专利名称：用于将待接合的两个机身部分临时固定在适当位置的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将待接合的第一机身部分与接合第二机身部分在横向对接区域中固定在适当位置的装置，所述第一机身部分被第一蒙皮覆盖，所述第二机身部分被
第二蒙皮覆盖。
背景技术：
在现代飞机结构中，组合式结构用作飞机机身集成标准。就此而言，多个机身部分沿横向接缝接合，以形成飞机的机身单元。机身部分相应地由至少两个外壳区段制成，以形成纵向接缝。在内侧，机身部分具有环形框架，其连续布置并在外侧上被机身单元蒙皮覆盖。为了进一步加强机身单元结构，特别是机身单元蒙皮，多个纵向加强型材沿机身部分的纵向方向平行且彼此分隔地延伸，并围绕机身部分的周界分布。机身部分优选通过铆钉或螺栓连接部在横向接合区域中被互相连接。因此必须在待接合的机身部分的横向接合区域中形成多个孔，以引入铆钉和螺栓。在传统使用的方法中，机身部分首先相对于彼此确定方位。然后，使用钻孔模板在机身部分的横向接合区域中制造用于制成完整连接部所需的孔的总量的约20%。然后，机身部分必须再次分开，以从横向接合区域中完全移除可能出现的任何钻屑。随后，机身部分再次关于彼此确定方位，并且临时固定机构被插入用于将机身部分固定在适当位置的其他孔中。随后，紧固机构，例如铆钉或螺栓，被引入孔中，机身部分因而在横向接合区域中被连接。随后，临时固定机构可被移除，并且最后的紧固机构，例如铆钉或螺栓，可被插入已清理的孔中并旋紧。为了在飞机机身单元的两个机身部分之间制成完整的横向接缝，通常必须制造几千个孔并将对应数量的连接构件引入这些孔中。这种方法的主要缺点在于，待接合的机身部分必须相对于彼此确定方位或定位两次，以移除在横向接合区域中制造初始的孔时不可避免地产生的钻屑。这导致不必要的高制造成本。而且，执行确定方位过程两次减小了制造精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装置，利用该装置待接合的两个机身部分可相对于彼此被临时固定在适当位置，而不必在横向接合区域中制造(初始的)孔，因此不必再次分离机身部分以移除钻屑。该目的通过具有权利要求1的特征的装置实现。由于机身部分可通过至少一个夹持构件在横向接合区域中临时连接，因此不再需要引入用于紧固临时固定构件的(固定)孔，所述临时固定构件特别是已知的临时螺纹铆钉或螺纹冲压铆钉的形式。省去了为了移除由于在横向接合区域中制造固定孔而产生的钻屑所需要的高工作强度的机身部分的再次分离。该装置的优选改进方案为，多个夹持构件被提供并可被定位在横向接合区域中的周界上，特别是均勻地彼此分隔开。
这提供了待接合的机身部分在适当位置的很大程度上无变形的固定。可替代地，用于固定在适当位置的装置还可例如仅包括一个夹持构件。在该情况下，所述一个夹持构件例如被布置在“12点位置”或0°处，从而可在该区域中制造第一连接孔。随后，所述夹持构件以在例如15°与90°之间的适当的角度梯级成圆形地被偏移 (这已知为跳返方法(st印-back method))，使得其他的孔和连接构件也可被引入横向接合处的相邻周界区域中。这种类型的装置确实具有较低的制造和结构成本，但需要多个制造步骤来完成横向接合处。在优选构造中，提供有所述夹持构件各自包括支架和反支架。由于所述夹持构件的两部分结构，即使在机身部分被组合在一起时，它们在所有情况下也能在所述内部区域和所述外部区域中彼此相对地布置夹持在所述横向接合区域中。相应地，特别是利用其能够精确地定位支架和反支架的可视的标记支架支架优选被制造在待接合的机身部分的内部区域和外部区域中。例如，夹持构件的所述支架可被布置在所述外部区域中，夹持构件的所述反支架可被布置在所述内部区域中，且在横向接合区域或横向接缝区域中的机身单元蒙皮或横向接合板上，所述板在机身单元蒙皮对接连接的情况下需要在内部。