用于支撑和对准组件的方法及支撑装置制造方法
【专利摘要】本发明披露了一种用于安装和对准组件的方法，所述组件在多个支撑点以期望定向被支撑在支撑装置内，其中，所述支撑装置的至少一个变形区的弹性变形被记录，并且根据所述至少一个变形区与期望值的某一偏差，使至少一个支撑点垂直地移动；还披露了一种用于执行上述方法的支撑装置，其具有至少一个弹性可变形的变形区，测量装置，用于记录和评估所述至少一个弹性变形，以及至少一个致动器，用于使支撑点彼此垂直地移动。
【专利说明】用于支撑和对准组件的方法及支撑装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于支撑和对准组件的方法，所述组件在多个支撑点以期望定向被支撑在支撑装置内；其还涉及一种以期望定向支撑和对准组件的支撑装置。
【背景技术】
[0002]飞机的机身通常被细分为多个机身部分；这些经由横向接缝被联结以形成飞机机身。机身部分的横截面和长度根据飞机的大小而改变。为了联结机身部分，这些通常在支撑装置中被支撑在四个支撑点上；这些支撑点中，两个位于该部分的前部区域，两个位于该部分的后部区域，在每种情况下在机身部分的侧部。支撑点可彼此相对地在纵向和横向上移动，这样支撑点彼此相对的定向的改变是可能的。在每种情况下支撑点由轴承头单元和轴承头接收单元所形成。例如，轴承头单元为球形头，并且可释放地在侧部连接到机身部分。例如，轴承头接收单元为球形插口以接收球形头，并且经由十字形工作台被布置在可在高度方向上移动的轴承支撑件上。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是建立一种用于支撑和对准组件的方法，组件在多个支撑点以期望定向被支撑在支撑装置内。此外，本发明的目的是建立一种用于支撑和对准在支撑装置内在多个支撑点上被支撑在期望定向的组件的支撑装置。
[0004]通过根据技术方案I的特征的方法，以及通过根据技术方案2的支撑装置，实现了该目的。
[0005]在本发明的用于支撑和对准组件的方法，组件在多个支撑点以期望定向被支撑在支撑装置内，支撑装置的至少一个变形区的弹性变形被记录，并且根据该至少一个变形区与期望值的某一偏差，使至少一个支撑点垂直于组件的支撑平面移动。
[0006]本发明的方法允许支撑点至少垂直于支撑平面彼此相对的最佳对准，以及因此组件在其支撑平面的最佳安装。根据本发明，由组件引入到相应的支撑点的载荷被单独记录，并且如果这超过公差极限，要进行定向修正。特别地，各支撑点的支撑力根据各自的弹性变形被确定。该支撑力允许了解关于支撑装置内的组件在支撑平面内的定向。借助单个的支撑力，可在组件中检测到应力。在组件被水平安装的情况下，通过支撑点在支撑装置的高度方向上彼此相对的位移，组件可在其水平支撑平面内位移，因此支撑力被单独地增加或减少。一旦所计算的支撑力位于与期望值的一定偏差中，组件位于如装配所要求的无应力和无扭转的期望定向中。
[0007]本发明的用于在期望定向上支撑和对准组件的装置具有至少两个轴承支撑件，至少两个轴承头单元和至少两个轴承头接收单元以形成至少两个支撑点，其中轴承头单元或者轴承头接收单元被布置在轴承支撑件上。根据本发明，该装置具有至少一个变形区，其在轴承头单元与轴承头接收单元主动接合的过程中可被弹性地变形。此外，本发明的装置具有测量装置，用于记录和评估至少一个变形区的弹性变形，以及至少一个致动器，用于使支撑点彼此垂直于所述组件的支撑平面移动。
[0008]这种支撑装置允许执行本发明的方法，以及从而将组件定位在其期望的定向。例如，如果组件在期望的水平定向上被对准，致动器允许支撑点在竖直方向上(即在支撑装置的高度方向上)相对彼此移动。
[0009]至少一个变形区优选为轴承头接收单元主体的一部分。该变形区可以为在随后的时间点被引入到轴承头单元的分离部分。然而，如果变形区被整体地设计成横截面以局部收缩的形式的轴承头接收单元，是优选的。由于横截面的整体减少，轴承头接收单元的最大外部尺寸不会被改变，因此，例如，以这种方式被修改的轴承头接收单元具有与传统轴承头接收单元相同的高度。
[0010]为了防止轴承头接收单元受到组件所引入载荷而产生的变形区中的扭曲(其可使记录的测量不准)，变形区被优选与安装轴线同心地(即同轴地)定向。由于同心，变形区被对称地加载并因此没有扭曲地变形。
