(57)【要約】  本発明は、繊維強化プラスチック材料から形成された２つの胴体セクション（１、２、２１、２２）、より具体的には航空機の胴体セルのための湾曲した胴体セクション（１、２、２１、２２）を、外板（３、４、２５、２６）の内側で、いくつかのストリンガ（１０、１１、３５、３６）を互いに対して平行に均等に間隔をあけて配置して横突合わせ継手（５、３０）を設け、それによって接合するための方法に関する。  具体的には湾曲した炭素繊維強化プラスチックからなる胴体セクションを互いに接合することを可能にするために、簡単な公差補正が、連続した工業生産プロセス中で可能である、本発明による方法は、第１および第２の胴体セクション（１、２、２１、２２）を互いに対して位置合わせするステップと、第１および第２の胴体セクション（１、２、２１、２２）の片寄った断面の結合構造間で、公差補正が可能になるように、繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成された、少なくとも１つの横突合わせストラップ（９、２３）を加熱し適合させるステップ、または、繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成された第２の胴体セクション（２、２２）の少なくとも１つの末端領域（２７）を加熱するステップと、２つの胴体セクション（１、２、２１、２２）を互いに接合するステップとを含む。
2011514278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチック材料から形成された２つの胴体セクション（１、２、２１、２２）、より具体的には航空機の胴体セルのための湾曲した胴体セクション（１、２、２１、２２）を、外板（３、４、２５、２６）の内側で、いくつかのストリンガ（１０、１１、３５、３６）を互いに対して平行に均等に間隔をあけて配置して横突合わせ継手（５、３０）を製造し、それによって接合するための方法であって、
ａ）第１および第２の胴体セクション（１、２、２１、２２）を互いに対して位置合わせするステップと、
ｂ）前記第１および第２の胴体セクション（１、２、２１、２２）の片寄った断面の結合構造間で、公差補正が可能になるように、繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成された、少なくとも１つの横突合わせストラップ（９、２３）を加熱し適合させるステップ、または、繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成された、第２の胴体セクション（２、２２）の少なくとも１つの末端領域（２７）を加熱するステップと、
ｃ）前記２つの胴体セクション（１、２、２１、２２）を互いに接合するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記２つの胴体セクション（１、２）は、前記少なくとも１つの横突合わせストラップ（９）によって接合されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの横突合わせストラップ（９）は、胴体セクション（１、２）のそれぞれ１つの末端領域（７、８）に、リベット、ネジ、接着剤、溶接の少なくとも１つによって接合されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのストリンガ・カップリング（１２、１３）が、公差補正を可能にするために、加熱され適合されることを特徴とする請求項１から３に記載の方法。
【請求項５】
胴体セクション（１、２）の各対向するストリンガ（１０、１１）が、それぞれ少なくとも１つのストリンガ・カップリング（１２、１３）に接合されることを特徴とする請求項１から４の一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ストリンガ・カップリング（１２、１３）は、前記ストリンガ（１０、１１）に、リベット、ネジ、接着剤、溶接の少なくとも１つによって接合されることを特徴とする請求項１から５の一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの横突合わせストラップ（９）および／または前記少なくとも１つのストリンガ・カップリング（１２、１３）を加熱するとき、前記繊維強化プラスチック材料、より具体的には炭素繊維強化熱軟化性プラスチック材料の、少なくとも軟化温度に相当する温度に達することを特徴とする請求項１から６の一項