CN107414280A - 用于制造轨道形混合构件的方法和该混合构件 - Google Patents

用于制造轨道形混合构件的方法和该混合构件 Download PDF

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CN107414280A
CN107414280A CN201710362645.3A CN201710362645A CN107414280A CN 107414280 A CN107414280 A CN 107414280A CN 201710362645 A CN201710362645 A CN 201710362645A CN 107414280 A CN107414280 A CN 107414280A
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profiled rail
component
stick
track
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约翰内斯·博恩
亚历山大·吉勒森
卡斯滕·罗维德
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Airbus Operations GmbH
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Abstract

本发明描述了一种用于制造特别是用于航空器或航天器的轨道形混合构件的方法，其中在相对于第一型材轨道(10)的固定位置，将由钛材料制成的第二轨道构件(20)定位在由碳‑纤维增强塑料材料制成的并沿前进方向(R1)移动的第一型材轨道(10)的第一条块(11)上，使得所述第一条块(11)的条块部分(13)被布置在第二轨道构件(20)的第一连接部分(21)和第二轨道构件(20)的第二连接部分(22)之间；并且，所述第二轨道构件(20)被紧密地连接到第一型材轨道(10)上。此外，本发明描述了一种具有由碳‑纤维增强塑料材料制成的第一型材轨道(10)和由钛材料制成的第二轨道构件(20)的混合构件(1)。此外，描述了一种具有该混合构件(1)的航空器或航天器(100)。

Description

用于制造轨道形混合构件的方法和该混合构件
技术领域
本发明涉及一种用于制造轨道形混合构件的方法以及该混合构件。
背景技术
在航空器和航天器中，乘客座椅通常紧固在紧固轨道上。由于制定了对紧固轨道的耐腐蚀性的高要求，紧固轨道通常由耐腐蚀的钛材料制成。
EP 1600246 A1公开了可以用作座椅轨道的钛/铝构件，其中由钛材料制成的构件的第一区域与由铝材料制成的构件的第二区域通过深焊接工艺紧密地连接。此外，公开了一种用于连接钛/铝构件的第一和第二区域的方法，其中第一和第二区域以彼此抵靠的方式设置，并且通过激光束或者电子束将热量供应到抵接区域。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有低重量、同时具有高机械构件强度和高耐腐蚀性的混合构件，以及提供能够以高质量有效地制造混合构件的方法。
这些目的通过对应的独立权利要求的主题来实现。
有利的构造和改进在引用独立权利要求的从属权利要求中列出。
根据本发明的第一方面，提供一种用于制造特别是用于航空器或航天器的轨道形混合构件的方法。在第一步骤中，在相对于第一型材轨道固定位置，将由钛材料制成的第二轨道构件定位在由碳-纤维增强塑料材料制成的并沿前进方向移动的第一型材轨道的沿纵向型材方向延伸的第一条块上，使得所述第一条块的沿纵向型材方向延伸的条块部分被布置在第二轨道构件的第一连接部分的第一内表面和第二轨道构件的第二连接部分的第二内表面之间，所述第二内表面面向第一内表面且距离第一内表面一定距离。在另一步骤中，通过垂直地施加在沿与第一连接部分的第一内表面相反的方向定向的第一外表面上的预定力和借助于超声波焊接装置的第一超声波发生器平行于第一外表面施加的超声波振动，以及同时通过垂直地施加在沿与第二连接部分的第二内表面相反的方向定向的第二外表面上的预定力和借助于超声波焊接装置的第二超声波发生器平行于第二外表面施加的超声波振动，将所述第二轨道构件紧密地连接到第一型材轨道上。
由于在第二轨道构件的定位期间和连接操作期间，第一型材轨道沿前进方向移动，所以有利地产生连续且快速的制造过程。
此外，有利的是进行定位以使得第一条块布置在第一连接部分的第一内表面和第二连接部分的第二内表面之间。以这种方式，在由多个内表面的间隔和条块的厚度限定的公差内，相对于横向于纵向型材方向延伸的横向型材方向，完成第二轨道构件到第一条块的形状配合固定。以这种方式，提高了定位精度。此外，也可以通过这种布置来扩大可用于条块到第二轨道构件的连接的接触面积。
由于借助于彼此相反定位的两个超声波发生器将第一型材轨道同时连接到第二轨道构件上，可以非常快速和可靠地产生机械稳定的连接。特别地，由于第一条块和连接部分的内表面之间的大接触面积，产生了具有非常好的机械特性的紧密连接。由于借助于超声波发生器在连接部分的外表面上施加相反力以及同时施加平行于外表面的振动，所以条块与连接部分的直接熔合由于摩擦而发生。因此，可能存在于条块的内表面或表面上的任何相对较小的凹凸无关紧要。因此，可以省去内表面和条块的费力的准备工作。以这种方式，实现了特别有效的过程。
