DE10163848A1 - Structural component for aircraft, has stiffening profile structure that comprises internal boundary surface formed between two portions, one being integral with skin sheet - Google Patents

Abstract

A portion of each of several stiffening profile structures (2,3) is integrally connected with a skin sheet (4) and non-integrally connected with another portion so as to form an internal boundary surface within respective profile structure. Both the portions together forming an overall cross-sectional configuration of the respective profile structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein metallisches Strukturbauteil für ein Flugzeug, wobei das Strukturbauteil mindestens ein Hautblech sowie auf das Hautblech aufgebrachte mehrere Versteifungsprofile aufweist und die Versteifungsprofile mit dem Hautfeld integral verbunden sind. The invention relates to a metallic structural component for an aircraft, wherein the structural component has at least one skin plate and on the skin plate applied several stiffening profiles and the stiffening profiles with the skin field are integrally connected.

Ein Großteil der Flugzeugstrukturen wie z. B. Rumpf und Flügel wird aus metallischen Werkstoffen hergestellt. Um primär Steifigkeits- und Festigkeitsanforderungen zu erfüllen, besteht das dabei vorherrschende Konstruktionsprinzip darin, ein Hautblech mit Versteifungen zu versehen. Als besonders bedeutendes Beispiel ist der Rumpf zu nennen, dessen Außenhaut in Längsrichtung durch Stringern und in Umfangsrichtung mit Spanten verstärkt ist. Als Fügeverfahren wird üblicherweise das Nieten bzw. Kleben verwendet, wobei von einer differentialen Bauweise gesprochen wird. Much of the aircraft structure such as B. fuselage and wing is made made of metallic materials. To primarily stiffness and To meet strength requirements, the prevailing design principle is to provide a skin plate with stiffeners. As a particularly important one An example is the fuselage, the outer skin of which is longitudinal Stringers and is circumferentially reinforced with frames. As a joining process riveting or gluing is usually used, whereby from one differential construction is spoken.

Weiterhin sind integrale Strukturbauteile bekannt, bei denen eine direkte Verbindung zwischen Haut und Versteifung hergestellt wird. Diese integrale Bauweise kann z. B. durch gleichzeitiges Extrudieren von Haut und Versteifung oder den Einsatz von Schweißverfahren zur Verbindung von Haut und Versteifung erzeugt werden. Bekannt ist der Einsatz des Laserstrahlschweißens zur Herstellung eines Strukturbauteils in geschweißter Haut-Stringer-Bauweise beispielsweise aus DE 196 39 667 C1. Furthermore, integral structural components are known, in which a direct Connection between skin and stiffening is made. This integral design can e.g. B. by simultaneous extrusion of skin and stiffening or Use of welding processes to connect skin and stiffening become. The use of laser beam welding for manufacturing is known a structural component in welded skin-stringer construction, for example from DE 196 39 667 C1.

Derartige Strukturbauteile werden als Rumpfschalen in einem Flugzeug verwendet. Als Folge einer mechanischen Belastung, die sowohl statisch als auch zyklisch auftreten kann, können sich Risse in dem verstärkten Hautblech bilden und ausbreiten. Um Schädigungszustände dieser Art im Flugzeugentwurf zu berücksichtigen, werden sowohl Anforderungen an das Rissfortschrittsverhalten als auch an das Restfestigkeitsverhalten der Strukturbauteile gestellt. Das geforderte Schadenstoleranzverhalten ist u. a. davon abhängig, wie sich ein senkrecht zur Versteifung ausbreitender Hautriss verhält, wenn er auf diese trifft. Structural components of this type are used as fuselage shells in an aircraft used. As a result of a mechanical load that is both static and can occur cyclically, cracks can form in the reinforced skin plate and spread out. To damage states of this type in the aircraft design too take into account, both requirements for crack propagation behavior as well as the residual strength behavior of the structural components. The required damage tolerance behavior is u. a. depends on how a Skin crack propagating perpendicular to the stiffening behaves when it is on this meets.