[0011]在优选的实施例示例中，至少一个变形区具有径向外侧的弹性部分，其被支撑在轴承头接收单元的抗变形侧壁上，以及径向内侧的测量部分，其从弹性部分延伸并且测量装置的测量传感器被夹紧在弹性部分和测量部分之间。这种实施例示例是稳定的，可以很容易地制造并精确地调整。
[0012]例如，测量传感器为薄膜测量传感器，厚膜测量传感器，或压电元件。这种传感器是非常精确和非常紧凑的。它们具有较小的尺寸，以便被讨论的轴承头接收单元的结构高度不被测量传感器与后者的集成所改变。特别地，测量传感器为薄膜测量传感器或厚膜测量传感器，由于这些具有较高的长期稳定性并且在初始的校准后不必再校准。
[0013]此外，薄膜测量传感器通常具有高动态的载荷能力并且非常稳定。此外，薄膜测量传感器或厚膜测量传感器大体上比压电元件更敏感，所以即使变形区的最小的弹性变形也可被记录。在变形区发生弹性变形的情况下，测量传感器在每种情况下经历长度上的改变，其对应于被组件施加到支撑点上的压缩的或拉伸的载荷。对应于被记录的载荷，支撑点然后可彼此相对移动。
[0014]轴承头单元可具有用于容纳轴承头接收元件的圆柱部分，其在测量部分的安装轴线的方向上延伸并且被弹性部分所包围。通过这种方式，圆柱部分与安装轴线同轴地延伸并且使载荷能对称地引入到轴承头接收单元内。
[0015]为了避免轴承头接收元件相对于圆柱部分在横向和纵向上的定向的改变，所述轴承头接收元件优选地被安装在圆柱部分的径向方向上。
[0016]在一个优选的实施例示例中，轴承头接收元件为球形插口并且轴承头单元为球形头。这种球形接头非常稳定并且使安装变得可靠，因为它使球形头在球形插口内自动定心。此外，载荷在较大区域内被传递，而不是在一个点上。
[0017]致动器以及弹性变形区和测量传感器优选地被分配到每个支撑点。通过这种方法，每个支撑点的位置可被单独地改变，因此，对于定向的可能修正，实现了最大可能的灵活性。
[0018]本发明实施例的其他有利的示例为进一步的附属权利要求的主题。
【专利附图】
【附图说明】[0019]以下将借助示意图详细描述本发明的优选示例。其中，
[0020]图1示出了具有所示支撑点的本发明支撑装置的轴承支撑件的前视图，
[0021]图2示出了图1所示的被支撑在十字形工作台上的轴承头接收单元的侧视图，
[0022]图3示出了轴承头接收单元的透视图，以及
[0023]图4示出了沿线A-A通过图3的轴承头接收单元的截面。
【具体实施方式】
[0024]图1示出了本发明的支撑装置2的支撑点I。支撑点I限定了沿高度方向z延伸因而为竖直的安装轴线L。支撑点I可在支撑装置2的纵向方向X和支撑装置2的横向方向y移动。例如，该支撑装置2用于在水平的支撑平面内，即水平平面内安装飞机机身的机身部分。为此，其优选地具有四个这样的支撑点1，在纵向方向X上看，在每种情况下两个支撑点I被布置在前部区域并且两个在后部区域，在每种情况下彼此相反地位于横向方向y上。
[0025]支撑点I由轴承头单元4和轴承头接收单元6所形成。
[0026]轴承头单元4具有球形头，经由未示出的臂，其被布置在可连接到机身部分上的固定板上。
[0027]轴承头接收单元6用来容纳球形头。轴承头接收单元6被布置在十字形工作台8上，其头部被连接到轴承支撑件10上。十字形工作台8允许支撑点I在纵向方向X和横向方向y上的位移。为此，在每种情况下它具有两对燕尾式轨道引导件12，14，其中一对12在纵向方向X上延伸以及另一对14在横向方向y上延伸(图2)。为了在高度方向z上移动支撑点1，轴承支撑件10具有未示出的致动器。
[0028]此外，支撑装置2具有用于记录和评估由每个支撑点I所施加的必要的支撑力的测量装置。测量装置具有图4所示的测量传感器16，以下将更详细地解释。
[0029]此外，支撑装置2具有控制装置，用于基于被评估的支撑力而自动启动至少一个致动器。测量装置和控制装置优选地被组合成一个测量和控制装置。
[0030]如图3所示,轴承头接收单元6具有外壳主体18和轴承头接收元件20。
[0031]外壳主体18用于将轴承头单元4连接到十字形工作台8以及对轴承头接收元件20的支撑。其为具有在高度方向z上延伸的圆柱形壁22的长方体形空心体。轴承头接收元件20具有用于容纳球形头的球形插口 24，并且被支撑在圆柱形壁22上。
