[发明专利]用于至少部分地再加工或替换纤维复合结构的加固件的方法和对应的绑定设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于至少部分地再加工或替换纤维复合结构的加固件的方法。本发明也涉及一种对应的绑定设备。

背景技术

尽管可应用在任意的纤维复合结构上，本发明以及其要解决的问题参照飞机结构的碳纤维增强的塑料构件(CFK)详细描述。

为了节省重量起见，飞机构件越来越多地由纤维复合材料、特别是由碳纤维增强的塑料(CFK)制成。这里其具有由多个纤维织物层构成的结构，这些纤维织物层借助于硬化的树脂基体、特别是环氧树脂相连。为了制造此类构件以常见的方法利用树脂基体(特别是环氧树脂)浸渍的纤维织物以多层的形式插入层压设备中。随后比如在升高的温度和提高的压力的作用下硬化树脂基体。

根据通常的方法为了硬化将构件封入由压力密封的薄膜制成的袋子中，袋子的内部借助于真空泵抽真空。此类封入的构件之后被置入高压容器中，在高压容器中具有提高的压力。

如果在此类的纤维复合构件上进行再加工，比如实施故障的维修、损坏的修复和/或构件的改动，在常见的加工方法中比如预浸渍的纤维层(预浸体)以粘接膜固定在需处理的构件的表面上并且利用比如真空袋的压力密封的薄膜覆盖。封入薄膜下方的区域被抽真空。由于所需的硬化压力常常为大于1bar，真空袋技术无法单独地运用。为此将构件置入高压容器中，在高压容器中具有用于硬化纤维层的升高的压力。

为此大多需要用于容纳和支撑需处理的构件的合适的粘接设备。可替换的是，也可以使用用于机械地施加压力的张紧装置。

DE102007026099A1描述了用于加工纤维复合结构的一种设备和方法，其中，公开了具有超压导入的压力密封的亚光罩。

在再加工纤维复合构件时常常也需要不仅再加工平坦的面，而是比如也需要再加工加固异型件、比如纵梁(即拆除有故障的层压板并且通过由相同材料和相同的层结构构成的新的层压板来代替)。

其缺点在于，在高压容器中以及在原本的粘接设备中的额外的容量导致了更多的费用和时间损失。

机械的张紧装置常常会只产生不均匀的压力分布，这导致了孔隙和厚度波动。因此必须重复有故障的再加工。在使用压力密封的亚光罩时会存在不足够的稳定性的风险。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种用于至少部分地再加工或替换纤维复合结构的加固件的改良的方法，其实现了为了再加工和/或作为替换在不使用高压容器的情况下以较高的材料质量和精确度将纤维层绑定到纤维复合结构上。

根据本发明，该目的通过具有独立权利要求1的特征的方法，以及通过具有独立权利要求9的特征的绑定设备实现。

据此，提出了一种用于至少部分地再加工或替换纤维复合结构的加固件的方法。首先将至少一个纤维层设置在加固件的表面分段上和/或将加固件的由相同材料和相同层结构构成的至少一个替换分段设置到纤维复合结构的表面加固分段上。然后将至少一个与加固件的轮廓相匹配的压力垫设置在至少一个纤维层上和/或加固件的至少一个替换分段上，其中，至少一个压力垫通过与加固件的轮廓匹配的固定框架支撑和固定在理论位置中。随后将该至少一个压力垫以压力介质加载，用于将其朝加固件以及固定框架挤压。最后完成至少一个纤维层和/或加固件的至少一个替换分段的硬化。

此外提出一种绑定设备，用于将至少一个设置在加固件的至少一个表面分段上的纤维层绑定在加固件上和/或用于将加固件的由相同材料和相同层结构构成的至少一个替换分段绑定到纤维复合结构的表面加固分段上。绑定设备具有至少一个与加固件的轮廓匹配的压力垫，其设置在加固件上方。此外，设置与加固件的轮廓匹配的固定框架用于支撑和固定压力垫。此外绑定设备具有用于支承纤维复合结构的对接支座。

加固件比如是具有不同的异形形状的纵梁、比如T形纵梁、Ω形纵梁、A形纵梁以及也可以是加强肋等等。纤维复合结构可以比如是飞机的外皮构件。

通过采用固定框架，以介质、比如压力空气被置于压力下的压力垫以狭窄的公差范围辅助和实施再加工层或替换分段的硬化。同时还实现了均匀的压力分布，其导致了无孔隙的硬化以及具有均匀的厚度分布的绑定。这样不仅可以再加工平面的、即二维的区域和分段也可以再加工三维的分段和元件。

这样可以覆盖再加工的不同情况，比如再加工加固异型件上的有故障的分段，其中，设置至少一个设置在加固件上的纤维层。也可以是，加固件的至少一个新的替换分段替换已经完全或部分拆除的有缺陷的分段。同样可以替换需完全拆除的整个有缺陷的加固件。

此外有利的是，如原本构件那样使用至少一个纤维层和/或至少一个新的替换分段的相同的材料和相同的层结构。