DE102007063608B4

DE102007063608B4 - Verbund und Rumpfzellenabschnitt mit einem derartigen Verbund

Info

Publication number: DE102007063608B4
Application number: DE102007063608A
Authority: DE
Inventors: Andreas Stephan; Carsten Paul
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: US7875333B2; DE102007063608A1; US20080292849A1

Abstract

Verbund, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit:
einem ersten Laminat (65), welches mit einem geschäfteten Ende (64) ausgebildet ist, in das eine korrespondierend geschäftete, erste Lasche (58) eingeklebt ist;
einem zweiten Laminat (51), welches mit einem geschäfteten Ende (52) ausgebildet ist, in das eine korrespondierend geschäftete, zweite Lasche (54) eingeklebt ist;
wobei die erste und zweite Lasche (58; 54) miteinander an ihrem Stoß (55; 56) verschweißt sind;
wobei das erste Laminat (65) Lagen (57) aus CFK aufweist und die erste Lasche (58) aus Titan ausgebildet ist; und
wobei das zweite Laminat (51) Lagen (57) aus CFK aufweist und die zweite Lasche (54) aus Titan ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbund sowie einen Rumpfzellenabschnitt mit einem derartigen Verbund.
Im modernen Flugzeugbau werden zur Beplankung der Rumpfzelle verbreitet Hautbleche aus ”Blechlaminaten” eingesetzt (so genanntes ”GLARE^®”). Bei der Herstellung derartiger Hautbleche werden dünne Aluminiumbleche übereinander geschichtet, die jeweils mit einer Klebeschicht miteinander verklebt sind. Jede Klebeschicht weist mindestens eine harzimprägnierte, unidirektionale Glasfasereinlage zur mechanischen Verstärkung auf. Der gesamte Aufbau des Blechlaminats, bestehend aus abwechselnd übereinander geschichteten Aluminiumlegierungsblechen und dazwischen befindlichen Klebeschichten wird unter der Anwendung von Druck und Temperatur zu einem Blechlaminat im Autoklaven oder in einer beheizbaren Presse ausgehärtet. Diese Blechlaminate werden wie konventionelle Aluminiumlegierungsbleche weiter verarbeitet. Die Klebeschichten, die den Zusammenhalt der Aluminiumlegierungsbleche gewährleisten, sind bevorzugt mit Glasfasereinlagen gebildet, die mit einem aushärtbaren Epoxydharz imprägniert bzw. durchtränkt sind und eine Dicke von jeweils bis zu 0,5 mm aufweisen. Die Aluminiumlegierungsbleche weisen gleichfalls eine Materialstärke von jeweils bis zu 0,5 mm auf. Die Klebeschichten können darüber hinaus jeweils mindestens zwei Glasfasereinlagen mit unterschiedlichen Faserverlaufsrichtungen aufweisen. Alternativ können andere Arten von Fasereinlagen (zum Beispiel Kohle- oder Aramidfasern) in Kombination mit anderen Kunststoffen, wie zum Beispiel Polyester, BMI-Harzen oder Thermoplaste, zur Bildung der Klebeschichten dienen.
Durch das Verkleben der Laminatschichten untereinander entsteht ein mechanisch hoch belastbares, plattenförmiges Blechlaminat, das eine hohe Ermüdungsfestigkeit und eine geringe Rissausbreitungsgeschwindigkeit aufweist. Darüber hinaus ist das Blechlaminat durch eine hervorragende ”Impact”-Widerstandsfähigkeit gekennzeichnet. Zur Herstellung der in etwa tonnenförmigen Rumpfzellenabschnitte werden verbreitet mindestens zwei unter der Verwendung von derartigen Blechlaminaten hergestellte Schalenteile entlang von mindestens zwei Längsnähten zusammengefügt. Üblich ist bei der Rumpfschalenfertigung die Halbschalen- oder die Viertelschalenfertigung. Das Zusammenfügen der Schalenteile erfolgt in der Regel unter Anwendung der bekannten Nietverfahren unter Bildung von überlappenden Längsnähten oder Stumpfnähten mit innenseitig angeordneten Verbindungslaschen. Mehrere Rumpfzellenabschnitte werden anschließend unter Bildung von umlaufenden Quernähten zur kompletten Flugzeugrumpfsektion zusammengefügt.
