專利名稱：在第一部件和第二部件之間的抗腐蝕連接的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在第一部件與第二部件之間的連接，該連接特別用于飛機中，所
述第一部件由金屬材料形成，特別是由鋁合金形成，所述第二部件由復合材料形成，特別是 由碳纖維增強塑料材料形成。
背景技術：
由碳纖維增強塑料材料制成的部件作為用于增強機身的連接配件正越來越多地 用于現(xiàn)代飛機構造工業(yè)中。由于諸多原因，將碳纖維增強部件與例如由鋁合金材料形成的 傳統(tǒng)部件在機械上相連接以形成復雜的連接布置時存在問題。 —方面，前述材料的熱膨脹系數(shù)不同，這可導致該連接中由溫度引起的應力。另一 方面，特別是在部件接觸區(qū)的區(qū)域內(nèi)，金屬部件與復合纖維部件之間的機械連接在很大程 度上易受腐蝕過程的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在第一部件和第二部件之間的實質上抗腐蝕的連接， 所述第一部件由鋁合金材料形成，所述第二部件由復合材料形成。
該目的由具有權利要求1的特征的連接實現(xiàn)。 通過為所述第一部件和/或所述第二部件至少在接觸區(qū)的區(qū)域內(nèi)設置作為防腐 蝕保護的陶瓷涂層，實質上防止第一部件與第二部件之間的腐蝕過程。 所述陶瓷涂層優(yōu)選是至少在所述部件之間的接觸區(qū)的區(qū)域內(nèi)被施加到特別是由 鋁合金形成的第一部件?？商孢x地，第二部件、或者第一和第二部件可設有陶瓷涂層。該第 二部件通常由碳纖維增強的熱塑性或熱固性聚合物形成。該第二部件特別優(yōu)選地由碳纖維 增強的、耐受力強的熱塑性聚合物或碳纖維增強環(huán)氧樹脂材料形成。 該陶瓷涂層由制造商在采用合適的壓力和溫度參數(shù)時施加到第一和/或第二部 件。該陶瓷涂層的層厚優(yōu)選小于O. lmm。 所述連接的其他有利實施例在其他權利要求中描述。


在附圖中 圖1為包括根據(jù)本發(fā)明的連接的飛機機身的細節(jié)的立體圖；以及
圖2為沿圖1中的線II-II的截面圖。
具體實施例方式
在附圖中，同樣的結構元件具有同樣的引用標號。
圖1為采用根據(jù)本發(fā)明形成的連接1的飛機機身的細節(jié)的立體圖。 多個增強型材(稱為"縱梁")被固定至機身的機身蒙皮2，出于使附圖清楚的緣
3故僅示出其中的增強型材3至5。各自具有T形橫截面的增強型材3至5平行于機身的縱 軸(未示出)以大體上相同的間距延伸。大量肋材相對于所述增強型材3至5橫向延伸， 在圖1的表示中僅標記出其中的一個肋材6。該肋材6優(yōu)選為由高強度鋁合金材料形成的 環(huán)形肋材。 肋材6(第一部件)通過彎曲的角撐架7(第二部件)機械地連接到機身蒙皮2，該 角撐架7由碳纖維增強塑料材料形成，特別是由高強度熱塑性聚合物形成，其中嵌入大量 碳纖維以形成纖維增強布置。優(yōu)選具有L形橫截面的角撐架7的彎曲半徑盡可能近與機身 的曲率半徑匹配?？商孢x地，角撐架7也可由碳纖維增強熱固性聚合物形成，該碳纖維增強 熱固性聚合物例如為內(nèi)嵌有碳纖維的可恢復(curable)環(huán)氧樹脂。 角撐架7通過大量鉚釘8連接到肋材6。為了防止接觸區(qū)9的區(qū)域內(nèi)部件之間的 腐蝕過程，肋材6至少在與角撐架7的接觸區(qū)9的區(qū)域內(nèi)設有優(yōu)選為陶瓷涂層的薄層(在 圖1中未示出)。該陶瓷涂層的厚度優(yōu)選小于0. lmm。另一密封層(未更詳細地示出)也 可被布置在接觸區(qū)9的區(qū)域內(nèi)。接觸區(qū)9區(qū)域內(nèi)的被連接至角撐架7的肋材6表示根據(jù)本 發(fā)明的連接1，生產(chǎn)機身增強結構需要大量的圖1和圖2中所示的連接。通過角撐架7的 大致為半圓形的凹槽，增強型材3至5在肋材6下面穿過或"穿過"角撐架7，所述凹槽陷入 垂直腹板中，并且其中一個凹槽10作為示例而設有引用標號。為使增強型材3至5盡可能 完全地以其表面倚在機身蒙皮2上，在增強型材3至5的區(qū)域，角撐架7的下部(基部或底 部)凸緣設有矩形凹槽，所述凹槽的寬度各自大致對應于增強型材3至5的下部(基部或 底部)凸緣的寬度。 角撐架7與機身蒙皮2可以利用例如鉚釘、螺釘和/或粘合劑連接。
圖2為貫穿根據(jù)發(fā)明形成的連接的橫截面。 角撐架7的第一支柱11 (下凸緣或基部凸緣)利用鉚釘連接12連接到機身蒙皮 2。密封層13被布置在角撐架7與機身蒙皮2之間。密封層13確保機身是壓力密閉的。密 封層13不用于針對腐蝕提供保護。角撐架7的第二支柱14(垂直腹板)通過另一鉚釘連 接15連接到肋材6。 肋材6至少在接觸區(qū)9的區(qū)域內(nèi)設有陶瓷涂層16。該陶瓷涂層16的厚度不大于