所述超声波发生器可以是点超声波发生器的形式，其在连接操作期间从起始位置以前进速度沿前进方向移动第一时间段，其中所述第一型材轨道以所述前进速度沿所述前进方向移动，并且在该过程中，每个点超声波发生器产生连接所述第一型材轨道和所述第二轨道构件的第一离散焊点。这具有的优点是，特别是在混合构件的高机械负载区域中，可以引入点，可选的附加的连接点。
尤其是，在第一焊接生产之后，可以做出如下的规定：从第一外表面移除第一超声波发生器并且从第二外表面移除第二超声波发生器；然后，将第一和第二超声波发生器移回到起始位置；在第一外表面上再次垂直地施加预定力，并借助于第一超声波发生器施加与第一外表面平行的超声波振动，并且同时在第二外表面上垂直地施加所述预定力，并且借助于所述第二超声波发生器施加与第二外表面平行的超声波振动，其中所述超声波发生器以所述前进速度沿前进方向移动第二时间段，并且在该过程中，每个超声波发生器产生连接第一型材轨道和第二轨道构件的第二离散焊点。
可以重复这些步骤以便产生更多的焊点。
第一预定时间段和第二预定时间段可以是相同的长度或不同的长度。例如，可以做出如下的规定：时间段取决于特定连接部分的在由超声波发生器施加的作用力起作用的方向上的局部厚度。通常，依赖关系可以被构造为使得随着厚度的增加，时间段变长。
以这种方式，可以产生几个离散的焊点。这些焊点在纵向型材方向上彼此之间的间隔可以例如通过调节型材轨道的前进速度来改变。特别地，因此可以实现在纵向型材方向上分配多个焊点。这可以被特别地配置，使得在高机械负载区域中，相邻焊点之间的间距小于较低机械负载区域中的间距。
作为点超声波发生器的替代方案，所述超声波发生器是辊式超声波发生器的形式，其中在连接过程期间，所述第一超声波发生器的第一超声发生器辊抵靠第一外表面并且在该过程中产生沿纵向型材方向延伸并连接第一型材轨道和第二轨道构件的第一纵向焊缝，并且第二超声波发生器的第二超声发生器辊抵靠第二外表面并且在该过程中产生沿纵向型材方向延伸并连接第一型材轨道和第二轨道构件的第二纵向焊缝。借助于辊式超声波发生器产生纵向焊缝具有的优点是可以将该操作特别容易地集成到连续生产过程中。例如，前进速度可以始终保持恒定。此外，纵向焊缝具有非常高的机械负载能力，因为它们在大的连接区域上将构件连接在一起，结果是减小了作用在每单位面积的连接上的力。
此外可以做出如下的规定：第一型材轨道具有相对于纵向型材方向比第二轨道构件更大的长度，其中，附加地，另一第二轨道构件在相对于所述第一型材轨道的固定位置被定位在第一型材轨道的第一条块上，使得所述条块的沿纵向型材方向延伸的另一条块部分被布置在另一第二轨道构件的第一连接部分的第一内表面和另一第二轨道构件的第二连接部分的第二内侧面之间。此外，通过垂直地施加在另一第二轨道构件的第一连接部分的第一外表面上的预定力和借助于第一超声波发生器平行于第一外表面施加的超声波振动，并且同时通过垂直地施加在另一第二轨道构件的第二连接部分的第二外表面上的预定力和借助于第二超声波发生器平行于第二外表面施加的超声波振动，另一第二轨道构件被紧密地连接到第一型材轨道上。
特别地，另一第二轨道构件可以被定位成使得第二轨道构件相对于纵向型材方向以彼此抵靠的方式布置。替代地，可以进行定位以使得轨道构件相对于纵向型材方向以预定间隔间隔开，所述间隔特别是其中一个第二轨道构件的长度的至多10％，优选地至多为所述长度的5％，特别是优选地最多为所述长度的1％。
通常，另一第二轨道构件被定位成使得其定位成邻近已经定位在第一条块上并且可选地连接到其上的第二轨道构件。
可以做出如下的规定：第二轨道构件和一个或多个另一第二轨道构件首先以彼此相邻的方式定位在第一型材轨道上，并且随后使定位的第二轨道构件连接到第一型材轨道上，优选地按照第二轨道构件定位的顺序。还可以做出如下的规定：在每种情况下一个第二轨道构件被顺序地定位并连接到第一型材轨道上，然后才定位另一第二轨道构件。原则上，在第二轨道构件的连接和另一第二轨道构件的定位之间也可能存在时间重叠。因此，另一第二轨道构件可以在第二轨道构件已经连接到第一型材轨道之前或之后定位，或者至少有时同时被定位。
由于具有短的长度的几个第二轨道构件被定位在具有比相应的第二轨道构件长的长度长的第一型材轨道上，可以以简单的方式有利地进行在前进方向上移动的型材轨道上的自动定位。
当然，第一型材轨道和第二轨道构件也可以是相同的长度。这具有的优点是，例如，相对于纵向型材方向，相邻的第二轨道构件之间没有接合面，而污物或液体会通过该接合面到达第一型材轨道。在该构造中，仅需要一个定位步骤，因此可以加速该方法。
在连接操作之后，将第一型材轨道和/或第二轨道构件在每种情况下相对于纵向型材方向切割成预定长度，使得第二轨道构件的端面和第一型材轨道的端面相对于纵向型材方向彼此对齐地布置。这具有的优点是，例如，可以容易地校正由第一型材轨道和第二轨道构件相对于彼此的定位或其他公差引起的突出量。
特别有利地，可以做出如下的规定：所述第一型材轨道从拉挤成型装置移出，其中所述型材轨道通过拉挤成型工艺制造。结果，提供了一种制造方法，其中在单个连续过程中，型材轨道与第二轨道构件一起被制造和加工以形成混合构件。例如，可以提供所谓的作为拉挤成型工艺的CCM工艺，其中“CCM”代表连续压缩成型(Continuous CompressionMoulding)。
本发明的另一方面涉及一种特别是用于航空器或航天器的混合构件，具有：第一型材轨道，所述第一型材轨道沿纵向型材方向延伸并且由碳-纤维增强塑料材料制成，所述第一型材轨道具有第一条块和由钛材料制成的第二轨道构件，所述第二轨道构件具有带有第一内表面的第一连接部分和带有第二内表面的第二连接部分，所述第二内表面面向第一内表面并且距离第一内表面一定距离；其中，所述第一型材轨道的第一条块的沿纵向型材方向延伸的条块部分被布置在第一连接部分的第一内表面和第二连接部分的第二内表面之间，以及第二轨道构件的第一和第二连接部分分别被紧密地连接到第一型材轨道的第一条块上。