Im Fall einer differentialen Bauweise läuft der Hautriss unter der Versteifung hindurch. Die Versteifung bleibt dabei ungeschädigt und überbrückt der Riss, so dass als positiver Effekt der Riss in seiner weiteren Ausbreitung behindert wird. Bei einer solchen Differentialbauweise wirken die genieteten oder geklebten Versteifungen als Rissstopper bzw. Rissverzögerer. Der Rissfortschritt in der Rumpfbeplankung wird gestoppt bzw. verzögert, da die Rissspitze durch die genietete oder geklebte Versteifung für eine bestimmte Anzahl von Lastwechseln zusammengehalten wird. In the case of a differential construction, the skin tear runs under the stiffening therethrough. The stiffening remains undamaged and the crack bridges, see above that the crack is prevented from spreading as a positive effect. With such a differential construction, the riveted or glued work Stiffeners as crack stoppers or crack retarders. The crack progress in the Body fuselage is stopped or delayed because the crack tip through the riveted or glued stiffening for a certain number of Load changes is held together.

Im Fall einer integralen Bauweise teilt sich die Rissspitze im Fußbereich der Versteifung in einen Hautriss und einen Versteifungsriss auf und beide Risse breiten sich in den Teilkomponenten unabhängig voneinander aus. Die durch einen Teilanriss geschädigte Versteifung besitzt im Gegensatz zu einem differential angebrachten Versteifungsprofil sowohl eine reduzierte Festigkeit als auch eine reduzierte Steifigkeit. Dadurch erfolgt kein effektives Zusammenhalten des Hautrisses, so dass dieser in seiner weiteren Ausbreitung unzureichend behindert wird. Dieses Verhalten führt zu einer verminderten Restfestigkeit und zu einem ungünstigen Rissfortschrittsverhalten. In Bereichen, in denen die Restfestigkeit als Auslegungskriterium maßgebend ist, müssten die Schalen aufgedickt werden, um eine ausreichende Restfestigkeit zu erreichen. Das führt zu unakzeptablen Gewichtserhöhungen insbesondere in den Seiten- und Oberschalenbereichen des Rumpfes. In the case of an integral construction, the crack tip divides in the foot area of the Stiffening in a skin crack and a stiffening crack on and both cracks spread independently in the sub-components. By unlike one has a partially cracked stiffening differentially attached stiffening profile both a reduced strength as well reduced stiffness. As a result, the Skin tear, so that this is insufficient in its further spread is hindered. This behavior leads to reduced residual strength and an unfavorable crack propagation behavior. In areas where the If the residual strength is decisive as a design criterion, the shells would have to be thickened in order to achieve sufficient residual strength. That leads to unacceptable weight increases especially in the side and Upper shell areas of the fuselage.

In der Patentschrift DE 199 24 909 C1 wird als eine Lösung dieses Problems bei einem integralen Strukturbauteil eine Aufdickung im Fußbereich der Versteifung zur Rissverzögerung bzw. Ablenkung vorgeschlagen. Da die Aufdickung aber integral ist, d. h. die Versteifung und die Aufdickung sind eine gemeinsame Komponente (Verbindung auf atomarer Ebene), besteht grundsätzlich weiterhin die Gefahr einer fortschreitenden Rissausbreitung über den gesamten Bereich der Versteifung. In the patent DE 199 24 909 C1 as a solution to this problem in the case of an integral structural component, a thickening in the foot area of the Stiffening proposed to delay cracking or deflection. Because the thickening but is integral, d. H. the stiffening and the thickening are common Component (connection at the atomic level) basically still exists the risk of progressive crack propagation over the entire area of stiffening.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine großflächige Verbreitung eines Risses in einem metallischen Strukturbauteil zu verhindern und damit ein verbessertes Rissfortschrittsverhalten und eine Erhöhung der Restfestigkeit zu erreichen, wobei gleichzeitig der Anforderung im Flugzeugbau an eine leichte Bauweise zu berücksichtigen ist. The present invention is therefore based on the object of a large area Prevent a crack from spreading in a metallic structural component and thus an improved crack propagation behavior and an increase in To achieve residual strength while maintaining the requirement in aircraft construction a light construction is to be considered.