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの横突合わせストラップ（２３）が、前記第１の胴体セクション（２１）の末端領域（２４）に、より具体的にはリベット、ネジ、接着剤、溶接またはそれらの任意の組合せによって接合され、前記第２の胴体セクション（２２）の前記末端領域（２７）は、具体的には電気的に加熱可能な加熱要素、より具体的には少なくとも前記末端領域（２７）に取り付けられた、より具体的には加熱マット（２９）によって加熱され、前記第２の胴体セクション（２２）のそのようにして加熱された末端領域（２７）は、前記第１の胴体セクション（２１）の前記末端領域（２４）上に押し付けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の胴体セクション（２２）の前記末端領域（２７）は、冷却されたとき、前記少なくとも１つの横突合わせストラップ（２３）に収縮嵌めされて、圧入係合を生成することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記胴体セクション（２１、２２）の前記２つの末端領域（２４、２７）は、前記少なくとも１つの横突合わせストラップ（２３）によって、より具体的にはリベット、ネジ、接着剤、溶接の少なくとも１つによって接合されることを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記１つの胴体セクション（２２）の前記少なくとも１つの末端領域（２７）の加熱中、前記繊維強化プラスチック材料、より具体的には炭素繊維強化熱軟化性プラスチック材料の、少なくとも軟化温度に相当する温度に達することを特徴とする請求項８から１０の一項に記載の方法。
【請求項１２】
繊維強化プラスチック材料を用いて形成された２つの胴体セクション（１、２）、より具体的には、外板（３、４）の内側で互いに対して平行に均等に間隔をあけて配置され、より具体的には請求項１から７の一項に記載の方法によって製造された、いくつかのストリンガ（１０、１１）を有し、少なくとも１つの横突合わせストラップ（９）およびいくつかのストリンガ・カップリング（１２、１３）を有する、湾曲した胴体セクション（１、２）間の横突合わせ継手接合（５）であって、熱による再成形および適合によって公差補正を可能にするために、前記少なくとも１つの横突合わせストラップ（９）および少なくとも１つのストリンガ・カップリング（１２、１３）が、繊維強化熱軟化性プラスチック材料、より具体的には炭素繊維強化ポリエーテル・エーテル・ケトンから形成されることを特徴とする、横突合わせ継手接合（５）。
【請求項１３】
繊維強化プラスチック材料から形成された２つの胴体セクション（２１、２２）、より具体的には、外板（２５、２６）の内側で互いに対して平行に均等に間隔をあけて配置され、より具体的には請求項８から１１の一項に記載の方法によって製造された、いくつかのストリンガ（３５、３６）を有し、少なくとも１つの横突合わせストラップ（２３）を有する、湾曲した胴体セクション（２１、２２）間の横突合わせ継手接合（３０）であって、
加熱条件下での可塑化によって公差補正を可能にするために、少なくとも１つの胴体セクション（２１、２２）が、繊維強化熱軟化性プラスチック材料、より具体的には炭素繊維強化ポリエーテル・エーテル・ケトンから形成されることを特徴とする、横突合わせ継手接合（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック材料から形成された２つの胴体セクション、より具体的には航空機の胴体セルのための湾曲した胴体セクションを、外板の内側で、いくつかのストリンガを互いに対して平行にある間隔で均等に分散して配置して横突合わせ継手を生成し、それによって接合するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
さらに、本発明は、２つの胴体セクション間の横突合わせ継手接合の２つの実施形態に関する。
【０００３】
