專利名稱：組合碳-金屬的不對(duì)稱拼接的裝置與方法
組合碳-金屬的不對(duì)稱拼接的裝置與方法技術(shù)領(lǐng)域[01本發(fā)明涉及不對(duì)稱拼接的裝置與方法，其尤其被用來(lái)制造特別是在航空領(lǐng)域的高荷載結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景[02在飛行器制造過(guò)程中，不同部件由通過(guò)肋條或框架加固或不加固 的面板裝配構(gòu)成。[03飛行器的一重要元件是接收飛機(jī)機(jī)翼的中央段，所述機(jī)身元件承 受極大的應(yīng)力，且理想的是保證所述應(yīng)力能夠良好地從機(jī)翼向機(jī)身、并從 機(jī)身向其余結(jié)構(gòu)傳遞。[04制造飛行器越來(lái)越借助于尤其為碳基的復(fù)合材料以及復(fù)合物-金 屬(composite-m6tallique )的組合結(jié)構(gòu)。[05零件的連接組成機(jī)身的不同部件，且其相互的連接尤其使用了拼 接技術(shù)，也就是面板或構(gòu)架之間的連接借助于被螺栓固定或鉚接在所述面 板之上的連接件完成，且其能在所述面板或構(gòu)架之間傳遞應(yīng)力。[06本發(fā)明涉及一采用拼接連接的優(yōu)化技術(shù)，特別適于連接性質(zhì)不同 的元件，例如復(fù)合面板與金屬夾板。[07本發(fā)明特別能在復(fù)合材料制的大型飛行器的中央機(jī)身的裝配上 獲得應(yīng)用，所述機(jī)身需要進(jìn)行預(yù)裝配，隨后被移動(dòng)用來(lái)接收飛行器的機(jī)翼， 且在裝配階段過(guò)程中維持其尺寸特征。發(fā)明內(nèi)容[08為此，本發(fā)明主要涉及一拼接裝置，其主要包括一夾板與一背夾 板，它們聯(lián)接在所述夾板與背夾板之間所接收的至少一第一與一第二結(jié)構(gòu) 元件，其特征在于，所述背夾板具有比夾板的固定點(diǎn)(point de fixation ) 的數(shù)量少的固定點(diǎn)數(shù)量，從而通過(guò)比將所述結(jié)構(gòu)元件固定在所述夾板上的
固定點(diǎn)數(shù)量少的固定點(diǎn)數(shù)量，所述第 一與第二結(jié)構(gòu)元件被固定在所述夾板 與所述背夾板之間，因而拼接是一種不對(duì)稱拼接，所述結(jié)構(gòu)元件的至少一 個(gè)是用復(fù)合材料制成的元件。09本發(fā)明還涉及拼接組裝方法，在一機(jī)身與飛行器的機(jī)翼的至少一 元件之間通過(guò)拼接進(jìn)行組裝，其特征在于，首先從通過(guò)夾板組裝的、由復(fù) 合材料制成的結(jié)構(gòu)面板開始，構(gòu)造機(jī)身，其中至少一夾板包括一第一分支， 所述第一分支首先通過(guò)遠(yuǎn)端固定點(diǎn)固定在至少一面板上，將所述第一分支 固定在所述面板上的其它固定點(diǎn)保持自由；面對(duì)所述機(jī)翼元件旋轉(zhuǎn)所述機(jī) 身，將所述機(jī)身與所述機(jī)翼元件組裝在一起；通過(guò)所述夾板的一第二分支 的一遠(yuǎn)端固定點(diǎn)，將所述機(jī)翼元件與所述第二分支聯(lián)接在一起；且通過(guò)設(shè) 置在所述第一分支的遠(yuǎn)端固定點(diǎn)與所述第二分支的遠(yuǎn)端固定點(diǎn)之間的固定 點(diǎn)，緊固在所述夾板與 一背夾板之間的所述面板和所述機(jī)翼元件。[10按照本發(fā)明的裝置尤其能簡(jiǎn)化飛行器機(jī)身與所述飛行器機(jī)翼的 組裝，且在機(jī)身上良好地回應(yīng)(reprise)機(jī)翼的應(yīng)力。


