專利名稱：制造用于航空和航天的纖維復合構件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制造特別是用于航空和航天的纖維復合構件的方法，涉及一種用于制造此類纖維復合構件的形狀核心以及涉及一種具有至少一個加固元件的纖維復合構件，該纖維復合構件借助于這種形狀核心和/或這種方法制造。
背景技術：
盡管可以應用到任意的纖維復合構件上，但本發(fā)明以及其要解決的技術問題在下文中都參照平面的、利用加固元件(其也被稱為縱向加強肋)加固的碳纖維加強的合成材料(CFK)構件、比如飛機的機身殼體來詳細描述。普遍公知，CFK-外皮利用0 縱向加強肋加固，用以在盡可能小的重量的前提下維持飛機區(qū)域中較高的應力。此外主要區(qū)分兩類的縱向加強肋τ形縱向加強肋和Ω形縱向加強肋。T形縱向加強肋的橫截面由足部和橋接件組合而成。足部形成與外皮的連接面。 由T形縱向加強肋加固的外皮的應用在飛機構造中廣為公知。Ω形縱向加強肋大致具有一種帽形輪廓，其中，其足部與外皮連接。Ω形縱向加強肋可以或者在硬化或未硬化的狀態(tài)下粘接到同樣是硬化或未硬化的外皮上，或者同時與外皮濕對濕地(Nass-in-Nass)硬化。此外主要區(qū)分三種不同的接合方法1. 二次粘接利用粘接膜硬/硬-粘接2.協(xié)作粘接可選地利用粘接膜硬/濕-粘接3.協(xié)作固化濕/濕-粘接中間狀態(tài)、比如部分硬化也是可以的。但為了制造以硬化和/或未硬化的Ω形縱向加強肋加固硬化或未硬化的外皮需要支撐核心或形狀核心。一方面支承核心或形狀核心的功能在于，將位于硬化的縱向加強肋的空腔下方的、外皮的未硬化的纖維半成品和/ 或縱向加強肋的形狀穩(wěn)定的纖維半成品在制造過程期間在所需的Ω形形狀中固定以及支撐。另一方面支撐核心或形狀核心在協(xié)作粘接或在協(xié)作固化方法中將所需的高壓釜壓力傳遞到未硬化的接合對上。迄今為止，在高壓釜過程中為了將未硬化的Ω形縱向加強肋與未硬化的外皮粘接起來采用比如由比如聚酰胺(PA)或氟化乙丙烯(FEP)制成的異型化的鋁箔軟管或由硅橡膠制成的空心異型件作為支撐核心。在這種情況下高壓釜壓力在內(nèi)側(cè)作用到鋁箔軟管或硅異型件上，其又將高壓釜壓力傳遞到Ω形縱向加強肋下方的未硬化的外皮復層上。在硬化過程之后再次除去支撐核心。迄今為止試驗過的支撐核心材料不是一直導致可復制的好的構件質(zhì)量。所需的內(nèi)輪廓無法一直產(chǎn)生。這樣所謂的“軟管爆開”導致多孔的復層或?qū)е虏怀渥愕恼辰咏涌p且因此導致耗費的后續(xù)工作或?qū)е聫U品。在制造以Ω形縱向加強肋加固的外皮時也存在如下問題，目前用于支撐核心或形狀核心的材料成本較高(特別是由硅橡膠制成的空心異型件由于較小的耐用時間和可能的損壞)且在構造成Ω形縱向加強肋之后難以除去(比如由于錫箔夾雜)，從而保留在縱向加強肋中的材料不利地加重了飛機總重量。此外會產(chǎn)生在外皮區(qū)域中的孔聚集以及纖維偏轉(zhuǎn)，這對外皮區(qū)域結(jié)構中的均勻性、強度和力走向產(chǎn)生不利的影響。針對聲學的噪聲消除公知的是，將由CFK制成的復合件敷設到縱向加強肋之間的外皮區(qū)域上。

發(fā)明內(nèi)容
在該背景下本發(fā)明的目的在于，提出一種特別是用于航空和航天的成本低廉以及較輕的纖維復合構件。根據(jù)本發(fā)明該目的通過具有權利要求1和/或4的特征的方法、具有權利要求12 的特征的形狀核心(Formkern)和/或具有權利要求14的特征的纖維復合構件實現(xiàn)。相應地利用下列方法步驟實現(xiàn)用于制造特別是用于航空和航天的纖維復合構件的方法首先利用用于確定形狀核心的外部幾何形狀的核心工具從具有軟木的材料中構造形狀核心。這樣產(chǎn)生的形狀核心隨后貼靠在至少部分硬化的加固元件上地設置在需制造的纖維復合構件的基礎構件上用于成形需制造的纖維復合構件的至少個形狀分段。以熱和 /或壓力實現(xiàn)多級地加載至少形狀分段用于產(chǎn)生纖維復合構件。在用于制造特別是用于航天和航空的纖維復合構件的另一個方法中，利用用于確定形狀核心的外部幾何形狀的核心工具從具有軟木的材料中構建形狀核心，該形狀核心之后被設置到需制造的纖維復合構件的基礎構件上。之后在該基礎構件上至少在某些分段上敷設至少一個用于成形需制造的纖維復合構件的至少一個形狀分段的纖維半成品。隨后以熱和/或壓力多級地加載至少該形狀分段用以產(chǎn)生纖維復合構件。