsfläche 9 erstreckt sich in Umfangsrichtung ringförmig um die tonnenförmige erste ausgedehnte Sektion 1 herum und ist im Innern der Außenhaut 3 angeordnet. Die in 1 dargestellten ersten Verbindungselemente 11 stehen aus der Verbindungsfläche 9 hervor und erstrecken sich somit von dem flächigen Abschnitt 3 der ersten ausgedehnten Sektion 1 weg.
-
Die erste ausgedehnte Sektionen 1 ist zusammen mit den nicht dargestellten Verstärkungsabschnitten, den beiden Verbindungsabschnitten 7 und den aus dem ersten Verbindungsabschnitt 7 herausragenden ersten Verbindungselementen 11 mit einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt worden. Beispielsweise kann die erste ausgedehnte Sektion 1 mittels selektiven Lasersinterns aus einem Kunststoff oder aus einem Leichtmetall oder mittels Fused Deposition Modelling aus einem Kunststoff gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden sein. Vorzugsweise wurde die erste ausgedehnte Sektion 1 mittels Composite Filament Fabrication hergestellt, einem generative Herstellungsverfahren, bei dem Endlosfasern, beispielsweise Kohlenstofffasern, Glasfasern oder Kevlarfasern, in eine Matrix aus einem thermoplastischen Kunststoff eingebettet werden. Da die ersten Verbindungselemente 11 zusammen mit den übrigen Elementen der ersten ausgedehnten Sektion 1 hergestellt worden sind, werden diese auch als integrierte erste Verbindungselemente 11 bezeichnet.
-
In 2 ist die aus 1 bereits bekannte erste ausgedehnte Sektionen 1 erneut dargestellt, diesmal aber um 180° um eine senkrecht zur Längsachse verlaufende Hochachse gedreht. D. h., der in 1 sichtbare erste Verbindungsabschnitt 7 ist in 2 nicht zu erkennen. Dafür ist nun ein weiterer Verbindungsabschnitt 13 dargestellt, der zur Verbindung mit weiteren ausgedehnten Sektionen vorgesehen ist.
-
Weiterhin ist in 2 eine zweite ausgedehnte Sektionen 15 in Form eines tonnenförmigen, weiteren Rumpfabschnitts des herzustellenden Flugzeugs dargestellt. Diese zweite Sektion 15 soll entlang des ersten Verbindungsabschnitts 7 mit der ersten Sektion 1 gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verbunden werden. Die zweite Sektion 15 ist mit dem gleichen generativen Fertigungsverfahren hergestellt worden wie die erste Sektion 1 und umfasst neben einem flächigen Abschnitt 3, der ebenfalls eine Außenhaut 3 des herzustellenden Flugzeugs bildet, eine Vielzahl von nicht dargestellten Verstärkungsabschnitten, sowie einen zweiten Verbindungsabschnitt 17. Der zweite Verbindungsabschnitt 17 umfasst eine zweite Verbindungsfläche 19, die sich ringförmig um die tonnenförmige zweite Sektion 15 erstreckt und so ausgebildet ist, dass sie in flächigem Kontakt mit der ersten Verbindungsfläche 9 der ersten Sektion 1 gebracht werden kann. In dem zweiten Verbindungsabschnitt 17 sind nicht dargestellte Verbindungselemente ausgebildet, die zum formschlüssigen Eingriff mit den ersten Verbindungselementen 11 geformt worden sind. Zum Beispiel kann es sich hierbei um Ausnehmungen oder Bohrungen handeln, die entweder als integrierte Verbindungselemente zusammen mit den übrigen Elementen der zweiten ausgedehnten Sektion 15 mit dem generativen Fertigungsverfahren hergestellt worden sind oder nach der Herstellung der übrigen Elemente der zweiten ausgedehnten Sektion mit dem generativen Fertigungsverfahren durch weitere Werkzeuge, wie beispielsweise einen Laser, in den Verbindungsabschnitt eingebracht worden sind.
-
Schließlich zeigt 3 wie die erste und die zweite ausgedehnte Sektion 1, 15 miteinander verbunden worden sind. Dabei sind zunächst die ersten und zweiten Verbindungselemente 11 in formschlüssigen Eingriff miteinander gebracht worden, um eine vorläufige, noch lösbare Verbindung zwischen den beiden Sektionen 1, 15 auszubilden. In einem weiteren Schritt ist die erste Sektion 1 in einem Bereich, in dem die erste Verbindungsfläche 9 an der zweiten Verbindungsfläche 19 anliegt, mit der zweiten Sektion 17 stoffschlüssig und damit dauerhaft verbunden worden. Da beide Sektionen 1, 15 aus thermoplastisch verformbaren Materialien gefertigt worden sind, kann eine stoffschlüssige Verbindung beispielsweise mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen hergestellt werden. Auch andere Verbindungsmöglichkeiten, bei denen eine oder beide Verbindungsflächen 9, 19 bis über eine Glasübergangstemperatur erwärmt werden, so dass sie thermoplastisch verformt werden können.
