DE102015205016A1

DE102015205016A1 - Verbindungssystem, Verbindungsanordnung und Verfahren

Info

Publication number: DE102015205016A1
Application number: DE102015205016.5A
Authority: DE
Inventors: Bastian SCHÄFER; Hermann Benthien; Andreas Poppe
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-09-22
Also published as: US20160272295A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verbindungssystem (1) mit einem ersten Klebesegment (2a), an welchem ein erster flächiger Verbindungsbereich (3a) ausgebildet ist; mit einem zweiten Klebesegment (2b), an welchem ein zweiter flächiger Verbindungsbereich (3b) ausgebildet ist, der komplementär zu dem ersten flächigen Verbindungsbereich (3a) geformt ist; und mit einem verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff (8). Der erste flächige Verbindungsbereich (3a) und/oder der zweite flächige Verbindungsbereich (3b) sind jeweils mit Aufnahmeöffnungen (4) versehen. Die Aufnahmeöffnungen (4) erstrecken sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) in das Innere des jeweiligen Klebesegments (2a, 2b) und sind zur Bildung einer stoffschlüssigen Verbindung des ersten Klebesegments (2a) mit dem zweiten Klebesegment (2b) derart ausgebildet, dass die Aufnahmeöffnungen (4) den flüssigen Verbindungsstoff (8) aufgrund von Kapillaraszension bei Aufbringen des flüssigen Verbindungsstoffs (8) auf den jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) aufnehmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem, eine Verbindungsanordnung und ein Verfahren zur stoffschlüssigen Verbindung von Strukturen. Insbesondere befasst sich die vorliegende Erfindung mit der stoffschlüssigen Verbindung von Strukturen eines Luft- oder Raumfahrzeugs.
Obwohl in vielfältigen Anwendungen zur Verbindung unterschiedlichster Strukturen verwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf die gegenseitige Befestigung von tragenden Flugzeugstrukturen näher erläutert.
Eine Rumpfschale eines modernen Flugzeugs besteht aus einer tragenden Rahmenstruktur aus starren Versteifungselementen, die von einer Außenhaut bedeckt sind. Neben Aluminium und Aluminium-Legierungen werden verstärkt auch Faserverbundwerkstoffe wie GLARE (Glasfaserverstärktes Aluminium) oder CFK (Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) als Material für die Versteifungselemente bzw. die Außenhaut verwendet. Die tragende Rahmenstruktur besteht in der Regel unter anderem aus in Umfangsrichtung der Rumpfschale orientierten Spanten und longitudinal ausgerichteten Stringern. Ein typischer Spant wird wiederum aus mehreren gekrümmten Spantsegmenten gebildet, die mittels Kupplungselementen sowohl miteinander als auch mit den Stringern und der Außenhaut verbunden werden.
Die Druckschrift DE 10 2008 040 577 A1 beschreibt beispielsweise eine Kupplung zur Verbindung von zwei Spantsegmenten innerhalb einer Rumpfzellenstruktur eines Flugzeugs. Hierin zeigt beispielsweise 5 eine Verbindung zweier Spantsegmente mittels zweier spezieller Laschen, die mit den Spantsegmenten vernietet sind. Eine solche beispielhafte Verbindung muss zum einen eine Vielzahl von statischen Anforderungen erfüllen. Zum anderen sind gleichzeitig die typischerweise sehr restriktiven Begrenzungen für das Gesamtgewicht der Struktur einzuhalten. Weiterhin ist eine möglichst einfache und zeitsparende Montage der Bauteile gewünscht.
Klebeverbindungen von Bauteilen bieten hiergegen eine vereinfachte Montage. Zudem lässt sich mit Hilfe von Klebeverbindungen in vielen Anwendungsfällen Gewicht gegenüber rein mechanischen Verbindungen einsparen. Herkömmliche Klebeverbindungen sind jedoch limitiert, da zwischen den hierbei typischerweise verklebten ebenen Klebeflächen nur relativ geringe Adhäsionskräfte wirken. Verunreinigungen des verwendeten Klebstoffes können die maximal erreichbare Adhäsion zusätzlich absenken.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine leichtgewichtige und besonders einfach zu montierende Klebeverbindung zu schaffen, welcher eine stabile und sichere Befestigung von Strukturen aneinander ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verbindungssystem mit der Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
Demgemäß ist ein Verbindungssystem vorgesehen. Das Verbindungssystem weist ein erstes Klebesegment auf, an welchem ein erster flächiger Verbindungsbereich ausgebildet ist. Ferner weist das Verbindungssystem ein zweites Klebesegment auf, an welchem ein zweiter flächiger Verbindungsbereich ausgebildet ist, der komplementär zu dem ersten flächigen Verbindungsbereich geformt ist. Weiterhin weist das Verbindungssystem einen verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff auf. Hierbei sind der erste flächige Verbindungsbereich und/oder der zweite flächige Verbindungsbereich jeweils mit Aufnahmeöffnungen versehen. Die Aufnahmeöffnungen erstrecken sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich in das Innere des jeweiligen Klebesegments. Ferner sind die Aufnahmeöffnungen zur Bildung einer stoffschlüssigen Verbindung des ersten Klebesegments mit dem zweiten Klebesegment derart ausgebildet, dass die Aufnahmeöffnungen den flüssigen Verbindungsstoff bei Aufbringen des flüssigen Verbindungsstoffs auf den jeweiligen Verbindungsbereich aufnehmen.