0. lmm并且例如由利用Al203(氧化鋁)和Ti02制成的陶瓷材料形成?？商孢x地，該陶瓷涂
層16也可由其他陶瓷材料和/或化合物形成，只要它們具有足夠的電絕緣性以防止在角撐
架7與肋材6之間發(fā)生電解腐蝕過程，在本實施例中，肋材6由鋁合金形成。 陶瓷涂層16可采用"HVOF"工藝(高速氧燃料法)被噴灑在接觸區(qū)9上。為了形
成陶瓷涂層16，在該工藝中采用例如煤油、在不高于350(TC的溫度下利用會聚的或發(fā)散的
(拉瓦爾(Laval))噴嘴噴灑陶瓷微粒。所述陶瓷微粒由焰弧加速到2000至2500m/s并以
此高速被噴向接觸區(qū)9。然而，所述陶瓷微粒很快冷卻，從而避免工作區(qū)域被過度加熱。在
該類似鍛造的工藝中由于所述陶瓷微粒以極高的速度撞擊接觸區(qū)9，所以陶瓷微粒被非常
牢固地附著到部件表面。因此，陶瓷涂層非常堅固并耐磨損。盡管所述陶瓷涂層的硬度高，
當接觸區(qū)9變形時，所述陶瓷涂層16也不會從接觸區(qū)9剝落。 陶瓷涂層16可被施加到鋁合金部件和碳纖維增強塑料材料部件兩者。 可替選地，由非金屬材料(通常為碳纖維增強復合材料)形成的第二部件在兩個
部件之間的接觸區(qū)9的區(qū)域內(nèi)可至少部分地設有陶瓷涂層。除了通常由金屬材料(通常為高強度鋁合金)形成的第一部件在接觸區(qū)的區(qū)域內(nèi)被施加有陶瓷材料之外，或者可替選 地，該第二部件可在接觸區(qū)的區(qū)域內(nèi)被施加有陶瓷材料。 除了位于飛機的機身結構區(qū)域內(nèi)的、以舉例方式在圖1和圖2的說明中描述的實 施例外，包括陶瓷涂層16的不動的或固定的連接1適于飛機中任何類型的部件之間的抗腐 蝕固定和連接應用，該陶瓷涂層16被至少布置在兩個部件之間的接觸區(qū)9的區(qū)域內(nèi)。引用蹄歹ll表
1連接布置2機身蒙皮3增強型材(縱梁)4增強型材(縱梁)5增強型材(縱梁)6肋材7角撐架8鉚釘9接觸區(qū)10凹槽(角撐架)11第一支柱(角撐架)12鉚釘連接13密封層14第二支柱(角撐架)15鉚釘連接16陶瓷涂層
權利要求
一種用于飛機的連接(1)，包括由金屬材料制成的第一部件和由復合纖維材料制成的第二部件，其中所述部件相互連接形成接觸區(qū)(9)，并且，其中在第一部件和/或第二部件上，接觸區(qū)(9)設有陶瓷涂層(16)，以保護所述連接防止被腐蝕。
2. 根據(jù)權利要求l所述的連接(l)，其特征在于，所述第一部件由鋁合金形成。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的連接(l)，其特征在于，所述第二部件由碳纖維增強塑料 材料形成。
4. 根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的連接(l)，其特征在于，所述第一部件為肋材(6)。
5. 根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的連接(l)，其特征在于，所述第二部件為角撐 架(7)，用于形成所述肋材(6)與飛機的機身蒙皮(2)之間的機械連接。
6. 根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的連接(l)，其特征在于，所述陶瓷涂層(16)由 A1203、 Ti02或其他陶瓷材料形成。
7. 根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的連接(l)，其特征在于，所述陶瓷涂層(16)的 層厚小于0. lmm。
8. 根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的連接(l)，其特征在于，所述角撐架(7)由碳纖 維增強熱塑性聚合物形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在第一部件和第二部件之間的連接1，該第一部件特別是由鋁合金形成，而第二部件特別是由碳纖維增強塑料材料形成。所述第一部件特別為肋材6而所述第二部件優(yōu)選為角撐架7，利用該角撐架7，所述肋材6連接到機身增強結構內(nèi)的飛機機身蒙皮2。根據(jù)本發(fā)明，所述部件之間的連接1包括陶瓷涂層16，用于至少在所述部件之間的接觸區(qū)9的區(qū)域內(nèi)防止腐蝕，所述部件被鉚接和/或被粘結。所述陶瓷涂層16的厚度小于0.1mm并且可由例如氧化鋁(Al2O3)和TiO2的混合物形成。
文檔編號B64C1/12GK101795936SQ200880022116
公開日2010年8月4日 申請日期2008年6月25日 優(yōu)先權日2007年6月26日
發(fā)明者托爾斯騰·施羅爾, 托爾斯騰·雷敏, 豪克·克斯汀 申請人:空中客車運營有限公司