可替代地，支架和反支架相对于待接合的机身部分的内部和外部空间的相反的布置也是可以的。至少一个支架和至少一个反支架之间的相互作用可例如由电磁场提供。在进一步优选地改进方案中，提供有至少一个支架包括至少一个支架导向孔，至少一个反支架包括至少一个反支架导向孔，用于精确地确定待在横向接合区域中制造的孔的位置。这可以更易于对钻孔机导向，以制造用于连接构件，例如铆钉或螺栓，的紧固孔。 而且，这防止钻屑以不受控的方式掉入待接合的机身部分的内部区域中。支架导向孔或反支架导向孔可选择性地形成为盲孔。通过该方式以及其夹持和固定效果，所述装置还提供用于将所需的孔精确地定位在横向接合区域中的钻孔模板的效果。在进一步优选的实施例中，支架导向孔和反支架导向孔在所有情况下相互对准。该无偏移的确定方位意味着机身部分可在横向接合区域中被容易地钻通，而不会使钻孔工具承受剪切力。该装置的进一步优选的改进方案提供有支架包括至少一个磁体，特别是电磁体和/或永磁体。磁体使得在机身部分相对于彼此确定方位的位置的无接触和无孔固定成为可能， 从而防止钻屑进入横向接合区域中的蒙皮之间，并不必使已经定位的机身部分再次分离来移除钻屑。在两个蒙皮接合连接的情况下，机身部分的材料厚度和横向接合板的厚度形成用于由相应地相对布置的支架和反支架形成的磁路的间隙，该间隙必须由磁体的磁场连结，并考虑相当大的分散场。这是因为蒙皮和横向接合板通常由非磁性或顺磁性的铝合金材料形成。这些部件的材料厚度之和在机身部分的横向接合区域中最大可为10mm，从而磁体必须产生高场强，以仍然能够产生用于具有高材料强度的蒙皮和选择性的横向接合板的足够高的夹持力。磁体优选形成为电磁体，以便于在横向接合区域中的钻孔和铆接工作完成时通过切断电流而将其移除。相比之下，永磁体的优点在于不需要昂贵的经由高横截面缆线的电力供应。然而，包括永磁体的支架和相对布置的反支架可通常仅仅利用由于永磁体发出的极高的磁场强度而产生的很大的力而从横向接合区域移除。
优选地，支架各自包括至少一个磁体，反支架仅仅由铁磁材料形成，该铁磁材料具有尽可能高的μ^值(最大为180000)以增加磁通密度，从而减小由支架和反支架形成的磁路的阻抗。 为了产生较高的吸力，可能需要向夹持构件中的支架和反支架提供具有相应的相反极性的磁体。这样具有一个有点，特别是在使用电磁体时，即用于电磁体的由于产生高磁场强度而必须具有大导电横截面的供电线必须被引导在待接合的部分的内部空间以及外部空间中。夹持构件中的磁体的尺寸使至少150Ν的力作用在每个夹持元件的支架和反支架之间，而与其作为永磁体或电磁体的技术规格无关。这导致在机身部分的位置中充分的防滑固定以及在机身部分的蒙皮之间的充分的高接触压力，以防止钻屑穿过横向接合区域中的蒙皮之间。所述装置的进一步优选的构造被描述在另外的权利要求中。
在附图中图1为该装置的夹持构件的第一变型实施例的示意性截面图，其具有外部支架和内部反支架，图2为该装置的夹持构件的第二变型实施例的基本横截面图，其具有内部支架和外部反支架，图3示出该装置的第一变型实施例，其仅具有一个可圆形应用的夹持构件，以及图4示出该装置的第二变型实施例，其具有同时应用且均勻地分布在横向接合区域的周界上的多个夹持构件。在附图中，相同的结构元件在所有情况下具有相同的附图标记。
具体实施例方式图1为根据本发明的装置的夹持构件的示意性截面图。用于将待接合的两个机身部分2、3固定在适当位置的装置1尤其包括支架6和反支架7，两个机身部分2、3各自由蒙皮4、5覆盖。机身部分2、3的在横向接合区域8中重叠布置的蒙皮4、5通过连接构件接合，所述连接构件例如采用铆钉或螺栓的形式。这些连接构件由点划线表示。支架6被定位在外部区域9中，即位于第二蒙皮5的外侧10的区域中，反支架7与支架6相对地被定位支架，尽可能位于机身部分2、3的内部区域11中，即位于第一蒙皮4的内侧12的区域中。支架6和反支架7的方位确定由特殊的光学标记(未示出)提供，该特殊的光学预先被置于待接合的机身部分4、5的区域中。