尤其是根据上述的生产方法可以生产混合构件。
由于第一型材轨道由碳-纤维增强塑料材料形成，所以混合构件具有特别低的重量。由于钛材料用于第二型材轨道，所以第二型材导轨具有非常高的机械负载能力，特别是在作用于其上的摩擦负载方面。由于通过在第一条块和连接部之间提供紧密连接(例如如上所述通过超声波焊接产生的连接)，所以可以例如利用上述的方法以特别有效的方式制造混合构件。
此外，由于型材轨道的第一条块被布置在第二轨道构件的连接部分的两个相互面对的内表面之间并且在每种情况下都连接到第一和第二连接部分，所以可以在各个构件之间提供非常好的机械负载连接。
第二轨道构件的第一连接部分和第二连接部分特别地可以通过至少一个离散的焊点分别被紧密地连接到第一型材轨道的第一条块上。这具有的优点是连接可以区域性地适应于混合构件上的期望的机械负载。例如，在混合构件的高机械负载区域中可以提供比在较低机械负载区域中更多数量的焊点。
替代地，也可以做出如下的规定：通过沿纵向型材方向延伸的纵向焊缝，第二轨道构件的第一连接部分和第二连接部分分别被紧密连接到第一型材轨道的第一条块上。纵向焊缝特别地具有非常高的机械负载能力，因为它们在大的连接区域将构件连接在一起，结果，作用在每单位面积的连接上的力减小。
此外，可以做出如下的规定：除了所述第二轨道构件之外，所述混合构件还具有至少一个另一第二轨道构件，其中第一型材轨道的第一条块的另一条块部分被布置在另一第二轨道构件的第一连接部分的第一内表面和另一第二轨道构件的第二连接部分的第二内表面之间，并且另一第二轨道构件的第一和第二连接部分分别被紧密地连接到第一型材轨道的第一条块上。
特别地，在此情况下，第二轨道构件可以相对于纵向型材方向以彼此抵靠的方式布置。替代地，可以做出如下的规定：以使得多个轨道构件相对于纵向型材方向以预定间隔间隔开，所述间隔特别是其中一个第二轨道构件的长度的至多10％，优选地至多为所述长度的5％，特别优选地最多为所述长度的1％。通常，第二轨道构件相对于纵向型材方向彼此相邻地布置。
当然，也可以做出如下的规定：第一型材轨道和第二型材轨道具有相同的长度。
所述第二轨道构件的第一和第二连接部分能够尤其通过横条块连接在一起，所述横条块沿横向于纵向型材方向延伸的横向型材方向延伸。这具有的优点是横条块为第二轨道构件的另一功能构件提供了安装面。然而，也可以想到，例如，将连接部分直接连接在一起，或者代替横条块，连接部分通过不同设计的连接构件连接在一起。
此外，可以做出如下的规定：所述第二轨道构件具有引导装置，所述引导装置具有从横条块上突出的第一引导部件和从横条块上突出的并且相对于横向型材方向以与第一引导部件间隔开的方式布置第二引导部件，其中所述第一引导部件通过第一端部被连接到横条块上并且在位于与所述第一端部相对的端部处的第二端部中具有沿第二引导部件的方向延伸的第一端部部件，并且所述第二引导部件通过第一端部被连接到横条块上并且在位于与所述第一端部相对的端部处的第二端部中具有沿第一引导部件的方向延伸的第二端部部件，其中引导装置和连接部分被设置在横条块的相对侧上。
引导装置是第二轨道构件的功能构件的示例。特别地，引导装置可以被设置为引导和/或固定用于航空器的座椅。
第一型材轨道可以特别地具有在横向型材方向上延伸的第二条块，所述第二条块连接到第一条块上。特别地，第二条块可以布置在第一条块的端部中，所述端部被定位在与条块部分的布置有第二轨道构件的端部相反的端部。以这种方式，形成用于将混合构件固定到例如航空器或航天器的机身结构的紧固结构的功能面。
本发明的另一方面涉及具有根据上述实施例之一的混合构件的航空器或航天器。可以提供混合构件，以用于将乘客座椅连接到被连接到航空器的机身的紧固结构上。
关于方向指示和轴线，特别是与物理结构的延伸相关的方向指示和轴线、“沿着”另一轴线或结构或“沿”另一方向的轴线、方向或结构延伸在本文中被理解为是指它们(特别是在结构的特定位置出现的切线)分别以小于或等于45度，优选地小于或等于30度，特别优选地彼此平行的角度延伸。
关于方向指示和轴线，特别是与物理结构的延伸相关的方向指示和轴线，“横向”于另一轴线、方向或结构的轴线、方向或结构延伸在本文中被理解为是指它们(特别是在结构的特定位置出现的切线)分别以大于或等于45度，优选地大于或等于60度，特别优选地彼此垂直的角度延伸。
附图说明
在下文中，参照附图解释本发明。在图中：
图1示出了根据本发明的方法的一个示例性实施例的将第二轨道构件定位在沿前进方向移动的第一型材轨道上的步骤；
图2示出了根据本发明的方法的另一示例性实施例来定位另一第二轨道构件的步骤；
图3示出了根据图3所示的示例性实施例定位另一第二轨道构件的步骤；
图4示出了根据本发明的方法的另一示例性实施例的通过拉挤成型工艺和通过将第一型材轨道切割成长度生成第一型材轨道的示意图；
图5示出了根据本发明的方法的一个示例性实施例的连接步骤；
图6示出了根据本发明的方法的替代示例性实施例的连接步骤；
图7示出了根据本发明的一个示例性实施例的混合构件的第二轨道构件的立体图；
图8示出了根据本发明的混合构件的示例性实施例的立体图；
图9示出了根据本发明的混合构件的示例性实施例的侧视图；
图10示出了根据本发明的混合构件的另一示例性实施例的侧视图；
图11示出了根据本发明的混合构件的另一示例性实施例的侧视图；以及
图12示出了根据本发明的航空器的示例性实施例的图示。
具体实施方式
