专利名称：元件粘合方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明公开了 一种元件粘合方法和装置，通过连接剂将一个元件与另 外一个元件，尤其是飞机上大面积圆柱形或球形元件进行粘合连接的方法 以及与之对应的装置。
背景技术：
飞机上大面积元件需要使用这种粘合剂，比如连接到飞机机身外壳的 零件上，或连接到控制部分的零件上，比如陆襟翼，以便为可移动元件提供 相对于其它静止或可移动元件的滑动表面。对于陆襟翼，滑动表面称为抗磨 板，抗磨板形成一定的磨损区域，保护相关元件不受无法控制磨损的影响。
至于飞机，当飞机处于工作状态时，所有外部元件全部暴露于周围大
气流的作用下；当飞机停在机场上时，所有外部元件必须牢固地连接在它 们所在的部件上；另外，也必须满足相关安全规范，尤其陆襟翼上的抗磨 板。某些运行状态下，抗磨板就需要伸展出来，改变机翼的升力系数，比 如飞机起飞和着陆时；这种情况下，抗磨板将渗透到机翼的气流中，气流 形成的相应力将作用于陆襟翼和固定在陆襟翼上的抗磨板上。
当前，按照具体说明，这些低厚度的板状抗磨元件与相关元件按照预 先规定的生产顺序进行组装。这可以通过一种名叫密封剂的粘合剂得以实 现。为了达到很好粘合目的，将要连接的两个元件的粘合面必须清洁干净。 另外，使用粘合剂之后，最好应使用助粘剂。由于粘合剂需要一定时间才 能完全固化，所以，使用密封剂后的粘结元件需要进行定位和固定。同时， 需要在要粘结的元件上施加合适的力， 一般情况下这样的力是通过抗磨板 和陆襟翼表面周围区域用真空膜密封起来形成的真空来生成的。真空技术 在此文中属于一般技术。由于飞机元件为曲面(比如圆柱形或球面)，而真 空膜恰好与这些表面吻合，从而产生力。为了保护真空膜以及防护板，在 它们之间使用防护棉网。形成真空后，需要在稳定的温度(比如23°C±2°C) 下等待14-16小时，让粘合剂固化。
经过证实，尤其维修时，这种方法存在这样的缺点更换磨损的抗磨 板时，由于密封剂需要很长的固化时间，于是整架飞机需要在相应大小并 保持恒温的飞机棚下停留较长时间。经过证实，由于所需恒定状态容易被 破坏(尤其飞机棚门打开、温度下降(比如下降5。C)时)，所以固化时间 会翻倍。因此，飞机的吞吐量将会维持在较低的水平。另外，还需要可调 整温度的可加热式飞才几棚。
这种方法的另外一个缺点是在漫长的固化过程中，形成真空所需的 真空泵需要耗费大量的电，并且还需要进行经常维护。
发明内容
因此，本发明的目的就是为了改进这种方法，与以前的工艺相比，减
少或消除上述缺点。
本发明的另 一 目的是根据本发明提供与方法相应的装置。
本发明目的可以通过权利要求1所述的方法以及权利要求7所述的方
法得以实现。
本发明的实质是在要连接的元件的附近区域加上加热件。这样一来就 可以实现将粘合剂固化时间减少3-4小时(亦即前面工艺固化时间的1/4) 的重要优势。
一种通过连接剂将一个元件与另外一个元件，尤其是飞机上大面积圓 柱形或球形元件的连接的方法，其步骤如下
(51) 用连接剂将元件连接起来；
(52) 在第一个元件上使用加热件；
(53) 通过加热件的加热使连接剂固化，从而达到连接元件的目的； 连接剂固化期间，通过去除元件和加热件安装其内的空腔，用真空膜
形式的第 一覆盖元件对加热件和元件施加力。
通过使用加热件，可以将温度保留在最适于粘合剂固化的状态，亦即 不管飞机或元件位于何处或不管外部环境如何影响，连接剂将保持在恒定 的环境状态下。这样一来，与前面工艺相比，固化时间减少了。由于加热 件是一种电热膜，具有能够轻易适应不同形状和不同配置元件的优点。
首选实施例中，第一个覆盖件和第二元件的表面构成了第一空腔，第 一覆盖件盖住加热件，元件完全地和紧密地通过密封件与表面连接。
在另外一个首选实施例中，通过加热件对连接剂进行加热。加热件最 好通过一个调节器保证在恒温状态，加热器至少与安装在加热件区域内的
一个温度传感器相连接。
为了保护加热件，最好在使用加热件期间，在第一个元件的下侧和上 侧之间安装第一个防护件，在加热件顶部安装第二个防护件，对加热件进 行机械保护。这样做的优点在于 一方面，由于防护件提供保护，加热件 可以再使用，并且没有必要将加热件上的密封剂清除；另一方面，加热件 可以不受污染和损害。