[0032]如图4的截面图A-A所示，除了圆柱形壁22外，外壳主体18具有侧壁26以及底壁28。侧壁26为抗变形的，即当加载有组件时，它不受到任何弹性变形。底壁28为盘的形式，并且插入在被侧壁26所界定的基部内的开口 30中。底壁28关闭开口 30，并且优选地经由未示出的弹性环在侧壁26上被固定就位。为了使布置在外壳主体18中的测量传感器16与至少一个信号线连接，端口 32被引入到侧壁26内用于插入信号插头元件34。
[0033]此外，外壳主体18具有变形区36。该变形区36大致在侧壁26和圆柱形壁22之间延伸。其为整体的外壳壁并具有弹性部分38以及测量部分40。在载荷下，弹性部分38受到弹性变形。其从侧壁26延伸到安装轴线L上并同心地(即同轴地)包围后者。为了能弹性变形，即弹性作用，与侧壁26相比，弹性部分38的横截面减小了。具体而言，在与安装轴线L同心的横截面上的环形锥度被引入到朝向底壁28的弹性部分38的内表面42中。与内表面42相对的外表面44为平面设计，但是也可以在横截面中设置有锥度用于调整弹性作用。
[0034]测量部分40用于定位测量传感器16，即使弹性部分28的弹性变形传递到测量传感器16。它从弹性部分38延伸到纵向轴线L并同心地包围后者。因此它被设计为弹性部分38的径向内侧套环。它具有内周主体边缘46，其由内表面42和径向向外延伸的外围倾斜表面48所形成。
[0035]外壳主体18的圆柱形壁22被布置在从弹性部分38到测量部分40的过渡区域并且与纵向轴线L同轴地延伸。它为相对薄壁的并具有背离底壁28的环形支撑面50。此外，圆柱形壁22具有用于将轴承头接收元件20安装到外壳主体18的外螺纹52。
[0036]轴承头接收元件20具有球形插口 24，轴向加强突出54和轴向安装突出56。加强突出54用于在载荷下加强轴承头接收元件20，从而稳定球形插口 24的形状。它被布置在球形插口 54的后面并且在组装状态下与纵向轴线L同轴地延伸。
[0037]安装突出56用于将轴承头接收元件20安装到外壳主体18上。它被径向地布置在球形插口 24的后面上的加强突出54的外侧并包围后者。它与加强突出54在径向方向上被环形空间58所间隔。与加强突出54相比，它在轴向上更短并且具有相对应的内螺纹60用于与圆柱形壁22的外螺纹52在整个轴向长度上的形状配合的可释放的主动接合。
[0038]环形空间58在一侧是开放的并且由在球形插口 54后方的座面62所界定。在所示的装配状态中，圆柱形壁22浸没在环形空间58中，从而轴承头接收元件20由在圆柱形壁22的环形支撑面50上的其座面62支撑。螺纹52，60定位成相互主动接合。
[0039]测量传感器16被中心地夹紧在主体边缘46和弹性部分38之间并记录弹性部分38的弹性变形。它为应变仪，其记录并放大了弹性变形，即在载荷下作用在弹性部分38上的压缩应力和拉伸应力。为此，测量传感器16具有在应变的情况下改变的电阻。它优选地为厚膜传感器或薄膜传感器。弹性部分38的弹性变形经由测量传感器16被转换成电压变化。电压变化随后被转化成当前被施加到轴承头接收单元6并且因此被施加到轴承支撑件10上的支撑力。
[0040]以下解释示例性的方法用于在本发明的支撑装置2内的水平支撑平面中安装机身部分。支撑装置2具有四个支撑点I并且因此具有四个轴承支撑件10，每个都分配轴承头接收单元6和轴承头单元4。每个轴承头接收单元6具有带有测量传感器16的弹性部分38，其在载荷下的弹性变形通过测量传感器16被容纳在机身部分。
[0041]为了机身部分的水平安装，轴承头单元4在前侧区域和后侧区域被连接到机身部分。为此，机身部分设置有对应的横向座。然后安装接收单元6以轴承头单元4在机身部分彼此相对在纵向方向X和横向方向I上的定位的方式被对准。在那之后，机身部分经由在安装接收单元6内的轴承头单元4被放下。四个弹性部分38的各自弹性变形经由测量和控制装置的测量传感器16被记录和评估。如果在每种情况下在弹性变形的每个支撑点I所计算的支撑力与期望值有偏差，就进行定向校正。这里“偏差”既可以表示支撑力太小，也可以表示支撑力太大。为此，至少一个致动器经由测量和控制装置被启动，并且支撑点I在高度方向Z彼此相对的位置被改变，直到由每个轴承头接收单元I施加所需的支撑力。机身部分现在位于所期望的水平方向并且没有不期望的安装应力。换句话说，通过彼此相对垂直于支撑平面移动支撑点1，也就是说，在所示的示例中，通过支撑点I在高度方向z的相对移动，即彼此相对在安装轴线L的方向，支撑点I的相应支撑力被改变。在实现期望的弹性变形后，即所需的测量值，在高度方向z的相对运动就完成了。机身部分现在位于最优对准的期望定向。