在附图中，除非另有说明，相同的附图标记表示相同的构件或功能相同的构件。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造轨道形混合构件1的方法。在图1至6中示出了该方法的各个步骤。下文中更详细地描述的并且特别可用根据本发明的方法生产的混合组件1可特别地设置安装在航空器或航天器中。
如图1中示意性所示，在该方法中，由钛材料制成的第二轨道构件20定位在第一型材轨道10的沿纵向型材方向L10延伸的第一条块11上相对于所述第一型材轨道10固定的位置处，第一型材轨道10由碳-纤维增强塑料材料制成并且沿前进方向R1运动。
所述定位可以特别地通过未示出的定位装置进行，例如以可动夹臂等的形式。
如图1至图3中示意性地和作为示例所示，第一型材轨道10可以通过输送装置70移动。然而，也可以提供从拉挤成型装置80中移动出来的第一型材轨道10，在所述拉挤成型装置80中所述型材轨道10以拉挤成型工艺制造。
第一型材轨道10的碳-纤维增强塑料材料具有嵌入塑料基质中的多种碳纤维。
型材轨道10特别可以以预定的前进速度V10移动。优选地，在该方法中，前进速度V10是恒定的。然而，也可以规定在该方法期间前进速度V10改变，特别是在该方法的不同步骤期间，所述前进速度不同。
型材轨道10特别地具有在纵向型材方向L10上延伸的第一条块11。第一条块10还在横向于纵向型材方向L10延伸的垂直型材方向H10上延伸。如通过示例特别在图5、6和8中示出的，第一条块10可以具有矩形横截面。然而，也可以想到第一条块10具有例如梯形或三角形横截面。通常，第一条块具有沿纵向型材方向L10延伸的第一侧面11a和相对于横向型材方向C10位于与第一侧面11a相对侧的第二侧面11b，其中横向型材方向C10横向于垂直型材方向H10延伸。
当第一型材轨道10沿前进方向R1移动时，前进方向R1和纵向型材方向L10沿着彼此延伸并且优选地彼此平行。
第二轨道构件20具有第一连接部分21和第二连接部分22，第一连接部分21具有第一内表面21i，第二连接部分22具有第二内表面22i，第二内表面22i与第一连接部分21的第一内表面21i面对并且距离其一定距离定位。第一内表面21i和第二内表面22i分别沿纵向轨道-构件方向L20和横向于纵向轨道-构件方向L20延伸的垂直轨道-构件方向H20延伸。此外，相对于横向于垂直轨道-构件方向H20延伸的横向轨道-构件方向C20，第一和第二内表面21i，22i彼此间隔d20设置。
第二轨道构件20的第一连接部分21和第二连接部分22可以特别地分别被构造成具有近似矩形横截面的腿部，特别地如图7所示。然而，也可以想到连接部分21,22至少局部地具有非矩形截面轮廓，例如梯形截面轮廓。
用于第二轨道构件20的合适的钛材料也例如是钛-铝合金。
特别地，第二轨道构件20定位在第一型材轨道10上，使得在第一条块11的在纵向型材方向L10上延伸的条块部13被设置在第一连接部21的第一内表面21i和第二连接部分22的第二内表面22i之间。
第二轨道构件20在沿前进方向R1移动的第一型材轨道10上的定位特别地包括相对于第一型材轨道10(特别是相对于纵向型材方向L10)将第二轨道构件20定位在固定位置。特别地，在定位之后，第二轨道构件20以与第一型材轨道10相同的前进速度V1移动。
此外，特别可以对条块10的厚度d10进行设置，以相对于第一和第二内表面21i，22i彼此之间的间隔d20在条块部13的区域中形成过大尺寸，特别是使得条块部13和内表面21i，22i形成过盈配合，使得在第二轨道构件20已经被定位在第一型材轨道10上之后，第一内表面21i至少部分地抵靠第一条块11的第一侧面11a并且第二内表面21i至少部分地抵靠第一条块11的第二侧面11b。
如图5和6中示意性地并且作为示例所示出的，在定位之后，第二轨道构件20通过垂直施加在第一外表面21a上的预定力F41紧密地连接到第一型材轨道10上，其中第一外表面21a沿与第一连接部分21的第一内表面21i相反的方向定向。并且超声波振动S41通过超声波焊接装置40的第一超声波发生器41平行于第一外表面21a施加。同时，预定的力F42垂直地施加在第二外表面22a上，所述第二外表面22a在与第二连接部22的第二内表面22i相反的方向上定向，并且超声波振动S42通过超声波焊接装置40的第二超声波发生器41平行于第二外表面22a施加。
通过超声波发生器41,42施加在第二轨道构件20的连接部分21,22的外表面21a，22a上的力F41，F42朝向彼此，特别是沿横向型材方向C10。结果，内表面21i，22i被抵压在第一条块11的侧面10a，10b上。力F41，F42特别地垂直于与相应的超声波发生器41,42接触的相应的外表面21a，22a的区域指向。
超声波发生器41,42的超声波振动可以如图5和图6中的箭头S41，S42所示地包括在纵向型材方向L10上的超声波发生器41,42的振动运动。然而，也可以想到例如在垂直型材方向H10上发生振动运动。通常，超声波振动S41，S42平行于相应的外表面21a，22a发生。在这种情况下，振动运动平行于与相应的超声波发生器41,42接触的相应的外表面21a，22a的区域指向。
超声波振动的频率特别在18千赫和1千兆赫之间的范围内。
如图5中示意性所示，超声波发生器41,42可以是点超声波发生器的形式。当第一型材轨道10连接到第二轨道构件上时，所述点超声波发生器可以从起始位置以前进速度沿前进方向R1运动第一时间段，在该前进速度下第一型材轨道10沿前进方向移动，并且每个点超声波发生器产生连接第一型材轨道10和第二轨道构件20的第一离散焊接点2，如通过图9中的示例性示意性地示出。特别地，从第一外表面21a开始产生第一离散焊接点2并且也从第二外表面22a开始产生第一离散焊接点。