此外提出一種用于在基礎構件上制造纖維復合構件、特別是加固元件、比如縱向加強肋的形狀核心，具有一種核心材料，該核心材料具有軟木。此外提出一種具有至少一個特別是用于航天和航空的加固元件的纖維復合構件， 其借助于根據(jù)本發(fā)明的形狀核心和/或根據(jù)本發(fā)明的方法制造。本發(fā)明基于的構思在于，形狀核心由具有軟木的材料構建。這樣本發(fā)明相對于文章開頭所述的方法具有如下優(yōu)點，纖維復合構件可借助于成本低廉的形狀核心制造。此外該形狀核心可以具有多個功能。加固元件可以具有空腔且比如是Ω形縱向加強肋。但空腔也可以具有其它的橫截面，比如梯形、三角形、環(huán)形、波浪形等等。不具有空腔的加固元件、比如T形縱向加強肋、 U形縱向加強肋、L形縱向加強肋可以借助于形狀核心以作為支撐核心的功能比如側(cè)面地支撐。之后形狀核心部分地、比如作為外部的支撐核心，或完全地、比如作為內(nèi)部的支撐核心分別與這些幾何形狀匹配并且具有各橫截面。首先形狀核心可以貼靠在硬化的或部分硬化的加固元件上利用該加固元件敷設到未硬化的、部分硬化或硬化的接觸構件上作為加固元件的支撐件。
此外形狀核心可以設置在基礎構件上并且用于制造未硬化的、部分硬化的或完全硬化的基礎構件上的加固元件，其中，在形狀核心上堆積用于需生產(chǎn)的加固元件的纖維半成品。在作為純粹的支撐核心的功能中，將其在纖維復合構件的高壓釜硬化之后從加固元件中去除和/或從加固元件上拆下。該支撐核心性狀穩(wěn)定且同時是彈性的，這導致纖維復合構件的較好質(zhì)量。此外其可以多次使用且因此降低了成本。其相對較小的重量使得其可較好地操作。此外其可回收。在另一個功能中形狀核心保留作為在加固元件中和/或在加固元件上的所謂的 “流動的支撐核心”。為此除了上述的優(yōu)點之外還得到聲學噪聲消除的優(yōu)點，同時可以至少部分地舍棄利用常見材料的額外的消音裝置。以機身殼體形式的纖維復合構件通過保留在加固元件中和/或上的由軟木制成的支撐核心具有改善的反彈特性以及改善的防火特性 (也可以通過添加火焰抑制劑來提高)。此外實現(xiàn)了至少部分地隔熱。在從屬權利要求中給出了本發(fā)明的有利設計和改進。在加固元件至少部分硬化、即預硬化或者硬化后的情況下，形狀核心可以配有至少一個用于將形狀核心固定在加固元件上的固定元件。特別是如果形狀核心保留在構件中，該固定可以比如以粘接帶和/或樹脂膜和/或粘接膜(它們局部地和/或連續(xù)地被涂覆)的形式實現(xiàn)。此外如果要再次除去形狀核心，優(yōu)選的是，將至少一個固定元件安裝在形狀核心上且與至少一個能夠可除去地安裝在加固元件上的固定輔助元件配合，其中，比如至少一個固定元件和至少一個固定輔助元件以磁條構成。此外可以比如形狀核心在一個或多個貼靠在加固元件上的側(cè)面上配有磁條。該磁條可以粘接和/或接合到相應的(比如銑磨的或成形的)凹槽或凹口中。該凹槽或凹口對應于磁條的幾何橫截面。由此得到磁條的簡單引入以及不含殘渣的固定的優(yōu)點。對于薄壁形狀核心而言可以在安裝或接合磁條的區(qū)域中實現(xiàn)局部加厚。這樣加固元件在對應的側(cè)面/平面上配有可除去的金屬條、比如金屬板條，其與磁條配合。金屬條作為固定輔助元件也可以是磁條。此外有利的是，該固定輔助裝置也可容易地應用以及容易地除去。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式，在需構造的形狀核心的外部幾何形狀的需鋒利設計的過渡的區(qū)域中設置加強機構。該加強機構、特別是角異型件具有如下優(yōu)點，其形成鋒利的邊棱和角落，其中，形狀核心在該區(qū)域可以配有需容易制造的倒圓。優(yōu)選將分隔層敷設在形狀核心上或在形狀核心上產(chǎn)生分隔層，該分隔層防止加固元件或纖維半成品和/或基質(zhì)的材料附著在形狀核心上。該分隔層可以比如通過借助于研磨和/或拋光的加工過程直接產(chǎn)生。但該分隔層也可以由分隔膜和/或由液體分離介質(zhì)構成以及額外地涂覆。由此使得在借助于形狀核心產(chǎn)生的、纖維復合構件的分段至少部分硬化之后除去形狀核心變得容易。纖維半成品被理解為織物、網(wǎng)布和纖維墊。其配有基質(zhì)、比如環(huán)氧樹脂且緊接著比如在高壓釜中硬化。為此可以采用手糊_、預浸_、注塑-和/或真空灌注方法也結(jié)合纏繞技術。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選的改進，將形狀核心設置在由纖維復合半成品構成的基件上和/或為了形成至少一個、纖維復合構件的形狀分段至少部分地以纖維半成品包圍。