NL8006528A - Vlakbouwelement, in het bijzonder voor vliegtuigen. - Google Patents

Description

V.O.1170 A 5

Vlakbouwelement, in het bijzonder voor vliegtuigen.

De uitvinding heeft betrekking op een vlakbouwelement, in het bijzonder voor vliegtuigen, met uit vezelversterkte kunststof vervaardigde langs- en dwarsribben en tenminste een uitwendige bekleding, alsmede op een inrichting voor het vervaardigen van dit vlakbouwelement.

5 Uit het Duitse Offenlegungsschrift 2642523 is reeds bekend de langs- en dwarsribben van een vliegtuigbouwelement te vormen met behulp van in twee ongeveer spiegelbeeldige binnenvormdelen aangebrachte groef-vormige uithollingen, waarbij aan elk binnenvormdeel een overeenkomstig buitenvormdeel is toegevoegd.

10 Zowel in de uithollingen van de binnenvormdelen als op de binnen-X

oppervlakken van de buitenvormdelen wordt afzonderlijk kunsthars met vezellaminaat aangebracht. Na het op elkaar brengen van de bij elkaar behorende binnen-en buitenvormdelen worden deze aan elkaar gelijmd en uitgehard, waarna de binnenvormen worden verwijderd. Daardoor ontstaan 15 twee schaaldelen, waartussen verdere constructie-elementen,zoals bijvoorbeeld de dragende vleugellangsligger met verbindingsmiddelen, voor het te samen voegen van de beide schaaldelen dienen te worden ingebracht.

Een wezenlijk nadeel van deze constructie bestaat daarin, dat de ver-vaardigingswerkwijze zeer arbeidsintensief is en dat voor elk nieuw 20 vliegtuigtype ook nieuwe binnenvormen voor de ribben vereist zijn. Daar de langsligger rechtstreeks aan de schaalwand wordt vastgelijmd zijn de ribben niet doorgaand uitgevoerd. Daardoor worden de vezelstrengen van de ribben onderbroken en het is niet mogelijk de krachten goed op de liggers over te brengen.

25 Het doel van de uitvinding is een vlakbouwelement met relatief gering gewicht van de in de inleiding genoemde soort te verschaffen, dat een constructief eenvoudige opbouw bezit, uitstekend geschikt is voor de vervaardiging van series en in staat is de optredende krachten gunstig op te nemen en door te geleiden.

30 Dit doel wordt volgens de uitvinding verkregen doordat de langs- en dwarsribben bestaan uit de zijgedeelten van door opwikkelen vervaardigde raamelementaiwelke tot een het vlakbouwelement verstijvend rooster tezamen gevoegd zijn. Voordelige nadere kenmerken van de uitvinding zijn gedefinieerd in de conclusies 2 tot 7. Een inrichting ter vervaardiging 35 van het vlakbouwelement is omschreven in conclusie 8.

8006528 * y -2-

Met de maatregelen volgens de uitvinding wordt bij de vervaardiging van het voornoemde bouwelement een reeks van in hoge mate te automatiseren vervaardigingsstappen verkregen, waarbij het samenbouwen van het complete bouwelement uit in hoofdzaak niet uitgeharde 5 . elementen in een enkele heet-persbewerking plaats vindt. Hierdoor wordt de mogelijkheid geschapen verhoudingsgewijs ingewikkelde vezel-versterkte kunststofbouwelementen op voordelige wijze bij de vervaardiging in series van bijvoorbeeld vliegtuigen toe te passen. Dankzij genormaliseerde afmetingen van het verstijvende rooster kunnen de 10 overeenkomstige vormlichamen voor bouwelementen van verschillende vliegtuigtypen gebruikt worden.