点超声波发生器形式的超声波发生器41,42的起始位置应理解为超声波发生器相对于前进方向R1的位置。在起始位置，超声波发生器41,42与外表面21a，22a接触。
在产生第一焊接点2之后，特别地可以使得第一超声波发生器41从第一外表面21a移除并且第二超声波发生器42从第二外表面22a移除，然后使得第一和第二超声波发生器41,42被移回到起始位置。当超声波发生器定位回在起始位置时，可以再次通过第一超声波发生器41使预定的力F41垂直地施加在第一外表面21a上和使得超声波振动S41平行于第一外表面21a施加，并且同时通过第二超声波发生器42使预定力F42垂直施加在第二外表面22a上和使得超声波振动S42平行于第二外表面22a施加。在这种情况下，超声波发生器41,42以前进速度沿前进方向R1运动第二时间段，并且在该过程中每个超声波发生器产生连接第一型材轨道10和第二轨道构件20的第二离散焊接点3,4。
可以重复这些步骤以产生更多的离散焊接点。
第一预定时间段和第二预定时间段可以是相同的长度或不同的长度。例如，可以提供依赖于相应的连接部分21,22的在力F41或F42作用的方向上的局部厚度的时间段。通常，该依赖性可以被配置为使得随着厚度的增加，时间段变得更长。
作为点超声波发生器的替代方案，也可以将超声波发生器41,42设置为辊式超声波发生器的形式，如图6中示意性地和示例性地所示。在这种情况下，在连接过程中，提供第一超声波发生器41的第一超声波发生器辊43以抵靠第一外表面21a，并且在该过程中产生沿着纵向型材方向L10延伸的并将第一型材轨道10和第二轨道构件20连接的第一纵向焊缝5，并提供第二超声波发生器42的第二超声波发生器辊44以抵靠第二外表面22a，并且在该过程中产生沿着纵向型材方向L10延伸的并将第一型材轨道10和第二轨道部件20连接的第二纵向焊缝5。
超声波发生器辊43,44特别是在外表面21a，22a上滚动，如图6中的箭头P43，P44所示。
特别如图9和10所示，规定第一型材轨道10具有相对于纵向型材方向L10比第二轨道构件20更长的长度l10。在这种情况下，特别在第二轨道构件20连接到第一型材轨道10之前或之后，可以有利地规定另一第二轨道构件20定位在第一型材轨道10的第一条块11上，如图2和3示意性地所示。
另一第二轨道构件20相对于第一型材轨道10在固定位置处定位在第一型材轨道10上，使得连结板11的另一连结板部分14布置在另一第二轨道构件20的第一连接部分21的第一内表面21i和另一第二轨道构件20的第二连接部分22的第二内表面22i之间。特别地，另一第二轨道构件20可以定位成使得第二轨道构件20被布置成相对于纵向型材方向L10彼此抵接。可选地，定位可以发生使得已经定位在型材轨道上的第二轨道构件20和另一第二轨道构件20相对于纵向型材方向L10位于预定间隔处，所述间隔特别最多是第二轨道构件20的长度l20的10％，优选地最多是第二轨道构件20的长度l20的5％并且特别优选地最多是第二轨道构件20的长度l20的1％。如果第二轨道构件具有彼此不同的长度l20，则预定间隔最多是第二轨道构件20的长度l20的10％，优选地最多是第二轨道构件20的长度l20的5％并且特别优选地最多是使用的最短的第二轨道构件20的长度l20的1％。
在另一第二轨道构件20定位之后，另一第二轨道构件20通过预定力F41和超声波振动S41以及预定力F42和超声波振动S42紧密地连接至第一型材轨道10，预定力F41被垂直施加在另一第二轨道构件20的第一连接部分21的第一外表面21a上，并且超声波振动S41借助于第一超声波发生器平行于该第一外表面21a施加，并且同时地预定力F42被垂直施加在另一第二轨道构件20的第二连接部分22的第二外表面22a上，并且超声波振动S42借助于第二超声波发生器41平行于该第二外表面22a被施加。
规定第二轨道构件20和一个或多个另一第二轨道构件20在第一型材轨道10上首先一个定位在另一个之后，并且随后定位的第二轨道构件20优选地以定位第二轨道构件20的顺序连接至第一型材轨道10。还规定在每种情况下一个第二轨道构件20相继定位和连接至第一型材轨道10并且仅在之后另一第二轨道构件20被定位。原则上，也可以在第二轨道构件20的连接和另一第二轨道构件20的定位之间具有暂时重叠。
在连接操作之后，第一型材轨道10和/或第二轨道构件20可以相对于纵向型材方向L10被切成预定长度l10、l20。出于该目的，如图4所示，可以使用例如成锯、热切割装置等的形式的切割装置90。特别地，切割成长度可以发生使得第二轨道构件20的端面20a和第一型材轨道10的端面10c被布置成相对于纵向型材方向L10与彼此平齐。
特别地，规定第一型材轨道10被切成与连接到其上的第二轨道构件20的长度l20对应的长度l10，如图11所示，或第一型材轨道10被切成与连接到第一型材轨道10上的多个第二轨道构件20的长度l20的和对应的长度l10，如图9和10所示。可选地，然而，相对于纵向型材方向L10突出超过第一型材轨道10的端面10c的第二轨道构件20可以被切割成长度l20，使得通过切割成长度而形成的第二轨道构件20的端面20a相对于纵向型材方向L10与第一型材轨道10的端面10c平齐。此外，第一型材轨道10和第二轨道构件20的平齐端面10c、20a可以被生成，使得这些在连接状态中在切割点处被切割，在切割点处，第一型材轨道10和第二轨道构件相对于纵向型材方向L10重叠。
所述切割成长度可以通常发生在第一型材轨道10和第二轨道构件20的相对于纵向型材方向的一个或两个相反的端部区域中。