最新の航空機構造においては炭素繊維によって強化された複合構成部品（ＣＦＲＰ構成部品）が、標準のアルミニウム合金材料に、ますます取って代わりつつある。したがって、例として、内側に配置されたストリンガを含む胴体セクションは、湾曲プロセスによって炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から一体で製作される。適切な強化繊維アセンブリは、これによって、主荷重方向でプラスチック母材中に埋め込まれることが好ましい。プラスチック母材は、例として、熱硬化性プラスチックまたは機械的に高度にストレスに耐えることが可能な熱軟化性プラスチックを用いて形成することができる。熱硬化性プラスチックとしてエポキシ樹脂系を使用し、一方ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）を、例として、熱軟化性プラスチックの領域で使用することが好ましい。炭素繊維、ガラス繊維、アラミド（Ｒ）繊維、ケブラー（Ｒ）繊維、セラミック繊維または天然繊維を一般に使用して、強化用繊維アセンブリを設ける。
【０００４】
ここで、１つの大きな問題は、いくつかのＣＦＲＰ胴体セクションを１つの胴体セルに組み合わせるということである。というのは、固化したＣＦＲＰ胴体セクションの場合、その高い固有の剛性のために、公差補正がもう可能でなく、さらに特に断面の結合構造（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）に関する公差が、湾曲プロセス中、それらの機能的な原則条件として、伝統的なアルミニウム建造方法の場合より、常に、かなり大きいことになるからである。これらの避けることができないより大きい製造公差は、とりわけ、オートクレーブ中での硬化中の収縮プロセス、敷設および湾曲プロセス中で異なる強化繊維の密度、温度および圧力の変動、半仕上げ繊維製品の品質ならびに外乱変数の変動の結果である。しかし、胴体セクションを互いに接合することは、静力学的な理由のため、機械的ストレスの下で決して行ってはならない。
【０００５】
公差を補正するための１つの可能性は、流動性で硬化可能な形態および／または固体の形態で、胴体セクション間の接合ギャップ中に導入される追加物（いわゆる「シム」）を設けることである。しかし、これらのシムは、接合される胴体セクションの機械的負荷支圧能力に対して有害な作用を及ぼし、さらに組立コストをかなり増加させることがある。というのは、例として、流動性で硬化可能な「シム」は、長い硬化時間が必要であり、その間、組み立てられる胴体セクションを所定の位置に互いに保持する必要があるからである。さらに、シムの使用は、安全性の理由から、ある大きく負荷がかかる接合領域では許可されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、目的は、１つの連続した工業生産プロセス中で簡単な公差補正を可能にする、とりわけ特に湾曲した炭素繊維によって強化されたプラスチックの胴体セクションを接合するための方法を提供する問題に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これは、請求項１の次の方法ステップによって達成され、その方法は、
ａ）第１および第２の胴体セクションを互いに対して位置合わせするステップと、
ｂ）第１および第２の胴体セクションの片寄った断面の結合構造間で、公差補正が可能になるように、繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成された、少なくとも１つの横突合わせストラップを加熱し適合させるステップ、または、繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成された、第２の胴体セクションの少なくとも１つの末端領域を加熱するステップと、
ｃ）２つの胴体セクションを互いに接合するステップとを含む。
【０００８】
第１の方法の代替法によれば、互いに接合されることになる、２つの胴体セクションは、好ましくは熱硬化性炭素繊維強化プラスチック材料から形成することが提案されている。接合中の公差補正は、この場合、加熱することによって行われ、そして公差の片寄りの場合は、その後に、横突合わせストラップを適合させ再成形するステップによって行われ、そのストラップは、接合および／またはストリンガ・カップリングの最終製作のために使用され、その接合および／またはストリンガ・カップリングは、この目的のために、熱の作用の下で変形可能である繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成される。再成形は、横突合わせストラップが、ストリンガ・カップリングにおいて、胴体セクションの外板の内側およびストリンガと、最大可能表面積によって接触するように、行われる。横突合わせストラップおよび／またはストリンガ・カップリングの再成形は、少なくとも２つの直線的な（末端部側）セクションを互いに反対の方向で平行に変位させることによって、通例行われ、それぞれ２つの関連するセクション間に位置する、同様の直線的な中心セクションが、わずかに傾けられる。