Das im Vergleich zu den konventionellen Nietverfahren erheblich weniger aufwändige Schweißen der Blechlaminate ist bislang nicht möglich, da die Glasfasereinlagen der Blechlaminate die Schweißnaht verunreinigen würden und zudem die hohe thermische Belastung im Bereich der Schweißnaht zu Delaminationen des Blechlaminats führen kann. Beide Effekte führen zu einer erheblichen Verringerung der mechanischen Belastbarkeit der hergestellten Längsnähte.
Die WO 00/56541 A1 beschreibt ein Verbundmaterial bestehend aus einem Faserverbund mit einer Vielzahl von in einer Polymermatrix eingebetteten Faserschichten. Die Faserschichten unterscheiden sich untereinander durch die Faserrichtungen. Das Verbundmaterial weist weiterhin ein Verstärkungsmaterial mit hoher Lochleibungsfestigkeit auf, welches einen Verbindungsbereich, beispielsweise zur Anbindung des Verbundmaterials an weitere Strukturen bildet. Ein Übergangsbereich zwischen dem Faserverbund und dem Verbindungsbereich, in dem Faserschichten bis auf das Verstärkungsmaterial des Verbindungsbereiches stoßen, ist ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Verbund bzw. einen verbesserten Rumpfzellenabschnitt bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Verbund mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 und/oder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 und/oder durch einen Rumpfzellenabschnitt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.
Dadurch, dass mindestens ein Aluminiumlegierungsblech in Relation zu mindestens einem weiteren Aluminiumlegierungsblech eine abweichende Länge aufweist, um einen zumindest teilweise stufig angeschäfteten Kantenbereich auszubilden, wobei eine hierzu korrespondierend ausgebildete Längslasche mit dem angeschäfteten Kantenbereich verklebt ist, können Blechlaminate mit konventionellen, insbesondere mit den bekannten Reibrührschweißverfahren zusammengefügt werden. Lediglich im Bereich der bevorzugt durch eine Klebeverbindung an den stufig angeschäfteten Kantenbereich angefügten Längslasche wird der eigentliche Schweißvorgang vollzogen, so dass die Schweißabwärme im Wesentlichen nur außerhalb des Blechlaminats entsteht, wodurch die Festigkeit beeinträchtigende Verunreinigungen des Nahtbildungsbereichs durch verbrennende Glasfasereinlagen und/oder etwaige temperaturbedingte Delaminationen ausgeschlossen sind. Infolge des gestuft ausgebildeten Kantenbereichs des Blechlaminates sowie der hierzu korrespondierend ausgebildeten Kontur (möglichst genauer Formschluss) der bevorzugt aufgeklebten Längslasche ergibt sich ein inniger und mechanisch hochfester Verbund zwischen dem Blechlaminat und der schweißbaren Längslasche. Zwischen der Längslasche und dem Kantenbereich besteht ein weitgehender Formschluss. Das Auf- bzw. das Einkleben der Längslasche an den mindestens einen stufig ”angeschäftet” ausgebildeten, das heißt in Stufen schräg verlaufenden Kantenbereich des Blechlaminats erfolgt bevorzugt während dessen Herstellungsprozess und insbesondere vor dem Pressen und der thermischen Aushärtung im Autoklaven oder einer beheizbaren Presse. Die einzelnen Stufen bzw. Absätze im Kantenbereich des Blechlaminats werden durch die übereinander und jeweils um eine Stufentiefe ”zurückspringenden” Aluminiumlegierungsbleche gebildet. Der Kantenbereich kann eine von der gestuften Form abweichende Gestalt aufweisen. Beispielsweise können die übereinander geschichteten Aluminiumlegierungsbleche im Lagenstapel immer jeweils abwechselnd länger und kürzer ausgebildet sein. Um die Festigkeit der Verbindung zwischen der durch Kleben angefügten Längslasche und dem Randbereich des Blechlaminates weiter zu erhöhen, kann die Längslasche mindestens einen Vorsprung bzw. eine ”Nase” aufweisen, die zwischen zwei Lagen von Aluminiumlegierungsblechen eingeklebt wird. Zum Anfügen der mindestens einen Längslasche an den angeschäfteten Kantenbereich des Blechlaminats wird bevorzugt dasselbe Kunstharz bzw. dasselbe aushärtbare Kunststoffmaterial eingesetzt, das auch zum Imprägnieren der Glasfasereinlagen in den Klebeschichten des Blechlaminats Verwendung findet. In der Regel wird es sich hierbei um ein aushärtbares Epoxydharz handeln. Zur Begrenzung der Temperaturbelastung der Längslasche wird zum Zusammenfügen des schweißbaren Blechlaminates bevorzugt das Reibrührschweißverfahren eingesetzt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Blechlaminats sieht vor, dass sich die Längslasche im Wesentlichen über den gesamten angeschäfteten Kantenbereich erstreckt. Hierdurch wird ein mechanisch hoch belastbarer Verbund der entlang von Längsnähten zur Bildung der Rumpfzellenhaut zusammen geschweißten Blechlaminate erreicht. Grundsätzlich können die Längslaschen an einer, zwei, drei oder vier Längskanten des Blechlaminats integriert werden.
Eine Fortbildung sieht vor, dass die durch Verkleben mit dem Blechlaminat integriert ausgebildete Längslasche mit einem gut schweißbaren Aluminiumlegierungsmaterial gebildet ist. Hierdurch wird die leichte Verschweißbarkeit des Blechlaminates mit dem bevorzugt eingesetzten Reibrührschweißverfahren erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Blechlaminats sind in den weiteren Patentansprüchen dargelegt.
In der Zeichnung zeigt:
1 Eine perspektivische Ansicht eines tonnenförmigen Rumpfzellenabschnitts,
2 eine Querschnittsdarstellung durch einen Kantenbereich des Blechlaminats mit integrierter Längslasche,
3 zwei mittels einer Reibrührschweißnaht zusammen gefügte Blechlaminate,
4 einen Schnitt A-A aus 1,
5 eine Variante der Anordnung aus 4,
6 einen Türausschnitt aus 1,
7 einen Schnitt B-B aus 6, und
8 einen Schnitt C-C aus 6
In der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselbe Bezugsziffer auf.
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rumpfzellenabschnittes.
Der in der 1 dargestellte, im Wesentlichen tonnenförmige Rumpfzellenabschnitt 1 mit einer Rumpfzellenhaut 2 ist in der so genannten ”Vierschalenbauweise” gefertigt, bei der eine Oberschale 3, zwei Seitenschalen 4, 5 sowie eine Unterschale 6 zur Bildung des Rumpfzellenabschnittes 1 entlang von vier Längsnähten 7 bis 10 durchgehend verbunden werden. Die Verbindung der Oberschale 3, der Seitenschalen 4, 5 sowie der Unterschale 6 erfolgt für den Fall, dass die Schalen mit einer Außenhaut aus Blechlaminaten (so genanntes ”Glare^®”) gebildet sind, durch konventionelle Nietverfahren. Durch das Hintereinanderreihen mehrerer derartiger Rumpfzellenabschnitte wird eine komplette Rumpfzelle eines Flugzeugs gebildet, wobei die Verbindung der Rumpfzellenabschnitte untereinander jeweils entlang von umlaufenden Quernähten erfolgt.
Durch das Blechlaminat ist es nun erstmals möglich, bei der Fertigung von Rumpfzellenabschnitten anstelle der bislang eingesetzten Nietverfahren zum Beispiel das Reibrührschweißverfahren zur Schaffung der Längsnähte 7 bis 10 einzusetzen, wodurch sich eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis ergibt. Zudem sind Reibrührschweißnähte weniger anfällig hinsichtlich der Ausbildung von Ermüdungsrissen, die bei genieteten Nähten bevorzugt im Lochleibungsbereich der Nietlöcher entstehen. Darüber hinaus lassen sich Reibrührschweißnähte mit relativ kompakten und leichtgewichtigen Anlagen ausführen, während die automatische Herstellung von langen Nietnähten aufgrund der beim Nieten auftretenden hohen Einpress- und Nietkräfte räumlich ausgedehnte und konstruktiv schwer dimensionierte Nietautomaten erfordert.
