用于对航空机翼的部分进行组装的方法与流程

本发明涉及一种用于对航空机翼的部分进行组装的方法，其中，由复合材料制成的通常称为蒙皮的覆盖件与承载件结构元件组装，该承载件结构元件特别地是翼梁、横梁、桁条。

背景技术：

机翼部分之下的任何元件意味着构成飞行器的机翼表面，所述元件包括漂移翅片，该漂移翅片是移动型的以及特别地相对于移动部分是固定型的，比如副翼或高升力襟翼，漂移翅片被致动成改变机翼表面的形状和延伸度、然后改变机翼表面的升力，从而向飞行器提供所谓的控制表面，这些控制表面由驾驶舱通过液压机械或机电系统借助于适当的控制启用，并且漂移翅片在各个飞行步骤中是电子控制的。

层状覆盖件与结构部件之间的组装可以通过铆接工序来实现，然而，铆接工序导致了缓慢的过程，这限制了相当高的精度水平，但是却不能实现完全平滑的表面。

更先进的工序提供了外蒙皮的当代的构造、内部结构元件的当代的构造以及前缘的当代的构造，然而提供了专用的设备。这借助于刚性金属工具和柔性工具的组合系统来实现，以确保所需的由碳纤维制成的层叠产品的压实并允许在高压釜中进行处理。

然而，层状覆盖件与结构元件之间的完美粘附要求重合表面是完全平滑的。由于结构元件、特别地翼梁是由纵向延伸至机翼部分并且并排放置的元件构成的，因此存在由各个部分的倒圆边缘确定的接合部。在添加同样由复合材料制成的填充带的情况下，这些接合部被制成为平滑的。结构元件和填充带的整体用于在高压釜中进行处理(硬化)。

带的定位变得复杂，因为带介于覆盖件的内表面与并排放置的结构元件之间，并且这导致不舒适且不可靠的处理。

因此，带的定位特别困难，因为必须一次放置一个带，并且在定位结构元件与定位随后的结构元件之间放置带，从而使得组装过程缓慢。

此外，在过程期间在带被隐藏的情况下难以检测到可能的错误位置，使得机翼部分具有以下风险：机翼部分在最终的适应性检查时仅在生产过程结束时被丢弃。

美国专利no.6,638,466a描述了一种组装航空控制表面的方法，其中，控制表面由下蒙皮和上蒙皮限定，上蒙皮用于通过连接至前翼梁而形成控制表面的前缘。

美国专利no.9,352,822b2描述了填充带在组装复合机翼部分中的用途，填充带用于高压釜中的硬化步骤。

技术实现要素：

本发明根本的技术问题是提供一种组装方法，该组装方法允许消除关于现有技术提及的缺点。

通过上文指出的方法解决了该问题，该方法的特征在于，方法包括以下步骤：

将结构元件纵向地并排放置，以形成翼梁，从而确定面朝上的平坦表面，所述平坦表面具有多个纵向接合部；

将相应的填充带粘附至所述纵向接合部；

通过使结构元件保持固定在结构元件的相对位置中，并且通过将结构元件转移至机翼覆盖件的内表面的上方、特别地转移至上覆盖件的内表面的上方，将所述结构元件在一个单一解决方案中平移和旋转180°；以及

通过使结构元件保持固定在结构元件的相对位置中，将所述结构元件在一个单一解决方案中向下平移，使得结构元件的平坦表面与所述内表面重合。

根据本发明的组装方法的主要优点在于，允许将所有填充带同时施用在暴露的表面上，从而加速了方法并且使得方法本身更可靠。

本发明还涉及一种用于对机翼部分进行组装的设备，以用于实施上文限定的方法，该设备包括：

至少一个组装平面，所述至少一个组装平面用于接纳机翼结构元件，机翼结构元件在其之间纵向地并排放置，以确定面朝上的平坦表面，所述至少一个组装平面具有用于将所述至少一个组装平面按照与结构元件的纵向延伸部垂直的方向平移的装置；

操纵平面，该操纵平面用于接纳并排放置的所述结构元件，所述操纵平面包括：

用于将所述操纵平面平移的装置，所述用于将所述操纵平面平移的装置用于将操纵平面沿着与结构元件的纵向延伸部垂直的方向平移，使得结构元件能够从组装平面同时转移至操纵平面；

用于旋转所述操纵平面的装置，所述用于旋转所述操纵平面的装置适于使所述结构元件在一个单一解决方案中翻转；

用于使所述操纵平面竖向地向上或向下平移的装置；

组装隔室，所述组装隔室由框架形成，所述操纵平面组装到框架上；

移动平面，所述移动平面适于接纳机翼覆盖件并且适于在组装平面相对于组装隔室向上升高时插入所述组装隔室中，移动平面包括用于使所述移动平面按照与移动平面上的机翼覆盖件的纵向展开部平行的方向移动的装置。