Darüber hinaus ist eine Verbindungsanordnung vorgesehen. Die Verbindungsanordnung weist ein erstes Klebesegment auf, an welchem ein erster flächiger Verbindungsbereich ausgebildet ist. Ferner weist die Verbindungsanordnung ein zweites Klebesegment auf, an welchem ein zweiter flächiger Verbindungsbereich ausgebildet ist, der komplementär zu dem ersten flächigen Verbindungsbereich geformt ist. Hierbei sind der erste flächige Verbindungsbereich und/oder der zweite flächige Verbindungsbereich jeweils mit Aufnahmeöffnungen versehen. Die Aufnahmeöffnungen erstrecken sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich in das Innere des jeweiligen Klebesegments. Ferner sind die Aufnahmeöffnungen derart ausgebildet, dass die Aufnahmeöffnungen einen auf den jeweiligen Verbindungsbereich aufgebrachten verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff aufnehmen. Ferner sind die Verbindungsbereiche aneinander gelegt und mittels des auf die Verbindungsbereiche aufgebrachten Verbindungsstoffes stoffschlüssig miteinander verbunden.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zur stoffschlüssigen Verbindung eines ersten Klebesegments mit einem zweiten Klebesegment vorgesehen. Das Verfahren umfasst den Schritt des Bedeckens eines ersten flächigen Verbindungsbereiches des ersten Klebesegments und/oder eines zu dem ersten flächigen Verbindungsbereich komplementär ausgebildeten, zweiten flächigen Verbindungsbereiches des zweiten Klebesegments mit einem verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt des Aneinanderlegens der Verbindungsbereiche. Weiterhin umfasst das Verfahren den Schritt des Benetzens beider Verbindungsbereiche durch den flüssigen Verbindungsstoff, so dass der flüssige Verbindungsstoff von sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich in das Innere des jeweiligen Klebesegments erstreckenden Aufnahmeöffnungen aufgenommen wird. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt des Verfestigens des flüssigen Verbindungsstoffs.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Klebeverbindung zwischen Klebesegmenten zu schaffen, bei der die effektive Klebe- bzw. Haftfläche um ein Vielfaches gegenüber herkömmlichen ebenen Klebeflächen vergrößert wird. Ein Klebesegment kann hierbei beispielsweise Teil einer Struktur eines Luft- oder Raumfahrzeugs sein, beispielsweise eines Spantsegments. Die Haftfläche bezeichnet hierbei die Verbindungsfläche, über welche zwei Bauteile durch einen Verbindungsstoff aneinander gefügt werden. Hierzu sieht die erfindungsgemäße Lösung speziell ausgestaltete Aufnahmeöffnungen vor, die durch den jeweiligen Verbindungsbereich in das jeweilige Klebesegment hinein ausgebildet sind. Legt man zwei komplementär ausgebildete und mit Verbindungsstoff bedeckte Verbindungsbereiche zur Montage aneinander, so nehmen die Aufnahmeöffnungen aufgrund ihrer kapillarartigen Form den Verbindungsstoff auf. Dies vergrößert die effektive Klebefläche, da sich die Gesamtklebefläche als Summe aus der Berührungsfläche der beiden Verbindungsbereiche und der mit Verbindungsstoff benetzten Innenfläche der Aufnahmeöffnungen ergibt. Nach dem Aneinanderlegen der Verbindungsbereiche muss der Verbindungsstoff nur noch verfestigt werden, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Klebesegmenten zu schaffen.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht auf der einen Seite darin, dass keine aufwändigen oder schweren zusätzlichen Mittel, wie beispielsweise Schrauben, Muttern, Bolzen, Unterlegbleche etc., benötigt werden, um zwei Bauteile aneinander zu befestigen. Da hiermit auch die benötigten Bohrungen etc. wegfallen, werden gewissermaßen automatisch auch interne Spannungen vermieden. Auf der anderen Seite wird darüber hinaus eine Klebeverbindung geschaffen, die bei gleicher Berührungsfläche deutlich belastbarer ist als beispielsweise Klebeverbindungen, bei denen zwei ebene, geschlossene Flächen aufeinander geklebt werden. Die Stärke eine Klebeverbindung wird insbesondere durch die effektive Klebefläche bestimmt, die im Fall der vorliegenden Lösung um ein Vielfaches größer ist als bei einer herkömmlichen ebenen Flächenhaftung (vorausgesetzt werden hierbei identische Bedingungen für die Verbindung zwischen Verbindungsstoff und Bauteil). Da mechanische Befestigungselemente wie Schrauben oder Nieten in der erfindungsgemäßen Lösung entweder ganz entfallen können oder zumindest in geringerer Stückzahl notwendig sind, kann das erfindungsgemäße Verbindungssystem je nach Anwendung deutlich gewichtseffizienter ausgebildet werden, was wiederum Treibstoff und Kosten spart. Zudem ist die Montage eines solchen Verbindungssystems flexibel, einfach und schnell ohne aufwändige zusätzliche Hilfsmittel durchführbar.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich im Hinblick auf mögliche Verunreinigungen des Verbindungsstoffes, z. B. des Klebstoffes. Im Falle der vorliegenden Lösung kann die effektive Klebefläche so stark vergrößert werden, d. h. in die Aufnahmeöffnungen „hinein verlagert” werden, dass effektiv nicht mehr die Adhäsion zwischen dem Verbindungsstoff und dem Material des Klebesegments bzw. des Verbindungsbereiches ausschlaggebend ist, sondern vielmehr die Kohäsion des Verbindungstoffes als solches entscheidend ist. Verunreinigungen beeinträchtigen jedoch in erster Linie das Adhäsionsverhalten von Klebstoffen, während das Kohäsionsverhalten des verfestigten Klebstoffes in der vorliegenden Lösung weniger stark beeinflusst wird. Damit schafft die erfindungsgemäße Lösung eine Verbindungsanordnung, welcher robuster gegenüber Verunreinigungen des Verbindungsstoffes ist.