Die 2 illustriert eine schematische Querschnittsdarstellung eines Kantenbereichs eines Blechlaminats 11.
Das Blechlaminat 11 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel unter anderem mit vier übereinander geschichteten Aluminiumlegierungsblechen 12 bis 15 gebildet, die jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen. Die jeweilige ”Länge” der Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 – jeweils in Bezug auf die senkrechte punktierte Hilfslinie – verringert sich im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 ausgehend von dem oberen Aluminiumlegierungsblech 12 in Stufen bis zum kürzesten Aluminiumlegierungsblech 15. Die Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 weisen bevorzugt eine Materialstärke in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 0,5 mm auf. Die Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 sind mittels der Klebeschichten 16 bis 19 miteinander zur Bildung des Blechlaminats 11 verklebt. Die Klebeschichten 16 bis 19 sind mit einer Schicht aus einem glasfaserverstärkten und aushärtbaren Kunstharz, insbesondere mit einem aushärtbaren Epoxydharz, gebildet. Jede Klebeschicht 16 bis 19 weist mindestens eine nicht näher dargestellte, bevorzugt unidirektional verlaufende Glasfasereinlage zur mechanischen Verstärkung auf. Für den Fall, dass in einer Klebeschicht 16 bis 19 mehr als eine unidirektionale Glasfasereinlage eingebettet ist, weisen die Glasfasereinlagen bevorzugt verschiedene Faserorientierungen auf. Die Faserorientierungen können erforderlichenfalls einer Hauptkraftflussrichtung folgend ausgebildet sein. Die Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 weisen in einem Kantenbereich 20 des Blechlaminats 11 jeweils im Vergleich zum benachbarten Aluminiumlegierungsblech eine geringere oder größere, d. h. abweichende Länge in Relation zu der senkrechten punktierten Bezugslinie auf, so dass der Kantenbereich 20 eine ”angeschäftete”, das heißt abgestuft schräg, pyramidenartig verlaufende Kontur aufweist. Die senkrecht verlaufende, punktierte Bezugslinie fällt in der 2 exemplarisch mit der nicht bezeichneten Kante des Aluminiumlegierungsblechs 15 zusammen. Grundsätzlich können die Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 im Kantenbereich 20 durch unterschiedliche Längen jede denkbare Kontur abbilden. Eine mit diesem Kantenbereich 20 zu verklebende Längslasche 21 weist eine hierzu korrespondierend ausgebildete Oberflächenkontur auf, derart, dass sich die Längslasche 21 im Wesentlichen formschlüssig mit dem angeschäfteten Kantenbereich 20 des Blechlaminats 11 verkleben lässt. Insofern wird die Längslasche 21 zu einem integralen Bestandteil des Blechlaminats 11. Der Kantenbereich 20 des Blechlaminats 11 mit der integrierten Längslasche 21 weist demzufolge eine beidseitig ebene und praktisch ”nahtfreie” Oberseite 22 bzw. Unterseite 23 auf. Die Längslasche 21 ist im Kantenbereich 20 durch die Metallklebeschichten 24 bis 27 mit der Längslasche 21 verklebt. Die mit punktierten Linien dargestellten Metallklebeschichten 24 bis 27 sind bevorzugt mit demselben Epoxydharz wie die Klebeschichten 16 bis 19 gebildet, weisen im Unterschied zu den Klebeschichten 16 bis 19 keine Faserverstärkung bzw. Faserarmierung auf. Die Metallklebeschichten 24 bis 27 erstrecken sich bis zu einer Tiefe von 40 mm, ausgehend von den jeweiligen Außenkanten der Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 in das Blechlaminat 11 hinein.