[11參考附圖，通過(guò)以下對(duì)非限制性的實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它 特征與優(yōu)點(diǎn)得以體現(xiàn)，其中[12圖l:按照本發(fā)明的機(jī)身與機(jī)翼元件組裝的實(shí)施例的透視示意圖； [131圖2:按照本發(fā)明的拼接裝置的側(cè)面圖。
具體實(shí)施方式
[14圖1所示的拼接裝置包括一夾板(6clisse) 1與一背夾板(contre 6clisse) 2，它們聯(lián)接在夾板1與背夾板2之間所接收的至少第一3與第二 4結(jié)構(gòu)元件。[15按照實(shí)例，第一結(jié)構(gòu)元件3是一飛行器的中央機(jī)身的下部，其接 收飛行器機(jī)翼的下機(jī)翼元件，第二結(jié)構(gòu)元件4是機(jī)翼元件之一。[16中央機(jī)身尤其是一以碳基復(fù)合面板制成的機(jī)身。 [17夾板被設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)元件之上方，且背夾板在下方將所述結(jié)構(gòu) 元件保持在一起。18按照本發(fā)明，背夾板2包括大量的固定點(diǎn)M、 N，其數(shù)量少于夾
板的固定點(diǎn)P、 Q的數(shù)量，從而通過(guò)固定點(diǎn)數(shù)量M+N—一其少于夾板l上 的所述結(jié)構(gòu)元件的固定點(diǎn)數(shù)量P+Q，所述第一3與第二4結(jié)構(gòu)元件^ 皮固定 在夾板1與背夾板2之間，且拼接因此是一種不對(duì)稱拼接。[19這樣的不對(duì)稱拼接首要的優(yōu)點(diǎn)在于，允許應(yīng)力在固定處良好地分 布，而第二優(yōu)點(diǎn)在于允許面板元件預(yù)安裝在一起，向遠(yuǎn)離機(jī)翼元件的組 裝站搬運(yùn)機(jī)身、甚至運(yùn)輸機(jī)身，將機(jī)翼元件在夾板l上定位與預(yù)固定，然 后，在外側(cè)安置背夾板，而無(wú)需分開已經(jīng)組裝在夾板上的元件，而這種分 開可能會(huì)造成機(jī)身壁板的固定點(diǎn)和與機(jī)身在一起的機(jī)翼元件的固定點(diǎn)無(wú)法 對(duì)齊。[20組合不對(duì)稱拼接與復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的本發(fā)明的第三優(yōu)點(diǎn)在于所獲 得的質(zhì)量的益處，這是對(duì)于其靜態(tài)疲勞強(qiáng)度(tenue statique et en fatigue) 等于對(duì)稱拼接的金屬結(jié)構(gòu)元件的靜態(tài)疲勞強(qiáng)度而言。[21由于背夾板包括較少的固定在結(jié)構(gòu)元件上的固定點(diǎn)，不對(duì)稱拼接 還可以減少源自于金屬夾板與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)元件之間的金屬與復(fù)合材料膨 脹差別產(chǎn)生的熱應(yīng)力。[22按照?qǐng)D1的實(shí)例，在把本發(fā)明的裝置運(yùn)用在一接收機(jī)翼元件的中 央機(jī)身的情況下，夾板1是一T形夾板，其包括第一分支5，其固定第 一結(jié)構(gòu)元件3，即機(jī)身底部；第二分支6，其固定第二結(jié)構(gòu)元件4，即機(jī)翼 元件，第二分支基本延伸第一分支5;以及第三分支7，其固定第三結(jié)構(gòu)元 件8，例如機(jī)身壁板，第三分支相對(duì)于所述第一與第二分支5、 6傾斜。