【０００９】
第２の方法の代替法の場合、接合されることになる、２つの胴体セクションは、少なくとも末端部で湾曲した熱軟化性炭素繊維強化プラスチック材料を用いて、形成されることが好ましい。本方法を実施するために、接合されることになる胴体セクションは、互いに対して位置合わせされ、公差補正は、接合されることになる胴体セクションの末端セクションの１つを加熱することによって、実施される。片寄りが存在するところの補正が、接合されることになる胴体セクションの加熱された末端領域の少なくともセクション方向の圧縮および／または膨張によって、接合される胴体セクションの断面の結合構造間で実施された後、２つの胴体セクションの接合が、追加の接合部品を使用して、従来の方法で実施される。
【００１０】
ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）は、例として、炭素繊維強化プラスチック構成要素、より具体的には胴体セクション、横突合わせストラップおよびストリンガ・カップリングに適切な熱軟化性プラスチック材料であることが分かっており、一方エポキシ樹脂系は、熱硬化性炭素繊維強化プラスチック構成要素の場合、樹脂母体を形成するために使用される。
【００１１】
第１の変形の方法の有利な展開によれば、胴体セクションは、少なくとも１つの横突合わせストラップによって接合することが提案されている。これによって、２つの胴体セクション間の横突合わせ継手領域の内側に配置され固定された横突合わせストラップを使用する、長年知られた従来の接合技術を使用し続けることが可能になる。まず、横突合わせ継手の領域で接合され組み立てられた胴体セクション間で起こり得る公差の片寄りのいずれも、より具体的には垂直方向のくいちがいは、例として、コンピュータ制御のレーザ測定システムを用いて実現することができる、適切な測定システムによって決定される。次いで、問題がなく、ゆがみがない、プラスチックの変形が可能になるまで、繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成された横突合わせストラップが、電気的に加熱可能な成形ツールで加熱される。必要な場合、横突合わせストラップは、胴体セクション間の公差を補正するために、レーザ測定システムによって決定された公差片寄りおよび横突合わせ継手の実際の結合構造データのそれぞれに基づき、成形ツールによって再成形され、適合される。少なくとも１つの横突合わせストラップを適合させ、再成形した後、冷却された横突合わせストラップは、成形ツールから取り出され、従来の方法で、胴体セクションの末端領域に、両側において内側で接合されて固定されて、横突合わせ継手を生成する。いくつかの横突合わせストラップを使用する必要がある場合、手順を簡単化するために、横突合わせストラップは、次々と直ちに加熱され再成形され、そして適合され、次いで胴体セクションを接合するために取り付けることができる。コンピュータ制御のレーザ測定装置を使用することによって、完全に自動化された製造ラインに本方法を組み込むことが可能になる。少なくとも１つの横突合わせストラップが、適合され再成形されるために、母材を形成するために使用される熱軟化性プラスチック材料の軟化温度まで加熱される。使用することが好ましい、熱軟化性高性能プラスチック材料のポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）の場合、融点は、３３０℃である。
【００１２】
本方法のさらなる展開によれば、少なくとも１つの横突合わせストラップが、リベット、ネジ、接着剤、溶接またはそれらの任意の組合せによって、胴体セクションの末端領域に接合される。
【００１３】
この展開によって、本発明による方法は、問題なく、既知の接合プロセスを使用し続けながら、既存の製造ラインに組み込むことができる。
【００１４】
さらなる有利な展開によって、少なくとも１つのストリンガ・カップリングを、公差補正を可能にするために、加熱し適合させることが提案されている。
【００１５】