Die Längslasche 21 ist monolithisch mit einem bevorzugt gut verschweißbaren Aluminiumlegierungsmaterial gebildet, das heißt sie weist im Gegensatz zum Blechlaminat 11 keine aus einem Kunststoff-Metallverbund bestehende Schichtstruktur auf. Die metallurgische Zusammensetzung des Aluminiumlegierungsmaterials für die Längslasche 21 wird bevorzugt so gewählt, dass es für alle Schweißverfahren und insbesondere für das Reibrührschweißverfahren gut geeignet ist. Für die Längslasche 21 kann, eine entsprechende Schweißbarkeit vorausgesetzt, dasselbe Legierungsmaterial wie für die Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 eingesetzt werden. Eine Anzahl der Stufen, im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt diese Anzahl ”Vier”, in der Längslasche 21 entspricht im Allgemeinen der Anzahl der Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 im Schichtaufbau des Blechlaminats 11. Eine Höhe 29 der jeweiligen Stufe in der Längslasche 21 ist im Wesentlichen von der Materialstärke der Aluminiumlegierungsbleche 12 bis 15 – gegebenenfalls unter Einbeziehung der Dicke der Klebeschichten 16 bis 19 – abhängig. Eine Tiefe 30 der Längslaschenstufung entspricht den Längendifferenzen zwischen jeweils zwei benachbarten Aluminiumlegierungsblechen 12 bis 15 des Blechlaminats 11. Die Längslasche 21 erstreckt sich vorzugsweise (senkrecht zur Zeichenebene) über die gesamte Länge des Kantenbereichs 20 bzw. die Kantenlänge des Blechlaminats 11 hinweg.
Zur weiteren Verbesserung des mechanischen Interfaces zwischen dem Kantenbereich 20 des Blechlaminats 11 und der Längslasche 21 kann diese mindestens einen Vorsprung 28 bzw. eine Nase aufweisen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 zwischen die Aluminiumlegierungsbleche 14, 15 eingeklebt ist. Hierdurch kann es – bei einer entsprechenden Materialstärke des Vorsprungs 28 – im Kantenbereich 20 zu einer geringfügigen Aufdickung kommen. Weiterhin ist es in Folge des Vorsprungs 28 erforderlich, einen sich durch die endseitige Aufspreizung der Aluminiumlegierungsbleche 14, 15 ergebenden Hohlraum durch einen Zwickel 31 definiert aufzufüllen. Der Zwickel 31 wird bevorzugt mit demselben Epoxydmaterial gebildet, das auch für die Klebeschichten 16 bis 19 sowie die Metallklebeschichten 24 bis 27 Verwendung findet. Der Zwickel 31 kann durch Einlegen eines Epoxydharzfilms vor dem Pressvorgang des Blechlaminats erfolgen. Durch das Vorhandensein des Vorsprungs 28, der mit den Aluminiumblechen 14, 15 verschränkt” bzw. ”verzahnt” ist, wird ein innigerer Verbund und eine hierdurch bedingt noch stärker belastbare mechanische Verbindung zwischen dem Kantenbereich 20 und der Längslasche 21 erreicht. Die Längslasche 21 kann erforderlichenfalls mehrere Vorsprünge aufweisen. Das Blechlaminat 11 kann an einer, zwei, drei oder vier Längskanten mit einer integrierten Längslasche 21 entsprechend der Darstellung der 2 versehen sein.
Die 3 zeigt eine mittels Reibrührschweißen gebildete Längsnaht zwischen zwei Blechlaminaten. Zwei Blechlaminate 32, 33 sind jeweils in Kantenbereichen 34, 35 mit einer integrierten Längslasche 36, 37 ausgestattet. Der Aufbau der Blechlaminate 32, 33 entspricht dem Aufbau des in der 2 detailliert dargestellten und beschriebenen Blechlaminats 11. Infolge der beiden integrierten Längslaschen 36, 37 ist es problemlos möglich, die beiden Blechlaminate (”Glare®”-Tafeln) durch eine konventionelle Reibrührschweißnaht 38 fest zusammenfügen.
Hierdurch können Rumpfzellenabschnitte (vgl. 1) in vorteilhafter Weise mit vorgefertigten Schalenbauteilen aus Blechlaminaten durch reibrührgeschweißte Längsnähte auf einfache Art und Weise zusammengefügt werden. Wenn die Blechlaminate allseitig mit integrierten Längslaschen versehen sind, können anschließend mehrere vorgefertigte Rumpfzellenabschnitte durch reibrührgeschweißte, umlaufende Quernähte zu kompletten Flugzeugrumpfzellen zusammen gefügt werden.
