梁翼缘夹，使用梁翼缘夹的结构梁节点以及用于形成结构梁节点的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种梁翼缘夹、使用该夹具的结构梁节点和形成使用梁翼缘夹的结构梁节点的方法，特别在航空工业中用于飞行器地板、飞行器机身和飞行器机翼盒的垂直延展的结构梁。
【背景技术】
[0002]例如在航空业、土木工程或建筑中，用于施工作业的梁、节点和框架被设计以承受与分别的梁的延伸方向垂直地作用的弯曲力。传统的梁可被实施作为具有在边缘处的翼缘和跨越在翼缘之间的腹板的整体部分。
[0003]被使用于结构框架的建造的这种梁，即是，结构梁，需要在节点位置被连接，相对于彼此成角度延展的梁在节点位置相交。相交的梁需要保持彼此对准，特别地是在那些相交处，因此，连接技术已被开发，以将相交的梁彼此压入配合或摩擦锁住。
[0004]例如，如果以上面的梁的底翼缘部平放在下面的梁的顶翼缘部的方式将梁放置在彼此的顶部上，则为了通过铆接或栓接将上面的梁的底翼缘部附接到下面的梁的顶翼缘部，可在被对准的分别的翼缘部中设置一致的孔或切口。这种连接需要用于铆接工具的充足的边缘范围、间距、材料厚度以及可及性。因此，为了提供必要的孔，在设计阶段就已经计划了梁的连接。在设计阶段之后的额外的或后期的修改通常导致了重新规划的相当大的额外工作量，并且难以被应用到已制造的梁中。
[0005]其他手段包括提供规范的或定制的互锁装置，其具有接收梁的要被互锁的分别的部分的凹槽。例如，文件US4379651A公开了一种借助包围金属型材的分别的侧面的四个L形组件来可拆卸地刚性紧固两个交叉的金属型材的方法。文件US729445A公开了用于将十字金属梁夹紧且固定到一起的装置，其包括带有用于容纳十字金属梁的翼缘的沿边配合缺口隔板的固定夹。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是提供用于在相交节点位置连接相交的结构梁的解决方案，其中相交节点位置允许梁设计的独立性。而且，本发明的目的是提供一种梁相互连接解决方案，其不需要其中一个梁具有特殊设计特征，诸如用于容纳节点相互连接装置的孔或槽。
[0007]该目的通过具有权利要求1的特征的梁翼缘夹、具有权利要求6的特征的结构梁节点、具有权利要求10的特征的用于形成结构梁节点的方法以及具有权利要求15的特征的、包括带相互连接的结构梁的地板框架的飞行器来实现。
[0008]本发明的第一方面涉及一种梁翼缘夹，其包含夹具体部，该夹具体部具有带第一夹紧面的第一钳爪部和带第二夹紧面的第二钳爪部。第一夹紧面和第二夹紧面被定向为互相平行且面对相同的方向，并且在高度上偏离预定的夹持距离。至少一个螺栓孔被形成为垂直于第一夹紧面地穿过第一钳爪部。
[0009]根据本发明的第二方面，一种结构梁节点包含具有梁腹部和至少一个第一翼缘部的第一结构梁；具有至少一个第二翼缘部的第二结构梁，第二结构梁具有相对于第一结构梁的延伸轴线成角度的延伸轴线，并且与第一结构梁相交；根据本发明的第一方面的至少一个梁翼缘夹；以及被插入到至少一个梁翼缘夹的至少一个螺栓孔中的至少一个紧固销或螺栓。第一结构梁的至少一个第一翼缘部与第二结构梁的至少一个第二翼缘部邻接。至少一个紧固销或螺栓将至少一个梁翼缘夹的夹具体部紧固到第一结构梁的第一翼缘部，以便至少一个梁翼缘夹的第一夹紧面将第二结构梁的至少一个第二翼缘部按压到第一结构梁的至少一个第一翼缘部。