附图说明

下文将根据参照附图的本发明的优选实施方式示例来描述本发明，优选实施方式示例仅通过示例的方式提供并且不用于限制的目的，在附图中：

图1示出了固定机翼的立体图，该固定机翼具有飞行器的一些控制表面；

图2示出了在中间组装步骤中的移动机翼部分，特别是外部高升力襟翼，其图示了外部高升力襟翼的结构部分；

图3示意性地示出了在根据本发明的组装方法中使用的结构元件；

图3a、图3c、图3d和图3e示意性地示出了根据本发明的组装方法的不同步骤；

图3b示意性地示出了放大图，其图示了根据本发明的方法的步骤；

图4示出了用于对机翼部分进行组装的设备的顶部的轴测图，该设备用于实施根据本发明的方法；

图5示出了图4的设备的侧视图；

图6至图11示出了在根据本发明的组装方法的不同步骤中的图4的设备的相应的正视图；

图12详细示出了根据本发明的组装方法的特别步骤的实施；以及

图13、图14和图15示出了图4的组装设备的一些细节。

具体实施方式

参照附图，飞行器机翼由1指示；飞行器机翼包括前缘2和后缘3。在后缘2处，机翼1包括多个副翼4，而在后缘3处，机翼1包括外部高升力襟翼5和内部高升力襟翼6，该内部高升力襟翼6邻近于飞行器机身7。

副翼和高升力襟翼是机翼部分的示例，机翼部分可以通过将在下文中描述的方法来制造，然而不严格地受限于下文描述。

参照图2，局部地示出了外部高升力襟翼5，特别示出了外部高升力襟翼5的上覆盖件8，该上覆盖件8具有由高升力襟翼5的前边缘确定的前凹形部9。

在覆盖件8内侧，布置有后翼梁11、用于联接至所述前凹形部9的前翼梁10、以及介于两个翼梁10、11之间的多个桁条12。

翼梁10、11和桁条12是本文认为的机翼部分的纵向结构元件。翼梁10、11和桁条12必须彼此并排放置，从而形成必须与外部覆盖件8的内表面13联接的平坦表面；翼梁10、11和桁条12通过本文未示出的横构件横向连结。这意味着该机翼部分甚至将包括内部覆盖件，在操作期间，内部覆盖件面向下，而外部覆盖件8面向上。在此未示出内部覆盖件，以允许观察内部结构元件10、11、12。

参照图3，从左至右示出构成外部覆盖件8的内部部分的结构部分：前翼梁10、鼻形机翼盖14、桁条12、后翼梁11和后机翼盖15，这些结构部分放置在覆盖件8的内表面13上，覆盖件8的内表面13通常放置在接纳平面16上，而所述结构部分将并排放置在图3b和随后的附图的以截面示出的组装平面17上。

而且本文描述的方法包括以下步骤，在该步骤中，结构元件彼此之间纵向地并排放置，以确定面朝上的平坦的表面，该平坦的表面具有多个纵向接合部。

该步骤在图3a、图3c、图3d和图3e中以依次编号的八个子步骤表示。

在第一子步骤1)中，鼻形机翼盖14与前翼梁10联接在一起，然后鼻形机翼盖14和前翼梁10借助于定位销18定位成与组装平面17相距特定距离，并且定位在特定位置中；在鼻形机翼盖14和前翼梁10的面朝上的面上，形成有第一接合部，第一接合部通过两个结构元件的倒圆的边缘的靠近(approaching)来确定。第二接合部通过在相反侧上的相同靠近来形成。

桁条12在第二子步骤2)中定位成使得与前翼梁10一起形成平坦表面20，从而形成第三接合部。同样，桁条12的定位借助于紧固至组装平面17的合适的定位销18进行。

在第三子步骤3)中，添加后翼梁11，以与桁条12和前翼梁10一起使平坦表面20延伸，从而形成第四接合部。

在第四子步骤4)中，添加后机翼盖15，以与后翼梁11、桁条12和前翼梁10一起使平坦表面20延伸，从而形成第五接合部。

在这些子步骤中，上文提到的结构元件纵向地并排放置，从而确定面朝上的所述平坦表面20，该平坦表面20具有多个纵向接合部。

在第五子步骤5)中，五个纵向接合部通过在图3b中特别示出的如下方式被填充：将对应的填充带19粘附至纵向接合部，使整个平坦表面20平滑并将整个平坦表面20制备成与外部覆盖件8的内表面13联接。