不同于图2，当两个机身部分2、3的蒙皮4、5被布置为彼此邻接而不是重叠且由另外的内部横向接合板接合时，因为即使在这种类型的设置结构中，由支架6和反支架7横跨的总材料厚度(蒙皮和横向接合板)不大于接合而重叠的两个蒙皮4、5所形成的总材料厚度，所以装置1可被对应地使用。在该情况下，内部横向接合板连接到蒙皮4、5的两个端部区域。在图1中，在这种类型的设置结构中横向接合板对应于先前的第一蒙皮4，具有虚线绘制的轮廓的阴影矩形表示在该情况下的第一蒙皮。然而，横向接合板优选相对于横向接合区域居中地延伸。在所示实施例中，支架6被提供有四个磁体13至16。在所示实施例中，反支架7 由优选的铁磁材料形成为整体，但在可替代实施例中，其还可以被提供有与提供在支架6 中的磁体13至16的数量对应的若干个磁体。最终，支架6与装置1的反支架7接合形成磁性夹持构件17，该磁性夹持构件17在接合过程期间利用由磁场施加的力挤压两个机身部分2、3的蒙皮4、5使其牢固地抵靠彼此，并由此在没有孔的情况下将蒙皮4、5固定。磁性夹持构件17还防止钻屑进入蒙皮4、5之间的横向接合区域8，从而可省去用于移除钻屑的耗时的中间处理步骤。四个磁体13至16可被配置为永磁体或电磁体。可替换地，也可以设想到同时使用永磁体和电磁体。永磁体的特殊优点在于可相对于结构体积获得的高磁场强度并且不需要电源，使用电磁体的主要优点在于磁性夹持构件17可简单地通过切断电流而容易地从机身部分2、3上移除，而且夹持构件17在没有电流时能够更容易地对准。支架6进一步包括三个连续的支架导向孔18至20，在连接构件所需的孔的蒙皮 4、5中的空间位置可利用该支架导向孔18至20被形成为高精度。而且，支架导向孔18至 20形成用于钻孔工具(未示出)或钻孔机的导向或钻孔模板，其用于制造在横向接合区域 8中所需的孔。对应于支架导向孔18至20，反支架7具有三个反支架导向孔21至23，选择性地在所示实施例中连续，从而可以完全钻穿蒙皮4、5，而且防止钻屑掉入机身部分2、3 的内部区域11中。可替代地(未示出)，反支架导向孔21至23也可形成为盲孔。夹持构件17的支架导向孔18至20和反支架导向孔21至23优选在所有情况下由于支架6和反支架7的相对设置结构而相互对准，以防止钻孔工具在钻孔过程期间剪断或堵塞。图2为根据本发明的装置的第二变型实施例的剖视图。具有蒙皮4、5的两个机身部分2、3在横向接合区域中相对于彼此对准，以便在制造对应数量的孔之后能够通过用铆钉连接和/或螺栓连接来接合机身部分2、3。不同于图1中例示的变型，尽管装置M也具有支架25和反支架沈，但反支架沈布置在第二蒙皮5的外侧10上位于机身部分2、3的外部区域9中，(有源)支架25位于第一蒙皮4的内侧12上在机身部分2、3的内部区域11中。支架25和反支架沈相应地形成用于将机身部分2、3固定在相应的工作区域的适当位置的夹持构件27。反支架沈具有三个连续的反支架导向孔观至30，并优选由铁磁材料形成以保持磁阻较低。支架25相应地被提供有四个磁体31至34，但可以可替代地具有任意希望数量的磁体。嵌入在所有侧面的支架25中的磁体31至34可由电磁体和/或永磁体形成。支架25优选类似地由铁磁材料形成为整体。三个支架导向孔35至37进一步被制造在支架25的优选形成为整体的壳体中，并形成为盲孔。可替代地，支架导向孔35至37也可形成为连续孔。反支架沈的反支架导向孔38至30和支架25的支架导向孔35至37彼此对准布置，以防止钻孔工具(未示出)的剪断。如果使用铁磁材料，则因为不管机身部分中已存在何种电和液压系统，都可以将电源缆线从外部供应到集成在支架6中的电磁体，所以根据图1的设置结构可为有利的。另一方面，如果支架6被布置在内部，则因为不需要单独的外部组装平台，所以在一些情况下可以更好地铺设电源缆线。图3通过沿线III-III截取的图1的装置1的截面例示出装置1关于机身部分2、3或蒙皮4、5的空间定位。