この目的のために、まず、接合される胴体セクションにおける関連した対向するストリンガ間の既存の公差片寄りが決定され、それは、例として、非接触型レーザ測定システムによって、やはり実施することができる。次いで、少なくとも１つのストリンガ・カップリングを適切な電気的に加熱可能な成形ツールに入れて加熱する。成形ツール中で、公差片寄り、より具体的には垂直方向のくいちがいおよび／または水平方向のくいちがいが、接合されるストリンガ間で決定された場合、測定システムによって決定された実際の結合構造データに基づき、胴体セクション間の最適な横突合わせ継手に対するプリセットされた理想の結合構造データを心に留めて、適合および再成形が行われ、通例、円周側のギャップ測定を最小にし、均等にする試みがなされる。これによって、少なくとも１つのストリンガ・カップリングは、それぞれの場合に使用される、ＰＥＥＫが好ましい熱軟化性プラスチック材料の少なくとも軟化温度まで加熱することが必要になる。
【００１６】
第２の変形の方法のさらなる展開によって、少なくとも１つの横突合わせストラップを第１の胴体セクションの末端領域に、より具体的にはリベット、ネジ、接着剤、溶接またはそれらの任意の組合せによって接合し、第２の胴体セクションの末端領域を、その末端領域に配置された特別の電気的に加熱可能な加熱要素、より具体的には加熱マットによって加熱し、第２の胴体セクションの、そのようにして加熱された末端領域を、第１の胴体セクションの末端領域上に押し付けることが提案されている。
【００１７】
この手順の結果として、さらなる中間のステップのいずれもなしで、横突合わせ継手の領域で接合される胴体セクション間で、簡単な公差補正が可能になる。加熱マットは、加えられる第２の胴体セクションの末端領域全体を、同時に、均一に加熱することができるように、円周方向に接合される胴体セクションの末端領域を完全に包む。末端領域の加熱は、これによって、母材を形成するために使用される、胴体セクションの熱軟化性プラスチック材料の、少なくとも軟化温度領域内になるまで、行わなければならない。第１の変形の方法の場合のような複雑な測定システムは、この変形の方法では公差補正のために必要でない。公差補正は、接合中の第２の胴体セクションの、加熱され、したがって延性を有し変形可能な末端領域を、末端領域上に既に固定された第１の胴体セクションの横突合わせストラップ上に摺動させることによって、もっとも簡単な方法で行われる。接合される第２の胴体セクションの末端領域は、これによって、セクション中で必要なところにおいて膨張する、および／または収縮する。第２の変形の方法は、好ましくは、機械的にストレスがわずかしかかからない横突合わせ継手を製造するときに用いられる。したがって通例、接合されるストリンガは、横突合わせ継手の領域では胴体セクション中を走っていない。さらに、この変形の方法によって製造される横突合わせ継手は、胴体セクションの外板がくいちがいなしに互いに接合され、横突合わせ継手の領域中で実際上平坦であるという利点がある。
【００１８】
第２の変形の方法の有利なさらなる展開によれば、第２の胴体セクションの末端領域は、冷却されたとき、少なくとも１つの横突合わせストラップ上に収縮嵌めされて、わずかな圧入係合の生成がもたらされる。
【００１９】
取り付けられた第２の胴体セクションの、特にぴったりとし、同時に安定した合い具合が、これによって得られる。
【００２０】
本方法および本横突合わせ継手接合のさらなる有利な展開は、追加の特許請求項でもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の変形の方法によって、２つの胴体セクション間に製作された横突合わせ継手を等角図法で示す図である。
【図２】図１による横突合わせ継手の側面図である。
【図３】図１による横突合わせ継手の平面図である。
【図４】第２の変形の方法による、横突合わせ継手接合のための生産過程を示す図である。
【図５】第２の変形の方法によって、２つの胴体セクション間に形成された横突合わせ継手の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面では、同じ構造要素のそれぞれは、同じ参照番号を有する。
【００２３】
図１は、第１の変形の方法によって、２つの実質的に樽状の形の胴体セクション間に製作された横突合わせ継手の斜視断面図である。
【００２４】
横突合わせ継手５が、外板３、４を有する２つの胴体セクション１、２間にギャップ６を伴い形成される。胴体セクション１、２の２つの末端領域７、８が、横突合わせストラップ９によって接合される。Ｔ字型の断面の結合構造を有するストリンガ１０、１１が、外板３、４の内側（図示せず）で互いに対向して固定される。ストリンガ１０、１１のそれぞれは、Ｌ字型の断面の結合構造を有するストリンガ・カップリング１２、１３に両側で接合される。突合わせ継手までほぼ走っている２つの外板３、４への横突合わせストラップ９の接合、さらにその上、ストリンガ１０、１１へのストリンガ・カップリング１２、１３の接合は、リベット、ネジ、クランプ、接着剤、溶接またはそれらの任意の組合せによって実施することができる。胴体セクション１、２は、末端領域７、８で理想の円の結合構造から逸脱した断面の結合構造を有することがあり、例として、長円形、楕円形の断面の結合構造、または事実上他のどのような断面の結合構造も有することができ、一定に湾曲した断面の結合構造が好ましい。
