DE19503939C1 - Aircraft pressure bulkhead mfr. and mfg. equipment - Google Patents
Aircraft pressure bulkhead mfr. and mfg. equipmentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Druckspants für Flugzeuge mit einer Druckkabine.The invention relates to a method and a Device for producing a pressure frame for aircraft with a pressurized cabin.
Ein derartiger Druckspant bzw. eine Druckwand ist der DE 35 34 719 A1 zu entnehmen. Diese kalottenförmig ausgebil dete Wand besteht aus Blech und ist durch meridional und kreisförmig geführte Profile versteift. Im Randbereich sind das Blech und die Profile der Druckwand an einem besonders steifen Ringspant befestigt, in den die Haut- und Profilkräf te eingeleitet werden. Bei großen Luftfahrzeugen lasten auf der Druckwand infolge des Innendruckes sehr große Kräfte. Die Festigkeit der Wand ist rechnerisch ohne weiteres beherrsch bar. Dennoch ist es erforderlich, die Druckwand derart zu sichern, daß diese auch im Falle einer Beschädigung durch Fremdeinwirkung nicht bersten kann. Um dies zu erreichen, wird in der besagten DE-OS vorgeschlagen, daß der Druckwand auf der Unterdruckseite eine als Sicherheitseinrichtung wirkende Haltevorrichtung nachgeordnet wird. Diese Haltevorrichtung kann in entsprechenden Ausgestaltungen beispielsweise aus einem engmaschigen Netz aus verflochtenen Gurten bestehen, die aus Kunststoffasern hergestellt sind. Such a pressure frame or a pressure wall is the DE 35 34 719 A1. This dome-shaped The wall is made of sheet metal and is meridional and stiffened circular profiles. Are in the marginal area the sheet and the profiles of the pressure wall in one particular rigid ring frame, in which the skin and profile strength te initiated. In large aircraft load the pressure wall due to the internal pressure very large forces. The The strength of the wall is easily mastered by calculation bar. Nevertheless, it is necessary to close the pressure wall in this way ensure that these are also damaged in the event of damage Can not burst external influence. To achieve this, is proposed in said DE-OS that the pressure wall on the negative pressure side as a safety device acting holding device is subordinated. These Holding device can be in appropriate configurations for example from a close-knit network of intertwined Belts consist of plastic fibers.
Hierdurch wird eine erhöhte Bruchsicherheit erreicht. Das Prinzip der erhöhten Bruchsicherheit besteht darin, daß die Betriebsfähigkeit des Gesamtsystems auch dann noch sichergestellt ist, wenn einzelne Elemente des Systems, beispielsweise ein Blechfeld, ausgefallen sind. Im Falle dieser Lösung ist jedoch von Nachteil, daß die Druckwand in der bisherigen Bauweise als Blechkonstruktion erhalten bleibt, was unter Gesichtspunkten des Gewichts und der Herstellkosten keineswegs optimal ist.In this way, increased security against breakage is achieved. The The principle of increased break resistance is that the Operability of the overall system even then is ensured when individual elements of the system, for example, a sheet metal field has failed. In the event of this solution is disadvantageous in that the pressure wall in the previous construction as a sheet metal structure remains what from a weight and weight point of view Manufacturing costs is by no means optimal.