Darüber hinaus eröffnet die erfindungsgemäße Lösung vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten der Aufnahmeöffnungen in den Verbindungsbereichen bzw. den Klebesegmenten, welche weitere Vorteile schaffen. Beispielsweise können die Klebesegmente so gestaltet sein, dass sie erst nach der Montage in einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung, d. h. insbesondere erst nach der Aufnahme des Verbindungsstoffs in die Aufnahmeöffnungen, ihre volle Steifigkeit erreichen. Beispielsweise kann das Material der Klebesegmente so gewählt sein und/oder können diese so dicht mit einer Vielzahl von Aufnahmeöffnungen durchsetzt sein, dass die Klebesegmente vor der Montage eine flexible Struktur aufweisen, beispielsweise vergleichbar zu einem Schwamm aus einem flexiblen oder weichen Material. Der Verbindungsstoff steigt bei der Montage in die kapillarartigen Aufnahmeöffnungen hinein und durchsetzt die Klebesegmente innen vollständig. Das darauf folgende Aushärten des Verbindungsstoffs verfestigt die Klebesegmente gewissermaßen von Innen. Hierdurch können sehr „weiche” Übergänge in der Verbindungsanordnung der Klebesegmente geschaffen werden. Die Klebesegmente schmiegen sich vorteilhafterweise in der Montage aufgrund ihrer flexiblen Ausgestaltung gewissermaßen aneinander an. Dies vereinfacht die Montage enorm, da Unebenheiten, Stufen, Sprünge, Beschädigungen oder anderweitige Montageungenauigkeiten gut ausgeglichen werden können. Das Aushärten des Verbindungsstoffes schafft hierbei erst eine rigide Verbindungsanordnung der Klebesegmente aneinander.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Beispielsweise können die Aufnahmeöffnungen zur Bildung einer stoffschlüssigen Verbindung des ersten Klebesegments mit dem zweiten Klebesegment derart ausgebildet sein, dass diese den flüssigen Verbindungsstoff aufgrund von Kapillaraszension bei Aufbringen des flüssigen Verbindungsstoffs auf den jeweiligen Verbindungsbereich aufnehmen. Die Aufnahmeöffnungen sind so kapillarartig ausgestaltet, dass der flüssige Verbindungsstoff bei einer Benetzung des jeweiligen Verbindungsbereichs mit diesem aufgrund der zwischen dem Verbindungsstoff und dem Verbindungsbereich wirkenden Adhäsionskräfte in die Aufnahmeöffnungen hineinsteigt. Diese so genannte Kapillaraszension ist eine mögliche Form des physikalischen Kapillareffektes. Die Innenseitenfläche der Aufnahmeöffnungen wird folglich mit Verbindungsstoff benetzt und die effektive Klebefläche um diesen Anteil vergrößert. Wie hoch bzw. tief der Verbindungsstoff in die Aufnahmeöffnungen hineinsteigt, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise den verwendeten Materialien bzw. Stoffen (z. B. Dichte, Viskosität, Porosität etc.) und der Kapillargeometrie, d. h. insbesondere dem Durchmesser bzw. der Querschnittsfläche der Aufnahmeöffnungen. Je nach erwünschtem Effekt und Anwendung sind bestimmte Randbedingungen für die Kapillarität zu erfüllen und die Materialien dementsprechend zu wählen bzw. eventuell auch vorzubehandeln.
Gemäß einer Weiterbildung kann der flüssige Verbindungsstoff ein Lack und/oder eine Farbe und/oder ein Klebstoff und/oder ein Kunstharz oder dergleichen sein. Dementsprechend sieht auch das Verfahren verfestigbare, flüssige Verbindungsstoffe vor, die Lack und/oder Farbe und/oder Klebstoff und/oder Kunstharz oder dergleichen aufweisen. Insbesondere können demnach nicht nur eigentliche Klebstoffe zur Anwendung kommen, sondern auch Farben und Lacke.
Beispielsweise kann der Verbindungsstoff ein Lack sein, der auf Klebesegmente von Bauteile eines Flugzeugs aufgetragen wurde. Die Klebesegmente können in diesem Fall noch während der Lackierung der Bauteile, d. h. solange der Lack noch nicht ausgehärtet ist, mit ihren jeweiligen Verbindungsbereichen aneinander angelegt werden. Der Lack benetzt hierbei die jeweiligen Verbindungsbereiche und dringt in die Aufnahmeöffnungen ein. Sobald der Lack ausgehärtet ist, sind die Klebesegmente und damit die zugehörigen Bauteile fest miteinander verbunden. Hierbei dient der Lack demnach gewissermaßen als Klebstoff, so dass je nach Anwendung eventuell kein zusätzlicher Klebstoff mehr benötigt wird. Dies hat unter anderem auch den besonderen Vorteil, dass solche Verbindungen schon während der Lackierung hergestellt werden können und nicht erst in der späteren Fertigung erfolgen müssen. So können beispielsweise Schwierigkeiten vermieden werden, die herkömmlicherweise beim normalerweise in einem späteren Schritt erfolgenden Kleben auftreten können.
Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung hat weiterhin den Vorteil, dass die mit dem Verbindungsstoff gefüllten Aufnahmeöffnungen automatisch die Ausbreitung von Rissen verhindern, welche aus verschiedenen Gründen eventuell in dem Lack bzw. auch allgemein in einem Verbindungsstoff nach dem Verfestigen entstehen könnten. Solche Risse werden beispielsweise von Fehlern verursacht, die in einem weitesten Sinne mit dem Klebevorgang (oder dem Lackiervorgang etc.) verbunden sein können. Beispielsweise kann der Verbindungsstoff aufgrund von Alterungsprozessen, allgemeiner Materialermüdung oder äußeren Einflüssen (z. B. Wärmeeinfluss oder chemische Einflüsse) brüchig werden. Die Zusammensetzung des Verbindungsstoffes kann suboptimal sein und/oder nicht richtig auf die Materialien der zu verbindenden Komponenten abgestimmt sein. Generell können solche Risse auch durch dauerhaft hohe Belastungen oder akute Überbelastungen der Bauteile entstehen. Insbesondere werden solche Einflüsse dann noch verstärkt, wenn Fehlstellen in einer Klebeverbindung vor oder während der Montage entstanden sind, beispielsweise durch unzureichende Oberflächenvorbehandlung oder unebene Oberflächen, Lufteinschlüsse in dem Verbindungsstoff oder anderen generelle Montagefehler.
Alternativ können Bauteile für ein Flugzeug zuerst lackiert werden und danach mittels eines speziell hierzu aufgetragenen Klebstoffes aneinander befestigt werden. Beispielsweise können Klebeflächen auf lackierten Oberflächen mittels Laserabtragen oder ähnlichen Verfahren entsprechend vorbereitet werden. Prinzipiell ist es hierbei auch zwecks Redundanz möglich, dass Bauteile über mehrere Klebeflächen aneinander befestigt werden.