De uitvinding wordt in het volgende verduidelijkt aan de hand van de tekeningen, welke het volgende tonen: fig. 1 een aanzicht vaneen bouwelement in de vorm van het 15 schaalgedeelte van een hoogteroer? fig. 2 een raamelement; fig. 3 een opwikkelinrichting? fig. 4 de opwikkelinrichting volgens fig. 3 met aandrukinrich-tingen; 20 fig. 5 een span- en aandrijfeenheid uit fig. 3 bij het aanhechten van de flenzen? fig. 6 een andere uitvoeringsvorm van een opwikkelinrichting? fig. 7 een langsligger met vormlichamen; fig. 8 het in elkaar zetten van een rooster; . 25 fig. 9 een andere uitvoeringsvorm van een vormlichaam? fig. 10 a en 10b dwarsdoorsnede! van de geleidingsrail volgens fig. 9; fig. 11 het uit vormlichamen volgens fig. 9 samenstellen van een rooster; 30 fig. 12 een montageinstallatie en fig. 13 voorbeeld van een volledig geautomatiseerde installatie voor het vervaardigen van vlakbouwelementen.

Pig. 1 toont een aanzicht van een vlakbouwelement 1 uit vezel-versterkte kunststof, volgens de uitvinding, bestaande uit een bekleding 35 la en een verstijvingsrooster 2 in de vorm van het schaalgedeelte van een hoogteroer.

8006528 * < -3-

De uit vooraf geïmpregneerd, vezelmateriaal bestaande bekleding la vormt later de buitenhuid van het hoogteroer. Aan de binnenzijde van de bekleding la bevindt zich een uit langsribben 3a en dwarsribben 3b gevormd verstijvingsrooster 2. Het element is voorts voorzien van beslag-5 delen 4, met behulp waarvan het stuurvlak later aan de vliegtuigromp kan worden bevestigd. Het· verstijvingsrooster 2 is samengesteld uit een groot aantal raamelementen 5.

Fig. 2 toont zo'n raamelement 5. Het bestaat uit twee zijgedeelten 6a en twee zijgedeelten 6b, welke in het rooster 2 de langsribben 3a 10 en de dwarsribben 3b vormen.

Fig. 3 toont een eerste opwikkelinrichting 7, die in hoofdzaak bestaat uit een span- en aandrijfeenheid 7a en een spoelenmagazijn 7b.

Op de span- en aandrijfeenheid 7a is een vormlichaam 9 opgespannen, waar de uit het spoelenmagazijn 7a betrokken stroken 8 uit vooraf met 15 kunsthars geïmpregneerd vezelmateriaal omheen worden gewikkeld.¾stroken 8 zijn breder dan het vormlichaam 9, zodat overstekende gedeelten 10 en 11 ontstaan. Met een aandrukrol 12 worden de stroken 8 zijdelings tegen het vormlichaam 9 aangedrukt.

‘Fig. 4 toont de span- en aandrijfeenheid 7a met het vormlichaam 9 20 volgens fig. 3, waarbij de overstekende gedeelten 10 en 11 door het uitsnijden van hoeken voorbewerkt zijn met het oog op het omvouwen. De figuur toont voorts de aandrukwerktuigen 13, 14 en 15 voor het omvouwen en aandrukken van de overstekende gedeelten 10 en 11.

Fig. 5 toont het vormlichaam 9 volgens fig. 4, waarbij de over-25 stekende gedeelten 10 en 11 tegen het lichaam 9 aangedrukt zijn en aldus de flenzen 23 en 24 vormen. Het terugbuigen van de flenzen 23 en 24 wordt hier bijvoorbeeld door omwikkelen met. een draad 16 verhinderd.

Fig. 6 toont een andere uitvoeringsvorm van een opwikkelinrichting 40, die in hoofdzaak bestaat uit een span-, aandrijf- en aanperseenheid 30 41 met bijbehorende bedieningsautomaat 42. De automaat 42 bezit een scharnierend aan de schamierarm 43 bevestigde vacuumrail 44. De eenheid 44 bestaat in hoofdzaak uit een aandrijfbare opneeminrichting voor een vormlichaam 9, alsmede twee stellen rollen 45 en 46. De rollen 45 dienen voor het aandrukken van de strook 8 en voor het omvouwen van de 35 overstekende gedeelten 10 en 11. De automaat 42 neemt met behulp van de vacuumrail 44 een op de juiste lengte afgesneden strook 8 van een stapel 8006528 * ·* -4- en wikkelt deze op het vormlichaam 9, terwijl dit in de pijlrichting 47 roteert.