Eine andere Möglichkeit, einen Druckspant der eingangs genannten Art mit erhöhter Bruchsicherheit herzustellen, besteht darin, daß dieser aus einem faserverstärkten Werkstoff gebildet wird. Auch diese Lösung kann so dimensioniert werden, daß die Betriebsfähigkeit des Druckspants erhalten bleibt, wenn bereits Faserbereiche zu Bruch gegangen sind. Diese Wirkung wird vorteilhaferweise ohne zusätzliche Einrichtungen erreicht. Das Flugzeug Dornier DO 328 weist einen derartigen Druckspant auf. Dieser ist aus mehreren Schichten eines harzimprägnierten Fasergewebes laminiert. Die betreffende Bauvorrichtung erlaubt jeweils das Laminieren eines Druckspants, der dann in einem Autoklav unter Einwirkung von Druck und Wärme ausgehärtet wird. Zur Herstellung des Druckspants ist eine relativ große Anzahl manuell auszuführender Arbeitsschritte erforderlich. Außerdem liegt es in der Natur des Autoklavbetriebes, daß zum Aushärten der Bauteile wesentlich mehr Energie aufzuwenden ist, als tatsächlich benötigt wird.Another option is a pressure frame at the beginning to produce the type mentioned with increased break resistance, is that it consists of a fiber-reinforced Material is formed. This solution can do the same be dimensioned so that the operability of the Print frames are retained if fiber areas are already closed Have broken. This effect is beneficial achieved without additional facilities. The plane Dornier DO 328 has such a pressure frame. This is multi-layer resin-impregnated Laminated fiber fabric. The construction device in question allows the lamination of a pressure frame, which is then in an autoclave under the influence of pressure and heat is cured. To produce the pressure frame is a relatively large number of manual steps required. It is also in the nature of the Autoclave operation that essential for curing the components more energy than is actually required.
Durch die DE 25 45 929 B1 ist es weiterhin bekannt, zur Herstellung von Kunststoffanschlußelementen zur Einleitung von Kräften in ein Bauteil auf einem scheibenförmigen Formkörper Flansche zu positionieren, dann mehrere Lagen von vorimprägnierten Fasern um die Flansche und über den Formköper zu wickeln, die Faserlagen am Umfang des scheibenförmigen Formkörpers aufzutrennen und als zwei identische Anschlußelemente mit den Flanschen vom Formkörper abzunehmen, um sie dann der weiteren Verwendung zuzuführen.From DE 25 45 929 B1 it is also known to Manufacture of plastic connecting elements for introduction of forces in a component on a disc-shaped To position molded flanges, then several layers of pre-impregnated fibers around the flanges and over the Molded body to wrap the fiber layers on the circumference of the to separate disc-shaped body and as two identical connection elements with the flanges of the molded body to be taken off and then used again.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Druckspants der eingangs genannten Art aufzuzeigen, wodurch die Anzahl der manuellen Arbeitsschritte je Bauteil reduziert und der Autoklavbetrieb vermieden wird und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.Accordingly, the invention is based on the object Process for producing a pressure frame at the beginning mentioned type, reducing the number of manual Steps per component reduced and autoclave operation is avoided and a device for performing this Procedure.
Diese Aufgaben werden durch die in den Patentansprüchen 1 und 8 angegebenen Merkmale gelöst.These tasks are achieved by the in claims 1 and 8 specified features solved.
Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß je hergestellter Druckwand eine gegenüber bisherigen Lösungen geringere Anzahl von Arbeitsschritten und Einzelteilen sowie ein geringerer Energieverbrauch erforderlich ist, was sich sehr günstig auf die Herstellkosten auswirkt.It is particularly advantageous that ever manufactured Pressure wall a smaller number than previous solutions of work steps and individual parts as well as a smaller one Energy consumption is required, which is very cheap affects the manufacturing costs.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the respective subclaims.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated in the drawing and explained in more detail below. Show it
Fig. 1 einen Formkörper, Fig. 1 a shaped body,
Fig. 2 den Formkörper nach Fig. 1 mit einer Wickel lage, Fig. 2 position to the shaped body according to Fig. 1 with a winding,
Fig. 3 das Laminat nach Fig. 2 in räumlicher Darstel lung, Fig. 3 averaging the laminate of Fig. 2 in spatial depicting,
Fig. 4 den Formkörper nach Fig. 2 mit einem weiteren Laminat, Fig. 4 shows the molding according to Fig. 2 with a further laminate,
Fig. 5 das Laminat nach Fig. 4 in räumlicher Darstel lung, jedoch mit 5 Wickellagen,However, Figure 5 lung. The laminate of Fig. 4 in spatial depicting, 5 winding layers,
Fig. 6 den Formkörper nach Fig. 4 mit GFK-Lagen, Fig. 6 shows the molding according to Fig. 4 with GRP layers,
Fig. 7 den Formkörper nach Fig. 4 mit einem Trenn schnitt, 7 is cut. The moldings according to Fig. 4 with a release,
Fig. 8 einen Formkörper mit kegelförmigen Bereichen und Fig. 8 is a molded body with conical areas and
Fig. 9 eine Vorrichtung zum Herstellen eines druck beaufschlagbaren Hohlkörpers. Fig. 9 shows a device for producing a pressurizable hollow body.