【００２５】
公差補正のために加熱状態で再成形および適合を可能にするため、横突合わせストラップ９およびストリンガ・カップリング１２、１３の両方が、炭素繊維強化ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）であることが好ましい繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成される。あるいは、同等の機械的特性を有する、他の熱軟化性高性能プラスチックを使用することができる。胴体セクション１、２の残された構成要素、より具体的には外板３、４、ならびにストリンガ１０、１１は、繊維強化熱硬化性プラスチック材料から、例として炭素繊維強化エポキシ樹脂系から形成されることが好ましい。あるいは、外板３、４および／またはストリンガ１０、１１は、たとえばＰＥＥＫなどの繊維強化熱軟化性材料から形成することもできる。
【００２６】
図２は、図１の横突合わせ継手５の側面図である。
【００２７】
外板３、４間とストリンガ１０、１１間の垂直方向のくいちがい１４は、プラスチック状態で実施される、横突合わせストラップ９および２つのストリンガ・カップリング１２、１３を再成形することによって補正されている。前記構成部品の再成形は、完全に自動化された測定システム、より具体的にはコンピュータ制御のレーザ測定システムによって、横突合わせ継手５の領域で決定された実際の結合構造データに基づき、かつ胴体セクション１、２間の横突合わせ継手領域における理想の結合構造データと比較して、起こり得るあらゆる公差片寄りの位置および絶対量を決定し、それによって胴体セクションの組立ラインに近接した成形ツール（図示せず）中で行われる。
【００２８】
横突合わせストラップ９およびストリンガ・カップリング１２、１３の再成形および適合のプロセスは、前方ストリンガ・カップリング１３の例を使用して説明する。前方ストリンガ・カップリング１３を再成形するという目的のため、例として、ストリンガ・カップリング１３の直線セクション１５の、ストリンガ・カップリング１３のさらなる直線セクション１６に対する平行移動が行われ、傾斜した中心セクション１７が形成される。必要な場合、対応する手順が、ストリンガ・カップリング１２および／または横突合わせストラップ９に対して、続く。前記構成要素の再成形が、これによって、外板３、４に対して実質的に垂直に、すなわち例示された実施形態では矢印１８の方向に行われる。
【００２９】
図３は、図１による横突合わせストラップ９を有する横突合わせ継手５の平面図である。ストリンガ１０、１１間で、ストリンガ・カップリング１２、１３を再成形し、適合させることによって補正された外板３、４間に横方向のくいちがい１９がさらに存在する。横方向のくいちがい１９の補正は、垂直方向のくいちがい１４（図２参照）を補正するための手順に対応して、２つのストリンガ・カップリング１２、１３を、ストリンガ１０、１１の走行方向（長手方向）に対して横方向に、矢印２０の方向で再成形することによって行われる。
【００３０】
本発明による、第１の変形による方法の説明について、図１〜３を参照されたい。
【００３１】
まず、接合されることになる胴体セクション１、２の末端領域７、８が、横突合わせ継手５の領域中で胴体セクション１、２の実際の結合構造を決定するために、測定システムによって、好ましくは完全に自動化されたコンピュータ制御のレーザ測定システムによって測定される。この後、２つの胴体セクション１、２の互いに対する位置合わせが続く。あるいは、この位置合わせは、測定された実際の結合構造データに基づくだけで実施することができる。２つの胴体セクション１、２を位置合わせすることによって、公差片寄りが、外周部にわたってできるだけ均等に広がり、同時に最小になる状態に達する。これは、例として、胴体セクション２の末端領域７の対向する円周上（直径方向）のポイントにおいて、胴体セクション１の末端領域８の対応する円周上のポイントからの距離（図示せず）が、胴体セクション１、２の外周部にわたって求められる公差補正を対称的にするために、結局できるだけ同じサイズにされることを意味する。