[23在圖1實(shí)例的情況下，第一與第三結(jié)構(gòu)元件3、 8屬于機(jī)身9的 鄰接表面，且接收第一結(jié)構(gòu)元件3的夾板的第一分支5被接收在機(jī)身9的 一內(nèi)表面上，第二分支6經(jīng)由其下方側(cè)肋伸出于機(jī)身的內(nèi)部空間。[24T形夾板因此構(gòu)成機(jī)身的下肋。[25參考圖2—-其明確構(gòu)造細(xì)節(jié)，背夾板2與夾板1限圍第一3與 第二4結(jié)構(gòu)元件。[26結(jié)構(gòu)元件在夾板與背夾板上的固定點(diǎn)由在結(jié)構(gòu)元件、夾板與背夾 板上實(shí)現(xiàn)的孔構(gòu)成，所述孔被設(shè)置成它們的位置重迭，用以接收固定部 件ll、 12"~—例如螺絲螺母裝置或鉚釘，且實(shí)現(xiàn)所述組裝。[27正如上文所示，裝置可通過(guò)使用夾板端部的固定點(diǎn)來(lái)將元件預(yù)組
裝在夾板上，然后借助背夾板完成最終的組裝，而無(wú)需拆卸所述預(yù)組裝。[28因此，按照本發(fā)明，為了通過(guò)拼接把機(jī)身9與飛行器的至少一機(jī) 翼元件4組裝，首先從由夾板組裝的結(jié)構(gòu)面板3、 8、 IO開始，構(gòu)造機(jī)身9， 其中至少一夾板l包括第一分支5，所述第一分支首先通過(guò)遠(yuǎn)端固定點(diǎn)Q1 固定在至少一機(jī)身面板上，在這種情況下是機(jī)身的下部面板，第一分支5 的固定在所述面板上的其它固定點(diǎn)Q2，…，Qn保持自由，由此形成的機(jī)身 可以被移動(dòng)，隨后，面對(duì)機(jī)翼元件4安放機(jī)身9，機(jī)身9與所述機(jī)翼元件4 組裝在一起，通過(guò)第二分支6的遠(yuǎn)端固定點(diǎn)P1，將機(jī)翼元件4對(duì)齊夾板的 第二分支6且與之聯(lián)接在一起，機(jī)身—機(jī)翼元件組件因此凈皮準(zhǔn)確地安置， 且通過(guò)設(shè)置在第 一分支的所述遠(yuǎn)端固定點(diǎn)與第二分支的遠(yuǎn)端固定點(diǎn)之間的 固定點(diǎn)，緊固夾板1與背夾板2之間的面板3與機(jī)翼元件4，為了保持已 經(jīng)定位的面板元件的正確對(duì)齊，遠(yuǎn)端固定點(diǎn)無(wú)需被拆卸。[29本發(fā)明因此能通過(guò)將機(jī)身面板組裝在夾板外表面上而構(gòu)造機(jī)身， 且隨后能允許搬運(yùn)所述機(jī)身，因而，這為了能接收機(jī)翼元件保持所述機(jī)身 的完整性。[30顯然，飛行器的左側(cè)與右側(cè)機(jī)翼元件按照本發(fā)明的原理被組裝。 [31此外，本發(fā)明不局限于所示實(shí)例，且尤其是，不對(duì)稱拼接裝置可以被用來(lái)把機(jī)翼上部元件聯(lián)接在所述機(jī)身上，或者被用來(lái)聯(lián)接飛行器其它元件或其它任何機(jī)械構(gòu)造。
權(quán)利要求
1. 拼接裝置，其包括一夾板(1)與一背夾板(2),它們聯(lián)接在所 述夾板(1)與背夾板(2)之間所接收的至少一第一 (3)與一第二 (4) 結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述背夾板(2)具有比夾板的固定點(diǎn)的數(shù)量(P、 Q) 少的固定點(diǎn)數(shù)量(M、 N)，從而通過(guò)比將所述第一 (3)與第二 (4)結(jié) 構(gòu)元件固定在所述夾板(1)上的固定點(diǎn)數(shù)量(P+Q)少的固定點(diǎn)數(shù)量 (M+N),所述第一 (3)與第二 (4)結(jié)構(gòu)元件被固定在所述夾板(1) 與所述背夾板(2)之間，因而拼接是一種不對(duì)稱拼接，所述結(jié)構(gòu)元件的至 少 一 個(gè)是用復(fù)合材料制成的元件。