Fig. 1 zeigt einen rotationssymmetrischen Formkörper 1, der drehfest mit einer Wickelachse 2 verbunden ist. Der Formkör per 1 hat annähernd die Form eines Ellipsoids und ist mit der Wickelachse 2 Bestandteil einer hier nicht näher gezeigten Wickelvorrichtung, wie sie im Prinzip zum Herstellen von druckbeaufschlagbaren Hohlkörpern bekannt sind. Der Formkör per 1 weist zwei Kalottenflächen 3 und 3a sowie eine Zylin derfläche 3b auf. Am Formkörper 1 sind zwei Flansche 4 durch Einsetzen in zur Wickelachse 2 koaxiale Aufnahmen positio niert. Die Flansche 4 weisen in gleichmäßiger Winkelteilung angebrachte Montagebohrungen 5 auf, was durch entsprechende Mittellinien veranschaulicht ist. Zur Herstellung des Druckspants wird der Formkörper 1 anhand der Wickelvorrich tung nach einem vorgegebenen Programm mit einem geeigneten Halbzeug bewickelt. Hierbei handelt es sich um ein faserhal tiges faden- oder bandförmiges Material, das mit einem aushärtbaren Harz in Prepreg- oder Naßtechnik behandelt ist. Die Wickelvorrichtung weist einen steuerbaren Legekopf auf, der das auf den rotierenden Formkörper 1 auflaufende Halbzeug programmgemäß führt. Der Formkörper ist elektrisch oder durch ein strömendes Medium beheizbar, wozu eine entsprechende Energieleitung über Drehverbindungen und durch die Wickelachse zum Formkörper 1 besteht. Ein Autoklav für die Härtung der Bauteile ist demzufolge nicht erforderlich. Fig. 1 shows a rotationally symmetrical molded body 1 , which is rotatably connected to a winding axis 2 . The shaped body by 1 has approximately the shape of an ellipsoid and, with the winding axis 2, is part of a winding device, not shown here, as is known in principle for producing pressurizable hollow bodies. The Formkör by 1 has two spherical surfaces 3 and 3 a and a Zylin derfläche 3 b. On the molded body 1 , two flanges 4 are positio ned by inserting them into coaxial shafts to the winding axis 2 . The flanges 4 have mounting bores 5 made at an even angular pitch, which is illustrated by corresponding center lines. To produce the pressure frame, the molded body 1 is wound on the Wickelvorrich device according to a predetermined program with a suitable semi-finished product. This is a fibrous thread or ribbon-shaped material that is treated with a curable resin in prepreg or wet technology. The winding device has a controllable laying head, which guides the semi-finished product running onto the rotating molded body 1 according to the program. The molded body can be heated electrically or by a flowing medium, for which purpose there is a corresponding power line via rotary connections and through the winding axis to the molded body 1 . An autoclave for the hardening of the components is therefore not necessary.