Die Reibrührverschweißbarkeit der Blechlaminate ermöglicht einen hohen Automatisierungsgrad der Rumpfzellenfertigung bei gleichzeitig verringerten Herstellungskosten und einer signifikant verbesserten Nahtqualität im Vergleich zu konventionell vernieteten Hautblechen.
Selbstverständlich können die Blechlaminate 32, 33 anstelle der Aluminiumlagen 12–15 auch Kohlenstofffaserkunststoff(CFK)-Lagen aufweisen, wobei dann auch die integrierten Länglaschen 36, 37 vorzugsweise aus Titan bzw. einer Titanlegierung, welche aus elektrochemischen Gründen in Verbindung mit CFK vorteilhaft sind, ausgebildet werden.
Weiterhin ist es natürlich möglich, die Längslaschen 36, 37 – unabhängig davon, ob sie aus Titan bzw. einer Titanlegierung oder Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind – miteinander zu vernieten. Dazu weisen die Längslaschen 36, 37 vorzugsweise korrespondierend zueinander gestufte Enden (siehe hierzu 5) auf, welche miteinander vernietet werden und dann eine im Wesentlichen glatte Oberfläche bilden.
4 zeigt einen Schnitt A-A aus 1. Ein Endabschnitt 50 der Unterschale 6 weist ein Aluminiumblechlaminat 51 (z. B. ”Glare^®”) auf, welches mit einem geschäfteten Ende 52 versehen ist, das durch Lagen (eine der Lagen ist beispielhaft mit dem Bezugszeichen 57 versehen) unterschiedlicher Länge gebildet ist. in das geschäftete Ende 52 ist ein korrespondierend geschäftetes Ende 53 einer Titanlasche 54 (damit sollen auch Laschen aus einer Titanlegierung mit umfasst sein) eingeklebt. Vorzugsweise verjüngt sich das korrespondierend geschäftete Ende 53 dabei treppenförmig von beiden Seiten zu seiner Mittelebene 59 hin. Die Titanlasche 54 ist an ihrem dem geschäfteten Ende 53 gegenüberliegenden Stoß 55 mit einem Stoß 56 einer weiteren Titanlasche 58 mittels einer Schweißnaht 62 verbunden. Die Schweißnaht 62 wird vorzugsweise mittels Reibrühr- oder Laserschweißens gebildet. Gegenüberliegend dem Stoß 56 weist die Titanlasche 58 ein geschäftetes Ende 63 auf, welches in einem korrespondierend geschäfteten Ende 64 eines CFK-Laminats 65 verklebt ist. Das CFK-Laminat 65 ist dabei Bestandteil eines Endabschnitts 66 der Seitenschale 9 (s. auch 1).
Somit lässt sich ein Rumpfzellenabschitt 1 mit einer Unterschale 6 aus einem Aluminiumblechlaminat 51 und Seitenschalen 4, 9 aus CFK-Laminat 65 herstellen. Da das Aluminiumblechlaminat 51 gegenüber dem CFK-Laminat 65 einen deutlich besseren Schutz gegen Brand – beispielsweise bei einer brennenden Kerosinlache auf dem Rollfeld – bietet, das CFK-Laminat 65 aber eine gegenüber dem Aluminiumblechlaminat 51 höhere Festigkeit aufweist, lässt sich somit ein insgesamt optimierter Rumpfzellenabschnitt 1 herstellen.
5 zeigt eine Variante der Anordnung aus 4. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zwischen der Anordnung aus 5 und der aus 4 eingegangen.
Anstelle der Titanlasche 54, siehe 4, wird eine Aluminiumlasche 67, siehe 5, verwendet, die mit einem treppenförmigen Endabschnitt 68 versehen ist, welcher den Stoß 55 ersetzt. Die Titanlasche 58 weist einen korrespondierend treppenförmigen Endabschnitt 69 auf, welcher mittels Nieten 70 mit dem Endabschnitt 68 verbunden ist.