-
Der so hergestellte Abschnitt 21 eines Flugzeugs bzw. eines Flugzeugrumpfes kann auf vorteilhafte Weise vollständig durch generative Fertigungsverfahren hergestellt werden. Die Verbindung zwischen den einzelnen Sektionen ist aus dem gleichen Material gebildet, wie die Sektionen selbst, so dass keine punktweise Lastübertragung zwischen Verbindungselementen aus anderen Materialien, wie beispielsweise Niete aus Metall, und den Sektionen selbst auftreten. Auf diese Weise kann das Gewicht des Abschnitts 21 des Flugzeugs reduziert werden, da auf großflächige Verstärkungen zumindest teilweise verzichtet werden kann und keine Verbindungselemente aus Metall verwendet werden, die eine höhere Dichte als der Kunststoff aufweisen, aus dem die ausgedehnten Sektionen geformt sind.
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 noch einmal detailliert beschrieben, wie eine erste ausgedehnte Sektion 1 mit einer zweiten ausgedehnten Sektion 15, die beide gemäß eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt worden sind, verbunden werden kann. In den 4 bis 6 ist jeweils nur ein Ausschnitt der ausgedehnten Sektionen 1, 15 gezeigt. Dies kann beispielsweise ein Ausschnitt aus den in den 1 bis 3 dargestellten ausgedehnten Sektionen 1, 15 sein. Dieser Ausschnitt umfasst einen Teil des flächigen Abschnitts 3, der eine Außenhaut 3 des herzustellenden Flugzeugs darstellt, wie einen ersten Verbindungsabschnitt 7 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 17. Der erste Verbindungsabschnitt 7 ist an der ersten ausgedehnten Sektion 1 ausgebildet, der zweite Verbindungsabschnitt 17 an der zweiten ausgedehnten Sektion 15.
-
Der erste Verbindungsabschnitt 7 wird von einem Bereich der ersten ausgedehnten Sektion 1 gebildet, in der diese eine geringere lokale Dicke aufweist, als außerhalb des ersten Verbindungsabschnitts 7. Der in den 4 bis 6 dargestellte Ausschnitt des ersten Verbindungsabschnitts 7 umfasst drei integrierte erste Verbindungselemente 11, die sich von einer ersten Verbindungsfläche 9 weg erstrecken. Die ersten Verbindungselemente 11 umfassen jeweils einen Schaft 23, der aus der Verbindungfläche 9 hervorragt. An einem freien, von der Verbindungsfläche 9 wegweisenden Ende des Schafts 23 ist jeweils ein Rastkopf 25 ausgebildet.
-
Der zweite Verbindungsabschnitt 17 wird in einem Bereich der zweiten ausgedehnten Sektion 15 ausgebildet, die wie der erste Verbindungsabschnitt 7 eine geringere Dicke aufweist, als der sonstige flächige Abschnitt 3 der zweiten ausgedehnten Sektion 15. Der zweite Verbindungsabschnitt 17 weist eine zweite Verbindungsfläche 19 auf. Zudem sind in dem zweiten Verbindungsabschnitt 17 drei zweite Verbindungselemente 27 in Form von Bohrungen 27 ausgebildet. Die Bohrungen 27 sind nicht als integrierte Verbindungselemente zusammen mit den übrigen Elementen zweiten Sektion 15 hergestellt worden, sondern sind nach der Fertigung der zweiten Sektion 15 mit einem generativen Fertigungsverfahren oder Herstellungsverfahren mit einem weiteren Werkzeug in Form eines Lasers in den zweiten Verbindungsabschnitt 17 eingebracht worden. Allerdings ist es ebenso vorstellbar, dass die zweiten Verbindungselemente 27 als integrierte Verbindungselemente, d. h., zusammen mit den übrigen Elementen der zweiten ausgedehnten Sektion 15 mittels eines generativen Fertigungsverfahrens, hergestellt werden.
-
Wie man den 4 bis 6 unschwer entnehmen kann, sind die erste und die zweite Verbindungsfläche 9, 19 so ausgebildet, dass sie in flächigen Kontakt miteinander gebracht werden können. Da der erste und der zweite Verbindungsabschnitt 7, 17 jeweils eine geringere Dicke als die flächigen Abschnitte 3 der ausgedehnten Sektionen 1, 15 aufweisen, bilden die Verbindungsabschnitte 7, 17 wenn man sie miteinander verbindet, wie in den 5 und 6 dargestellt, einen Überlappstoß, dessen lokale Dicke der lokalen Dicke der flächigen Abschnitte 3 der ausgedehnten Sektion 1, 15 entspricht. Die ersten Verbindungselemente 11 und die zweiten Verbindungselemente 27 sind wiederum so ausgebildet, dass sie in formschlüssigen Eingriff miteinander gebracht werden können.