Infolge der gewählten Gestalt des Formkörpers 1 entstehen durch jeden Wickelvorgang zwei geometrisch identische annähernd kalottenförmige Druckspante. Das Gebilde, das durch den Wickelvorgang entsteht, stellt somit einen Doppelspant dar. Als Hauptbestandteil des verwendeten Halbzeuges kommen vorzugsweise Kohlenstoff-Fasern in Betracht, da diese ein optimales Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht aufweisen. Es lassen sich jedoch auch andere Faserhalbzeuge wie zum Beispiel Glas und Aramid oder eine Kombination daraus verarbeiten.As a result of the selected shape of the molded body 1 , two geometrically identical approximately dome-shaped pressure frames are produced by each winding process. The structure created by the winding process thus represents a double frame. The main constituent of the semi-finished product used is preferably carbon fibers, since these have an optimal ratio between strength and weight. However, other semi-finished fiber products such as glass and aramid or a combination thereof can also be processed.
Fig. 2 zeigt den Formkörper 1 mit einem durch Wickeln aus einem bandförmigen Halbzeug gebildeten ersten Laminat 6. Die Wandstärke der gewickelten Kalotten ist nicht konstant, da das Band, das auf der Zylinderfläche 3b abgelegt wird, immer auf einem kleineren Durchmesser gewendet werden muß. Die Wandstärke des Laminats 6 nimmt daher zur Wickelachse 2 hin stetig zu, wobei der Wickelwinkel α des Bandes bei der Ablage auf dem Formkörper sich ständig vergrößert und bei der Wende den Wert von 90°, gemessen gegenüber der Wickelachse 2, erreicht. Der Wickelwinkel α auf der Zylinderfläche 3b wird bestimmt durch das Verhältnis Polöffnungsdurchmesser d bzw. Wendedurchmesser d zu Zylinderdurchmesser D nach der Beziehung Fig. 2 shows the body 1 with a space formed by winding a band-shaped semi-finished first laminate. 6 The wall thickness of the wound calottes is not constant, since the tape that is placed on the cylinder surface 3 b must always be turned over to a smaller diameter. The wall thickness of the laminate 6 therefore increases steadily towards the winding axis 2 , the winding angle α of the strip continuously increasing when it is deposited on the shaped body and reaching the value of 90 °, measured relative to the winding axis 2 , at the turn. The winding angle α on the cylinder surface 3 b is determined by the ratio of the pole opening diameter d or turning diameter d to the cylinder diameter D according to the relationship
Teilt man die zylindrische Wandstärke auf mehrere geschlosse ne Einzellagen auf, deren Mindestwandstärke aus fertigungs technischen Gründen nicht kleiner als 0,2 mm betragen sollte, so kann jede Lage mit einem anderen Wickelwinkel gewickelt werden, wenn der Wenderadius von Lage zu Lage variiert wird. Unter der Annahme, daß die minimale Wandstärke des Druckspan tes 1,5 mm Bauteildicke betragen soll, werden für die Zylinderfläche 3b nachfolgend 5 Einzellagen von jeweils einer Dicke von 0,3 mm gewählt. Je nach Erfordernis sind natürlich auch andere Aufteilungen möglich. Setzt man für die erste Wickellage den Wenderadius r₁ = 250 mm und für den Zylinder radius R = 1750 mm, dann erhält man für die erste geschlosse ne Bedeckung nach Beziehung (1) den WickelwinkelIf you divide the cylindrical wall thickness into several closed ne individual layers, the minimum wall thickness of which should not be less than 0.2 mm for manufacturing reasons, each layer can be wound with a different winding angle if the turning radius is varied from layer to layer. Assuming that the minimum wall thickness of the Druckspan tes should be 1.5 mm component thickness, 5 individual layers, each with a thickness of 0.3 mm, are selected for the cylinder surface 3 b. Depending on the requirements, other divisions are of course also possible. If you set the turning radius r₁ = 250 mm for the first winding position and R = 1750 mm for the cylinder radius, then you get the winding angle for the first closed covering according to relationship (1)
α = 8,2°α = 8.2 °
Mit dieser ersten Lage werden also die Flansche 4 mit eingewickelt. Der Wandstärkenverlauf dieser Wickellage ist in Fig. 2 zu erkennen.With this first layer, the flanges 4 are also wrapped. The course of the wall thickness of this winding layer can be seen in FIG. 2.