Diese Aufgabe wird bei einem Strukturbauteil durch die im Patentanspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst. This object is achieved in a structural component by the in claim 1 mentioned measures solved.

Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass durch Erhöhung der Restfestigkeit eines metallischen Strukturbauteils in Integralbauweise ein Einsatz eines derartigen Bauteils für Rumpfschalen eines Flugzeuges auch in primär auf Zug belasteten und damit ermüdungskritischen Bereichen möglich ist. So können geschweißte Rumpfschalen für den gesamten Rumpf angewendet werden, was aufgrund der Vorteile in der Fertigung den Herstellaufwand reduziert. Da die rissstoppenden bzw. -verzögernden Maßnahmen innerhalb des Versteifungsprofils vorgenommen werden und keine wesentlichen Auswirkungen auf die Versteifungsgeometrie haben, d. h. insbesondere keine Verdickungen bzw. Verstärkungen notwendig sind, ist eine weitere Verwendbarkeit von den in der Fertigung existierenden Fertigungsvorrichtungen möglich. It is particularly advantageous that by increasing the residual strength of a metallic structural component in an integral design, use of such Component for the fuselage shells of an aircraft, also primarily when subjected to tension and thus areas critical to fatigue are possible. So welded Hull shells can be applied to the entire hull, which is due to the Manufacturing advantages reduced manufacturing costs. Because the crack-stopping or delaying measures within the stiffening profile be made and have no significant impact on the Have stiffening geometry, d. H. in particular, no thickening or reinforcement necessary is another usability of those existing in manufacturing Manufacturing devices possible.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden die Nachteile im Rissfortschrittsverhalten von geschweißten Schalen, d. h. integralen Strukturen eliminiert. Bei Primärrissen in der Beplankung, d. h. in der Rumpfhaut wird der gleichzeitig in den Versteifungsprofilen sich fortsetzende Riss durch die eingebrachten internen Grenzflächen gestoppt oder in ausreichender Form verzögert. With the solution according to the invention, the disadvantages in Crack propagation behavior of welded shells, d. H. integral structures eliminated. at Primary cracks in the planking, d. H. in the fuselage skin that is simultaneously in the stiffening profiles continuing crack through the internal introduced Interfaces stopped or delayed in sufficient form.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Further developments and advantageous refinements are in claims 2 to 11 specified. Further advantages result from the following Detailed description.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben sind. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the drawing, embodiments of the invention are shown, which are described below with reference to FIGS. 1 to 3. In the figures, the same components are provided with the same reference symbols.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein in Integralbauweise ausgeführtes Strukturbauteil im Bereich eines Stringers mit einer erfindungsgemäße Maßnahme zur Rissverzögerung bzw. Rissverhinderung in einer ersten Ausführung, Fig. 1 shows a cross section through a program executed in integral construction structure component in the region of a stringer with a delay inventive measure crack or crack prevention in a first embodiment,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Strukturbauteil im Bereich eines Stringers in einer zweiten Ausführungsform und Fig. 2 shows a cross section through an inventive structure component in the region of a stringer in a second embodiment and

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Strukturbauteil im Bereich eines Stringers in einer dritten Ausführungsform. Fig. 3 shows a cross section through an inventive structure component in the region of a stringer in a third embodiment.