這樣可以有利地以Ω形縱向加強肋但也可以以其它加固元件構造基件、比如外皮、壓力艙壁等等?？商鎿Q的或附加的是，也可以制造單獨的纖維復合構件，它們完全在其形狀方面通過形狀核心限定。形狀核心可以在硬化之后、比如在制造Ω形縱向加強肋時在縱向加強肋的縱向上從Ω形縱向加強肋中拔出，這通過分隔層變得容易。由此防止形狀核心的損壞，即形狀核心設計有至少一個、比如由防撕破的織物制成的加固層和/或防撕破的分隔膜。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的改進，形狀核心設計有至少一個咬邊。該咬邊優(yōu)選位于形狀核心的縱向上。這樣可以借助于這種形狀核心制造具有在其縱向上可變的橫截面的縱向加強肋。 形狀核心可以借助于擠壓方法構造。此外比如將軟木粉末與粘接劑以及由比如橡膠顆粒構成的填充材料混合并且為了形狀核心的所需的構造借助于成型工具擠壓。也可以將這樣制造出的形狀核心借助于剝除加工帶入最終尺寸，比如借助于切割、研磨或拋光。形狀核心也可以由至少兩個核心分段、比如兩個以擠壓方法或其它途徑制造出的分段組合而成，其中，這些分段相互粘接。它們當然還可以后續(xù)地被最終加工。形狀核心也可以形成為具有核心內(nèi)腔的空心核心。此外可以將由一個個板構成的側(cè)壁組合成最終形狀。也可以擠壓形狀核心，其中，以相應的核心填充內(nèi)腔。在另一個實施方式中，作為具有核心內(nèi)腔的空心核心的、形狀核心的構造具有下列分步驟提供完整異型件，其比如在擠壓方法中制成。比如借助于銑磨工具和/或切割工具產(chǎn)生形狀核心的外輪廓和內(nèi)輪廓。用于構造核心內(nèi)腔的銑磨工具和/或切割工具的外部幾何尺寸對應于核心內(nèi)腔的橫截面幾何尺寸?；剞D(zhuǎn)的銑磨工具和/或切割工具在完整異型件的縱向上始終如一地(in selbigem)運動，其中，通過銑磨工具和/或切割工具的柄部同時將縱向縫隙置入這樣制成的形狀核心的頂壁中。該縫隙可以比如以粘接的、由具有軟木的材料制成的條和/或以具有磁條的固定元件密封。在又一個實施方式中，形狀核心的構造具有下列分步驟準備板件，其比如通過砑光或其它擠壓方法制造。然后裁切出下料，其利用折疊工具折疊且之后借助于核心工具連接。此外，該核心工具用作外部形狀。在內(nèi)腔中可以置入另一個核心，其中，該核心在板件折疊時可以用作一類卷繞核心。為了折疊可以相應地預刮刻板件和/或配有凹痕。根據(jù)本發(fā)明的用于纖維復合構件、特別是制造航空和航天中的基礎構件旁和/或上的加固元件的形狀核心以具有軟木的材料構成且可以如上所示制造。具有至少一個特別是用于航空和航天的加固元件的纖維復合構件以上述形狀核心制成。在另一個實施方式中在纖維復合構件中形狀核心設置成貼靠在至少一個加固元件上作為噪聲消除機構和/或隔熱機構。


下面參照在示意性附圖中展示的實施例詳細描述本發(fā)明。其中圖1示出了加固元件的示意性橫截面視圖；圖2示出了按照圖1的具有根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第一實施例的橫截面的視圖3示出了在按照根據(jù)本發(fā)明的第一方法的制造中根據(jù)本發(fā)明的纖維復合構件的實施例的示意性透視圖；圖4示出了在成型工具或核心工具中的按照圖2的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第一實施例的示意性橫截面視圖；圖5示出了按照圖4的第一實施例的變型；圖6示出了按照圖1的根據(jù)本發(fā)明的具有加固元件的形狀核心的第二實施例的示意性橫截面視圖；圖7示出了具有按照圖1的加固元件的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第三實施例的示意性橫截面視圖；圖8示出了具有按照圖1的加固元件的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第四實施例的示意性橫截面視圖；圖9示出了用于制造按照圖8的第四實施例的板件的示意性俯視圖；圖10示出了按照圖9的板件的側(cè)視圖；圖11示出了按照第一實施例的形狀核心以及按照圖1的加固元件的固定方式的示意圖；圖12示出了圖11中展示的固定方式的變型；圖13示出了在按照根據(jù)本發(fā)明的第二方法的制造中根據(jù)本發(fā)明的纖維復合構件的實施例的示意性透視圖；圖14示出了具有按照圖1的加固元件的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第五實施例的示意性橫截面視圖；圖1 示出了用于按照圖6的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第二實施例的變型的核心預制件的示意性透視圖；圖15b示出了按照圖15a的核心預制件的加工方式的示意性透視圖；以及圖1 示出了按照圖6的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第二實施例的變型的示意性透視圖。在所有附圖中只要沒有給出反例，相同的或功能相同的元件分別以相同的附圖標記示出。