Fig. 3 zeigt die Ansicht A nach Fig. 2. Hier ist das Laminat 6 perspektivisch ohne die Wickelachse und die Flansche dargestellt. Unter Berücksichtigung des sich konti nuierlich ändernden Wickelwinkels auf dem Formkörper 1 wird die Wandstärke des erzeugten Laminats 6 als Funktion des Radius errechnet. Dabei entsteht für einen Radius von 425 mm gerade eine Wandstärke von 1,5 mm. Einsetzen der Werte r₂ = 425 mm und R = 1750 mm in Beziehung (1) liefert für die zweite Wickellage, die an der Zylinderfläche wiederum eine Wandstärke von 0,3 mm ergibt, einen Wickelwinkel von FIG. 3 shows the view A according to FIG. 2. Here the laminate 6 is shown in perspective without the winding axis and the flanges. Taking into account the continuously changing winding angle on the molded body 1 , the wall thickness of the laminate 6 produced is calculated as a function of the radius. This creates a wall thickness of 1.5 mm for a radius of 425 mm. Inserting the values r₂ = 425 mm and R = 1750 mm in relation (1) provides a winding angle of for the second winding layer, which in turn gives a wall thickness of 0.3 mm on the cylinder surface
α₂ = 14,0.α₂ = 14.0.
Das damit erzeugte geschlossene Laminat 7 zeigt Fig. 4. Bei der Berechnung der Wandstärke des Laminates 7 erhält man unter Addition der Wandstärke des Laminates 6 für den Radius r₃ = 750 mm eine Laminatdicke von 1,5 mm. Der Wert r₃ = 750 mm in Beziehung (1) eingesetzt, liefert den Wickel winkelThe resultant closed laminate 7 is shown in FIG. 4. When calculating the wall thickness of the laminate 7 , adding the wall thickness of the laminate 6 for the radius r₃ = 750 mm gives a laminate thickness of 1.5 mm. The value r₃ = 750 mm used in relation (1) provides the winding angle
α₃ = 25,4°.α₃ = 25.4 °.
für ein drittes Laminat 8.for a third laminate 8 .
Durch analoges Vorgehen erhält man für das vierte und fünfte Laminat 9 bzw. 10 An analogous procedure gives 9 and 10 for the fourth and fifth laminates
r₄ = 1100 mm; α₄ = 38,9°
und
r₅ = 1450 mm; α₅ = 56,0°.r₄ = 1100 mm; α₄ = 38.9 °
and
r₅ = 1450 mm; α₅ = 56.0 °.
Fig. 5 zeigt den Formkörper 1 mit allen einzelnen Lamina ten 6 bis 10. Dadurch, daß die Laminate 7 bis 10 jeweils auf einem größeren Durchmesser gewendet werden als das Laminat 6, werden vier konzentrische Verstärkungen ausgebildet, die in erheblichem Maße zur Versteifung des Druckspants beitragen. Hierdurch kann auf die bei Blechkonstruktionen erforderlichen Versteifungen durch T-Profile verzichtet werden. Fig. 5 shows the molded body 1 with all individual Lamina th 6 to 10th Because the laminates 7 to 10 are each turned over a larger diameter than the laminate 6 , four concentric reinforcements are formed, which contribute to a considerable degree to stiffen the pressure frame. As a result, the stiffening required by T-profiles in sheet metal constructions can be dispensed with.
Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt des Formkörpers 1 mit einem an dessen Umfang angeordneten Randlaminat 11. Aus Gründen des Korrosionsschutzes besteht dieses aus elektrisch nicht leitenden Materialien, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). Fig. 6 shows a detail of the shaped body 1 with a peripheral edge arranged at its laminate. 11 For reasons of corrosion protection, this consists of electrically non-conductive materials, preferably of glass fiber reinforced plastic (GRP).
