JP2008522898A - 一体型バレルアセンブリカート - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は以下の同時継続の米国特許出願に関連する。2004年5月20日に出願された米国出願第10/851,381号、2004年4月12日に出願された米国出願第10/822,538号、2003年11月18日に出願された米国出願第10/717,030号、2003年8月22日に出願された米国特許第10/646,509号、2003年8月22日に出願された米国出願第10/646,392号、2003年8月22日に出願された米国出願第10/646,316号、2003年7月28日に出願された米国出願第10/630,594号、2002年11月22日に出願された米国出願第10/301,949号。
本発明は、全体としてアセンブリ設備、より詳細には、大型の一体型複合材胴体バレル用のアセンブリカート、および硬化された大型の複合材胴体バレルの安定化のための方法に関する。
つの胴体部分からなる。2つの隣接する胴体バレルを結合するため、バレルは相互に向かって動かされる必要があり、バレルの位置合わせが行われなくてはならない。現在では、大型の胴体バレルの移動および位置決めを可能にする設備は存在していない。7E7のような大型の新世代航空機の個別の胴体部分、たとえば後部、中心部および前部は、大きさ、形状および胴体の特徴が異なるため、各胴体部分の特徴に容易に適合させることが可能である、胴体部分を運搬、保持するための設備が必要である。
本発明は、約19フィートの直径および24フィートを超える長さを有する一体型複合材胴体バレル用のアセンブリカート、および大型の一体型複合材胴体バレルを安定化させるための方法を提供する。本発明はさらに、ボーイング7E7航空機のような、大型の新世代航空機の複合材料からなる大型の一体型胴体バレルシェルを固定するのに適した、ただしこれに限定されない、マルチリングアセンブリからなる設備を提供する。さらに本発明は、一体型複合材胴体バレルの大きさおよび形状に容易に適合可能であるアセンブリ設備を含むモジュールアセンブリシステムを提供する。
される。
以下の詳細な説明は、本発明を実施するために現時点で最良と思われる形態を示す。この説明は限定的なものではなく、単に本発明の一般的な原理を例示することを目的としており、発明の範囲は添付の請求項に最も適切に規定されている。
シェルの非破壊試験の実施、胴体バレルフレームおよびフロアの設置、および必要に応じてシェルを加工するために、大きく重いマンドレル部分を取り外すことが可能になる。硬化された胴体バレルがリングに固定されると、回転されて、たとえば組立て、機械加工または検査のために胴体バレルの様々な領域に到達することが可能になる。従来技術では、ボーイング7E7航空機の一体型胴体バレルのような大型の硬化複合材構造を支持および回転させることが可能な設備はなかった。
グ19は、内面193と外面194とを有することが可能である。安定リング17、18、19の外面174、184、194の直径はそれぞれ同じであることが可能である。内面173の直径は、内面183の直径と異なることが可能であり、両内面173および183の直径はさらに内面193と異なることが可能である。内面173、183、193の直径は、内面173、183、193が胴体バレル31周囲に合うように胴体バレル31の大きさに応じて選択可能である。胴体バレル31は、少なくとも19フィートの直径を有することが可能である。たとえば図1に示されるように、胴体の後部は、たとえばボーイング7E7の胴体のように、テーパ状であることが可能である。したがって、安定リング17の内面173の直径は、安定リング18の内面183より小さく、また安定リング18の内面183は安定リング19の内面193の直径より小さいことが可能である。さらに、安定リング17、18、19の内面173、183、193はそれぞれ、円形ではなく胴体の形状により画定される輪郭を有することが可能である。安定リング17、18、19は、(長手方向に)8インチ以下の幅を有することが可能である。複数のクランプ21が、リング17の内面173、リング18の内面183、およびリング19の内面193に取り付けられることが可能である。各安定リング17、18、19が胴体バレル31を保持するためのクランプ21の全体の設置数は、好適には41以上であるか、または胴体31のストリンガの数と同じであるべきである。