-
Wie sich so ein formschlüssiger Eingriff gestalten kann, ist in 5 dargestellt. In 5 ist die erste Sektion 1 mit der zweiten Sektion 15 so verbunden worden, dass die nicht mehr sichtbaren ersten und zweiten Verbindungsflächen 9, 19 in flächigem Kontakt miteinander sind, d. h. entlang ausgedehnter Flächen aneinander anliegen. Die ersten Verbindungselemente 11, von denen nur noch die Rastköpfe 25 zu sehen sind, erstrecken sich durch die von den Rastköpfen 25 verdeckten Bohrungen 27 im zweiten Verbindungsabschnitt 17 hindurch. Durch den formschlüssigen Eingriff der Außenwandungen der Schäfte 23 der ersten Verbindungselemente 11 mit den Wandungen der Bohrungen 27, ist ein seitliches Verschieben der ersten und der zweiten Sektion 1, 15 in einer Ebene, die senkrecht zur Erstreckungsrichtung der ersten Verbindungselemente 7 bzw. der zweiten Verbindungselemente 27 verläuft, nicht mehr möglich. Durch den zusätzlichen flächigen Kontakt der ersten und der zweiten Verbindungflächen 9, 19 können die erste und die zweite Sektion 1, 15 auch nicht mehr ohne weiteres aus diesen Ebenen heraus gegeneinander verkippt werden. Zusätzlich sichert der Eingriff der Rastköpfe 25 mit einer Oberfläche 29 der zweiten ausgedehnten Sektion 15 die Verbindung zwischen den beiden Sektionen 1, 15. Mit anderen Worten verhindern die Rastköpfe 25 eine Relativbewegung der ersten und der zweiten ausgedehnten Sektion 1, 15 in Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten Verbindungselemente 11, 27 voneinander weg.
-
Die in 5 gezeigte Verbindung der ersten ausgedehnten Sektion 1 mit der zweiten ausgedehnten Sektion 15 ist noch lösbar, allerdings aufgrund der selbst tragenden Ausgestaltung der ersten und der zweiten ausgedehnten Sektion 1, 15 bereits so robust, dass keine aufwendige Halterung der beiden Sektionen 1, 15 notwendig ist, bevor die Sektionen 1, 15 dauerhaft miteinander verbunden werden.
-
Die Herstellung einer dauerhaften Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Sektion 1, 15 ist in 6 dargestellt. Neben dem bereits unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Verschweißen der ersten und der zweiten Sektion in einem Bereich, in dem die erste Verbindungsfläche 7 an der zweiten Verbindungsfläche 17 anliegt, werden die ersten Verbindungselemente 11 mit einem Werkzeug 31 thermoplastisch umgeformt, sodass aus den Rastköpfen 25 Schließköpfe 33 werden. Die Verbindungselemente 11 können vor, nach oder zeitgleich zum stoffschlüssigen Verbinden der Verbindungflächen 7, 17 umgeformt werden.
-
Eine Möglichkeit, integrierte erste Verbindungselemente thermoplastisch umzuformen, ist in den 7 und 8 dargestellt. 7 zeigt eine Schnittansicht durch einen Ausschnitt eines ersten Verbindungsabschnitts 7 einer ersten ausgedehnten Sektion 1 und eines zweiten Verbindungsabschnitt 17 einer zweiten ausgedehnten Sektion 15, die bereits miteinander verbunden worden sind. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des gleichen Ausschnitts. Zwei erste Verbindungselemente 35, 37 erstrecken sich von einer ersten Verbindungsfläche 9 des ersten Verbindungsabschnitts 17 durch zweite Verbindungselemente 27 in Form von Bohrungen 27. Die ersten Verbindungselemente 35, 37 sind stiftförmig. Um die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten ausgedehnten Sektion 1, 15 zu sichern, werden die freien, von der ersten Verbindungsfläche 9 wegweisenden Enden der Verbindungselemente 35, 37 mit einem Werkzeug 31 in Schließköpfe 33 umgeformt. Das Werkzeug 31 kann beispielsweise ein erwärmter, formgebender Stempel 31 sein, mit dem die ersten Verbindungselemente 35, 37 soweit erwärmt werden, dass man sie plastisch umformen kann. In dem in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das freie Ende des ersten Verbindungselements 37 bereits zu einem Schließkopf 33 umgeformt, während das erste Verbindungselement 35 noch nicht umgeformt worden ist.