Im Falle von Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen kann eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung auch bereits im Fertigungsverfahren der Bauteile geschaffen werden. Beispielsweise können die Bauteile Prepregs oder dergleichen sein, d. h. Halbzeuge aus Kohlenstofffasern, die in einer ungehärteten Matrix aus Kunstharz eingebettet sind. Solche Prepregs werden typischerweise für die Herstellung verschiedener Bauteile moderner Luft- oder Raumfahrzeuge verwendet. Üblicherweise werden die Prepregs erst in Form gebracht und danach in einem Autoklav „ausgebacken”, d. h. durch Beaufschlagung von Druck und Temperatur wird die Kunststoffmatrix ausgehärtet. Eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung kann beispielsweise zwei solche Prepregs miteinander verbinden oder weitere Bauteile an diesen fixieren. Insbesondere können dergestalt erfindungsgemäße Klebesegmente integral mit Strukturbauteilen eines Luft- oder Raumfahrzeugs verbunden werden. Das Kunstharz dient in diesem Fall als Verbindungsstoff, der in die Aufnahmeöffnungen eintritt. Die jeweilige Verbindung wird in einem folgenden Autoklavprozess verfestigt. Die Verbindungsanordnung wird in diesem Fall vorteilhafterweise bereits während der Fertigung der Strukturbauteile geschaffen. Andererseits können zumindest die Klebesegmente bereits in der Fertigung integral mit Strukturbauteilen verbunden werden. Eine stoffschlüssige Verbindung der Klebesegmente gemäß der vorliegenden Erfindung kann darauf aufbauend auch erst in einem späteren getrennten Schritt erfolgen.
Dementsprechend sieht auch eine Weiterbildung des Verfahrens Kunstharz als verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff vor. In dieser Weiterbildung kann der Schritt des Verfestigens das Aushärten mittels eines Autoklav umfassen. Beispielsweise umfasst das Verfahren hierbei weiterhin den Schritt des Fixierens der Klebesegmente aneinander mittels zumindest einer Fixiernadel. In dieser Weiterbildung könne die Klebesegmente aneinander oder beispielsweise an Prepregs fixiert werden, bevor die Bauteile in einem Autoklav ausgehärtet werden. Ferner umfasst das Verfahren in einer Weiterbildung weiterhin den Schritt des Abdeckens der Verbindungsanordnung mit einer Folie. Darüber hinaus kann das Verfahren weiterhin den Schritt des Evakuierens der abgedeckten Verbindungsanordnung durch zumindest einen Teil der Aufnahmeöffnungen umfassen. Bevor Druck und Temperatur in dem Autoklav-Prozess auf die Bauteile beaufschlagt werden, wird die Verbindungsanordnung mit einer Folie abgedeckt und evakuiert. Die Evakuierung kann hierbei vorteilhafterweise über die Öffnungen der Klebesegmente erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung können die Verbindungsbereiche abschnittsweise oder vollständig eben oder im Wesentlichen eben ausgebildet sein. Für viele Anwendungen ist ein vorwiegend ebener Verbindungsbereich von Vorteil, beispielsweise weil Klebesegmente mit solchen Verbindungsbereichen einfach herzustellen sind.
Gemäß einer Weiterbildung erstrecken sich die Aufnahmeöffnungen im Wesentlichen senkrecht von dem jeweiligen Verbindungsbereich in das Innere des jeweiligen Klebesegments. In dieser Weiterbildung sind die Aufnahmeöffnungen möglichst einfach und vielseitig verwendbar gestaltet, bieten aber gleichzeitig die für die Ausnutzung des Kapillareffekts notwendige kapillarartige Form.
Beispielsweise bestehen die Klebesegmente im Wesentlichen aus Kunststoff. Die Verwendung von Kunststoff hat den großen Vorteil, dass Gewicht und Kosten gespart werden können.
Ferner können die Klebesegmente einteilig ausgebildet sein. In Kombination mit der vorherigen Weiterbildung können die Klebesegmente zum Beispiel mittels eines Additive-Layer-Manufacturing-Verfahrens (3D-Druck) oder dergleichen hergestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass auch komplexe Ausgestaltungen einfach herzustellen sind.
Gemäß einer Weiterbildung ist der erste flächige Verbindungsbereich und/oder der zweite flächige Verbindungsbereich mit überstehenden Abstandshalterzapfen ausgebildet. Solche Anstandshalterzapfen ermöglichen es, beim Aneinanderlegen der mit Verbindungsstoff bedeckten Verbindungsbereiche eine gewünschte Dicke der Verbindungsschicht, beispielsweise die Dicke einer Lack- oder Kleberschicht, genau einzustellen, so dass optimale Verbindungseigenschaften sichergestellt werden können. Alternativ können solchen Zapfen auch dazu verwendet werden, getrennte Verbindungsbereiche zu definieren, so dass Klebesegmente über mehrere Flächen aneinander befestigt werden können. Beispielsweise kann der erste Verbindungsbereich eine kreisförmige Fläche aufweisen, die mit drei gleichgeformten abstehenden Abstandshalterzapfen versehen ist. Der zweite Verbindungsbereich kann hingegen vollständig eben ohne abstehende Zapfen ausgebildet sein. Werden nun die beiden Verbindungsbereiche zur Schaffung der Verbindungsanordnung aneinandergelegt, nachdem sie mit Verbindungsstoff bedeckt wurden, so definieren die Abstandshalterzapfen eine vorgegebene Verbindungsdicke und somit auch die sich einstellende Verbindungsstärke.
Gemäß einer Weiterbildung ist der erste flächige Verbindungsbereich und/oder der zweite flächige Verbindungsbereich mit mindestens einem überstehenden Fixierzapfen ausgebildet. Ein solcher Fixierzapfen dient beispielsweise zur Fixierung der Klebesegmente in bestimmten Positionen aneinander oder an Strukturen. So kann eine als Markierung dienende Bohrung oder andere Vertiefung auf der Oberfläche der Struktur oder eines Klebesegmentes vorgesehen sein, in welche der Fixierzapfen bei der Schaffung der Verbindungsanordnung einbringbar ist. In dieser Weiterbildung können die Klebesegmente besonders einfach an einer vorgesehenen Stelle aneinander oder an einer Struktur angebracht werden.
Beispielsweise erstreckt sich zumindest ein Teil der Aufnahmeöffnungen durch das erste Klebesegment und/oder das zweite Klebesegment hindurch. Hierdurch besteht vorteilhafterweise ein Zugang zu den Klebe- bzw. Verbindungsstellen. Beispielswiese kann dies im Falle der Befestigung an einem Prepreg im Autoklavprozess zur Evakuierung dienen.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1a eine schematische Querschnittsansicht eines Klebesegments eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
1b eine schematische Querschnittsansicht von zwei Ausführungen des Klebesegments aus 1a;
1c eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit dem Verbindungssystem aus 1b;
2a eine schematische Querschnittsansicht von Verbindungsanordnungen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
2b schematische Detailansicht einer der Verbindungsanordnungen aus 2a;
3 eine schematische Querschnittsansicht eines Klebesegments eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems nach der Montage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens für die Montage einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung.