根据另一方面，提供混合构件1。这可以特别根据上述方法而生成。
特别如图8所示，混合构件具有第一型材轨道10，第一型材轨道10在纵向型材方向L10上延伸并且由碳-纤维增强塑料材料制成，具有第一条块11。此外，混合构件具有由钛材料制成的第二轨道构件20。第二轨道构件20具有包括第一内表面21i的第一连接部分21和包括第二内表面22i的第二连接部分22，第二内表面22i面向第一内表面21i并且以距离其一定距离定位。
如图8示例性地所示，在纵向型材方向L10上延伸的第一型材轨道10的第一条块11的条块部分13布置在第一连接部分21的第一内表面21i和第二连接部分22的第二内表面22i之间。此外，第二轨道构件20的每个第一连接部分21和第二连接部分22都紧密地连接至第一型材轨道10的第一条块11。
第一连接部分21和第二连接部分22特别从第一条块11的第一端部15上在竖直型材方向H10上延伸。特别地，规定第一条块11通过在第一端部15的相反端部处定位的第二端部16相对于竖直型材方向H10突出，在每种情况下超过第一连接部分21的第一端部24并且超过第二连接部分22的第一端部25。
如上所述，第二轨道构件20的每个第一连接部分21和第二连接部分22都可以通过至少一个离散的焊接点2、3、4紧密地连接至第一型材轨道10的第一条块11，如图9所示。离散的焊接点2、3、4可以特别通过超声波焊接生成，例如如上所述。
可选地，还可以规定，第二轨道构件20的每个第一连接部分21和第二连接部分22都可以通过在纵向型材方向L10上延伸的纵向焊缝5紧密地连接至第一型材轨道10的第一条块10，如图10和11所示。纵向焊缝5可以特别借助于辊式超声波发生器通过超声波焊接生成，例如如上所述。
如图8至10所示，规定混合构件1具有多个第二轨道构件20。特别地，除了第二轨道构件20，混合构件1可以具有至少一个另一第二轨道构件20，其中第一型材轨道10的第一条块11的另一条块部分14布置在另一第二轨道构件20的第一连接部分21的第一内表面21i和另一第二轨道构件20的第二连接部分22的第二内表面22i之间。另一第二轨道构件20的每个第一连接部分21和第二连接部分22都紧密地连接至第一型材轨道10的第一条块11。特别地，可以通过离散的焊接点2、3、4(如图8所示)或通过纵向焊缝5(如图10所示)实现另一第二轨道构件20至第一型材轨道10的第一条块11的紧密连接。
特别地，规定第二轨道构件20布置成相对于纵向型材方向L10彼此抵接，如图8至10所示。可选地，规定两个第二轨道构件20，所述两个第二轨道构件20在纵向型材方向L10上以预定间隔相对于纵向型材方向L10邻近地定位，所述间隔特别地最多是一个第二轨道构件20的长度l20的10％，优选地最多是所述一个第二轨道构件20的长度l20的5％并且特别优选地最多是所述一个第二轨道构件20的长度l20的1％。如果第二轨道构件20具有彼此不同的长度l20，则预定间隔最多是最短的第二轨道构件20的长度l20的10％，优选地最多是最短的第二轨道构件20的长度l20的5％并且特别优选地最多是最短的第二轨道构件20的长度l20的1％。
通过示例的方式，图7示出第二轨道构件20的示例性实施例。如图所示，每个第一连接部分21和第二连接部分22都可以成在竖直轨道-构件方向H20上延伸的腿部的形式。还可以规定，第二轨道构件20的第一连接部分21和第二连接部分22都可以通过在横向型材方向C10上或在横向轨道-构件方向C20上延伸的横条块23连接到一起。特别地，连接部分21、22可以与横条块23形成在一个部件中。然而，还可以规定连接部分21、22被构造成与横条块23分离的部件，所述分离的部件焊接、黏附接合或以一些其它方式连接到其中。
如图7所示，规定横条块23相对于连接部分21、22的外表面21a、22a相对于横向轨道构件方向C20突出。可选地，然而，横条块23也可以与外表面21a、22a中的一个或两个端部平齐。
如图7所示，第二轨道构件20此外可以具有引导装置26。引导装置26可以被设置成特别用于引导附接构件(未示出)，例如航空器或航天器的座椅。引导装置26和连接部分21、26特别布置在横条块23的相反侧上。
引导装置具有第一引导部件27和第二引导部件28，第一引导部件27在竖直轨道构件方向H20上或竖直型材方向H10上从横条块23上突出，第二引导部件28在竖直轨道构件方向H20上或在竖直型材方向H10上从横条块23上突出，并且相对于横向型材方向C10布置在距离第一引导部件27一定距离处。第一引导部件27和第二引导部件28特别可以与横条块23形成在一个部件中。然而，还可以规定第一引导部件27和第二引导部件28被构造成与横条块23分离的部件，所述分离的部件焊接、黏附接合或以一些其它方式连接到其中。
如图7所示，规定第一引导部件27通过第一端部27A连接到横条块23上，并且在位于与第一端部27A相反的端部处的第二端部27B中具有在第二引导部件28的方向上延伸的第一端部部件29。另外，第二引导部件28可以通过第一端部28A连接到横条块23上，并且在位于与第一端部28A相反的端部处的第二端部28B中具有在第一引导部件27的方向上延伸的第二端部部件30。第一端部部件29和第二端部部件30相对于横向轨道构件方向C20或横向型材方向C10彼此距离一定距离布置。特别地，第一端部部件29和第二端部部件30限定在纵向轨道构件方向L20上或在纵向型材方向L10上延伸的引导凹部31。
除了第一条块11，第一型材轨道10可以具有在横向型材方向C10上延伸的第二条块12，所述第二条块12连接到第一条块11上。特别地，第二条块12可以布置在第一条块11的第二端部16中。