另一个实施例中，在连接剂固化的方法步骤方面，在第一元件的上部 设置一个隔热覆盖件。该覆盖件采用合适的尺寸和形式，能够提高固化温 度的恒定性，尤其是在外露的环境中；另外，即使一般情况下，节约能源
的优点也值得注意。
根据本发明，执行上述方法的装置描述如下
-至少应具备一个加热连接剂的电热膜形式的加热件；
-至少应具备探测加热件实际温度的一个温度传感器；
-一个调整加热件温度的调节器；
-对加热件进行机械保护的第一和第二防护件；以及
通过去除元件和加热件安装在内的第一空腔，用真空膜形式的第一覆 盖元件对加热件和元件施加力的方法。
温度传感器可以安装在加热件的下方、加热件下部和第一元件之间。 这种情况下，如果温度传感器是不易损害第一元件表面的扁平传感器，效 果将会很有利。温度传感器也可以安装在其它位置，通过调节器的调节， 温度传感器可方便地把各种测量位置纳入到它的测量范围内。
这种情况下，最好是第一空腔由第一覆盖件和第二元件的表面形成， 第一覆盖件盖住加热件以及元件通过密封件完全地和紧密地与表面连接。
在另外一个首选实施例中，加热件设有构成机械保护的一个承载层。 这种情况下，在承载层的一个实施例中，如果承载层的设计是为了进行防 护，可以配置一个防护件。
由于温度传感器的安装筒化到和限于与调节器的连接，所以最好在加 热件内至少装上一个温度传感器。
在另外一个版本中，加热件也装有同时设计用来隔热的覆盖层。即使 在热源处，也能避免热量损失。如果该覆盖层也能够反射热辐射，将会达 到极佳效果。
在另外一个版本中，装置设置第二个用来隔热的覆盖件，该覆盖件可 以极其简单的方法安装到装置的上方。这样一来就可以避免能量损失。
本发明的例示性实施例通过附图例子予以说明，具体如下 图l是带有防磨保护的陆襟翼的简图； 图2是根据本发明的装置的例示性实施例的截面图；以及 图3是加热件的截面图。
除非另行规定，这些图中相同或功能相同的元件使用相同的参考标志。
1 装置
2 第一元件
3 第二远件
4 连接件
5 第一防护件 6加热件
7第二防护件
8第一覆盖件
9连线
10表面11.密封件
12第一空腔
13第二空腔
14第二覆盖件
15第一温度传感器
16第二温度传感器
17第三温度传感器
18第四温度传感器
19力口热
20力口热层
21承栽层
22
23隔热层
24机翼
S1...3 方法步骤
具体实施例方式
图l所示是没有展开的、作为飞机第二元件(3)的陆襟翼。作为第一 元件(2)的防磨办附在第二元件(3)的表面上，形成陆襟翼和用虚线表 示的机翼(24)之间的滑动和摩擦表面。陆襟翼位于中间位置，能够在定 位在机翼(24)下面的位置，也可以完全定位在4几翼(24)外部的延伸位 置。陆襟翼的移动如图中箭头所示。当飞机处于工作状态时，陆襟翼对于 机翼(24)运动的相对运动将在机翼(24)下部和抗磨板之间产生接触。 抗磨板也可以附在陆襟翼的下部或其它位置。
使用图2 (截面图)所示的装置(1 )将第一元件(2)和第二元件(3) 粘合在一起的方式，就可以将第一元件(2)连接到第二元件(3)上。这 种情况下，尺寸大小比例步重要。为了达到清楚的目的，所示单层厚度最 好尽量加大。
将第一元件(2)所在的连接剂用到第二元件(3)上，第二元件(3) 在此可能是陆襟翼或其它位于第二元件(3)表面(10)上的飞机元件。在 第一元件(2)的上侧，装有第一防护件(5),在其上面装有加热件(6)。 该示范性实施例中，加热件(6)装有温度传感器(15),这些温度传感器 位于加热件(6)的范围内。加热件(6)将在下文予以具体讨论。
加热件(6)的顶部设有第二防护件(7)，在第二防护件(7)的上面， 装有第一覆盖件(8)，第一覆盖件(8)完全盖住装有加热件(6)和防护 件(5、 7)的第一元件(2)，并且第一覆盖件(8)的各个侧面紧密地和连 续地(无图)固定在第二元件(3 )的表面(10 )上。使用连续性密封件(11 ) 进行密封。于是形成第一空腔(12)，延伸到所述配置的周围，并连接到引 入第一覆盖件(8)内的连线(9)上。