Die Herstellung des Druckspantes erfolgt in zwei Hauptschrit ten, und zwar in einem kunststofftechnischen Wickelvorgang mit anschließendem Härteprozeß und einer mechanischen Bearbeitung. Der Wickelvorgang umfaßt folgende Schritte:The production of the frame is done in two main steps ten, in a plastic-technical winding process with subsequent hardening process and a mechanical one Editing. The winding process comprises the following steps:
- - Positionieren der Flansche 4. Hierbei werden die Flansche 4 in ihre Aufnahmen am Formkörper 1 eingesetzt und gesichert.- Position the flanges 4 . Here, the flanges 4 are inserted and secured in their receptacles on the molded body 1 .
- - Aufheizen des Formkörpers 1 auf Verarbeitungstemperatur. Hierdurch wird die Viskosität des Harzes vermindert, so daß schon beim Wickeln der einzelnen Laminate Luftein schlüsse weitgehend vermieden werden.- Heating the molded body 1 to the processing temperature. As a result, the viscosity of the resin is reduced, so that air inclusions are largely avoided even when winding the individual laminates.
- - Wickeln der einzelnen Laminate 6 bis 11 auf den annähernd ellipsoidförmigen Formkörper 1 zum Bilden eines Doppel spantes. Dabei wird jeweils die für das betreffende Laminat vorbestimmte Menge des Halbzeuges gemäß der entsprechenden Bauvorschrift aufgebracht.- Wrap the individual laminates 6 to 11 on the approximately ellipsoidal shaped body 1 to form a double frame. In this case, the quantity of the semi-finished product predetermined for the laminate in question is applied in accordance with the corresponding building code.
- - Einfügen von Einlagen zur Verstärkung von Durchbrüchen während des Wickelns. Dies geschieht in den Bereichen, die später die Umgebung von Durchbrüchen bilden sollen. Hierzu wird der Wickelvorgang unterbrochen, so daß die entsprechenden Zuschnitte aus harzimprägniertem Gewebe positioniert werden können. Um die betreffenden Stellen zu finden, besitzt der Formkörper eine Nullpunktreferenz. Bei definierter Stellung des Formkörpers 1 kann die Position für die einzelnen Einlagen durch eine externe Optik, etwa durch einen Laser, auf dem Formkörper leicht und berührungsfrei angezeigt werden.- Inserting inserts to reinforce breakthroughs during winding. This happens in the areas that will later form the surroundings of breakthroughs. For this purpose, the winding process is interrupted so that the corresponding cuts made of resin-impregnated fabric can be positioned. In order to find the relevant places, the shaped body has a zero point reference. When the molded body 1 is in a defined position, the position for the individual inserts can be easily and contactlessly displayed on the molded body by external optics, for example a laser.
- - Einfügen von Einlagen zur Randverstärkung. Diese Verstär kungen mit entsprechender Faserorientierung werden am Rand des späteren Bauteils zur Reduzierung der Lochlei bung eingelegt. - Inserting inserts to reinforce the edges. This ampl Cuts with appropriate fiber orientation are made on Edge of the later component to reduce the Lochlei exercise inserted.
- - Aufwickeln des Randlaminates 11. Mit diesem Arbeitsgang wird der Wickelvorgang beendet.- Winding up the edge laminate 11 . The winding process is ended with this operation.