In den Figuren ist jeweils ein Ausschnitt eines metallischen Strukturbauteils 1 im Bereich eines Versteifungsprofils 2 gezeigt. Das Versteifungsprofil 2 ist als ein für eine Flugzeugrumpfstruktur in Flugzeuglängsrichtung verlaufender Stringer 3 ausgebildet, der auf ein Hautfeld 4 aufgeschweißt ist oder der in sonstiger Art in integraler Bauweise eine direkte Verbindung zwischen Haut und der Versteifung bildet. Eine weitere Möglichkeit einer integralen Bauweise ist das gleichzeitige Extrudieren bzw. Strangpressen von einem Hautfeld 4 und den Versteifungsprofilen 2 (bzw. Stringern 3). Für ein Strukturbauteil 1 zur Verwendung als Rumpfschale eines Flugzeuges sind eine Vielzahl derartiger Stringer 3 auf einem großflächigen Hautfeld in Flugzeuglängsrichtung angeordnet. In the figures, a section of a metallic structural component 1 is shown in the area of a stiffening profile 2 . The stiffening profile 2 is designed as a stringer 3 which runs for an aircraft fuselage structure in the longitudinal direction of the aircraft and which is welded onto a skin field 4 or which in some other way forms an integral connection between the skin and the reinforcement in an integral manner. Another possibility of an integral construction is the simultaneous extrusion or extrusion from a skin field 4 and the stiffening profiles 2 (or stringers 3 ). For a structural component 1 for use as the fuselage shell of an aircraft, a large number of such stringers 3 are arranged on a large area of skin in the longitudinal direction of the aircraft.

In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein in Integralbauweise ausgeführtes Strukturbauteil 1 im Bereich eines Stringers 3 dargestellt. Als Maßnahme zur Rissverzögerung bzw. Rissverhinderung wird vorgeschlagen, dass innerhalb des Versteifungsprofils 2 eine interne Grenzfläche 5 (mit Grenzflächenlängen L₁, L₂ und L₃) eingebracht wird, in welcher der Riss angehalten werden kann bzw. abgelenkt wird, so dass die dahinterliegende Teilstruktur (hier der oberhalb der Grenzfläche 5 verbleibende Teil des Stringerstegs 6 sowie des Stringerkopfs 7) ungeschädigt bleibt. Die Lage der Grenzfläche 5 im Versteifungsprofil 2 wird in der ersten Ausführungsform durch eine in den Stringersteg 6 eingebrachte Teilkomponente 8 - hier ein schmales Rechteck-Profil (I-Profil) - bestimmt. Das I-Profil 8 wird seitlich in eine am Stringersteg 6 vorgesehene Aufnahme 9 eingebracht. Dafür sind verschiedene Fügeverfahren anwendbar, beispielsweise kann das I-Profil 8 in die Aufnahme 9 eingeklebt, gelötet oder gequetscht werden. In Fig. 1, a cross section is shown by a program executed in integral construction structural component 1 in the area of a stringer. 3 As a measure to crack delay or crack prevention that is introduced inside the stiffener section 2, an internal interface 5 (the boundary surface lengths L _1, L ₂ and L ₃₎ is proposed, can be used in which the crack stopped or is deflected so that the lying behind Partial structure (here the part of the stringer web 6 and the stringer head 7 remaining above the interface 5 ) remains undamaged. The position of the interface 5 in the stiffening profile 2 is determined in the first embodiment by a subcomponent 8 introduced into the stringer web 6 - here a narrow rectangular profile (I profile). The I-profile 8 is inserted laterally into a receptacle 9 provided on the stringer web 6 . Various joining methods can be used for this, for example the I-profile 8 can be glued, soldered or squeezed into the receptacle 9 .