其内具有强磁体的有源支架6被放置在待接合的机身部分2、3上在外部区域中， 无源反支架7被放置在内部区域中。支架6和反支架7相应地形成夹持构件17 (参照图1)。 由于支架6和反支架7之间的占主导的强磁力，机身部分2、3的蒙皮4、5被牢固地挤压在一起，从而接合过程所需要的孔可在没有屑穿过蒙皮4、5之间的风险下被定位。一旦所需的孔被定位，则装置1被例如沿黑色箭头38的方向移位45°的角度，从而所需的孔也可以该区域中被制造。该过程一直重复，直到机身部分2、3之间的横向接缝被完全完成。本方法的优点特别在于，装置1仅仅需要支架6和反支架7，装置1的逐次成圆形的移位防止蒙皮4、5的局部起伏或折叠。然而，装置1的缺点在于，总是需要装置1围绕机身部分2、3的周界重复移位以在横向接合区域8中制成横向接缝，从而增加劳动力支出。供诸如螺栓或铆钉的连接构件插入的数百个孔通常需要完全连接或接合机身部分2、3。图4示出根据本发明的装置的进一步的变型实施例。在所示实施例中，装置39包括位于外部区域9中的总共八个支架和布置在内部区域中以与支架相对的八个反支架，在所有情况下它们共同形成夹持构件。共同形成夹持构件42的一个支架40和一个反支架41被提供有代表所有其他支架的附图标记。根据待接合的机身部分2、3的横截面尺寸，在横向接合区域中或横向接缝区域中的周界上优选相对于彼此均勻布置的夹持构件42的数量最多增到1 个，以尽可能均勻地获得夹持效果。装置39可以将机身部分2、3或蒙皮4、5固定在横向接缝区域的整个周界上的希望的组装位置，从而原理上通过铆钉链接和/或螺栓连接进行接合过程所需的所有孔可被同时制造，或者至少同时在机身部分2、3的多个周界扇形中同时制造，还可靠地防止屑穿过蒙皮4、5之间。这意味着在成功接合过程之后，可省略诸如随后的移除钻屑的进一步的中间制造步骤。装置39的主要优点首先在于，工作可在机身部分2、3之间的对接区域中同时执行，从而相当大地减少组装时间。然而，由于同时夹持，因此在蒙皮4、5中防止折叠形成或变形。附图标记列表1 装置2第一机身部分3第二机身部分4第一蒙皮(第一机身部分/横向接合板)5第二蒙皮(第二机身部分)6 支架7反支架8横向接合区域9外部区域(机身部分)10外侧(第二蒙皮)11内部区域(机身部分)12内侧(第一蒙皮)13 磁体
14磁体
15磁体
16磁体
17夹持构件
18支架导向孔
19支架导向孔
20支架导向孔
21反支架导向孔
22反支架导向孔
23反支架导向孔
24装置
25支架
26反支架
27夹持构件
28反支架导向孔
29反支架导向孔
30反支架导向孔
31磁体
32磁体
33磁体
34磁体
35支架导向孔
36支架导向孔
37支架导向孔
38箭头
39装置
40支架
41反支架
42夹持构件
权利要求
1.一种用于将待接合的第一机身部分和第二机身部分(2，；3)在横向接合区域(8)中固定在适当位置的装置(1，24，39)，所述第一机身部分( 被第一蒙皮(4)覆盖，所述第二机身部分C3)被第二蒙皮( 覆盖，其特征在于，所述机身部分(2，；3)能够通过至少一个夹持构件(17,27,4 在所述横向接合区域(8)中被临时地连接。
2.根据权利要求1所述的装置(1，24，39)，其特征在于，多个夹持构件(17,27,42)被提供，并能够被特别是均勻地相互分隔地定位在所述横向接合区域(8)中的周界上。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1，24，39)，其特征在于，所述夹持构件(17，27，42) 各自包括支架(6，25，40)和反支架(7，26，41)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置(1，24，39)，其特征在于，所述至少一个支架(6，25，40)包括至少一个支架导向孔(18-20，35-37)，所述至少一个反支架(7J6，41)包括至少一个反支架导向孔01-23,28-30)，用于精确地确定待在所述横向接合区域(8)中制造的孔的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置(1，24，39)，其特征在于，所述支架导向孔 (18-20,35-37)和所述反支架导向孔(21-23，观_30)在所有情况下相互对准。