Fig. 7 toont enkele van raamelementen 7 voorziene vormlichamen 9, die achter elkaar op een langsligger 17 met geleidingsrail 18 geschoven 5 zijn, waarbij aan de vormlichamen 9 aaigebrachtegeleidingselementen 19 in de rail 18 vallen.De langsliggers 17 zijn voorzien van een aantal met tussenruimten geplaatste dwarsgeleidingen 20. De vormlichamen 9 worden voorafgaand aan de volgende vervaardigingsstap vast tegen elkaar gedrukt in de richting van de pijl 18.

10 Fig. 8 toont het naast elkaar op dwarsliggers 21 plaatsen van de langsliggers 17 met behulp van de dwarsgeleidingen 20. Hierdoor ontstaat een rooster 50. De vormlichamen 9 zelf zijn opgebouwd uit metaalelementen 51 en bij verwarming uitzettende elastische materialen 52, bijvoorbeeld expansierubber. De afzonderlijke langsliggers 17 worden vast op elkaar 15 gedrukt in de zin van de pijl 53. Daarna worden de flenzen 23 en 24 door er overheengelegd en door een rol 55 aangedrukt strookmateriaal 54 versterkt.

De figuren 9 en 10 tonen een ander type vormlichaam 9a in verschillende uitvoeringsvormen. Volgens deze variant bestaat het vormlichaam 20 9a uit een middengedeelte 56 en twee spiegelsymmetrische zijgedeelten 57.

De delen 56 en 57 bestaan uit metaal. De delen worden verbonden door rubberprofielen 58, die in overeenkomstig gevormde groeven 59 van de zijgedeelten 57 worden gedrukt. Daarmede vormt het vormlichaam 9a een met de inrichting verbonden element. Ter aanpassing aan het gebruikte ex-25 pansierubber zijn verschillende manieren van vormgeving van het middenge- ^ deelte 56 denkbaar, met verschillend rubberaandeel. Fig. 10 toont overeenkomstige doorsneden.

Fig. 11 toont het samenvoegen van vormlichamen volgens fig. 9 tot een inrichtingsrooster 50a. Het samenvoegen van de afzonderlijke elementen 30 op een dwarsligger 21a geschiedt analoog aan fig. 8, waarbij evenwel de vormlichamen 9a met de vrije zijde naar boven liggen.

Fig. 12 toont een sterk vereenvoudigd weergegeven montage-installa-tie 60 met een erop geplaatste lijminrichting 61, een portaalkraan 62 een aan een rotatie-eenheid 63 opgehangen voorraadrol 64, alsmede een regel-35 inrichting 65. Met deze montageinstallatie wordt de bekleding la met de lijminrichting in lagen opgebracht. De afzonderlijke lagen van het vooraf geïmpregneerde vezelmateriaal worden van de voorraadrol 64 afgenomen.

8006528 . * * -5-

Bij toepassing van een nummeriek gestuurd programma voor de regeling van de kraan 62 en de rotatieëenheid 63 kan de lamineerbewerking vergaand worden geautomatiseerd.