通过示例的方式，图12示出具有混合构件1的航空器或航天器100。混合构件1可以被特别设置成用于将乘客座椅(未示出)连接至紧固结构，紧固结构连接至航空器机身。在图12中，航空器机身被以剖面方式图示并且示意性地示出混合构件1的安装状态的示例，其中所述混合构件1被设置成用于将乘客座椅连接至紧固结构。
虽然本发明基于示例性实施例通过示例的方式被描述，但是本发明不限于此，而是能够以许多方式改变。特别地，上述示例性实施例的组合也是可想到的。
附图标记列表
1 混合构件
2 第一焊接点
3；4 第二焊接点
5 第一纵向焊缝
10 第一型材轨道
10c 切割面
11 第一型材轨道的第一条块
11a 第一条块的第一侧面
11b 第二条块的第二侧面
12 第一型材轨道的第二条块
13 第一条块的条块部分
14 第一条块的另一条块部分
15 第一条块的第一端部
16 第一条块的第二端部
20 第二轨道构件
20a 第二轨道构件的端面
21 第二轨道构件的第一腿部
21a 第一腿部的第一外表面
21i 第一腿部的第一内表面
22 第二轨道构件的第二腿部
22a 第二腿部的第二外表面
22i 第二腿部的第二内表面
23 横条块
24 第一连接部分的第一端部
25 第二连接部分的第一端部
26 引导装置
27 引导装置的第一引导部件
27A 第一引导部件的第一端部
27B 第一引导部件的第二端部
28 引导装置的第二引导部件
28A 第二引导部件的第一端部
29 第一端部部件
30 第二端部部件
31 引导凹部
40 超声波焊接装置
41 第一超声波发生器
42 第二超声波发生器
43 第一超声波发生器辊
44 第二超声波发生器辊
70 输送装置
80 拉挤成型装置
C10 横向型材方向
C20 横向轨道-构件方向
d11 厚度
d20 从第二内表面到第一内表面的距离
F41 力
S41 超声波振动
F42 力
S42 超声波振动
L10 纵向型材方向
L20 纵向轨道-构件方向
l10 第一型材轨道的长度
H10 竖直型材方向
H20 竖直轨道-构件方向
P43,P44 箭头
R1 前进方向

Claims (15)

1.一种用于制造特别是用于航空器或航天器的轨道形混合构件(1)的方法，所述方法具有以下步骤：
在相对于第一型材轨道(10)的固定位置，将由钛材料制成的第二轨道构件(20)定位在由碳-纤维增强塑料材料制成的并沿前进方向(R1)移动的第一型材轨道(10)的沿纵向型材方向(L10)延伸的第一条块(11)上，使得所述第一条块(11)的沿纵向型材方向(L10)延伸的条块部分(13)被布置在第二轨道构件(20)的第一连接部分(21)的第一内表面(21i)和第二轨道构件(20)的第二连接部分(22)的第二内表面(22i)之间，所述第二内表面面向第一内表面(21i)且距离第一内表面(21i)一定距离；和
通过垂直地施加在沿与第一连接接部分(21)的第一内表面(21i)相反的方向定向的第一外表面(21a)上的预定力(F41)和借助于超声波焊接装置(40)的第一超声波发生器(41)平行于第一外表面(21a)施加的超声波振动(S41)，以及同时通过垂直地施加在沿与第二连接部分(22)的第二内表面(22i)相反的方向定向的第二外表面(22a)上的预定力(F42)和借助于超声波焊接装置(40)的第二超声波发生器(42)平行于第二外表面(22a)施加的超声波振动(S42)，将所述第二轨道构件(20)紧密地连接到第一型材轨道(10)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声波发生器(41；42)是点超声波发生器的形式，所述点超声波发生器在连接操作期间从起始位置以前进速度沿前进方向(R1)移动第一时间段，其中所述第一型材轨道以所述前进速度沿所述前进方向移动，并且在该过程中，每个点超声波发生器产生连接所述第一型材轨道(10)和所述第二轨道构件(20)的第一离散焊点(2)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在产生所述第一焊点(2)之后，执行以下步骤：
从第一外表面(21a)移除第一超声波发生器(41)并且从第二外表面(22a)移除第二超声波发生器(42)；
将第一和第二超声波发生器(41；42)移回到起始位置；
在第一外表面(21a)上垂直地施加所述预定力(F41)，并借助于第一超声波发生器(41)施加与第一外表面(21a)平行的超声波振动(S41)，并且同时在第二外表面(22a)上垂直地施加所述预定力(F42)，并且借助于第二超声波发生器(42)施加与第二外表面(22a)平行的超声波振动(S42)，其中所述超声波发生器(41；42)以所述前进速度沿前进方向(R1)移动第二时间段，并且在该过程中，每个超声波发生器产生连接第一型材轨道(10)和第二轨道构件(20)的第二离散焊点(3；4)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声波发生器(41；42)是辊式超声波发生器的形式，其中在连接过程期间，所述第一超声波发生器(41)的第一超声发生器辊(43)抵靠第一外表面(21a)并且在该过程中产生沿纵向型材方向(L10)延伸并连接第一型材轨道(10)和第二轨道构件(20)的第一纵向焊缝(5)，并且第二超声波发生器(42)的第二超声发生器辊(44)抵靠第二外表面(22a)并且在该过程中产生沿纵向型材方向(L10)延伸并连接第一型材轨道(10)和第二轨道构件(20)的第二纵向焊缝。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第一型材轨道(10)具有相对于纵向型材方向(L10)比第二轨道构件(20)更大的长度(l10)，其中，附加地，另一第二轨道构件(20)在相对于所述第一型材轨道(10)的固定位置被定位在第一型材轨道(10)的第一条块(11)上，使得所述条块(11)的沿纵向型材方向(L10)延伸的另一条块部分(14)被布置在另一第二轨道构件(20)的第一连接部分(21)的第一内表面(21i)和另一第二轨道构件(20)的第二连接部分(22)的第二内侧面(22i)之间；和