根据本发明的方法参考图2进行描述，单个元件的功能也予以说明。 对粘合表面(亦即第一元件(2)的下部以及第二元件(3 )的表面(10) 的相应区域)进行常规清洁后，在它们上面加上助粘剂。然后，在第二元 件(3)的粘合表面加上连接剂(4)，将第一元件(2)附在第二元件(3) 上，并定位和固定。连接剂(4)是一种粘合剂或是有具体固化时间的密封 胶。
第一防护件(5)放在第一元件(2)的上面，保护安装在其上的加热 件(6)不受密封胶的污染。于是加热件(6)可以重复使用而不需要进行 过多的清洁。称为吸胶毡的第二防护件(7)，作为防护棉网布置在加热件 (6)的上面，并构成一个到覆盖件(8)的均匀过渡件。
该个案中，覆盖件(8)设计成为真空膜，设有从真空泵引出来的连线 (9),图中没说明。
加入到电热膜形式的加热件(6)中的温度传感器(15)连接到调节器 上(图中没说明)，调节器的输出连接到加热件(6)的电连接线上(同样 在图中没说明)。调节器可以根据连接剂(4)的固化温度将温度调整到适 宜状态。温度传感器(15)探测实际温度，并将其传送给根据所需温度将 加热件(6)产生的温度保持在恒定状态的调节器。温度传感器(15)不同 位置的安装可以调节器的相应设置进行调整。另外，调节器还能防止连接 剂(4)最高允许温度的过度辐射。
为了在元件配置上施加力，连线(9 )连接到真空泵(图中未说明)上， 于是，真空泵将通过所生成的真空，使用真空膜(8),在加热件(6)上产 生一致的压力，因此，元件(2)和(3)将粘合在一起。
加热件(6)设计成耐高压的薄膜。对配置的检测表明连接剂(4)能 够在元件(2)和元件(3)之间很好地分配。这是非常重要的，因为第一 元件(2)的厚度仅为0.2mm。该实施例中，第一元件(2)是由高级钢材 制成的板块。上述配置中真空膜内或连线(9 )的折痕可能会对第一元件(2 ) 造成损害。但是，该配置可以清楚地观察各种情况，从而避免出现折痕。
加热件(6)关于另外一个示范性实施例的图3通过截面图解方式对加
热件(6)进行说明。加热件(6)由承载层(21)组成，在承载层(21) 上使用了加热层(20)，加热层(20)装有覆盖层(22)。在加热层(20) 内，配置了一个电热膜(不予以详述)。图中，温度传感器布置在各个点。 可以在电热膜内使用或多或少的温度传感器；在承载层(21)内部上面的 加热层(20)内布置第一温度传感器；第二温度传感器(16)布置在承栽 层(21)内；第三温度传感器(18)布置在加热层(20)内；第四温度传 感器(17)布置在加热层(20)内覆盖层(22)的下部。如果这些温度传 感器都设计为扁平形温度传感器，将会达到不错的效果，避免对第一元件 (2)造成损害，如上文所示。
根据图3，加热件(6)还有另外一个特点覆盖层(22)设有隔热功 能的隔热层(23)。该隔热层(23)也可以设计具有发射热辐射的功能，从 而节约能源。
由于第二元件(3)通常为低热导性复合材料零件，以及传导进入连接 剂(4)的热没有通过第二元件(3)迅速地将散发掉，所以使用这种方法 能够节约大量能源。
通过使用本发明的装置(1 )以及可以执行的方法，可以将所安排的生 产时间缩短到3-4小时，而不是14-16小时。生产、维护和修理期间将大大 加速，可以节省70%到80%的时间。
由于温度适用于将进行固化的连接剂(4)的附近区域，该操作与周围 环境条件无关。亦即，进行该项操作时，不需要将飞机拖入到飞机棚内。 另外，如果在飞机棚内进行此项操作，飞机棚的温度可以从23。C降到常规 的18-20。C，从而节约大量成本。
本发明不限于说明的实施例，在下列所附权利要求的范围内，可以进 行多样的更改。
于是，比如，承载层(21)可以由既不是第一防护件(5)必要组成部 分也不具有额外热导特点的材料组成。最佳材料是聚酰亚胺材料，但是聚 四氟乙烯和其它材料也可以。
力的使用也可以通过其它适当方法来实现。
温度传感器也可以设计成薄膜的形式和/或组合在第一防护件(5)内。 当方法用于不利的环境条件下，比如飞机棚的外面而需要额外的隔热
时，以及为了避免环境的影响时，在装置(1 )的上面可以再使用第二个覆
盖件(14)。
第一防护件(5)也可以设计具有防止连接剂(4)最高允许温度过度 辐射产生的过热的功能，这种情况下，第一防护件(5)将抑止温度波动时， 比如加热件(6)加热期间的直^t妄热转换。