体バレル31の外側に付くよう作動されることが可能である。クランプ21はたとえば、自動的に作動されて力を制限する、胴体バレルを保持可能である真空トグルクランプであることが可能である。このようなクランプ21は、手動での調節または過度な力を用いることなく、胴体バレル31の新たな位置で固定を行うことが可能である。胴体バレル31を安定リング17、18、19に固定した後、胴体バレル31は回転されることができる。胴体バレル31を安定リング17、18、19に固定することにより、硬化された剛性材胴体バレル31は、たとえば積層マンドレル部分の取り外しおよび除去、硬化された胴体バレル31の非破壊検査、胴体の内部構造の設置または組み立てられた胴体部分の相互結合のような作業を実施するために安定化されることができる。
さおよび形状に応じていることが可能である。たとえば図3は、ボーイング7E7航空機のような新世代航空機の前部の大型胴体バレル39を示している。ここで見られるように、安定リング38の内面383の直径は、前部から後部へ長手方向に増大するが、その際安定リングの外面384の直径は同じままである。これにより、スライド台アセンブリカートは、あらゆる形状の大型の一体型円筒形硬化複合材構造、たとえばボーイング7E7航空機のような大型の新世代航空機の前部胴体バレル39を安定化するために必要とされるとおりに組み立てられることが可能である。
ッキシリンダ58は、前部531の付近で左側535に配置され、別のジャッキシリンダ58は、後部532の付近で左側535に配置され、別のジャッキシリンダ58は、前部531の付近で右側536に配置され、別のジャッキシリンダ58は、後部532の付近で右側536に配置されることが可能である。ジャッキシリンダ58は、カート台部53を垂直に上下運動させるために使用することができる。ジャッキシリンダ58は、胴体バレル56の移動時に過度に負荷がかからないように、一斉に作動される必要がある。胴体バレル56の水平面は、安定リング54により支持される際にずらされてはならない。カート台部53はさらに、胴体支持部59を含むことができる。胴体支持部59は、カート台部53の上部533に設置可能である。胴体支持部59はさらに、好適にはカート台部53の前部531から約5フィートの位置で設置され、これにより安定リング54の内側位置に設置されることが可能である。胴体支持部59は、胴体バレル56が安定リング54に搭載されている間、または安定リング54において回転している際には、作動位置にないように設置されることができる。さらに、胴体支持部59は、搭載または回転の完了後、胴体バレル56を支持するために作動位置に上昇されることができる。胴体支持部59は、たとえばロードセルにより制御されて作動位置へ上昇されることが可能である。胴体支持部59は、胴体バレル56の様々な曲線に適合することができるよう設計可能である。胴体支持部59の胴体バレル56との面接触領域は、胴体支持部59が胴体バレル56の全重量を支えているとき、たとえば安定リング54の1つを再配置している間に、フレームが設けられている胴体バレル56の弾性限界を超過しないようにされることが可能である。たとえば、胴体支持部59は、図5または6に示されるローラ構造、または図7に示されるストラップ構造であることが可能である。
きる。モジュール61は、上部621と底部622とを有するカート台部62を含むことが可能である。カート台部62は、底部622に取り付けられる複数のキャスタ29を含むことが可能である。キャスタ29は回転可能であり、モジュール61を工場の床面上を移動させるために使用されることができる。胴体支持部59(上述のとおり)が、カート台部62の上部621、好適にはカート台部62の中央に取り付けられることができる。必要に応じて、たとえば図5aに示される胴体バレル56より長さ562が大きい胴体バレル56を支持するために、モジュール51および52は相互に離れるように移動され、2リング式モジュールアセンブリカート50を形成するためにモジュール51とモジュール52との間にモジュール61が挿入されることが可能である。図5および6に示されるように、モジュール51、52、61を設けることにより、2リング式モジュールアセンブリカート50は、必要に応じてあらゆる形状の胴体バレルを支持するために組み立てられることが可能である。これはたとえば、ボーイング7E7航空機のような大型の新世代航空機の後部の胴体バレル31(図1に示される)、ボーイング7E7航空機のような大型の新世代航空機の前部の胴体バレル39(図3に示される)、またはボーイング7E7航空機のような大型の新世代航空機の中央部の胴体バレル56(図5aに示される)である。1つまたはそれ以上の追加のモジュール51、52、61を使用することが可能である。さらに、モジュール61を設けることにより、胴体バレル56は、安定リング54の1つを取り外す際にも支持されることができる。安定リング54を胴体バレル56から取り外すことは、たとえば機械加工、材料試験または組立て作業のために、再配置を行う際に必要であることがある。