Die beiliegenden Figuren 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 und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts anderes ausgeführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1a zeigt ein schematische Querschnittsansicht eines Klebesegments eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In 1a bezeichnet das Bezugszeichen 2a das Klebesegment des Verbindungssystems 1. Das Verbindungssystem 1 ist zur gegenseitigen Befestigung mehrerer solcher Klebesegmente 2a ausgebildet. Ein solches Klebesegment 2a kann beispielsweise Bestandteil eines Bauteils oder einer Struktur 10 eines Luft- oder Raumfahrzeugs sein (hier nicht abgebildet). Alternativ kann ein solches Klebesegment 2a auch ein separates Bauteil sein, welches beispielsweise mit einer Struktur 10 verbunden ist. Bei einer solchen Struktur kann es sich beispielsweise um einen Spant, ein Spantsegment, einen Stringer oder dergleichen oder um ein Kupplungselement zur Verbindung von mehreren solcher oder ähnlicher Bauteile handeln.
Beispielsweise findet das beschriebene Klebesegment 2a Anwendung bei der Verbindung von Spantsegmenten, falls andere Befestigungsmöglichkeiten wie Bohrungen oder Schraub- und Nietverbindungen nicht zulässig oder gewünscht sind. Prinzipiell lassen sich alle im Folgenden beschrieben Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems 1 mit entsprechenden Anpassungen für beliebe andere Luft- oder Raumfahrzeuge, andere Fahrzeuge und weitere unterschiedliche Anwendungsgebiete nutzen.
Das Klebesegment 2a umfasst einen flächigen Verbindungsbereich 3a, der im Wesentlichen eben ausgebildet ist. Der Verbindungsbereich 3a ist an dem Klebesegment 2a mit einer Vielzahl von Aufnahmeöffnungen 4 versehen, die sich kapillarartig durch den Verbindungsbereich 3a in das Innere des Klebesegments 2a erstrecken. Das Klebesegment 2a kann beispielsweise ein quaderähnliches Bauteil sein und der Verbindungsbereich 3a entsprechend als eine rechteckige ebene Fläche ausgebildet sein. Alternativ kann das Klebesegment 2a beispielsweise auch zylinderförmig sein und der Verbindungsbereich 3a als kreisförmige Fläche ausgebildet sein. Prinzipiell sind aber auch beliebige andere geometrische Ausgestaltungen und komplexere Formen des Klebesegments 2a und des Verbindungsbereichs 3a vorgesehen. Die Aufnahmeöffnungen 4 sind gleichmäßig über den Verbindungsbereich 3a verteilt. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Klebesegment 2a genau einen ebenen Verbindungsbereich 3a auf. Darüber hinaus sind aber auch Ausführungen mit Verbindungsbereichen 3a vorgesehen, die sich aus mehreren flächigen Abschnitten zusammensetzten (ein Beispiel ist in 2b abgebildet). Das Klebesegment 2a besteht aus Kunststoff und ist beispielsweise als einteiliges Bauteil mit einem Additive-Layer-Manufacturing-Verfahren (3D-Druck) oder dergleichen hergestellt worden. Solche dreidimensionalen Druckverfahren sind sehr flexibel verwendbar, um auch komplexe Kunststoffobjekte herzustellen. Beispielsweise erstrecken sich die Aufnahmeöffnungen 4 in dem in 1a abgebildeten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen senkrecht von dem Verbindungsbereich 3a in das Innere des Klebesegments 2a. Im 3D-Druck sind jedoch auch andere Anordnungen ohne großen Aufwand realisierbar.
Die Aufnahmeöffnungen 4 sind zur Bildung einer stoffschlüssigen Verbindung des Klebesegments 2a mit einem anderen Klebesegment ausgebildet. Hierzu wird der Verbindungsbereich 3a mit einem verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff 8 bedeckt. Als Verbindungsstoff sind unter anderem Klebstoffe, Lacke, Farben und Kunstharze vorgesehen. In den folgenden Ausführungsbeispielen wird beispielsweise ein Kunstharz verwendet. Prinzipiell ist aber auch jeder andere Verbindungsstoff verwendbar, mit welchem eine stoffschlüssige Verbindung zwischen solchen Klebesegmenten 2a erreicht werden kann.
1a zeigt das Klebesegment 2a vor der Montage. Die Aufnahmeöffnungen 4 sind so ausgebildet, dass diese einen Verbindungsstoff 8 aufnehmen, der auf den Verbindungsbereich 3a aufgetragen ist und diesen benetzt. Die Aufnahme des Verbindungsstoffs 8 in die Aufnahmeöffnungen 4 geschieht dabei aufgrund der so genannten Kapillaraszension. Diese ist eine mögliche Form des physikalischen Kapillareffektes, der durch Wechselwirkung einer Flüssigkeit mit einer kapillarartigen Verengung, beispielsweise einer dünnen Röhre, einem Spalt oder einem anderen Hohlraum, entsteht. Hierbei gibt es ein Wechselspiel zwischen den Adhäsionskräften der entsprechenden Flüssigkeit und den Kohäsionskräften der Flüssigkeit mit dem festen Wandmaterial der Kapillare. Die so genannte Kapillaraszension tritt auf, wenn die entsprechende Flüssigkeit das Material der Kapillare benetzt. In diesem Fall steigt die Flüssigkeit in der Kapillare auf und bildet eine konkave Oberfläche, die auf einem höheren Pegel bzw. Niveau liegt als die Flüssigkeit in der Umgebung der Kapillare (beispielsweise in dem Fall dass ein dünnes Röhrchen in einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter getaucht wird). Das spezifische Verhalten der Flüssigkeit, beispielweise die Steighöhe der Flüssigkeit innerhalb der Kapillare, hängt von verschiedenen Faktoren ab. So ist das Material der Kapillare als auch der Flüssigkeit entscheidend, beispielsweise die Dichte oder Viskosität der Flüssigkeit oder die Porosität der Kapillare. Zudem ist die Anordnung und Geometrie der Kapillare relevant, beispielsweise die Querschnittsfläche der Kapillare. Bei einer im Wesentlichen kreiszylinderförmigen Kapillare ist speziell die Größe des Durchmessers entscheidend und muss je nach Flüssigkeit und Kapillarmaterial entsprechend optimiert werden.