- - Aushärten des Doppelspantes. Nachdem der Doppelspant durch Aufwickeln aller Laminate 6 bis 11 auf den Formkör per 1 gebildet ist, erfolgt die Aushärtung des Harzes. Hierbei wird die Aushärtetemperatur während der Aushärte zeit konstant gehalten. Beim Aufheizen dehnt sich der Formkörper aus, wodurch die Fasern gestreckt werden und insbesondere die Kreuzungsbereiche der Bänder oder Fäden zusätzlich verdichtet werden. Durch das Erwärmen von innen nach außen wird ein dichtes und lunkerfreies Laminat erzeugt. Nach Abschluß der Aushärtung wird die Temperatur des Formkörpers kontrolliert auf Raumtempera tur zurückgefahren.- Hardening of the double rib. After the double frame is formed by winding all laminates 6 to 11 onto the molded article by 1 , the resin is cured. The curing temperature is kept constant during the curing process. When it is heated, the shaped body expands, as a result of which the fibers are stretched and, in particular, the crossing areas of the strips or threads are additionally compressed. Heating from the inside out creates a dense and void-free laminate. After curing is complete, the temperature of the molded body is reduced to room temperature in a controlled manner.
Wenn der Doppelspant ausgehärtet ist, beginnt die mechanische Bearbeitung. Diese wird zweckmäßigerweise auf dem Formkör per 1 durchgeführt und besteht aus dem Einarbeiten der Durchbrüche und dem Auftrennen des Doppelspantes. Zur Ausfüh rung der entsprechenden Arbeitsgänge ist der Verlegekopf der Vorrichtung austauschbar ausgebildet, so daß er durch einen Schneidkopf ersetzt werden kann. Der Schneidkopf weist eine Schneidvorrichtung auf, die zur Herstellung der Durchbrüche und zum Trennen der beiden Spante dient. Die Schneidvorrich tung kann sowohl durch eine Fräsvorrichtung mit Diamantwerk zeugen als auch durch eine Wasserstrahlschneidvorrichtung realisiert sein. Dabei können je nach Bedarf Scheibenfräser oder Fingerfräser verwendet werden.When the double frame has hardened, mechanical processing begins. This is expediently carried out on the molded article by 1 and consists of incorporating the openings and separating the double rib. For the execution of the corresponding operations, the laying head of the device is designed to be replaceable, so that it can be replaced by a cutting head. The cutting head has a cutting device which serves to produce the openings and to separate the two frames. The Schneidvorrich device can testify both by a milling device with diamond work as well as by a water jet cutting device. Disc milling cutters or finger milling cutters can be used as required.
Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt des Formkörpers 1 mit den Laminaten 6 bis 10 und dem Randlaminat 11. In den Formkör per 1 sind zwei umlaufende Nuten 12 eingearbeitet, die mit einer Spachtelmasse 13 gefüllt sind. Zur Trennung der beiden Spante werden zwei Trennschnitte 14 angebracht, wovon nur der im Bild rechte gezeigt ist. Danach werden die beiden komplett berandeten Spante mit den eingewickelten Flanschen 4 ebenso wie das zylindrische Abfallstück vom Formkörper 1 entfernt. In einem letzten Arbeitsgang wird der eingewickelte mit Montagegewinden 5 versehene Flansch 4 jeweils mit einem hier nicht gezeigten Deckel mittels geeigneter Verbindungselemente verschlossen. Fig. 7 shows a detail of the shaped body 1 with the laminates of 6 to 10 and the edge of the laminate. 11 In the Formkör by 1 , two circumferential grooves 12 are incorporated, which are filled with a filler 13 . To separate the two frames, two separating cuts 14 are made, of which only the one on the right is shown. Then the two completely edged frames with the wrapped flanges 4 as well as the cylindrical waste piece are removed from the molded body 1 . In a last step, the flange 4 , which is provided with mounting threads 5 , is closed with a cover (not shown here) by means of suitable connecting elements.