0はさらに以下のステップを含むことが可能である。安定リング17、18、19(図1)、安定リング38(図3)、安定リング43(図4)または安定リング54(図5、6、7)を開放することと(ステップ83)、開放した安定リング54へ胴体バレルを挿入し(ステップ84)安定リング54を閉じることと(ステップ84)、安定リングの内面に取り付けられることができるクランプ21を作動させ(ステップ85)、これにより胴体バレルを安定リングに取り付けること。ここで、胴体バレルから積層マンドレル部分を取り外し、除去することが可能である(ステップ86)。ステップ87では、安定リング17、18、19(図1)のような安定リングが、胴体バレル31が依然取り付けられている状態で回転されることができる。これにより、胴体バレル31の様々な部分に到達可能であり、さらにステップ88で更なる組立てまたは試験作業が行われる。追加の胴体バレル31が提供され(ステップ89)、ステップ91として追加のアセンブリカート10(図1)と共に安定化されると、2つを合わせて両アセンブリカート10を適合させ(ステップ92)、2つの隣接する胴体バレル31を係合することができる(ステップ93)。アセンブリカート40(図4)またはアセンブリカート50(図5、5aおよび6)のようなモジュールアセンブリカートを設けることにより、複合材バレルのあらゆる形状および大きさ、たとえばボーイング7E7航空機のような大型の新世代航空機の後部、中央部または前部が、複合材料の硬化後に安定化されることができる。
Claims (38)
- 内面を有する右側アセンブリカート台部と、
内面を有する左側アセンブリカート台部であって、前記左側アセンブリカート台部が前記内面で前記右側アセンブリカート台部と結合される、左側アセンブリカート台部と、
少なくとも2つの安定リングであって、各安定リングが右半分と左半分とに分けられ、前記右半分が前記右側アセンブリカート台部に取り付けられ、前記左半分が前記左側カート台部に取り付けられる、安定リングと、
前記安定リングに取り付けられている複数のクランプとを備える、一体型バレルアセンブリカート。 - 前記右側アセンブリカートが外面と底部とをさらに含み、前記左側アセンブリカート台部が外面と底部とをさらに含む、請求項1に記載の一体型バレルアセンブリカート。
- 少なくとも6つのリングガイドであって、前記リングガイドの少なくとも3つは前記右側アセンブリカート台部の前記外面と固定的に接続されており、前記リングガイドの少なくとも3つは前記左側アセンブリカート台部の前記外面と固定的に接続されており、前記安定リングの前記右半分および前記左半分が前記リングガイドに取り付けられるリングガイドをさらに備える、請求項2に記載の一体型バレルアセンブリカート。
- 前記右側アセンブリカート台部が、左側アセンブリカート台部と同じ寸法を有する、請求項1に記載の一体型バレルアセンブリカート。
- 前記安定リングがそれぞれ、直径を有する内面と、直径を有する外面とを含む、請求項1に記載の一体型バレルアセンブリカート。
- 前記内面が、少なくとも19フィートの直径を有する胴体バレルの周囲に適合する、請求項5に記載の一体型バレルアセンブリカート。
- 前記クランプが、前記安定リングの前記内面に取り付けられる、請求項5に記載の一体型バレルアセンブリ。
- 前記底部に取り付けられるとともに前記右側アセンブリカート台部および前記左側アセンブリカート台部の前記外面および前記内面に沿って均等に配分される複数のキャスタと、
前記底部に取り付けられるとともに前記右側アセンブリカート台部および前記左側アセンブリカート台部の前記外面および前記内面に沿って均等に配分される複数の支持ジャッキアセンブリと、
前記底部に取り付けられるとともに前記右側アセンブリカート台部および前記左側アセンブリカート台部の前記外面および前記内面に沿って均等に配分される複数のピッチ/ヨージャッキアセンブリと、
前記各安定リングの付近に取り付けられる複数のリング支持ジャッキアセンブリとをさらに含む、請求項1に記載の一体型バレルアセンブリカート。 - テーパ状の形状と外側とを有し、長手方向の剛性材を含む硬化複合材料からなる胴体バレルを前記安定リングが受け、前記クランプが前記バレルの前記外側に、前記長手方向剛性材の場所で取り付けられる、請求項1に記載の一体型バレルアセンブリカート。