[0010]根据本发明的第三方面，一种用于形成结构梁节点的方法包含将第一结构梁的第一翼缘部邻接到第二结构梁的第二翼缘部，第二结构梁具有相对于第一结构梁的延伸轴线成角度的延伸轴线，并且与第一结构梁相交；将梁翼缘夹的第一夹紧面按压到抵靠第一结构梁的第一翼缘部的第二结构梁的第二翼缘部，该梁翼缘夹包含具有带第一夹紧面的第一钳爪部和带第二夹紧面的第二钳爪部的夹具体部，第一夹紧面和第二夹紧面被定向为互相平行且面对相同的方向，并且在高度上偏离预定的夹持距离；将紧固销或螺栓引入到螺栓孔中，该螺栓孔被形成为垂直于梁翼缘夹的夹具体部的第一夹紧面地穿过第一钳爪部；以及借助紧固销或螺栓将梁翼缘夹的夹具体部紧固到第一结构梁的第一翼缘部。
[0011]根据本发明的第四方面，一种飞行器包括地板框架，地板框架带有互相连接的结构梁，其中结构梁通过根据本发明的第二方面的结构梁节点而互相连接。
[0012]本发明所基于的概念是，使用一个或多个台钳式部件，其通过铆接或栓接仅仅被牢固地紧固于相交的梁的其中一个，并且能够将相交的梁的邻接的翼缘部互相夹持。台钳式部件的使用不需要给另外一个相交的梁特别地准备孔、螺栓孔或其他紧固措施，因此简化了梁节点的安装步骤，并且提高了将不同设计的梁夹持到一起的灵活性。
[0013]当设计要被互相连接的结构梁时，伴随梁设计的独立而来的特别的益处另外还有成本的减少、重量的减少、准备时间的减少、零件数量的减少以及制造复杂度的减少。梁与梁的连接可在框架制造工序的非常后期的阶段被改变，而几乎不需要额外工作。特别地，由于本发明的互相连接机构适用于现有的或旧的结构梁的灵活性，当采用本发明的解决方案时，可有利地适用改造和机舱定制。
[0014]根据梁翼缘夹或方法的实施方式，夹具体部可为大致地L形状，第一钳爪部和第二钳爪部形成了 L形状夹具体部的腿部。
[0015]根据梁翼缘夹或方法的进一步的实施方式，夹具体部可在L形状的顶点和/或第一钳爪部的远端部被倒角。这有利于梁翼缘夹在结构梁节点的安装接入。
[0016]根据梁翼缘夹或方法的进一步的实施方式，至少一个螺栓孔可位于第一夹紧面和第二夹紧面之间。因此，螺栓连接是稳定的，并且在第一和第二夹紧面上的扭矩可至少部分地互相抵消，从而缓解在梁翼缘夹上的部分机械应力。
[0017]根据梁翼缘夹的进一步实施方式，夹具体部可被整体地由金属、金属合金和塑料中的一种形成。以传统的制造工序制造该整体地形成的夹具很容易且成本低。
[0018]根据结构梁节点的实施方式，第一结构梁可具有Η形状的剖面。根据结构梁节点的进一步的实施方式，第二结构梁可具有Η形状或Τ形状的剖面。这种梁通常被使用作为用于框架结构的支撑梁，该框架结构诸如用于飞行器的地板框架。
[0019]根据结构梁节点的进一步的实施方式，结构梁节点可特别地包含根据本发明的第一方面的四个梁翼缘夹，四个梁翼缘夹的其中两个将第二结构梁的第二翼缘部的相对侧与第一结构梁的至少一个第一翼缘部的相对侧分别夹紧。四个梁翼缘夹可位于两个结构梁之间的相交处的每个拐角中，从而可靠且牢固地固定结构梁节点。
[0020]根据方法的进一步的实施方式，该方法可包含重复按压的步骤，引入并且紧固四个梁翼缘夹，其中四个梁翼缘夹中的两个将第二结构梁的第二翼缘部的相对侧与第一结构梁的至少一个第一翼缘部的相对侧分别夹紧。因此，四个梁翼缘夹可位于两个结构梁之间的相交处的每个拐角中，从而可靠且牢固地固定结构梁节点。
【附图说明】
[0021]将参考附图中所示的示例实施方式非常详细地描述本发明。
[0022]所包括的附图提供本发明的进一步理解，并且被引入且组成本说明书的一部分。附图示出了本发明的实施方式，并且与描述一同用作说明本发明的原理。本发明的其他实施方式和本发明的很多预期的益处很容易理解，因为它们通过参考下面的详细的描述变得更好理解。附图的元件不一定相对于彼此成比例。相同的附图标记表示对应的相