-
In den 9 und 10 ist ein Ausschnitt aus einer ersten ausgedehnten Sektion 1 mit einem ersten integrierten Verbindungselement 39 dargestellt, wobei die erste ausgedehnte Sektionen 1 und das erste integrierte Verbindungselement 39 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind. Das erste integrierte Verbindungselement 39 ist Teil eines ersten Verbindungsabschnitts 7 und ragt aus diesem heraus. Das erste Verbindungselement 39 umfasst eine Basis 41 und einen Kupplungsabschnitt 43. Der Kupplungsabschnitt 43 erstreckt sich von der Basis 41 weg und ist zum Eingriff mit zweiten Verbindungselementen an einer zweiten ausgedehnten Sektion ausgestaltet. Zudem weist der Kupplungsabschnitt 43 einen Rastkopf 25 auf. Die Basis 41 und damit das gesamte erste integrierte Führungselement ist drehbar um eine Rotationsachse 45 in dem ersten Verbindungsabschnitt 7 gehaltert. Damit das erste Verbindungselement 39 nicht von der ersten ausgedehnten Sektion 1 bzw. dem ersten Verbindungsabschnitt 7 wegbewegt werden kann, ist in dem Verbindungsabschnitt 7 eine sich auf eine erste Verbindungsfläche 9 zu verjüngende Ausnehmung 47 ausgebildet, in der die Basis 41 gehaltert wird. Der stiftförmige Kupplungsabschnitt 43 ist außerhalb der Rotationsachse 45 der Basis 41, d. h., exzentrisch, mit dieser verbunden. So kann durch eine Rotation des ersten Verbindungselements 39 um die Rotationsachse 45 die Position des Kupplungsabschnitts 43 in einer Ebene, die sich senkrecht zur Rotationsachse 45 erstreckt, verändert werden. Damit ist ein Toleranzausgleich innerhalb dieser Ebene möglich.
-
Zuletzt ist in den 11, 12 und 13 eine weitere Ausgestaltung eines ersten integrierten Verbindungselements 49 als Teil eines ersten Verbindungsabschnitts 7 der ersten ausgedehnten Sektion 1 dargestellt. Die erste ausgedehnte Sektionen 1 ist zusammen mit dem integrierten Verbindungselement 49 und den übrigen Elementen mit dem gleichen generativen Fertigungsverfahren hergestellt worden. Das erste integrierte Verbindungselement 49 umfasst ebenfalls eine Basis 51 und einen Kupplungsabschnitt 53. Der Kupplungsabschnitt 53 weist einen Rastkopf 25 auf. An der Basis 51 des ersten integrierten Kupplungselements 49 ist ein Außengewinde 55 ausgebildet, das mit einem Innengewinde 57, das in dem ersten Verbindungsabschnitt 7 ausgebildet ist, in Eingriff steht. Das Außengewinde 55 und das Innengewinde 57 sind so ausgestaltet, dass eine Drehung des ersten Verbindungselements 49 um eine Rotationsachse 45 eine translatorische Bewegung des gesamten ersten Verbindungselements 49 in Richtung der Rotationsachse 45 ermöglicht. So lässt sich auf vorteilhafte Weise ein Toleranzausgleich senkrecht zu einer Verbindungsfläche 9 bzw. in Richtung einer Rotationsachse 45 schaffen. In 11 ist das erste Verbindungselement 49 und, genauer gesagt, dessen Basis 51 in einer relativ zur Verbindungflächen 9 erhabenen Position dargestellt, während die Basis 51 des gleichen Verbindungselements 49 in 12 bündig mit der Verbindungsfläche 9 abschließt. Die in den 11, 12 und 13 dargestellte Ausgestaltung eines integrierten Verbindungselements 49 wird auf vorteilhafte Weise im gleichen Arbeitsgang wie die verbleibenden Elemente der ersten Sektion 1 mit einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt.
-
In der vorausgehenden Figurenbeschreibung sind die ersten Verbindungselemente 11, 35, 7, 39, 49 stets als Verbindungselemente dargestellt, die aus einer ersten Verbindungsfläche 9 herausragen. Es kann sich bei den ersten Verbindungselementen allerdings genauso gut um Ausnehmungen oder Bohrungen in einer Verbindungsfläche bzw. in einem Verbindungsabschnitt handeln. Entsprechend kann es sich auch bei den zweiten Verbindungselementen 27, die in den Figuren stets als Ausnehmungen bzw. Bohrungen dargestellt sind, auch um Verbindungselemente handeln, die aus einer Verbindungsfläche herausragen.