权利要求
1.一种元件粘合的方法，通过连接剂(4)将第一元件(1)与第二元件(3)，尤其是飞机上大面积圆柱形或球形元件的连接的方法，其特征在于其包括以下步骤如下(S1)用连接剂(4)把将第一元件(2)与第二元件(3)连接起来；(S2)在第一元件(2)上使用电热膜形式的加热件(6)；以及(S3)通过加热件(6)加热连接剂(4)进行固化，从而使第一元件(2)与第二元件(3)粘合起来；连接剂固化期间，通过去除元件(2、3)和加热件(6)安装在其内的第一空腔(12)，用真空膜形式的第一覆盖元件(8)对加热件(6)和元件(2、3)施加力。
2、 根据权利要求1所述的的方法，其特征在于第一个覆盖件(8) 和第二元件(3)的表面(10)构成了第一个空腔(12)，第一覆盖件(8) 盖住加热件(6),元件(2、 3)完全地和紧密地通过密封件(11)与表面 (10)连接。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在在于加热件(6)在 恒温状态对连接剂(4)进行加热。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在在于通过调节器来调整温 度，调节器至少与安装在加热件(6)区域内的一个温度传感器(15、 16、 17、 18)相连4妄。
5、 根据权利要求l-4所述的方法，其特征在在于在使用加热件(6) 期间，在第一个元件(2)的下侧和上侧之间安装第一个防护件(5)，在加 热件(6)顶部和第一覆盖件(8)下部之间安装第二个防护件(7)，对加 热件(6)进行机械保护。
6、 根据权利要求l-5所述的方法，其特征在在于在连接剂(4)固化 的方法步骤方面，在第一覆盖件(8)的上部设置第二个隔热覆盖件(14)。
7、 一种元件粘合的装置，执行根据权利要求1-6中任一权利要求所述 的方法的装置(1)，具体叙述如下至少应具备一个加热连接剂(4)的电热膜形式的加热件(6); 至少应具备探测加热件(6)实际温度的一个温度传感器(15、 16、 17、18);一个调整加热件(6)温度的调节器；对加热件(6)进行机械保护的第一和第二防护件(5、 7);以及 通过去除元件(2、 3)和加热件(6)安装在内的第一空腔，用真空膜 形式的第一覆盖元件(8)对加热件(6)和元件(2、 3)施加力的方法。
8、 根据权利要求7所述装置(1)，其特征在于第一个覆盖件(8) 和第二元件(3)的表面(10)构成了第一个空腔(12),第一覆盖件(8) 盖住加热件(6),元件(2、 3)完全地和紧密地通过密封件(11)与表面 连接。
9、 根据权利要求7或8所述的装置(1 ),其特征在于加热件(6) 设有构成机械保护的 一个承载层。
10、 根据权利要求7-9所述的装置(1)，其特征在于加热件(6)内 至少装上一个温度传感器(15、 16、 17、 18)。
11、 根据权利要求7-10所述的装置(1 )，其特征在于加热件(6)也 装有同时设计用来隔热的覆盖层(22)。
12、 根据权利要求7-11所述的装置(1 )，其特征在于装置(1 )设置 第二个用来隔热的覆盖件(14)。
全文摘要
本发明公开了一种通过连接剂(4)将第一个元件(2)与另外第二个元件(3)，尤其是飞机上大面积圆柱形或球形元件的连接起来的方法，具体方法步骤如下(S1)用连接剂(4)把将第一元件(1)与第二元件(3)连接起来；(S2)在第一元件(1)上使用电热膜形式的加热件(6)；以及(S3)通过加热件(6)加热连接剂(4)进行固化，从而使第一元件(2)与第二元件(3)粘合起来；连接剂(4)固化期间，通过去除元件(2、3)和加热件(6)安装在其内的第一空腔(12)，用真空膜形式的第一覆盖元件(8)对加热件(6)和元件(2、3)施加力；另外，本发明也公开了与上述方法对应的装置(1)。
文档编号B29C65/18GK101370642SQ200780002290
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月4日 优先权日2006年1月11日
发明者乌多·克特尔胡特, 拜润德·安德森, 曼弗雷德·汉森, 沃尔夫刚·恩迪 申请人:空中客车德国有限公司