Bei der Anordnung aus 5 liegt der Vorteil gegenüber der aus 4 darin, dass anstelle der teuren Titanlasche 53 eine kostengünstige Aluminiumlasche 67 verwendet werden kann. Da sich Aluminium und Titan (bzw. deren Legierungen) nur schwer zusammenschweißen lassen, wird die Verbindung zwischen den Laschen 67 und 58 bei der Anordnung aus 5 bevorzugt genietet. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsmittel, z. B. Schrauben, denkbar.
6 zeigt einen Türausschnitt 80 aus 1, wobei die Seitenschale 5 mit Eckdopplern 81 in Eckbereichen 82 des Türausschnitts 80 und mit einem Kantenschutz 83 in Seitenbereichen 84 versehen ist.
7 zeigt einen Schnitt B-B aus 6. Die Seitenschale 5 ist aus einem Aluminiumblech- oder Titanblechlaminat ausgebildet. Im Fall eines Aluminiumblechlaminats, wird ein türausschnittseitiges Ende 85 der Seitenschale 5 mit Titanlaschen 86 verstärkt. Die Titanlaschen 86 ersetzen dabei Enden von Aluminiumblechen 89 und sind abwechselnd mit Aluminiumblechen 87 angeordnet, wobei die Länge 88 der Titanlaschen 86 von innen nach außen abnimmt.
Innenseitig, also zur Rumpfmitte hin, ist an dem türausschnittseitigen Ende 85 ein Eckdoppler 81 vorgesehen, unabhängig davon, ob die Seitenschale 5 aus einem Aluminiumblech- oder Titanblechlaminat 96 ausgebildet ist. Der Eckdoppler 81 ist vorzugsweise aus einem Aluminiumblech- oder CFK-Laminat ausgebildet, wobei dieses mit Titanlagen 95 zwischen den Aluminium- bzw. CFK-Lagen verstärkt ist.
Weiter innenseitig ist ein Türrahmenspant 93 vorgesehen, wobei das türausschnittseitige Ende 85 und der Eckdoppler 81 mittels Nieten 94 an dem Türrahmenspant 93 befestigt ist. Die Nieten 94 erstrecken sich dabei durch die Lagen 87, 86, 96 und 95.
Damit ergibt sich ein Türausschnitt 80 mit sehr stabilen Eckbereichen 82.
Zusätzlich oder alternativ kann der Türauschnitt 80 mit einem Kantenschutz 83 vorgesehen sein, welcher in dem in 8 dargestellten Schnitt C-C aus 6 illustriert ist. Der Kantenschutz 83 weist eine Aluminium- oder Titanlasche 97, welche nach dem Vorbild aus 2 oder 4 an der Seitenschale 5 integriert befestigt ist. Die Seitenschale 5 ist dabei aus Aluminiumblech- oder CFK-Laminat ausgebildet. Die Lasche 97 ist direkt an dem Türrahmenspant 93 mittels Nieten 94, welche sich vorzugsweise auch durch wenigstens eine der Lagen 57 erstrecken, befestigt. Selbstverständlich können anstelle der Nieten 94 auch andere Befestigungsmittel, z. B. Schrauben, verwendet werden.
Der Stoß 55 der Lasche 97 stellt einen wirksamen Schutz beispielsweise gegen Gepäckstücke dar, welche versehentlich gegen den Seitenbereich 83 geschlagen werden. Ohne die Lasche 97 würde das Laminat im Seitenbereich 83 über kurz oder lang beschädigt werden, unter Umständen mit gefährlichen Folgen.