1b zeigt eine schematische Querschnittsansicht von zwei Ausführungen des Klebesegments 2a, 2b aus 1a. Die beiden Klebesegmente 2a, 2b sind identisch ausgeführt und beide jeweils Bestandteil einer jeweiligen Struktur 10 eines Luft- oder Raumfahrzeugs, beispielsweise einem Spantsegment. In einer beispielhaften Ausführung kann die Struktur ein so genanntes Prepreg sein, d. h. ein Halbzeug aus Kohlenstofffasern, die in einer ungehärteten Matrix aus Kunstharz eingebettet sind. Das Prepreg kann beispielsweise in einem späteren Fertigungsschritt zur Bildung eines Spants oder eines Spantsegments eines Flugzeugs in einem Autoklav ausgebacken werden, d. h. durch Beaufschlagung von Druck und Temperatur ausgehärtet werden. Die Klebesegmente 2a, 2b können in diesem Fall aus Kunststoff bestehen und mit einer Schicht aus Kunstharz auf dem jeweiligen Prepreg verbunden sein. Die Verbindung zwischen den Klebesegmenten 2a, 2b und den jeweiligen Prepregs wird dann in dem folgenden Autoklavprozess verfestigt. Je nach Ausgestaltung der Klebesegmente 2a, 2b erhalten diese selber dabei auch erst ihre volle Steifigkeit oder Härte aufgrund dessen, dass der verfestigte Verbindungsstoff 8 diese gewissermaßen von Innen verfestigt. Beispielsweise können die Klebesegmente 2a, 2b so dicht mit Aufnahmeöffnungen 4 durchsetzt sein und/oder das Material der Klebesegmente 2a, 2b kann so gewählt sein, dass diese vor der Aushärtung des Verbindungsstoffes 8, also beispielsweise des Harzes, eine flexible und/oder weiche Struktur aufweisen und erst durch den ausgehärteten Verbindungsstoff 8 ihre volle Steifigkeit erhalten.
1c zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 11 mit dem Verbindungssystem 1 aus 1b. In 1b befinden sich die Klebesegmente 2a, 2b noch beabstandet voneinander. In 1c wurden die Klebesegmente 2a, 2b an ihren jeweiligen Verbindungsbereichen 3a, 3b aneinandergelegt, nachdem der flüssige Verbindungsstoff 8 zwischen die beiden Verbindungsbereiche 3a, 3b eingeführt wurde (durch die beiden Pfeile angedeutet). Der Verbindungsstoff 8, beispielsweise ein Kunstharz, ist in 1c bereits in die Aufnahmeöffnungen 4 hochgestiegen. Der Verbindungsstoff 8 benetzt den jeweiligen Verbindungsbereich 3a, 3b und steigt aufgrund der zwischen Verbindungsstoff 8 und dem jeweiligen Klebesegment 2a, 2b wirkenden Adhäsionskräfte in die Aufnahmeöffnungen 4. Folglich wird auch die Innenseitenfläche der Aufnahmeöffnungen 4 mit Verbindungsstoff 8 benetzt und die effektive Klebefläche, d. h. die Verbindungsfläche über welche die Klebesegmente 2a, 2b über den Verbindungsstoff 8 miteinander verbunden werden, vergrößert sich entsprechend um diesen Anteil multipliziert mit der Anzahl von Aufnahmeöffnungen 4. Durch die Gestaltung und Anordnung der Aufnahmeöffnungen 4 innerhalb der Klebesegmente 2a, 2b kann man die effektive Klebefläche maximieren.
Zur Verbindung der beiden Klebesegmente 2a, 2b muss der Verbindungsstoff 8 zumindest im Bereich der beiden Verbindungsbereiche 3a, 3b nur noch durch entsprechende Verfahren verfestigt werden (im Falle von Kunstharz geschieht dies beispielsweise in einem Autoklav). Damit wird eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Klebesegmenten 2a, 2b, d. h. zwischen den beiden Strukturen 10, gebildet. Wird ein Kunstharz, ein Lack oder eine Farbe verwendet, so dienen diese gewissermaßen als Klebstoff zwischen den beiden Klebesegmenten 2a, 2b.
Die in 1a, b, c abgebildeten Klebesegmente 2a, 2b weisen eine effektive Klebefläche auf, die um ein vielfaches größer ist als die von herkömmlichen ebenen Klebeflächen, beispielsweise einer Klebefläche, die den in 1a, b, c gezeigten Verbindungsbereichen 3a, 3b entspricht. Dies ermöglicht es, dass nicht nur herkömmliche Klebstoffe zur Befestigung solcher Klebesegmente 2a, 2b verwendbar sind, sondern Kunstharze, Lacke oder Farben. Generell ist die geschaffene Klebeverbindung bei gleicher Auflagefläche deutlich belastbarer als im Falle von herkömmlichen Klebeverbindungen, bei denen zwei ebene Flächen aufeinander geklebt werden. Damit kann das erfindungsgemäße Verbindungssystem 1 deutlich gewichtseffizienter ausgebildet werden, was wiederum Treibstoff und Kosten spart, insbesondere auch im Vergleich zu rein mechanischen Verbindungen mittels Schrauben oder Nieten. Zudem ist die Montage eines solchen Verbindungssystems 1 flexibel, einfach und schnell ohne aufwändige zusätzliche Hilfsmittel durchführbar. Insbesondere kann das Verbindungssystem 1 in diesem Fall noch während der Fertigung von Strukturen 10, beispielsweise vor einem Autoklav-Prozess solange das Kunstharz noch nicht ausgehärtet ist, zur Verbindung der Strukturen 10 genutzt werden.