Durch das eingebrachte I-Profil 8 sind drei Grenzflächenlängen L₁, L₂ und L₃ gebildet, wobei vorzugsweise zur wirksamen Verhinderung einer Rissausbreitung die Summe aller Grenzflächenlängen L₁, L₂ und L₃ größer oder gleich der mittleren Dicke der Versteifung (ΣL_i ≥ T_mittel) ist. Alternativ zu dieser gezeigten Ausführungsform sind auch andere geometrische Querschnittsformen der einzubringenden Teilkomponente wie runde (beispielsweise kreisförmige) oder eckige (beispielsweise trapezförmige) Profile möglich. Auch eine Materialauswahl für die Teilkomonente unabhängig vom Material des Versteifungsprofils ist möglich, ohne sich auf schweißbare bzw. extrudierbare Materialien zu beschränken. Zur Wirksamkeit der Maßnahme zur Erhöhung der Restfestigkeit des Strukturbauteils 1 ist vorgesehen, dass die Summe aller Grenzflächenlängen L₁, L₂, L₃ . . . L_i größer als oder mindestens gleich der mittleren Dicke des Versteifungsprofils 2 (ΣL_i ≥ T_mittel) ist. Die Lage der Grenzfläche ist dabei so zu wählen, dass ein sich senkrecht zur Belastungsrichtung (Belastungsrichtung ist auch Versteifungsrichtung, d. h. Stegrichtung) ausbreitender Riss im wesentlichen im rechten Winkel auf diese trifft. Die Grenzfläche zeichnet sich dadurch aus, dass die Energiefreisetzungsrate für eine 90°-Rissablenkung größer als die Energiefreisetzungsrate für einen Risseintritt in den dahinterliegenden Teil des Versteifungsprofils 2 ist. The introduced I-profile 8 forms three interface lengths L ₁ , L ₂ and L ₃ , preferably the sum of all interface lengths L ₁ , L ₂ and L ₃ greater than or equal to the average thickness of the stiffening ((L _i ≥ T _medium ). As an alternative to the embodiment shown, other geometric cross-sectional shapes of the partial component to be introduced, such as round (for example circular) or angular (for example trapezoidal) profiles, are also possible. It is also possible to choose a material for the subcomponent regardless of the material of the stiffening profile, without being limited to weldable or extrudable materials. For the effectiveness of the measure to increase the residual strength of the structural component 1, it is provided that the sum of all interface lengths L ₁ , L ₂ , L ₃ . , , L _{i is} greater than or at least equal to the average thickness of the stiffening profile 2 (ΣL _i ≥ T _average ). The position of the interface should be chosen so that a crack that extends perpendicular to the direction of loading (direction of loading is also the direction of stiffening, ie the direction of web) hits it essentially at right angles. The interface is characterized in that the energy release rate for a 90 ° crack deflection is greater than the energy release rate for a crack entry into the part of the stiffening profile 2 behind it.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Strukturbauteil 1 im Bereich eines Stringers 3 in einer zweiten Ausführungsform ersichtlich. In das integrale Strukturbauteil 1 ist eine interne Grenzfläche 5' in der Form eingebaut worden, dass das Versteifungsprofil 2 an der vom Hautfeld 4 abgewandten Seite der Grenzfläche 5' durch eine separate Teilkomponente 10 gebildet wird, die so geformt ist, dass sich die Versteifungsgeometrie nur unwesentlich ändert und somit eine zusätzliche Vergrößerung und damit eine zusätzliche Gewichtserhöhung des Bauteils verhindert wird. Vorzugsweise ist die Größe bzw. Restquerschnittsfläche A₁ des integral an der Haut 4 angebundenen Stegfußes 11 (Rest des Stringersteges 6) zur Erreichung einer wirksamen Erhöhung der Restfestigkeit kleiner als die Hälfte der gesamten Querschnittsfläche des Versteifungsprofils 2, was mit folgender Beziehung ausgedrückt werden kann: A₁ < A_ges/2. Zur Lage der Grenzfläche 5' wird ausdrücklich auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen, da auch hier die horizontale und vertikale Anordnung der Grenzfläche 5' durch Absätze innerhalb der Anbindung zwischen der Teilkomponente 10 und dem Stegfuß 11 in der Form beeinflusst werden kann, dass ein sich senkrecht zur Belastungsrichtung (d. h. Versteifungsrichtung) ausbreitender Riss hauptsächlich im rechten Winkel auf die Grenzfläche 5' trifft. Die Anbindung der Teilkomponente 10 ist mit in der Differentialbauweise üblichen Fügeverfahren, beispielsweise mittels Kleben, Löten oder Quetschen möglich. In Fig. 2 a cross-section can be seen through an inventive structural member 1 in the area of a stringer 3 in a second embodiment. An internal interface 5 'has been installed in the integral structural component 1 in such a way that the stiffening profile 2 is formed on the side of the interface 5 ' facing away from the skin field 4 by a separate subcomponent 10 which is shaped in such a way that the reinforcement geometry only changes insignificantly and thus an additional enlargement and thus an additional weight increase of the component is prevented. The size or residual cross-sectional area A _{1 of} the web foot 11 integrally connected to the skin 4 (rest of the stringer web 6 ) for achieving an effective increase in the residual strength is preferably less than half the total cross-sectional area of the stiffening profile 2 , which can be expressed by the following relationship: A ₁ <A _tot / 2. Regarding the location of the interface 5 ', reference is expressly made to the description of the first embodiment, since here too the horizontal and vertical arrangement of the interface 5 ' can be influenced by paragraphs within the connection between the partial component 10 and the web base 11 in such a way that a crack extending perpendicular to the direction of loading (ie direction of stiffening) mainly meets the interface 5 'at a right angle. The connection of the subcomponent 10 is possible with the joining methods customary in the differential construction, for example by means of gluing, soldering or squeezing.