- 前記右側アセンブリカート台部、前記左側アセンブリカート台部および前記安定リングが、少なくとも24フィートの長さを有する複合材胴体バレルを安定化させる、請求項1
に記載の一体型バレルアセンブリカート。 - 軌道と、
前記軌道上に配置される右側スライド台部と、
前記軌道上に前記右側スライド台部と反対側に配置される左側スライド台部と、
内面と外面とを有し、右半分と左半分とを含む安定リングであって、前記右半分が前記右側スライド台部に取り付けられ、前記左半分が前記左側スライド台部に取り付けられる、安定リングと、
前記安定リングの内面に取り付けられる複数のクランプとを備える、後硬化アセンブリカート。 - 少なくとも1つの追加的な軌道と、少なくとも1つの追加的な右側スライド台部と、少なくとも1つの追加的な左側スライド台部と、外面と内面を有する少なくとも1つの追加的な安定リングとをさらに備え、右側スライド台部の総数は左側スライド台部の総数、軌道の総数および安定リングの総数に等しい、請求項11に記載の後硬化アセンブリカート。
- 前記軌道および前記追加的な軌道が、長手方向に拡張するように接続される、請求項11に記載の後硬化アセンブリカート。
- 前記安定リングの前記外面が、前記追加的な安定リングの前記外面の直径と同じである、請求項11に記載の後硬化アセンブリカート。
- 前記安定リングの前記内面の直径は、前記追加的な安定リングの前記内面の直径より小さい、請求項11に記載の後硬化アセンブリカート。
- 前記安定リングが、航空機の前部の胴体バレルを受け、前記クランプが前記胴体バレルに取り付けられる、請求項11に記載の後硬化アセンブリカート。
- 第1カート台部と第1安定リングとを含む第1モジュールと、
第2カート台部と第2安定リングとを含む第2モジュールであって、前記第2カート台部が前記第1カート台部と接続している、第2モジュールと、
第3カート台部と第3安定リングとを含む第3モジュールであって、前記第3カート台部が前記第2カート台部と接続している、第3モジュールとを備える、モジュールアセンブリカート。 - 前記第1モジュール、前記第2モジュールおよび前記第3モジュールが同じである、請求項17に記載のモジュールアセンブリカート。
- 追加的なカート台部と追加的な安定リングとを含む少なくとも1つの追加的なモジュールをさらに備え、前記追加的なカート台部が前記第3カート台部と接続している、請求項17に記載のモジュールアセンブリカート。
- 前記追加的なモジュールが前記第1モジュールと同じである、請求項19に記載のモジュールアセンブリカート。
- 前記第1カート台部が右半分と左半分とを含み、前記右半分と前記左半分とが接続している、請求項17に記載のモジュールアセンブリ。
- 前記第1安定リングが、複数のクランプと、下半分と、上半分とを含み、前記下半分が
開口部を上に向けて前記第1カート台部に取り付けられており、前記上半分が前記下半分に取り付けられる、請求項17に記載のモジュールアセンブリカート。 - 前記第1安定リングが90度回転する、請求項17に記載のモジュールアセンブリカート。
- 前記第1カート台部の前記右半分と前記左半分が、開放されて離間するように移動され、前記安定リングの下半分が前記第1カート台部の前記左半分に取り付けられ、前記安定リングの上半分が前記第1カート台部の前記右半分に取り付けられる、請求項17に記載のモジュールアセンブリカート。
- 前記第1モジュール、前記第2モジュールおよび前記第3モジュールが、V溝車輪を含み、V軌道に沿って可動である、請求項17に記載のモジュールアセンブリカート。
- 前部と後部と底部とを有するカート台部と、
前記カート台部の上部に配置されるとともに前記前部から後部へ対向する側で長手方向に延伸する2つのレールと、
下半分と上半分とを有する安定リングであって、前記下半分が前記カート台部の前記前部の付近で前記レールに取り付けられ、前記上半分が前記下半分から取り外し可能である、安定リングと、
前記カート台部の上部に設置される胴体支持部と、
を含む第1モジュールと、
前記第1モジュールと接続する第2モジュールであって、前記第2モジュールが前記第1モジュールと同じであり、前記第2モジュールの前記後部が前記第1モジュールの前記後部に取り付けられる、第2モジュールとを備える、モジュールアセンブリカート。 - 前記第1および第2モジュールが、前記カート台部の前記底部に取り付けられる複数のキャスタを含む、請求項26に記載のモジュールアセンブリカート。