[0042]无需赘言，支撑装置还可用于组件的竖直或倾斜的安装和对准。
[0043]本发明披露了一种用于安装和对准组件的方法，所述组件在多个支撑点以期望定向被支撑在支撑装置内，其中所述支撑装置的至少一个变形区的弹性变形被记录，并且根据所述至少一个变形区与期望值的某一偏差，至少一个支撑点垂直地移动，还披露了一种用于执行上述方法的支撑装置，其具有至少一个弹性可变形的变形区，一个测量装置，用于记录和评估所述至少一个弹性变形，以及至少一个致动器，用于使支撑点彼此垂直地移动。
[0044]参考符号列表
[0045]I支撑点
[0046]2支撑装置
[0047]4轴承头单元
[0048]6轴承头接收单元
[0049]8十字形工作台
[0050]10轴承支撑件
[0051]12导轨对
[0052]14导轨对
[0053]16测量传感器
[0054]18 基体
[0055]20轴承头接收元件
[0056]22圆柱形壁
[0057]24球形插口
[0058]26 侧壁
[0059]28 底壁
[0060]30 开口
[0061]32 端口
[0062]34插头元件
[0063]36变形区
[0064]38弹性部分
[0065]40测量部分
[0066]42内表面
[0067]44外表面
[0068]46主体边缘
[0069]48倾斜表面
[0070]50环形支撑面
[0071]52外螺纹
[0072]54加强突出
[0073]56安装突出[0074]58环形空间
[0075]60内螺纹
[0076]62 座面
[0077]L安装轴线
[0078]X纵向方向
[0079]y横向方向
[0080]z高度方向
【权利要求】
1.一种用于安装和对准组件的方法，所述组件在多个支撑点(I)以期望定向被支撑在支撑装置(2)内，其中，所述支撑装置(2)的至少一个变形区(36)的弹性变形被记录，并且根据所述至少一个变形区(36)与期望值的某一偏差，使所述至少一个支撑点(I)垂直于所述组件的支撑平面移动。
2.一种用于以期望定向安装和对准组件的支撑装置(2)，其具有至少两个轴承支撑件(10)、至少两个轴承头单元(4)和至少两个轴承头接收单元￠)以形成至少两个支撑点，其中轴承头单元(4)或者轴承头接收单元(6)被布置在轴承支撑件(10)上，其特征在于，所述支撑装置(2)具有至少一个变形区(36)，其在轴承头单元(4)与轴承头接收单元(6)主动接合的过程中可弹性地变形，并且，所述支撑装置(2)具有至少一个测量装置用于记录和评估所述至少一个变形区(36)的弹性变形，以及至少一个致动器，用于使所述支撑点(I)彼此垂直于所述组件的支撑平面移动。
3.根据权利要求2所述的支撑装置，其中，所述变形区(36)为所述轴承头接收单元(6)的主体区域。
4.根据权利要求2或3所述的支撑装置，其中，所述至少一个变形区(36)与安装轴线(L)同心地定向。
5.根据权利要求2、3或4所述的支撑装置，其中，所述至少一个变形区(36)具有径向外侧的弹性部分(38)，其被支撑在所述轴承头接收单元￠)的抗变形侧壁(26)上，以及径向内侧的测量部分(40)，其 从弹性部分(38)延伸并且测量装置的测量传感器(16)被夹紧在所述弹性部分和所述测量部分之间。
6.根据权利要求5所述的支撑装置，其中，所述测量传感器(16)为薄膜测量传感器、厚膜测量传感器或压电元件。
7.根据权利要求5或6所述的支撑装置，其中，所述轴承头接收单元(6)具有用于容纳轴承头接收元件(20)的圆柱形壁(22)，其在测量部分(40)的安装轴线(L)的方向延伸并被弹性部分(38)包围。
8.根据权利要求7所述的支撑装置，其中，所述轴承头接收元件(20)在径向方向上被安装到所述圆柱形壁(22)上。
9.根据权利要求8所述的支撑装置，其中，所述轴承头接收元件(20)具有球形插口(54)并且所述轴承头单元(4)具有球形头。
10.根据权利要求5到9中任一项所述的支撑装置，其中致动器、弹性变形区(36)和测量传感器(16)被分配到每个支撑点(I)。
【文档编号】B64F5/00GK103448916SQ201310296386
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】H·科特 申请人:空中客车德国运营有限责任公司