Mit der beschriebenen zweiten Ausführungsform des Strukturbauteils 2 ergibt sich die Möglichkeit, als Teilkomponente 10 einen anderen Werkstoff bzw. Werkstoffverbund (organischer, metallischer und/oder keramischer Art) einzusetzen. Neben monolitischen Werkstoffen können beispielsweise auch Verbundwerkstoffe Verwendung finden. Auf diese Weise können auch nicht extrudierbare oder nicht schweißbare Materialien zum Einsatz kommen ohne auf die Vorteile einer integralen Bauweise verzichten zu müssen. Die integrale Bauweise ermöglicht unter anderem eine schnellere und kostengünstigere Fertigung und die Möglichkeit der Realisierung von Gewichtseinsparungen. With the described second embodiment of the structural component 2 , there is the possibility of using a different material or composite material (organic, metallic and / or ceramic type) as the partial component 10 . In addition to monolithic materials, composite materials can also be used, for example. In this way, non-extrudable or non-weldable materials can be used without having to forego the advantages of an integral design. The integral design enables, among other things, faster and cheaper production and the possibility of realizing weight savings.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Strukturbauteil 1 im Bereich eines Stringers 3 in einer dritten Ausführungsform ersichtlich. In das integrale Strukturbauteil 1 ist eine interne Grenzfläche 5" durch Einbringen einer separaten Komponente 12 innerhalb des Versteifungsprofils 2 erzeugt worden. In Fig. 3 a cross-section can be seen through an inventive structural member 1 in the area of a stringer 3 in a third embodiment. An internal interface 5 ″ has been created in the integral structural component 1 by introducing a separate component 12 within the stiffening profile 2 .

Die geometrische Form dieser Komponente 12 ist vorzugsweise rechteckförmig bzw. quadratisch, möglich sind jedoch auch andere Querschnittsformen wie rund oder vieleckig, wobei das bereits zur ersten Ausführungsform Ausgeführte auch hier gilt und vorgesehen ist, dass die Summe aller Grenzflächenlängen L₁, L₂, L₃ und L₄ größer oder zumindest gleich der mittleren Dicke des Versteifungsprofils 2 ist (ΣL_i ≥ T_mittel). Die Lage der Grenzfläche ist dabei so zu wählen, dass ein sich senkrecht zur Belastungsrichtung (Belastungsrichtung ist auch Versteifungsrichtung) ausbreitender Riss im wesentlichen im rechten Winkel auf diese trifft. The geometric shape of this component 12 is preferably rectangular or square, but other cross-sectional shapes such as round or polygonal are also possible, with what has already been said about the first embodiment also valid here and it is provided that the sum of all interface lengths L ₁ , L ₂ , L ₃ and L _{4 is} greater than or at least equal to the average thickness of the stiffening profile 2 (ΣL _i ≥ T _medium ). The position of the interface should be chosen so that a crack that extends perpendicular to the direction of loading (direction of loading is also the direction of stiffening) hits it essentially at right angles.