Fig. 13 toont bij wijze van voorbeeld een uitvoering van een 5 volledig geautomatiseerde installatie voor het vervaardigen van viak-bouwelementen. De installatie bestaat in wezen uit een nummeriek gestuurde waterstraalafsnij-inrichting voor het op maat afsnijden van.de stroken 8,een regelbare span-, aandrijf- en aanperseenheid 41, die met de be-dieningsautomaat 42 samenwerkt. Hier worden de vormlichamen 9 met de 10 stroken 8 omwikkeld. De omwikkelde vormlichanai 9 worcta. telkens door de automaat 42 op een controletafel 72 gelegd, vanwaar deze op de langs-ligger 17 worden geschoven. Als alle vormlichamen 9 achter elkaar op de ligger 17 zijn geschoven worden ze in de zin van de pijl 73 tegen elkaar gedrukt. Het aldus gereedgemaakte inrichtingsrooster 50a wordt vervolgens 15 op het in de montage-installatie vervaardigde bekledingslaminaat la geplaatst. Daarna wordt de lijminrichting 61 met het rooster 50a in een autoclaaf 74 gebracht om uit te harden. Alle in het voorgaande genoemde arbeidsfasen worden door de nummerieke regeleenheid 70 automatisch bestuurd. Bij het verhitten in de autoclaaf zetten de uit expansierubber 20 vervaardigde delen 52 van de vormlichamen 9 zodanig uit, dat hierdoor de voor het lijmen vereiste druk wordt opgewekt. Na het uitharden wordt de lijminrichting 61 op een gestel 75 geplaatst. Hier worden de vormlichamen 9 door een tweede automaat 76 uit de vorm genomen. De vuil geworden delen 56 en 57 van de vormlichamen 9 worden door middel van een 25 transportrail 77 aan een reinigingsinstallatie 78 toegevoerd. Na het verlaten van de installatie 78 worden de gereinigde onderdelen weer tot vormlichamen 9 samengevoegd en door een volgende automaat 79 in een magazijn 80 geplaatst. Hier staan ze weer ter beschikking van de automaat 42, welke ze aan de eenheid 41 toevoert.

8006528

Claims (8)

1. Vlakbouwelement, in het bijzonder voor vliegtuigen, met uit vezelversterkte kunststof vervaardigde langs- en dwarsribben en tenminste êên uitwendige bekleding, met het kenmerk, dat de langs- en dwarsribben (3a en 3b) bestaan uit de zijgedeelten (6a en 6b) van door 5 opwikkelen vervaardigde raamelementen (5) welke tot een het vlakbouwelement (1) verstijvend rooster (2) tezamen gevoegd zijn.

2. Vlakbouwelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk raam-element (5) bestaat uit lagen van een om een vormlichaam(9)gewikkelde strook (8) van tevoren met kunsthars geïmpregneerde vezels.

3. Vlakbouwelement volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de strook (8) breder is dan het vormlichaam (9) en dat de overstekende gedeelten (10,11) tot langs- en dwarsflenzen (23,24) zijn omgebogen en aan het vormlichaam bevestigd.

4. Vlakbouwelement volgens de conclusies 1-3 met het kenmerk, dat de 15 raamelementen (7) met behulp van een inrichting (17-20) tot een rooster. (2) samengevoegd en onder druk en inwerking van warmte zijn uitgehard.

5. Vlakbouwelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bekleding la uit gelamineerde vezelversterkte kunststof bestaat.

6. Vlakbouwelement volgens de conclusies 4 en 5, met het kenmerk, 20 dat het rooster (2) en de bekleding (la) onder druk en inwerking van warmte verbonden en uitgehard zijn.

7. Vlakbouwelement volgens de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het element uit slechts een rooster (2) en twee bekledingen (la) bestaat.

8. Inrichting voor het vervaardigen van een vlakbouwelement volgens de conclusies 1-7, gekenmerkt door een inrichting voor het opbouwen van het rooster (2), welke bestaat uit: a) de raamelementen (5) opnemende vormlichamen (9) met geleidings-elementen (19), 30 b) langsliggers (17) met geleidingsrails (18) voor het opnemen van geleidingselementen (19); c) op bepaalde onderlinge afstanden aan de langsliggers 17 bevestigde dwarsgeleidingen 20; 8006528 -7- * t d} dwarsdragers (21) met geleidingsrails (32) voor het opnemen van de dwarsgeleidingen (20) en een lijminrichting (61) voor het opnemen van de bekleding (la) en de inrichting voor het opbouwen van het rooster (2). 8006528