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(1，24，39)，其特征在于，所述至少一个支架(6，25，40)包括至少一个磁体(13-16,31- )，特别是电磁体和/或永磁体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1，24，39)，其特征在于，所述至少一个反支架(7J6，41)用铁磁材料形成和/或包括磁体(13-16,31-34)，特别是电磁体和/或永磁体。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(1，24，39)，其特征在于，在所有情况下最大为300N的磁吸力通过待接合的所述机身部分0，3)的所述两个蒙皮(4，5)在所述至少一个支架(6，25，40)和所述至少一个反支架(7，26，41)之间起作用。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(1，24，39)，其特征在于，在所述第二蒙皮 (5)的外侧(10)的区域中的所述至少一个支架(6，25，40)和在所述第一蒙皮⑷的内侧 (12)的区域中的所述至少一个反支架(7，26，41)在所有情况下彼此相对地布置在所述横向接合区域(8)中。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(1，24，39)，其特征在于，在所述第一蒙皮⑷的内侧(12)的区域中的所述至少一个支架(6，25，40)和在所述第二蒙皮(5)的外侧(10)的区域中的所述至少一个反支架(7，26，41)在所有情况下彼此相对地布置在所述横向接合区域⑶中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置(1，24，39)，其特征在于，所述两个蒙皮 (4,5)的材料厚度和横向接合板的材料厚度各自最大为5mm。
全文摘要
本发明涉及一种用于将第一机身部分与第二机身部分在横向接合区域(8)中固定在适当位置的装置(1，24，39)。所述第一机身部分(2)被第一蒙皮(4)覆盖，所述第二机身部分(3)被第二蒙皮(5)覆盖。根据本发明，所述机身部分(2，3)可用至少一个夹持元件(17，27，42)在所述横向接合区域(8)中临时连接，以执行接合过程。所述夹持元件(17，27，42)各自被实施为具有支架(6，25，40)和反支架(7，26，41)。例如，所述支架(6，25，40)被定位于所述第二蒙皮(5)的外侧，所述反支架(7，26，41)被定位于相对侧，在所述第一蒙皮(4)的内侧，在所述横向接合区域(8)中。每个支架(6，25，40)具有至少一个磁体(13-16，31-34)，以通过对所述反支架(7，26，41)的磁吸力将所述机身部分(2，3)彼此临时固定，并防止碎屑在接合过程期间穿过所述蒙皮(4，5)之间或穿过横向接合板。所述支架(6，25，40)和/或所述反支架(7，26，41)还具有至少一个支架导向孔(18-20，35-37)或反支架导向孔(21-23，28-30)，以简化在所述横向接合区域(8)中的孔的形成，并尽可能精确地形成。
文档编号B64F5/00GK102202975SQ200980144106
公开日2011年9月28日 申请日期2009年10月29日 优先权日2008年11月5日
发明者德克·鲍森, 罗尔夫·本泽, 阿克塞尔·绍尔曼 申请人:空中客车作业有限公司