具體實施例方式首先參照圖1至3。圖1中繪出了加固元件1的示意性橫截面視圖。圖2示出了具有根據(jù)本發(fā)明的形狀核心7的第一實施例的橫截面的按照圖1的視圖，以及圖3展示了在根據(jù)本發(fā)明的第一方法的制造中根據(jù)本發(fā)明的纖維復合構件的實施例的示意性透視圖。加固元件1在該示例中是所謂的具有一種帽形輪廓的Ω形縱向加強肋，如圖1中所示，且垂直于繪圖平面。在圖3中展示了透視圖，其中，示例性繪出了兩個加固元件1，它們敷設在基礎構件11、比如未示出的航空和航天飛機的外皮構件或機身殼體上用以加固。加固元件1(參見圖1)具有兩個面對面的、傾斜向上相互延伸到一起的橋接件2， 它們在其上端部通過水平的連接部、這里叫做頂部5連接。在橋接件2的下端部處分別安裝向外指向的、水平延伸的具有下側(cè)面的足部3。下側(cè)面設置為用于鋪放以及用于安裝在需加固的基礎構件11(參見圖幻上的連接面4。橋接件2和頂部5包圍出大致梯形的空腔 6，其下部開孔通過基礎構件11 (參見圖3)封閉。在圖3中加固元件1與基礎構件11形成纖維復合構件10的形狀分段13。此外分別有一個內(nèi)表面分段12設置在加固元件1的各內(nèi)腔6下方的基礎構件11的表面上。在加固元件1的內(nèi)腔6中分別設置一個形狀核心7 (Formkern)，如在圖2中以橫截面示出。但也可以先后設置多個形狀核心7。在該示例中形狀核心7完全填充加固元件1的空腔6，其中，形狀核心7的側(cè)面8 貼靠在橋接件2以及加固元件1的頂部5的內(nèi)側(cè)面上并且與其接觸。形狀核心7的形狀核心底面9與加固元件1的足部3的各連接面4對齊。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例中加固元件1已經(jīng)在另一個地點制成，對此也可以應用于形狀核心7，且可以至少部分硬化。這里部分硬化的概念表示的是，加固元件1 被增強到使得其可以從其制造地點運輸?shù)皆谠撌纠羞€未硬化的基礎構件11上。此外，形狀核心7位于加固元件1的空腔6中。在位于基礎構件11上的布置方式中形狀核心底面 9在加固元件1的足部的連接面4之間遮蓋未硬化的基礎構件11的表面的內(nèi)表面分段12。 利用連接面4將加固元件1與基礎構件11在下一方法步驟中連接起來。為此在高壓釜中以熱和/或壓力完成至少形狀分段13的多級加載，用以制造出以加固元件1加固的纖維復合構件10，其中，將連接面4與基礎構件11連接。此外可以采用不同的制造方法。優(yōu)選這里選擇所謂的真空灌注法。但這里同樣可采用預浸方法。此外基礎構件11的表面的內(nèi)表面分段12通過形狀核心7的形狀核心底面9支撐和保持，使得在內(nèi)表面分段12的表皮區(qū)中不產(chǎn)生孔聚集和纖維偏轉(zhuǎn)。這樣被證明為對于表皮區(qū)結(jié)構中的均勻性、強度和力走向是有利的。此外借助于圖4至10描述形狀核心7的構建。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的形狀核心7的第一實施例的示意性橫截面示圖。形狀核心7由核心材料構成，核心材料具有軟木，比如具有粘接劑和填充材料的軟木粉末。也可以是由軟木顆粒和橡膠顆粒組成的化合物，這也被稱為橡膠軟木。也可以是由至少一個軟木層和至少一個橡膠層構成的復合材料。該核心材料被置入核心工具14 中且在核心工具中被帶入所需的、具有形狀核心7的橫截面的形狀中。這里大致為梯形構造。這可以比如通過擠壓實現(xiàn)。通過施加熱可以使粘接劑生效，比如通過硫化物質(zhì)的橡膠。 當然也可以采用其它方法。在該示例中形狀核心7以分隔層15包圍，其將形狀核心在所謂側(cè)面上完全包封且鑒于過程溫度和過程壓力適合于其制造方法和繼續(xù)加工和處理。分隔層15在脫模時不僅用于準確分隔形狀核心7與核心工具14而且用于準確分隔形狀核心7與加固元件1和基礎構件11。