[发明专利]用于由纤维复合材料制造多次拱起的结构构件的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于用纤维复合材料制造尤其两次拱起的大面积的结构构件的设备以及方法，所述结构构件包括具有相应地向外拱起的装配面的装备装置，所述装配面彼此隔开地具有至少纵向延伸的容纳通道，以用于装入结构组件特别是桁条，并且所述装配面能够用辅助材料加载，其中，所加载的装备装置与对此相应地形成的层压粘合装置共同作用，以用于在压力下成形结构构件。

尤其，本发明的使用领域涉及飞机制造工程。特别是具有大容积机身的客机或运输机能够以壳式结构、特别是半壳式结构制成。半壳式结构在飞机制造工程中理解为主要为两个壳体的机身构造。结合在一起，两个壳体得出机身部段的近似于圆形的或椭圆形的横截面。相继地用于机尾、机身中部和驾驶舱区段的多个机身部段得到整个飞机机身。越来越多地将适合的纤维复合材料用于飞机机身的制造，所述纤维复合材料例如是玻璃纤维增强或碳纤维增强的塑料。为了能够加固机身并且承受负载，壳体一般装备有加固支柱，特别是桁条和支柱。

在此感兴趣的制造原理中，壳形的结构构件在凹粘合模，所谓的层压粘合装置（LKV）中通过如下方式生产，即在此将纤维材料和树脂装入不同的层中并且将其硬化。在此，LKV与装备装置（ARV）共同作用，所述装备装置用于连同粘贴到层构造中的结构组件的定位一起准备蒙皮层的层构造，所述结构组件特别是桁条、窗框和门框等等。最后，LKV预先确定相应的外轮廓，并且确保壳形的结构构件的光滑的外表面。

用于飞机机身的多次特别是两次拱起的壳形的结构构件除了在机身横截面方向上的拱起部之外还具有横向于此的即在机身纵向方向上的明显的拱起部，然而所述拱起部通常弯曲更小。本发明致力于制造这类特别的结构构件。用于加固的结构组件桁条、支柱然而还有夹子、窗框和门框能够但是不必与这里所描述的装置处于硬化的状态。也能够使用的是预先成形的结构组件，即所谓的预成型件。

背景技术

由DE 10331358A1中得知前述类型的装置，所述装置原则上由LKV和在此相应的ARV组成。ARV基本上由平的基本承载件组成，在所述基本承载件上，格栅由不同长度的多个支撑壁固定，使得所述支撑壁的远侧的端部通过分别在此固定的模块化的型材部件形成向外拱起的装配面，其中，空隙用于装入桁条。在此，拱起的装配面基本上符合待制造的完整的结构构件的内轮廓的凹部。彼此相邻的模块化的型材部件之间的间隙分别设置在桁条位置的下方。在将结构构件的和辅助材料的完整构造建立在ARV上之后，将匹配的LKV精确匹配地放置在所述ARV的上方，以用于最终形成结构构件。

在制造过程的开始，首先将ARV的装配面用薄膜加载。用真空加载通过容纳通道形成的空腔，使得薄膜光滑地吸到装配面上。然后，薄膜的卷筒与真空蒙皮的卷筒耦联，使得薄膜卷起，并且使得真空蒙皮开卷到拱起的装配面上，并且保持原样地拉入桁条的容纳通道中。紧接着，将设有支撑元件的桁条装入用真空蒙皮加载的容纳通道中。随后在被真空蒙皮加载的容纳通道中置入设有支撑元件的桁条。紧接着，将所有由纤维复合材料制成的蒙皮层放置到模块化的型材的和桁条的用真空蒙皮加载的外表面区域上。在最外侧的蒙皮层上，以优化的量涂覆封料，并且紧接着将转动180°的LKV精确匹配地放置，环形的封料密封所述LKV，使得在真空蒙皮和LKV之间产生真空密封的封闭部，以及将真空蒙皮和LKV之间的腔室抽真空。在达到外蒙皮和LKV之间的预设的过程真空后，停止在通过空隙形成的空腔中的真空，以及向大气敞开。紧接着，将具有在此在移送ARV之后设置的结构构件的LKV抬起，转动180°并且引入随后的注射过程和硬化过程。

在将LKV与ARV分离时，由于与在内侧上纵向延伸的桁条相关联的结构构件相对于在ARV上的相应的容纳通道的拱起，出现所谓的侧凹问题，所述侧凹问题根据结构构件的拱起度，由于有阻碍的形状接合，可能会阻碍脱模。因此，在现有技术中提出，将用于桁条的容纳通道在ARV方面构造成，使得相对于垂直线不产生侧凹。然而，在此不利的是，结构构件的拱起度由于侧凹问题而强烈地受脱模可行性限制。因为，由于侧凹问题，在常规的ARV中，从特定的壳体拱起起，在将桁条移到位于LKV中的蒙皮上之后，蒙皮不再能够从LKV中移出，而在此不与桁条相撞。

为了解决所述问题已经尝试的是，将形成ARV的拱起的装配面的模块化的型材的部件在径向方向上可移动地构造，以便通过将放置在侧凹区域中的模块化型材移入来克服在此产生的侧凹。然而，这种技术上的解决方案导致用于实现拱起的装配面的所涉及的各个模块化型材的可运动性的显著耗费，所述模块化型材通常位于装配面的边缘区域中。