在第六子步骤6)(图3c)中，将组装平面17旋转180°，以使所述平坦表面20面朝下，并且其中，所有结构元件通过定位销18保持在其相应的位置中。

因此，通过使结构元件保持固定在其相对位置中，并且通过将结构元件转移至机翼覆盖件的内表面13的上方，结构元件在一个单一解决方案中经受平移和180°的旋转。

随后，通过使结构元件保持固定在其相对位置中，结构元件在一个单一解决方案中再次向下平移，使得结构元件的平坦表面20与所述内表面13重合。

以此方式，所述平坦表面20可以联接至所述内表面13；并且在第七子步骤7)(图3d)中的附加的局部旋转允许将鼻形机翼盖14插入外部覆盖件8的凹形部9中。

在第八且最后一个子步骤8)(图3e)中，鼻形机翼盖15和平坦表面20两者以及由相应的填充带19填充的四个接合部与外部覆盖件8的内表面13完全重合，该半成品随后可以被用于后续处理。

应当指出，在这种情况下需要的所有五个填充带19在一个单一解决方案中在同一步骤中同时或相继地放置，从而作用在暴露的表面上，其中，明显地，填充带的数量可以基于结构元件和相关接合部的数量而变化。

在每个带翻转并且制成为粘附至机翼覆盖件之前，可以容易地检查每个带19的匀称性。

这意味着在该过程结束时，定位销18被移除。

为了从实践的角度实现上述过程，提供了一种用于实施上述方法的设备，该设备总体上以100表示并且将在下文中参照图4及其后续附图来描述。

该设备包括由双t形金属梁形成的框架21、限定内部联接隔室的纵向延伸部以及在相应的侧部处的两个对称的处理区域，其中，框架21具有由相应的门24封闭的入口端部22和出口端部23，在两个对称的处理区域上布置有相应的组装板25，组装板25限定组装平面17，该组装平面17用于接纳纵向并排放置的机翼结构元件，该机翼结构元件借助于定位销紧固至组装平面，以确定面向上的平坦表面。

每个组装板25设置有用于将相应的组装平面17平移的装置，该装置通过将组装平面按照与结构元件的纵向延伸部垂直的方向、即沿着组装设备100的框架21的方向使相应的组装平面17平移，从而将组装平面保持处于预定高度并且在某些情况下保持处于可调节的高度。

框架21在纵向方向上被运送通道横穿，该运送通道在某些情况下设置有轨道，承载件26被制成为在轨道上滑动，承载件26在其顶部上限定有移动接纳平面16，移动接纳平面16可以装载有用于与机翼结构元件联接的机翼覆盖件。

承载件26从入口端部22进入，精确地停在框架21内的预定位置中，并且一旦联接结束，承载件从出口端部23出来。

框架21在顶部上具有用于移动载荷的移动式起重机27。移动式起重机27对支承元件28进行支承，该支承元件28具有梁状长形形状，并且从框架21的一个端部基本上延伸到框架的另一端部，支承元件28在其各自端部上具有相应的突出部29(图4至图11和图16至图18)。

在所述突出部之间支承有操纵板30，该操纵板30也从框架21的一个端部延伸到框架的另一端部。在该操纵板30的表面上形成有操纵平面31。

移动式起重机27作用在支承元件28上，该支承元件28可以升高或降低或侧向地平移。因此，操纵平面31设置有用于将操纵平面按照与结构元件10、11、12的纵向延伸部垂直的方向平移的装置，所述结构元件10、11、12放置在由组装板25确定的侧组装平面上。

此外，操纵平面31还设置有用于使所述操纵平面竖向向上或向下平移的装置。

详细地，移动式起重机27组装在紧固至框架21的侧轨道40和竖向轨道上，并且由于移动式起重机27的每一侧上的两对齿轮42(图17)，移动式起重机27在侧轨道40和竖向轨道上滑动。通常，移动式起重机27还包括用于提升和降低的驱动装置，该驱动装置作用在相对于移动式起重机侧向布置的、与齿条接合的控制轮42上，该齿条在图17中不可见、形成在侧轨道40的面向移动式起重机27自身的面上。

移动式起重机27在其面向下的表面上还具有一对水平轨道43。每个水平轨道43对紧固至支承元件28的一对滑动块44进行支承，于是支承元件28可以被侧向地平移，因此使甚至下方的操纵板30(图18)平移。

参照图13至图15，图示了不具有移动式起重机27的设备100的替代形式，其中，框架21在其自身的端部22、23处包括组装在形成于框架21上的侧轨道40上的相应的支承指示器(supportingcursor)45。操纵板30从支承指示器45延伸到另一支承指示器，相应的第一系杆46紧固至支承指示器，第一系杆46由第一发动机47控制，第一发动机47以牵引或释放的方式来控制第一系杆46，从而致使同时提升或降低两个指示器并且随后致使提升或降低操纵板30(图13和图15)。