分隔層15的表面特性對于內(nèi)表面分段12(參見圖3)的表面是重要的。分隔層 15可以比如借助于研磨和拋光形狀核心7直接構建在部件上。也可以敷設合適的涂層，比如由塑料和/或液體分離劑和/或分隔膜構成的涂層。也可以在另一個實施方式中實現(xiàn)，將形狀核心7裁切成所需的橫截面。之后可以將核心工具14比如示意性視為切割工具。圖5示出了帶有形狀核心7的核心工具14的具有不同的橫截面的一個變型，其中，下部的角落區(qū)域通過加強機構17、比如由金屬、塑料或軟木和/或橡膠軟木制成的板條代替。這樣形狀核心7可以獲得特別好地設計的角落區(qū)域，其中，加強機構17在單獨的工具中制成。在將形狀核心7從加固元件1中除去時，加強機構17根據(jù)實施方式的不同被一同除去或保留在加固元件1中。圖6示出了具有按照圖1的加固元件1的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心7的第二實施例的示意性橫截面視圖。在該實施方式中形狀核心7設計有核心內(nèi)腔18，其在制造形狀核心 7時可以以另一個核心填充。這類的形狀核心7由于其極小的重量比如適合于保留在加固元件1中，其中，將可能的核心從核心內(nèi)腔18中除去。這里采用具有加固層16的形狀核心7，其比如是防撕破的織物層。但也可以是另一種加固的材料、比如防撕裂的分隔膜。加固層16也可以代替或作為分隔層15(參見圖4 和5)使用。如果在脫模時將形狀核心7拔出，則加固層16是特別有利的，因為由此防止形狀核心受損并且提高其重復使用可能性。在圖7中示出了具有按照圖1的加固元件1的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心7的第三實施例的示意性橫截面視圖，其中，形狀核心7這里由三個核心分段19組合而成。這里核心分段19分別具有三角形的橫截面，但不限于此。核心分段19相互固定連接、比如粘接，其中粘接劑適合于在生產(chǎn)纖維復合構件10時的溫度和壓力并且相對于采用的基質(zhì)材料是穩(wěn)定的。該實施例比如適合于較大的核心橫截面。核心分段19可以通過簡單的核心工具14 制造。圖8描繪了具有按照圖1的加固元件1的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心7的第四實施例的示意性橫截面視圖。為此圖9展示了用于制造按照圖8的第四實施例的形狀核心7的板件20的示意性俯視圖，以及圖10展示了按照圖9的板件20的側(cè)視圖。形狀核心7同樣如按照圖6的第二實施例那樣具有核心內(nèi)腔18。形狀核心7具有底壁21，其外表面形成形狀核心底面9。分別有一個側(cè)壁22在折疊分段M中連接在底壁 21的端部，其中，側(cè)壁22的外表面貼靠在加固元件1的橋接件2的內(nèi)表面上。側(cè)壁22的端部也通過折疊分段M分別與頂壁23連接。頂壁23以其外壁面形成到加固元件1的頂部5的內(nèi)表面上的支承面。頂壁23的的自由端部重疊且在連接分段25中相互連接、比如粘接。按照第四實施例首先按照尺寸裁切以由板件20(其在圖9中繪出)制成的折疊核心形式的形狀核心7。在圖9中板件20向上和向下以一定的長度延伸，該長度對應于形狀核心7的長度或按照其尺寸裁切。在板件20的寬度中、即這里在圖9中從左向右，上述在圖8下給出的一個個分段通過對折疊分段M雕刻和/或刻槽形成。連接分節(jié)25同樣在該示例中傾斜裁切用于重疊。折疊分段M可以比如額外地配有粘接劑和/或在折疊過程之后以粘接條固定。圖10展示了板件20的側(cè)視圖。這里可見，折疊分段M在該實施例中具有V形的缺口?？蛇x地，板件可以在一側(cè)和/或在兩側(cè)配有分隔膜和/或高壓釜膜。這樣準備好的板件20可以根據(jù)形狀核心7的橫截面按照圖8經(jīng)受折疊過程，其中，比如側(cè)壁22連同固定在其上的頂壁23在底壁21的左邊和右邊分別在順時針和逆時針方向折疊，其中，頂壁23的自由端部在連接分段25中重疊且相互固定。折疊過程可以自動地在合適的折疊工具中完成，比如在形狀核心的縱向上(垂直于圖9的繪圖平面)。此外具有核心內(nèi)腔18的橫截面的核心可以用作其它的折疊工具，這很容易理解。在運輸加固元件1連同內(nèi)部設置的作為支撐核心的形狀核心7時，在布置到基礎構件11上時以及為其它目的可能需要固定加固元件1和形狀核心7。圖11描繪了按照第一實施例以及圖1的加固元件的形狀核心7的固定方式的示意性示圖，以及圖12描繪了在圖11中展示的固定方式的變型。