- 前記カート台部がさらに少なくとも4つのジャッキシリンダを含み、前記ジャッキシリンダが前記第1および第2モジュールを垂直に動かす、請求項26に記載のモジュールアセンブリカート。
- 前記安定リングがさらに複数のクランプを含み、前記クランプが硬化複合材胴体バレルに取り付けられる、請求項26に記載のモジュールアセンブリカート。
- 上部と底部とを有するカート台部と、
前記カート台部の前記上部に取り付けられる胴体支持部と、
前記カート台部の前記底部に取り付けられる複数のキャスタと、
を備える第3モジュールが、前記第1モジュールと前記第2モジュールとの間に挿入される、請求項26に記載のモジュールアセンブリカート。 - 前記胴体支持部がローラ構造を有する、請求項30に記載のモジュールアセンブリカート。
- 前記胴体支持部がストラップ構造を有する、請求項30に記載のモジュールアセンブリカート。
- 内面と外面と底部とを含む右側アセンブリカート台部と、
内面と外面と底部とを含む左側アセンブリカート台部であって、前記左側アセンブリカ
ート台部が左側アセンブリカート台部と同じ寸法を有し、前記左側アセンブリカート台部が、前記内面で前記右側アセンブリカート台部と結合される、左側アセンブリカート台部と、
前記底部に取り付けられるともに前記右側アセンブリカート台部および前記左側アセンブリカート台部の前記外面および前記内面に沿って均等に配分される複数のキャスタと、
前記底部に取り付けられるともに前記右側アセンブリカート台部および前記左側アセンブリカート台部の前記外面および前記内面に沿って均等に配分される複数の支持ジャッキアセンブリと、
前記底部に取り付けられるともに前記右側アセンブリカート台部および前記左側アセンブリカート台部の前記外面および前記内面に沿って均等に配分される複数のピッチ/ヨージャッキアセンブリと、
前記右側アセンブリカート台部の前記外面と固定的に接続されている3つのリングガイドと、
前記左側アセンブリカート台部の前記外面と固定的に接続されている3つのリングガイドと、
3つの安定リングであって、
各安定リングが内面と外面とを有し、
各安定リングが右半分と左半分とに分けられ、
各安定リングの前記右半分が、前記右側アセンブリカート台部の前記リングガイドの1つに取り付けられており、
各安定リングの前記左半分が、前記左側カート台部の前記リングガイドの1つに取り付けられており、
前記安定リングの前記右半分および前記左半分が取り外し可能であり、
前記3つの安定リングの前記外面が同じ直径を有し、
第1安定リングの前記内面が第1直径を有し、
第2安定リングの前記内面が第2直径を有し、
第3安定リングの前記内面が第3直径を有する、安定リングと、
前記安定リングの前記内面に取り付けられる複数のクランプと、
前記各安定リングの下部に取り付けられている複数のリング支持ジャッキアセンブリとを備える、航空機の後部の胴体バレル用の後硬化アセンブリカート。 - 前記安定リングが前記胴体バレルを受け、前記クランプが前記胴体バレルに取り付けられ、前記リング支持ジャッキアセンブリが前記安定リングを回転させる、請求項33に記載の後硬化アセンブリカート。
- 前記クランプが力を制限する真空トグルクランプであり、前記クランプが自動的に作動する、請求項33に記載の後硬化アセンブリカート。
- 複数のクランプと第1半分と第2半分とを含む少なくとも2つの安定リングを支持するアセンブリカートを設けるステップと、
前記各安定リングの前記第1半分を前記第2半分から取り外すことにより、前記安定リングを開放するステップと、
前記安定リング内に胴体バレルを挿入するステップと、
前記各安定リングの前記第1半分を前記第2半分に接続することにより、前記安定リングを閉じるステップと、
クランプを作動させ、前記胴体バレルを前記安定リングに取り付けるステップとを備える、硬化複合材胴体バレルの安定化方法。 - 前記胴体バレルが取り付けられた状態で前記安定リングを回転させるステップをさらに備える、請求項36に記載の硬化複合材胴体バレルの安定化方法。
- 追加的な胴体バレルを安定化する追加的なアセンブリカートを設けるステップと、
前記アセンブリカートと前記追加的なアセンブリカートをジャッキアセンブリを用いて合わせるステップと、
前記胴体バレルを前記追加的な胴体バレルと係合させるステップとをさらに備える、請求項36に記載の硬化複合材胴体バレルの安定化方法。
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