每个指示器45具有对移动骨架(movingarmature)49进行支承的支承梁48，该移动骨架49放置在形成于支承梁48的上表面上的一对水平导引件50上。

每个移动骨架50连接至板30(图14)：移动骨架同时进行的侧向移位决定了操纵板30的沿水平方向及侧向方向的平移。

由于操纵平面31的向下平移、侧向平移和向上平移的能力，因此能够以参照图3a至图3e所描述的方式将组装在组装平面上的结构元件10、11、12转移至操纵平面31。

参照图6，组装平面在靠近框架21时平移，并且同时，即使操纵平面31保持在框架21内侧，操纵平面31也降低至相对于组装平面的同一水平并且沿组装平面的方向侧向平移。当两个平面对准并且并排放置时，能够将一体组装的结构元件10、11、12从一个平面同时平移至另一平面，从而实现将结构元件10、11、12固定至操纵平面31。

在这时(图7)，操纵平面31被提升，从而与由框架21形成的组装隔室断开接合，其中，操纵平面31组装在框架21上。

应注意的是，图6中表示的设备100的形式与其他附图中的任一附图略有不同，但是在功能上类似。

根据另一种可能的变型，组装板25可以钩挂至支承元件28，并且从钩挂之后用作操纵板。组装板25从其固定的或移动的起始支承件60中的一者穿过支承元件28引起由组装板25实现的与两个组装及操纵平面31相关联的装置的平移

一旦提升组装平面31，然后提升组装板30，就可以将限定所述移动平面的承载件26从入口端部22插入到框架21中，其中，机翼覆盖件(蒙皮)被接纳在所述移动平面上。

承载件26的正确定位允许实现组装的结构元件10、11、12相对于移动平面和机翼覆盖件的目标位置的最佳定位，当组装平面31相对于组装隔室向上升高时，机翼覆盖件插入到组装隔室内。

在这方面，应注意的是，承载件构成用于所述移动平面的用于使所述移动平面按照与机翼壳的纵向展开部平行的方向移动的装置，该机翼壳放置在移动平面自身上。

组装板30可以相对于布置在组装板的端部处的螺栓32旋转。在这方面，操纵平面31具有用于使所述操纵平面旋转的装置，并且这种旋转引起紧固至操纵平面31的结构元件10、11、12在一个单一解决方案中的翻转。旋转可以根据组装需要按照任何角度驱动。

详细地，参照图4、图5和图16，操纵臂33连接至螺栓32，操纵臂33借助于适当的操纵销34连接、固定至操纵板30。突出部29设置有锁紧螺栓35，锁紧螺栓35将操纵臂33保持锁定在预固定位置，其中，操纵平面31面朝上或面朝下。通过缩回锁紧螺栓35，可以使操纵臂33和操纵板30旋转期望的旋转角度。决定旋转的发动机可以接纳在同一突出部29中。

参照图13至图15的变型，板30的未示出的操纵螺栓被接纳在所述移动骨架50中，并且移动骨架连接至相应的第二系杆51，相应的第二系杆51由相应的第二发动机52以牵引或释放的方式控制，从而控制操纵板30的旋转。

参照图8和图9，组装在操纵板30的操纵平面31上的结构元件10、11、12被竖向地布置成朝向承载件26上的机翼覆盖件，并且随后结构元件旋转180°，使得结构元件10、11、12定位在机翼覆盖件上方。

此时，操纵平面30被降低(图10)并旋转(图10和图12)，以确定组装在前翼梁10上的鼻形机翼盖4插入到前凹形件9中：旋转将是逐渐的，并且旋转将伴随着所有结构元件10、11、12的逐渐降低，因此，这些结构元件同时定位在机翼覆盖件的目标位置中。

在该运动结束时，操纵平面30翻转并且是水平的(图11)：定位销18可以拆卸，以将处于目标位置中的结构元件10、11、12释放。

此时，操纵板30可以被提升并准备进入新的循环，并且承载件26可以从框架21的出口端部23抽出。

为了加速该过程，设备100可以包括一对组装板25，其中，组装板在设备的两侧中的每一侧上各一个。

以这种方式，鉴于实现了结构元件与机翼覆盖件之间的组装，可以同时在那一刻未被使用的组装板25上组装另一组结构元件。最后，该过程可以随后在框架21的另一侧再次开始。

对于上述方法和组装设备，本领域技术人员为了满足附加的或偶然的需求，可以引入若干附加的改型和变型，但是所有这些附加的改型和变型都在如权利要求所限定的本发明的保护范围内。