由于在至少部分硬化的加固元件1中空腔6中的內(nèi)表面已經(jīng)預制地構造或構造完成，至少一個貼靠在加固元件1上的、形狀核心7的側(cè)表面8可以配有固定元件26。在未示出的實施例中固定元件沈可以作為粘接帶單獨地、安裝在側(cè)表面 8上和/或安裝在加固元件1的空腔6的內(nèi)表面上。在圖11和12中展示的實施例中固定元件26分別是磁條或金屬條/金屬板。在圖11中固定元件沈具有一個橫截面，其允許將固定元件26在形狀核心7的縱向上引入，其中，其在垂直方向上由于橫截面形狀型面配合地保持在形狀核心中。這里將具有與固定元件沈相對應的橫截面的凹口成形到形狀核心7 的上部分段中，其中，固定元件26的表面貼靠在加固元件1的頂部5的內(nèi)表面上。在頂部5 的相對立的外側(cè)面上安裝固定輔助元件27，其與固定元件沈這里通過磁力配合。固定輔助元件27在該示例中是金屬板條，其是可磁化的。這樣實現(xiàn)了形狀核心7和加固元件1的不含殘渣的固定，其中，固定輔助元件27容易附著地敷設。在將加固元件定位到基礎構件11 上之后的高壓釜行駛之前，再次除去固定輔助元件27。固定元件沈也可以粘接到簡單的凹口(如圖12所示)、粘接到形狀核心7的側(cè)表面8中。固定元件沈和固定輔助元件27也可以都是磁條。在薄壁形狀核心7的情況下，比如在按照圖6的第二實施例中，在固定元件 26設置有凹口的區(qū)域中增厚。 但根據(jù)本發(fā)明的形狀核心7 (其具有軟木材料)也可以在制造方法中使用，其中， 加固元件1直接在基礎構件11上形成。此外圖13展示了在根據(jù)本發(fā)明的第二種方法的制造中根據(jù)本發(fā)明的纖維復合構件10的實施例的示意性透視圖。形狀核心7這里比如是按照圖6的第二實施例的具有核心內(nèi)腔18的實施方式。兩個形狀核心7設置在基礎構件11上，其中，它們的形狀核心底面9接觸各內(nèi)表面分段12。 形狀核心7以一層或多層纖維半成品觀敷設，其之后以基質(zhì)浸濕，用以形成具有加固元件的形狀分段13。但纖維半成品也可以已經(jīng)以樹脂預浸且之后作為預浸件存在。硬化過程如上所述完成。本發(fā)明不限于附圖中展示的、特殊的制造用于航空和航天的纖維復合構件的方法。這樣比如本發(fā)明的構思也可以應用在運動器械或摩托車運動領域的纖維復合構件上。此外形狀核心的幾何形狀也可以以各種各樣的方式和方法改變。此外也可以采用多個形狀核心，用以構造一個形狀核心。在這種情況下目的在于， 借助于大量形狀核心形成復雜的幾何形狀。由此可以制造復雜的纖維復合構件。其它的加固異型件、比如T形縱向加強肋、L形縱向加強肋、U形縱向加強肋、管件、 上述異型件的混合形狀等等也可以利用根據(jù)本發(fā)明的由具有軟木的材料制成的形狀核心7 作為支撐核心支撐。為此形狀核心7具有需支撐的加固異型件分段的各個橫截面或各個形狀。固定方式可以如上參照圖11或12。按照圖8的折疊核心也可以如在圖14中在具有按照圖1的加固元件的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第五實施例的示意性橫截面視圖中展示，在頂部區(qū)域中具有兩個頂壁23 以大面積連接分段25的平面重疊。該實施方式特別適合于已經(jīng)硬化的且其頂部區(qū)域不必再通過形狀核心7成形的加固元件1。代替折疊核心也可以由一個個板組合而成。此外形狀核心7還可以由實心材料制造。為此圖1 至15c展示了用于按照圖6 的根據(jù)本發(fā)明的形狀核心的第二實施例的變型的核心預制件四的示意性透視圖、其加工以及最終形狀。為此作為具有核心內(nèi)腔18的空心核心的形狀核心7的構造具有下列分步驟提供核心預制件四或?qū)嵭漠愋图浔热缭跀D壓方法中制成，比如借助于銑磨工具和/ 或切割工具30產(chǎn)生形狀核心7的外輪廓和/內(nèi)輪廓。用于構建核心內(nèi)腔18的銑磨工具和 /或切割工具30的外部幾何形狀對應于核心內(nèi)腔18的幾何橫截面。回轉(zhuǎn)的銑磨工具和/ 或切割工具30在實心異型件的縱向上始終如一地運動，其中，通過銑磨工具和/或切割工具30的柄部31同時將縱向縫隙32置入這樣制成的形狀核心的頂壁23中?？v向縫隙32 可以或者利用粘接上的由具有軟木的材料制成的條和/或利用具有磁條的固定元件26 (參見比如圖11、1幻封閉。形狀核心7的外部幾何形狀(其與加固元件1的內(nèi)部幾何形狀匹配)通過相應地加工、比如銑磨和/或切割核心預制件四制造。但核心預制件四也可以已經(jīng)具有最終的外部輪廓。