Verschiedene Größenausführungen des Verbindungssystems 1 sind vorgesehen, von wenigen Millimetern bis zu vielen Zentimetern oder sogar Metern. Sowohl die Größe der Klebesegmente 2a, 2b als auch die der Aufnahmeöffnungen 4 kann entsprechend dem Einsatzgebiet des Verbindungssystems 1 gewählt werden. Dementsprechend ist auch die spezifische Größe der Aufnahmeöffnungen 4 variabel.
2a zeigt eine schematische Querschnittsansicht von Verbindungsanordnungen 11 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
In der Figur sind zwei Strukturen 10 eines Flugzeugs, beispielsweise zwei Spansegmente, mittels eines Kupplungselements 9 miteinander verbunden. Das Kupplungselement 9 ist mit jeder der Strukturen 10 über jeweils zwei Verbindungsanordnungen 11 gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden.
2b zeigt eine schematische Detailansicht einer der Verbindungsanordnungen 11 aus 2a.
Prinzipiell ist die Verbindungsanordnung 11 in 2b ähnlich zu jener in 1c aufgebaut. Auch in diesem Fall sind zwei Klebesegmente 2a, 2b über jeweilige Verbindungsbereiche 3a, 3b aneinandergelegt worden. Ein Verbindungsstoff 8 ist zwischen die beiden Verbindungsbereiche 3a, 3b so eingeleitet worden, dass die Verbindungsbereiche 3a, 3b von dem Verbindungsstoff 8 benetzt wurde. Ähnlich wie bei der Ausführung in 1c sind die Verbindungsbereiche 3a, 3b mit einer Vielzahl von Aufnahmeöffnungen 4 versehen, die sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich 3a, 3b in das Innere des jeweiligen Klebesegments 2a, 2b erstrecken. Die Aufnahmeöffnungen 4 sind auch hier so ausgebildet, dass der flüssige Verbindungsstoff 8 aufgrund von Kapillaraszension in den Aufnahmeöffnungen 4 aufsteigt.
Im Unterschied zu der Ausführung in 1c ist das erste Klebesegment 2a in dieser Ausführungsform bolzenartig geformt, wobei eine Oberseite des Bolzens über die Aufnahmeöffnungen mit der Unterseite des Bolzens verbunden ist. Entsprechend ist das erste Klebesegment 2b samt dem zugehörigen Verbindungsbereich 3b komplementär zu dem Klebesegment 2a als Aufnahmeöffnung für den Bolzen ausgebildet. Beide Verbindungsbereiche 3a, 3b bestehen somit jeweils aus mehreren ebenen Abschnitten.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Klebesegments 2a eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems 1 nach der Montage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Der prinzipielle Aufbau des in 3 gezeigten Klebesegments 2a und dessen Montage entspricht im Wesentlichen denen des Klebesegments 2a aus 1a. Das Klebesegment 2a in 3 ist jedoch zusätzlich in der Mitte des Verbindungsbereichs 3a mit einem Fixierzapfen 6 versehen, der von dem Verbindungsbereich 3a absteht. Der Fixierzapfen 6 dient zur Fixierung des Klebesegments 2a an einer bestimmten Position. Die Zielposition kann beispielsweise mit einem Marker oder einer andere Markierung versehen sein, welcher beispielsweise eine Bohrung oder eine andere Vertiefung auf der Oberfläche einer Struktur 10 oder eines anderen Klebesegments 2b sein kann. Der oder die Fixierzapfen 6 können so bei der Montage des Klebesegments 2a einfach an der gewünschten Zielposition fixiert werden, indem das Klebesegment 1 mit den Fixierzapfen 6 in dem entsprechende Marker eingebracht wird. Darüber hinaus kann das Klebesegment 2a mittels Fixiernadeln 7 oder dergleichen fixiert werden, beispielsweise an den Fixierzapfen 6 (z. B. im Falle, dass der Verbindungsstoff 8 ein Kunstharz ist und die Verbindungsanordnung mittels eines Autoklav ausgehärtet wird).
Das in 3 gezeigte Klebesegment 2a weist darüber hinaus am Verbindungsbereich 3a mehrere überstehende Abstandshalterzapfen 5 auf. Die Anstandshalterzapfen 5 ermöglichen es, beim Anlegen des Klebsegments 2a an ein anderes Klebesegment 2b die Dicke der Verbindungsschicht aus Verbindungsstoff genau einzustellen, so dass optimale Klebeeigenschaften sichergestellt werden können. Die Dicke der Verbindungsschicht wird hierbei durch die Strecke definiert, um welche die Abstandshalterzapfen 5 über den Verbindungsbereich 3a überstehen. Beispielsweise können mindestens drei solcher Abstandshalterzapfen 5 vorgesehen sein, die nicht auf einer Linie angeordnet sind. Alternativ können solchen Abstandshalterzapfen 5 auch dazu verwendet werden, getrennte Verbindungsbereiche zu definieren, so dass ein Klebesegment 2a über mehrere Flächen befestigt werden kann. Die Verwendung von Abstandshalterzapfen 5 vereinfacht die Montage solcher Klebesegmente 2a weiter. Die Fixierzapfen 6 ermöglichen eine komfortable Einstellung der Position des Klebesegments 2a, während die Abstandshalterzapfen 5 eine optimale Ausrichtung des Klebesegments 1 an der eingestellten Position sowie eine optimale Klebeschicht sichern.
4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens M für die Montage von erfindungsgemäßen Verbindungsanordnungen 11, wie sie beispielsweise in den vorherigen Figuren gezeigt werden.