Fig. 8 zeigt schematisch einen Formkörper 1a, der außer den Kalottenflächen 3, 3a und der Zylinderfläche 3b zwei kegelförmige Bereiche 1b, 1c aufweist. Die mit diesem Formkörper 1a, hergestellten Druckspante weisen jeweils einen kegelförmigen Rand mit vorbestimmter Geometrie auf, die den konstruktiven Gegebenheiten der Rumpfstruktur am Einbauort angepaßt ist. Als Kegelform des Randes kommen üblicherweise Kreiskegel unterschiedlicher Art in Betracht. Fig. 8 shows schematically a molded body 1 a, which in addition to the spherical surfaces 3 , 3 a and the cylindrical surface 3 b has two conical regions 1 b, 1 c. The pressure frames produced with this molded body 1 a each have a conical edge with a predetermined geometry which is adapted to the structural conditions of the fuselage structure at the installation site. Circular cones of different types are usually considered as the conical shape of the edge.
Fig. 9 zeigt eine Gesamtansicht einer Vorrichtung 16 zur Herstellung von druckbeaufschlagten Hohlkörpern. Eine derartige Vorrichtung ist im Prinzip auch zur Herstellung des erfindungsgemäßen Druckspantes verwendbar. Die Vorrichtung 16 umfaßt einen Formkörper 1, eine Wickelachse 2, eine Steuereinheit 17, eine Antriebseinheit 18, einen Portalträger 19 und eine darauf verfahrbare Arbeitseinheit 20 mit dem Verlegekopf 21. Mit Hilfe der Steuereinheit 17 können alle zur Herstellung des Spantes erforderlichen Vorgänge automatisch ablaufen. So werden beispielsweise die Drehbewegung der Wickelachse 2 und die Führungsbewegung des Verlegekopfes 21 für jedes herstellbare Laminat per Programm koordiniert. Außerdem enthält die Steuereinheit 17 eine Temperaturregeleinrichtung, wodurch die zum Wickeln und Aushärten des Doppelspantes vorbestimmten Temperaturverläufe eingehalten werden. FIG. 9 shows an overall view of a device 16 for producing pressurized hollow bodies. In principle, such a device can also be used to produce the pressure frame according to the invention. The device 16 comprises a molded body 1 , a winding axis 2 , a control unit 17 , a drive unit 18 , a portal support 19 and a working unit 20 movable thereon with the laying head 21 . With the help of the control unit 17 , all the processes required for the manufacture of the frame can run automatically. For example, the rotational movement of the winding axis 2 and the guiding movement of the laying head 21 are coordinated by program for each laminate that can be produced. In addition, the control unit 17 contains a temperature control device, as a result of which the temperature profiles predetermined for the winding and curing of the double frame are maintained.
Claims (12)
- a) Positionieren von Flanschen (4),
- b) Aufheizen des Formkörpers (1) auf Verarbeitungs temperatur,
- c) Wickeln der einzelnen Laminate (6) bis (10) auf den annä hernd ellipsoidförmigen Formkörper (1) zum Bilden eines Doppelspantes,
- d) Aushärten des Doppelspantes ohne Autoklav und
- e) Auftrennen des Doppelspantes.
- a) positioning of flanges ( 4 ),
- b) heating the shaped body ( 1 ) to processing temperature,
- c) winding the individual laminates ( 6 ) to ( 10 ) onto the approximately ellipsoidal shaped body ( 1 ) to form a double frame,
- d) curing the double frame without an autoclave and
- e) Unraveling the double bulkhead.
- - Einfügen von Einlagen zur Verstärkung der Randbereiche und der Durchbrüche zwischen den Arbeitsschritten c) und d).
- - Inserting inserts to reinforce the marginal areas and the breakthroughs between steps c) and d).
- - Aufwickeln des Randlaminates (11) zwischen den Arbeitsschritten c) und d).
- - Winding up the edge laminate ( 11 ) between steps c) and d).
- - Einarbeiten von Durchbrüchen zwischen den Arbeitsschritten d) und e).
- - Incorporation of breakthroughs between steps d) and e).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19503939A DE19503939C1 (en) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | Aircraft pressure bulkhead mfr. and mfg. equipment |
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| DE19503939A DE19503939C1 (en) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | Aircraft pressure bulkhead mfr. and mfg. equipment |
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