本發(fā)明提出一種用于制造特別是用于航空和航天的纖維復合構件10的方法，具有下列方法步驟利用用于確定形狀核心7的外部幾何形狀的核心工具14由具有軟木的材料構建形狀核心7 ；將如此構建的貼靠在至少部分硬化的加固元件1上的形狀核心7布置在需制造的纖維復合構件10的基礎構件11上用于成形至少一個、需制造的纖維復合構件 10的形狀分段13 ；多級地以熱和/或壓力加載至少形狀核心分段13用于產(chǎn)生纖維復合構件10 ；以及形狀核心7和纖維復合構件10。本發(fā)明的優(yōu)選實施例1. 一種用于制造特別是用于航空和航天的纖維復合構件的方法，具有下列步驟利用用于確定形狀核心(7)的外部幾何形狀的核心工具(14)從具有軟木的材料中構建形狀核心(7)；將如此構建的形狀核心(7)貼靠在至少部分硬化的加固元件(1)上設置在需制造的纖維復合構件(10)的基礎構件(11)上用于成形需制造的纖維復合構件(10)的至少一個形狀分段(1 ；以及以熱和/或壓力多級地加載至少所述形狀分段(1 用以產(chǎn)生纖維復合構件(10)。2.根據(jù)實施例1所述的方法，其特征在于，設置至少一個用于將形狀核心(7)固定在加固元件(1)上的固定元件06)。3.根據(jù)實施例2所述的方法，其特征在于，將至少一個固定元件06)安裝在形狀核心(7)上且與至少一個能夠可拆卸地安裝在加固元件(1)上的固定輔助元件(XT)配合， 其中，比如所述至少一個固定元件06)和所述至少一個固定輔助元件(XT)設計有磁條。4. 一種用于制造特別是用于航空和航天的纖維復合構件的方法，具有下列方法步驟利用用于確定形狀核心(7)的外部幾何形狀的核心工具(14)從具有軟木的材料中構建形狀核心(7)；將如此構建的形狀核心(7)設置在需制造的纖維復合構件(10)的基礎構件(11) 上以及至少在某些分段上將至少一個纖維半成品08)敷設到構建好的形狀核心(7)上用于成形需制造的纖維復合構件(10)的至少一個形狀分段(13)；以及以熱和/或壓力多級地加載至少所述形狀分段(1 用以產(chǎn)生纖維復合構件(10)。5.根據(jù)前述實施例中至少一項所述的方法，其特征在于，所述形狀核心(7)至少部分地設計有至少一個由防撕裂的織物和/或防撕裂的分割膜構成的加固層(16)。6.根據(jù)前述實施例中至少一項所述的方法，其特征在于，在構建形狀核心(7)時在需構建的形狀核心(7)的外部幾何形狀的需設計成鋒利的過渡區(qū)域中設置加強機構 (17)。7.根據(jù)前述實施例中至少一項所述的方法，其特征在于，在構建形狀核心(7)時和/或在構建形狀核心(7)之后將分隔層(1 敷設到形狀核心(7)上，所述分隔層比如通過借助于研磨和/或拋光和/或額外敷設的分隔膜和/或液體分離劑的加工過程產(chǎn)生。8.根據(jù)前述實施例中至少一項所述的方法，其特征在于，所述形狀核心(7)由至少兩個核心分段(19)組合而成。9.根據(jù)前述實施例中至少一項所述的方法，其特征在于，所述形狀核心(7)被設計為具有核心內(nèi)腔(18)的空心核心。10.根據(jù)前述實施例中至少一項所述的方法，其特征在于，所述形狀核心(7)的構建具有下列步驟提供板件00);裁切下料；以折疊工具折疊下料；以及借助于核心工具(14)連接下料。11.根據(jù)實施例1-9中至少一項所述的方法，其特征在于，所述形狀核心(7)利用擠壓方法構建。12. 一種用于制造纖維復合構件(10)、特別是在用于航空和航天的基礎構件(11) 上的加固元件(1)的形狀核心(7)，其中，形狀核心(7)以具有軟木的材料構建。13.根據(jù)實施例12所述的形狀核心(7)，其特征在于，所述形狀核心(7)按照實施例1至11中至少一項所述的方法制造。14. 一種纖維復合構件(10)，特別是用于航空和航天，具有至少一個加固元件 (1)，所述纖維復合構件借助于根據(jù)實施例12或13所述的形狀核心(7)按照實施例1至11 中至少一項所述的方法制造。15.根據(jù)實施例14所述的纖維復合構件(10)，其特征在于，所述形狀核心(7)設置成貼靠在至少一個加固元件(1)上作為噪聲消除裝置、隔熱元件和/或用于改善反彈特性和/或防火特性。附圖標記列表1加固元件2橋接件3 足部4連接面5 頂部6 空腔7形狀核心
8 側(cè)面9形狀核心底面10纖維復合構件11基礎構件12內(nèi)表面分段13形狀分段14核心工具15分隔層16加固層17加強機構18核心內(nèi)腔19核心分段20板件21底壁22側(cè)壁23頂壁24折疊分段25連接分段26固定元件27固定輔助元件28纖維半成品29核心預制件30銑磨工具和/或切割工具31柄部32縱向縫隙