Das Verfahren M zur stoffschlüssigen Verbindung eines ersten Klebesegments 2a mit einem zweiten Klebesegment 2b umfasst den Schritt M1 des Bedeckens eines ersten flächigen Verbindungsbereiches 3a des ersten Klebesegments 2a und/oder eines zu dem ersten flächigen Verbindungsbereich 3a komplementär ausgebildeten, zweiten flächigen Verbindungsbereiches 3b des zweiten Klebesegments 2b mit einem verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff 8. Ferner umfasst das Verfahren M den Schritt M2 des Aneinanderlegens der Verbindungsbereiche 3a, 3b. Ferner umfasst das Verfahren M den Schritt M3 des Benetzens beider Verbindungsbereiche 3a, 3b durch den flüssigen Verbindungsstoff, so dass der flüssige Verbindungsstoff 8 von sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich 3a, 3b in das Innere des jeweiligen Klebesegments 2a, 3b erstreckenden Aufnahmeöffnungen 4 aufgenommen wird. Optional umfasst das Verfahren M den Schritt M4 des Fixierens M4 der Klebesegmente 2a, 2b aneinander mittels zumindest einer Fixiernadel 7. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt M5 des Verfestigens des flüssigen Verbindungsstoffs 8. Im Falle dass der flüssige Verbindungsstoff 8 ein Kunstharz ist. umfasst der Schritt M5 des Verfestigens das Aushärten des Verbindungsstoffs 8 mittels eines Autoklav.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungssystem
2a, 2b: Klebesegment
3a, 3b: Flächiger Verbindungsbereich
4: Aufnahmeöffnung
5: Abstandshalterzapfen
6: Fixierzapfen
7: Fixiernadel
8: Verbindungsstoff
9: Kupplungselement
10: Struktur
11: Verbindungsanordnung
M: Verfahren
M1: Verfahrensschritt
M2: Verfahrensschritt
M3: Verfahrensschritt
M4: Verfahrensschritt
M5: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008040577 A1 [0004]

Claims

Verbindungssystem (1), mit: einem ersten Klebesegment (2a), an welchem ein erster flächiger Verbindungsbereich (3a) ausgebildet ist; einem zweiten Klebesegment (2b), an welchem ein zweiter flächiger Verbindungsbereich (3b) ausgebildet ist, der komplementär zu dem ersten flächigen Verbindungsbereich (3a) geformt ist; und einem verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff (8); wobei der erste flächige Verbindungsbereich (3a) und/oder der zweite flächige Verbindungsbereich (3b) jeweils mit Aufnahmeöffnungen (4) versehen sind, welche sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) in das Innere des jeweiligen Klebesegments (2a, 2b) erstrecken und zur Bildung einer stoffschlüssigen Verbindung des ersten Klebesegments (2a) mit dem zweiten Klebesegment (2b) derart ausgebildet sind, dass die Aufnahmeöffnungen (4) den flüssigen Verbindungsstoff (8) bei Aufbringen des flüssigen Verbindungsstoffs (8) auf den jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) aufnehmen.
Verbindungssystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Aufnahmeöffnungen (4) zur Bildung einer stoffschlüssigen Verbindung des ersten Klebesegments (2a) mit dem zweiten Klebesegments (2b) derart ausgebildet sind, dass diese den flüssigen Verbindungsstoff (8) aufgrund von Kapillaraszension bei Aufbringen des flüssigen Verbindungsstoffs (8) auf den jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) aufnehmen.
Verbindungssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der flüssige Verbindungsstoff (8) ein Lack und/oder eine Farbe und/oder ein Klebstoff und/oder ein Kunstharz ist.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsbereiche (3a, 3b) abschnittsweise oder vollständig eben ausgebildet sind.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich die Aufnahmeöffnungen (4) im Wesentlichen senkrecht von dem jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) in das Innere des jeweiligen Klebesegments (2a, 2b) erstrecken.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Klebesegmente (2a, 2b) im Wesentlichen aus Kunststoff bestehen.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Klebesegmente (2a, 2b) einteilig ausgebildet sind.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste flächige Verbindungsbereich (3a) und/oder der zweite flächige Verbindungsbereich (3b) mit überstehenden Abstandshalterzapfen (5) ausgebildet ist.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Verbindungsbereich (3a) und/oder der zweite Verbindungsbereich (3b) mit mindestens einem überstehenden Fixierzapfen (6) ausgebildet ist.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich zumindest ein Teil der Aufnahmeöffnungen (4) durch das erste Klebesegment (2a) und/oder das zweite Klebesegment (2b) hindurch erstreckt.
Verbindungsanordnung (1), mit: einem ersten Klebesegment (2a), an welchem ein erster flächiger Verbindungsbereich (3a) ausgebildet ist; und einem zweiten Klebesegment (2b), an welchem ein zweiter flächiger Verbindungsbereich (3b) ausgebildet ist, der komplementär zu dem ersten flächigen Verbindungsbereich (3a) geformt ist; wobei der erste flächige Verbindungsbereich (3a) und/oder der zweite flächige Verbindungsbereich (3b) jeweils mit Aufnahmeöffnungen (4) versehen sind, welche sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) in das Innere des jeweiligen Klebesegments (2a, 2b) erstrecken und derart ausgebildet sind, dass die Aufnahmeöffnungen (4) einen auf den jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) aufgebrachten verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff (8) aufnehmen; und wobei die Verbindungsbereiche (3a, 3b) aneinander gelegt sind und mittels des auf die Verbindungsbereiche (3a, 3b) aufgebrachten Verbindungsstoffes (8) stoffschlüssig verbunden sind.
Luft- oder Raumfahrzeug mit einer Verbindungsanordnung nach Anspruch 11.
Verfahren (M) zur stoffschlüssigen Verbindung eines ersten Klebesegments (2a) mit einem zweiten Klebesegment (2b) mit den folgenden Verfahrensschritten: Bedecken (M1) eines ersten flächigen Verbindungsbereiches (3a) des ersten Klebesegments (2a) und/oder eines zu dem ersten flächigen Verbindungsbereich (3a) komplementär ausgebildeten, zweiten flächigen Verbindungsbereiches (3b) des zweiten Klebesegments (2b) mit einem verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff (8); Aneinanderlegen (M2) der Verbindungsbereiche (3a, 3b); Benetzen (M3) beider Verbindungsbereiche (3a, 3b) durch den flüssigen Verbindungsstoff, so dass der flüssige Verbindungsstoff (8) von sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich (3a, 3b) in das Innere des jeweiligen Klebesegments (2a, 3b) erstreckenden Aufnahmeöffnungen (4) aufgenommen wird; und Verfestigen (M5) des flüssigen Verbindungsstoffs (8).
Verfahren (M) nach Anspruch 13, wobei der flüssige Verbindungsstoff (8) ein Kunstharz ist und der Schritt des Verfestigens (M5) das Aushärten mittels eines Autoklav umfasst.
Verfahren (M) nach Anspruch 14, weiterhin mit dem Verfahrensschritt des Fixierens (M4) der Klebesegmente (2a, 2b) aneinander mittels zumindest einer Fixiernadel (7).