【００３２】
次いで、少なくとも１つの横突合わせストラップ９は、２つの胴体セクション１、２の末端領域７、８間で起こり得るいずれもの垂直方向のくいちがい１４の公差補正のために、完全な補正が可能なように、電気的に加熱可能な成形ツールによって加熱され、再成形され、適合される。成形ツールの制御は、これによって、測定された実際の結合構造データと、構造設計によって事前に決められた胴体セクション１、２の理想の結合構造データとの比較に基づき、行われる。次いで、そのようにして再成形された横突合わせストラップ９は、胴体セクション１、２の２つの末端領域７、８に接合される。横突合わせストラップ９の末端領域７、８への接合は、リベット、ネジ、クランプ、接着剤、溶接またはこれらの任意の組合せによって行うことができる。横突合わせ継手５、したがって２つの胴体セクション１、２の接合は、存在してもよい、さらなる横突合わせストラップを再成形し、適合させることを繰り返すことによって、仕上げることができる。
【００３３】
これに続いて、次いで、胴体セクション１、２の内側で外周にわたって均等に、互いに対してある間隔で平行に配置されたストリンガ１０、１１のそれぞれは、ストリンガ１０、１１上の両側に配置された、２つのストリンガ・カップリング１２、１３によって、接合されることが好ましい。加熱によってストリンガ１０、１１を適合させ、その後それらを再成形し調節することは、横突合わせストラップ９を適合させるのと同じ方法で行われる。次いで、ストリンガ１０、１１とストリンガ・カップリング１２、１３の接合は、リベット、ネジ、クランプ、接着剤、溶接またはこれらの任意の組合せによって実施することができる。
【００３４】
本発明による方法は、第１の変形では、横突合わせストラップ９、またストリンガ・カップリング１２、１３の両方が、適切な繊維強化熱軟化性プラスチック材料から形成されるということに依存する。胴体セクション１、２の残された構成要素、具体的には外板３、４、ならびにその中に固定されるストリンガ１０、１１は、例として炭素繊維強化エポキシ樹脂などの繊維強化熱硬化性プラスチック材料から形成することもできる。本発明による方法によれば、横突合わせ継手の領域中で胴体セクション１、２のわずかに異なる断面の結合構造間を補正できる可能性をもたらすことによって、大容積の胴体セクション１、２を張力なしで組み立てることが可能になる。
【００３５】
本方法の第２の変形の生産過程は、図４で見ることができる。まず、第１および第２の胴体セクション２１、２２が、互いに対して位置合わせされる。第１の胴体セクション２１上に接合されることになる、少なくとも第２の胴体セクション２２は、少なくとも末端領域で繊維強化熱軟化性プラスチック材料を用いて形成される。例として、胴体セクション２２は、炭素ファイバで強化されたポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）から形成することができる。
【００３６】
次いで、少なくとも１つの横突合わせストラップ２３が、第１の胴体セクション２１の末端領域２４において内側で外板２５に接合されて固定される。
【００３７】
最後に、外板２６が、接合されることになる第２の胴体セクション２２の末端領域２７で加熱され、これによって、公差補正を可能にするのに十分に、塑性的に変形可能な状態になされる。
【００３８】
軟化した末端領域２７を有する第２の胴体セクション２２を、矢印２８の方向で横突合わせストラップ２３上に押し付けることによって、２つの胴体セクション２１、２２の互いの組立は、さらなる方法ステップで求められることがある、いずれもの公差補正を同時に実施することによって、完成される。
【００３９】
２つの胴体セクション２１、２２の最終接合のために、接合された胴体セクション２２の末端領域２７に横突合わせストラップ２３を、リベット、ネジ、接着剤、溶接またはこれらの任意の組合せによって、さらに接合して固定することが、通例、必要である。
【００４０】
末端領域２７を加熱するために、好ましい電気的に加熱可能な、柔軟で円周方向の加熱マット２９またはスリーブが、その上に取り付けられる。加熱マット２９は、第２の胴体セクション２２が、第１の胴体セクション２１上に完全に押し付けられるまで、末端領域２７上に留まることが好ましい。加熱マット２９によって、ストレスの生成を回避し、加熱マット２９または加熱スリーブの取り外しがより容易になるように、半径方向に、わずかな長手方向の補正が可能になる。
【００４１】