2. 按照權(quán)利要求l所述的拼接裝置，其特征在于，所述夾板(l)是 一T形夾板，其包括第一分支(5),其固定一第一結(jié)構(gòu)元件(3);第 二分支(6)，其固定一第二結(jié)構(gòu)元件(4)，所述第二分支基本位于第一 分支(5)的延伸處；以及第三分支(7),其固定一第三結(jié)構(gòu)元件(8)， 所述第三分支相對(duì)于所述第一與第二分支(5、 6)傾斜。
3. 被拼接的結(jié)構(gòu)體,其包括至少一個(gè)按照權(quán)利要求2所述的拼接裝置， 其特征在于，所述第一與第三結(jié)構(gòu)元件(3、 8)屬于一機(jī)身(9)的鄰接表 面，且接收所述第一結(jié)構(gòu)元件(3)的所述夾板的第一分支(5)被接收在 所述機(jī)身(9)的一內(nèi)表面上。
4. 按照權(quán)利要求3所述的拼接裝置，其特征在于，所述背夾板(2) 與所述夾板(1)限圍所述第一 (3)與第二 (4)結(jié)構(gòu)元件。
5. 拼接組裝方法，在一機(jī)身(9)與飛行器的的至少一機(jī)翼元件(4) 之間通過(guò)拼接進(jìn)行組裝，其特征在于，從通過(guò)夾板組裝的、由復(fù)合材料制成的結(jié)構(gòu)面板(3、 8、 10)開始，構(gòu)造機(jī)身(9)，其中至少一夾板(1)包括一第一分支(5)， 所述第一分支首先通過(guò)遠(yuǎn)端固定點(diǎn)(Ql)固定在至少一面板上，將所述第 一分支(5)固定在所述面板上的其它固定點(diǎn)(Q2….Qn)保持自由，面對(duì)所述機(jī)翼元件(4)放置所述機(jī)身(9)，將所述機(jī)身(9)與所述 機(jī)翼元件(4 )組裝在一起，通過(guò)所述夾板的一第二分支(6)的一遠(yuǎn)端固定點(diǎn)(Pl),將所述機(jī) 翼元件(4)與所述第二分支(6)聯(lián)接在一起，且通過(guò)設(shè)置在所述第一分支的遠(yuǎn)端固定點(diǎn)與所述第二分支的遠(yuǎn)端固定點(diǎn) 之間的固定點(diǎn)，在所述夾板(1)與一背夾板(2)之間緊固所述面板(3) 和所述機(jī)翼元件(4)。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過(guò)將所述機(jī)身面板組 裝在所述夾板的外表面上來(lái)構(gòu)造所述機(jī)身。
全文摘要
本發(fā)明涉及一拼接裝置，其包括一夾板(1)與一背夾板(2)，至少聯(lián)接夾板(1)與背夾板(2)之間所接收的第一(3)與第二(4)結(jié)構(gòu)元件。其特征在于，背夾板(2)包括的固定點(diǎn)數(shù)量(M、N)少于夾板的固定點(diǎn)的數(shù)量(P、Q)，從而通過(guò)固定點(diǎn)數(shù)量(M+N)少于夾板(1)上的所述結(jié)構(gòu)元件的固定點(diǎn)數(shù)量(P+Q)，令所述第一(3)與第二(4)結(jié)構(gòu)元件被固定在夾板(1)與背夾板(2)之間，因此拼接是一種不對(duì)稱拼接，且至少結(jié)構(gòu)元件之一是用復(fù)合材料制成的元件。
文檔編號(hào)B64C1/26GK101146711SQ200680009345
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月23日
發(fā)明者E·雅克 申請(qǐng)人:空中客車法國(guó)公司