Bezugszeichenliste

1: Rumpfzellenabschnitt
2: Rumpfzellenhaut
3: Oberschale
4: Seitenschale
5: Seitenschale
6: Unterschale
7: Längsnaht
8: Längsnaht
9: Längsnaht
10: Längsnaht
11: Blechlaminat
12: Aluminiumlegierungsblech
13: Aluminiumlegierungsblech
14: Aluminiumlegierungsblech
15: Aluminiumlegierungsblech
16: Klebeschicht
17: Klebeschicht
18: Klebeschicht
19: Klebeschicht
20: Kantenbereich
21: Längslasche
22: Oberseite (Blechlaminat)
23: Unterseite (Blechlaminat)
24: Metallklebeschicht
25: Metallklebeschicht
26: Metallklebeschicht
27: Metallklebeschicht
28: Vorsprung
29: Höhe (Stufung Längslasche)
30: Tiefe (Stufung Längslasche)
31: Zwickel (Hohlraum)
32: Blechlaminat
33: Blechlaminat
34: Kantenbereich
35: Kantenbereich
36: Längslasche
37: Längslasche
38: Reibrührschweißnaht
50: Endabschnitt
51: Aluminiumblechlaminat
52: Ende
54: Titanlasche
55: Stoß
56: Stoß
57: Lage
58: Titanlasche
59: Mittelebene
62: Schweißnaht
63: Ende
64: Ende
65: CFK-Laminat
66: Endabschnitt
67: Aluminiumlasche
68: Endabschnitt
69: Endabschnitt
80: Türausschnitt
81: Eckdoppler
82: Eckbereich
83: Kantenschutz
84: Seitenbereich
85: Ende
86: Titanlasche
87: Aluminiumblech
88: Länge
89: Aluminiumblech
93: Türrahmenspant
94: Niet
95: Titaneinlage
96: Laminat
97: Lasche

Claims

Verbund, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit: einem ersten Laminat (65), welches mit einem geschäfteten Ende (64) ausgebildet ist, in das eine korrespondierend geschäftete, erste Lasche (58) eingeklebt ist; einem zweiten Laminat (51), welches mit einem geschäfteten Ende (52) ausgebildet ist, in das eine korrespondierend geschäftete, zweite Lasche (54) eingeklebt ist; wobei die erste und zweite Lasche (58; 54) miteinander an ihrem Stoß (55; 56) verschweißt sind; wobei das erste Laminat (65) Lagen (57) aus CFK aufweist und die erste Lasche (58) aus Titan ausgebildet ist; und wobei das zweite Laminat (51) Lagen (57) aus CFK aufweist und die zweite Lasche (54) aus Titan ausgebildet ist.
Verbund, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit: einem ersten Laminat (65), welches mit einem geschäfteten Ende (64) ausgebildet ist, in das eine korrespondierend geschäftete, erste Lasche (58) eingeklebt ist; einem zweiten Laminat (51), welches mit einem geschäfteten Ende (52) ausgebildet ist, in das eine korrespondierend geschäftete, zweite Lasche (54) eingeklebt ist; wobei die erste und zweite Lasche (58; 54) miteinander an ihrem Stoß (55; 56) verschweißt sind; wobei das erste Laminat (65) Lagen (57) aus CFK aufweist und die erste Lasche (58) aus Titan ausgebildet ist; und wobei das zweite Laminat (51) Lagen (57) aus Aluminium aufweist und die zweite Lasche (54) aus Titan ausgebildet ist.
Verbund, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit: einem ersten Laminat (65), welches mit einem geschäfteten Ende (64) ausgebildet ist, in das eine korrespondierend geschäftete, erste Lasche (58) eingeklebt ist; einem zweiten Laminat (51), welches mit einem geschäfteten Ende (52) ausgebildet ist, in das eine korrespondierend geschäftete, zweite Lasche (54) eingeklebt ist; wobei die erste und zweite Lasche (58; 54) miteinander an ihrem Stoß (55; 56) verschweißt sind; wobei das erste Laminat (65) Lagen (57) aus Aluminium aufweist und die erste Lasche (58) aus Aluminium ausgebildet ist; und wobei das zweite Laminat (51) Lagen (57) aus Aluminium aufweist und die zweite Lasche (54) aus Aluminium ausgebildet ist.
Rumpfzellenabschitt (1) mit einer Unterschale (6) aus einem Aluminiumblechlaminat (51) und Seitenschalen (4, 9) aus CFK-Laminat (65), wobei die Unterschale (6) mit jeder der Seitenschalen (4, 9) einen Verbund nach Anspruch 2 bildet.