權利要求
1.一種用于制造用于航空和航天的基礎構件(11)上的加固元件(1)的纖維復合構件 (10)的形狀核心(7)，其中，以具有軟木的材料構建形狀核心(7)作為實心異型件或作為具有核心內(nèi)腔(18)的空心核心。
2.根據(jù)權利要求1所述的形狀核心(7)，其特征在于，所述形狀核心(7)至少部分地具有至少一個由防撕裂的織物和/或防撕裂的分隔膜構成的加固層(16)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的形狀核心(7)，其特征在于，所述形狀核心(7)在其外部幾何形狀的鋒利的過渡區(qū)域中配有加強機構(17)。
4.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的形狀核心(7)，其特征在于，所述形狀核心(7) 由至少兩個核心分段(19)組合而成。
5.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的形狀核心(7)，其特征在于，所述形狀核心(7) 由板件00)的折疊的下料構建。
6.一種用于制造用于航空和航天的纖維復合構件的方法，具有下列步驟利用用于確定形狀核心(7)的外部幾何形狀的核心工具(14)從具有軟木的材料中構建按照前述權利要求中任一項所述的形狀核心(7)；將如此構建的形狀核心(7)貼靠在至少部分硬化的加固元件(1)上設置在需制造的纖維復合構件(10)的基礎構件(11)上，其中，在加固元件(1)上設置至少一個用于固定形狀核心(7)的固定元件⑶，或?qū)⑷绱藰嫿ǖ男螤詈诵?7)設置在需制造的纖維復合構件(10)的基礎構件(11)上以及至少在某些分段上將至少一個纖維半成品08)敷設到構建好的形狀核心(7)上用于成形需制造的纖維復合構件(10)的至少一個形狀分段(13)；以及以熱和/或壓力多級地加載至少所述形狀分段(1 用以產(chǎn)生纖維復合構件(10)。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，將至少一個固定元件06)安裝在形狀核心(7)上且與至少一個能夠可拆卸地安裝在加固元件(1)上的固定輔助元件(XT)配合，其中，比如所述至少一個固定元件06)和所述至少一個固定輔助元件(XT)設計有磁條。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的方法，其特征在于，在構建形狀核心(7)時和/或在構建形狀核心(7)之后將分隔層(15)敷設到形狀核心(7)上，所述分隔層比如通過借助于研磨和/或拋光和/或額外敷設的分隔膜和/或液體分離劑的加工過程產(chǎn)生。
9.根據(jù)權利要求6至8中至少一項所述的方法，其特征在于，所述形狀核心(7)的構建具有下列步驟提供板件OO)；裁切下料；以折疊工具折疊下料；以及借助于核心工具(14)連接下料。
10.根據(jù)權利要求6至9中至少一項所述的方法，其特征在于，所述形狀核心(7)利用擠壓方法構建。
11.一種纖維復合構件(10)，特別是用于航空和航天，具有至少一個加固元件(1)，所述纖維復合構件借助于根據(jù)權利要求1至5中至少一項所述的形狀核心(7)和/或按照權利要求6至10中至少一項所述的方法制造，其中，所述形狀核心(7)設置成貼靠在至少一個加固元件(1)上作為噪聲消除裝置、隔熱元件和/或用于改善反彈特性和/或防火特性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造特別是用于航空和航天的纖維復合構件(10)的方法，具有下列方法步驟利用用于確定形狀核心(7)的外部幾何形狀的核心工具(14)從具有軟木的材料中構建形狀核心(7)；將如此構建的形狀核心(7)貼靠在至少部分硬化的加固元件(1)上設置在需制造的纖維復合構件(10)的基礎構件(11)上用于成形需制造的纖維復合構件(10)的至少一個形狀分段(13)；以及以熱和/或壓力多級地加載至少所述形狀分段(13)用以產(chǎn)生纖維復合構件(10)；以及一種形狀核心(7)和一種纖維復合構件(10)。
文檔編號B29C33/76GK102458790SQ201080029021
公開日2012年5月16日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權日2009年4月28日
發(fā)明者克里斯蒂安·尼馳 申請人:空中客車運營有限公司