通过垂直地施加在另一第二轨道构件(20)的第一连接部分(21)的第一外表面(21a)上的预定力(F41)和借助于第一超声波发生器(41)平行于所述第一外表面(21a)施加的超声波振动(S41)并且同时通过垂直地施加在另一第二轨道构件(20)的第二连接部分(22)的第二外表面(22a)上的预定力(F42)和借助于第二超声波发生器(42)平行于第二外表面(22a)施加的超声波振动(S42)，另一第二轨道构件(20)被紧密地连接到第一型材轨道(10)上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在连接操作之后，将第一型材轨道(10)和/或第二轨道构件(20)在每种情况下相对于纵向型材方向(L10)切割成预定长度(l10；l20)，使得第二轨道构件(20)的端面(20a)和第一型材轨道(10)的端面(10c)相对于纵向型材方向(L10)彼此对齐地布置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一型材轨道(10)从拉挤成型装置(80)移出，其中所述型材轨道(10)通过拉挤成型工艺制造。
8.一种特别是用于航空器或航天器的混合构件(1)，具有：
第一型材轨道(10)，所述第一型材轨道沿纵向型材方向(L10)延伸并且由碳-纤维增强塑料材料制成，所述第一型材轨道(10)具有第一条块(11)；和
由钛材料制成的第二轨道构件(20)，所述第二轨道构件(20)具有带有第一内表面(21i)的第一连接部分(21)和带有第二内表面(22i)的第二连接部分(22)，所述第二内表面(22i)面向第一内表面(21i)并且距离第一内表面(21i)一定距离；
其中，所述第一型材轨道(10)的第一条块(11)的沿纵向型材方向(L10)延伸的条块部分(13)被布置在第一连接部分(21)的第一内表面(21i)和第二连接部分(22)的第二内表面(22i)之间，并且第二轨道构件(20)的第一和第二连接部分(21；22)分别被紧密地连接到第一型材轨道(10)的第一条块(11)上。
9.根据权利要求8所述的混合构件(1)，其特征在于，所述第二轨道构件(20)的第一和第二连接部分(21；22)分别通过至少一个离散焊点(2；3；4)被紧密地连接到第一型材轨道(10)的第一条块(11)上。
10.根据权利要求8所述的混合构件(1)，其特征在于，所述第二轨道构件(20)的第一和第二连接部分(21；22)分别通过沿纵向型材方向(L10)延伸的纵向焊缝(5)紧密地连接到第一型材轨道(10)的第一条块(11)上。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的混合构件(1)，其特征在于，除了所述第二轨道构件(20)之外，所述混合构件(1)还具有至少一个另一第二轨道构件(20)，其中第一型材轨道(10)的第一条块(11)的另一条块部分(14)被布置在另一第二轨道构件(20)的第一连接部分(21)的第一内表面(21i)和另一第二轨道构件(20)的第二连接部分(22)的第二内表面(22i)之间，并且另一第二轨道构件(20)的第一和第二连接部分(21；22)分别被紧密地连接到第一型材轨道(10)的第一条块(11)上。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的混合构件，其特征在于，所述第二轨道构件(20)的第一和第二连接部分(21；22)通过横条块(23)连接在一起，所述横条块沿横向于纵向型材方向(L10)延伸的横向型材方向(C10)延伸。
13.根据权利要求12所述的混合构件，其特征在于，所述第二轨道构件(20)具有引导装置(26)，所述引导装置具有从横条块(23)上突出的第一引导部件(27)和从横条块(23)上突出的并且相对于横向型材方向(C10)以与第一引导部件(27)间隔开的方式布置的第二引导部件(28)，其中所述第一引导部件(27)通过第一端部(27A)被连接到横条块(23)并且在位于与所述第一端部(27A)相对的端部处的第二部分(27B)中具有沿第二引导部件(28)的方向延伸的第一端部部件(29)，并且所述第二引导部件(28)通过第一端部(28A)被连接到横条块(23)并且在位于与所述第一端部(28A)相对的端部处的第二端部(28B)中具有沿第一引导部件(27)的方向延伸的第二端部部件(30)，其中引导装置(26)和连接部分(21；22)被布置在横条块(23)的相对侧上。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的混合构件，其特征在于，所述第一型材轨道(10)具有沿所述横向型材方向(C10)延伸的第二条块(12)，所述第二条块(12)被连接到第一条块(11)上。
15.一种具有根据权利要求8至14中任一项所述的混合构件(1)的航空器或航天器(100)。
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