第２の胴体セクション２２を第１の胴体セクション２１上に押し付けた後、加熱マット２９は、取り外し、必要な場合、冷却する前に、そのように形成された横突合わせ継手の上部を全体にわたって平滑化することができる。任意選択の平滑化は、例として、その結合構造が、横突合わせ継手領域の所望の外側の結合構造と一致するプレートを用いて行うことができ、そのプレートは、横突合わせ継手の領域で大きい接触圧力で押し付けられる。加熱マット２９を取り外した後、横突合わせ継手の領域が実質的に冷却される場合、プレートは、横突合わせ継手の領域を、使用される熱軟化性繊維強化プラスチック材料の、少なくとも可塑化温度領域まで再び加熱し、平滑化するために、統合された電気的加熱機能を備えることが好ましい。
【００４２】
接合される胴体セクション２１、２２の２つの末端領域２４、２７の広範囲に及ぶ高価な測定および精密な事前位置合わせは、本方法の第１の変形と異なり、もう必要ではない。
【００４３】
接合される第２の胴体セクション２２の末端領域２７が、第１の胴体セクション２１に比較して、わずかにより小さい断面の結合構造を有する場合、末端領域２７が冷却された後、冷却によって条件付けられた収縮の結果として、わずかな圧入の係合状態が、末端領域２７と横突合わせストラップ２３の間に設定され、それによって特別のきっちりと合い、同時に安定した合い具合が保証される。
【００４４】
横突合わせストラップ２３は、繊維強化熱硬化性材料、例として、炭素繊維強化エポキシ樹脂などから形成されることが好ましい。第２の変形による方法は、航空機の胴体セルの機械的に大きいストレスがかかる領域における横突合せ継手を製造するためには提供されない。したがって通例、横突合せ継手の領域にはストリンガは配置されず、そのためストリンガ・カップリングを設ける必要もない。
【００４５】
図５は、図４による方法によって形成された横突合わせ継手を通る断面図である。
【００４６】
２つの外板２５、２６が、横突合わせ継手３０を設けることによって、横突合わせストラップ２３を用いて末端領域２４、２７で接合される。狭いギャップ３１が、２つの外板２５、２６間を走る。たとえばリベット、ネジなどの固定手段が、４つの１点鎖線によって示されている。下部の環状フレーム・プロファイル３２ならびにクリップ３３が、横突合わせストラップ２３上に環状フレームを横方向で支持するために、末端領域２７でさらに固定される。ほぼＬ字型の断面の結合構造を有する下部の環状フレーム・プロファイル３２は、リベットなどの、２つの固定手段によって、上部の逆Ｌ字型の環状フレーム・プロファイル３４に接合されて、ほぼＳ字型の断面の結合構造を形成する。本方法の第２の変形は、航空機の胴体セルの負荷が弱い領域で横突合わせ継手を提供することが主であるので、２つのストリンガ３５、３６およびストリンガ・カップリングが、絶対的に必要でなく、横突合わせ継手３０の領域に設けられない。
【００４７】
２つの環状フレーム・プロファイル３２、３４ならびにクリップ３３および任意選択で取り付けられるストリンガ３５、３６は、いかなる材料からも形成することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  胴体セクション（第１）
２  胴体セクション（第２、接合されることになる）
３  外板
４  外板
５  横突合わせ継手
６  ギャップ
７  末端領域（第１の胴体セクション）
８  末端領域（第２の胴体セクション）
９  横突合わせストラップ
１０  ストリンガ
１１  ストリンガ
１２  ストリンガ・カップリング
１３  ストリンガ・カップリング
１４  垂直方向のくいちがい
１５  セクション（ストリンガ・カップリング）
１６  セクション（ストリンガ・カップリング）
１７  中心セクション（ストリンガ・カップリング）
１８  矢印
１９  横方向のくいちがい
２０  矢印
２１  胴体セクション（第１）
２２  胴体セクション（第２、接合されることになる）
２３  横突合わせストラップ
２４  末端領域（第１の胴体セクション）
２５  外板
２６  外板
２７  末端領域（第２の胴体セクション）
２８  矢印
２９  加熱マット
３０  横突合わせ継手
３１  ギャップ
３２  下部の環状フレーム・プロファイル
３３  クリップ
３４  上部の環状フレーム・プロファイル
３５  ストリンガ
３６  ストリンガ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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