Für eine in das Versteifungsprofil 2 eingebrachte Komponente 12 zur Bildung einer internen Grenzfläche 5" kann unabhängig vom Material des Versteifungsprofils 2 eine Materialauswahl getroffen werden, die auch andere Werkstoffe oder Werkstoffverbunde (organischer, metallischer und/oder keramischer Art) beinhaltet. Beispielsweise kann als Komponente 12 Stahldraht verwendet werden. For a component 12 introduced into the stiffening profile 2 to form an internal interface 5 ″, regardless of the material of the stiffening profile 2, a material selection can be made which also includes other materials or material composites (organic, metallic and / or ceramic type). For example, as a component 12 steel wire can be used.

Eine Herstellung des Versteifungsprofils 2 mit mindestens einer integrierten Komponente 12 zur Rissverhinderung ist beispielsweise möglich, indem beim Extrudieren des Versteifungsprofils diese Komponente 12 mit eingebracht wird. Falls Haut und Versteifungsprofil nicht gleichzeitig extrudiert werden, kann danach das Versteifungsprofil 2 in bekannter Weise an das Hautfeld 4 geschweißt werden. A production of the stiffening profile 2 with at least one integrated component 12 to prevent cracking is possible, for example, by also introducing this component 12 when the stiffening profile is extruded. If the skin and the stiffening profile are not extruded at the same time, the stiffening profile 2 can then be welded to the skin field 4 in a known manner.

Möglich ist es weiterhin, ein Hohlprofil zu extrudieren und die Komponente 12 einzufügen, beispielsweise mittels Kleben, Löten oder Quetschen. It is also possible to extrude a hollow profile and insert the component 12 , for example by means of gluing, soldering or squeezing.

Claims (11)

1. Metallisches Strukturbauteil für ein Flugzeug, wobei das Strukturbauteil (1) mindestens ein Hautblech (4) sowie auf das Hautblech (4) aufgebrachte mehrere Versteifungsprofile (2) aufweist und die Versteifungsprofile (2) mittels einer integralen Verbindung mit dem Hautfeld (4) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Versteifungsprofile (2) eine interne Grenzfläche (5; 5'; 5") zum Verhindern einer Rissausbreitung eingebracht wird, wobei die Grenzfläche (5, 5', 5") durch mindestens eine separate Komponente (8; 10; 12) gebildet ist unter Beibehaltung des ungefähren Versteifungsprofilquerschnitts. 1. Metal structural member for an aircraft, wherein the structural component (1) comprises at least one skin plate (4) and the skin panel (4) is applied a plurality of stiffening profiles (2) and the stiffening profiles (2) by means of an integral connection to the skin panel (4) are connected, characterized in that an internal boundary surface ( 5 ; 5 '; 5 ") is introduced within the stiffening profiles ( 2 ) to prevent crack propagation, the boundary surface ( 5 , 5 ', 5 ") being formed by at least one separate component ( 8 ; 10 ; 12 ) is formed while maintaining the approximate stiffening profile cross section. 2. Metallisches Strukturbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als separate Komponente ein Rechteckprofil (8) in eine seitlich am Versteifungsprofilsteg (6) vorgesehene und entsprechend geformte Aufnahme (9) eingefügt wird. 2. Metallic structural component according to claim 1, characterized in that a rectangular profile ( 8 ) is inserted as a separate component in a laterally on the stiffening profile web ( 6 ) and correspondingly shaped receptacle ( 9 ). 3. Metallisches Strukturbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechteckprofil (8) als ein I-Profil (8) ausgebildet ist, wobei die Längsausdehnung des I-Profil (8) in Stegrichtung des Versteifungsprofilstegs (6) verläuft. 3. Metal structural member according to claim 2, characterized in that the rectangular profile (8) is designed as an I-profile (8), wherein the longitudinal extension of the profile of I-profile (8) in web direction of the stiffening profile web (6). 4. Metallisches Strukturbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Komponente durch ein Rechteckprofil (12) gebildet ist, welches innerhalb des Versteifungsprofilstegs (6) angeordnet ist. 4. Metallic structural component according to claim 1, characterized in that the separate component is formed by a rectangular profile ( 12 ) which is arranged within the stiffening profile web ( 6 ). 5. Metallisches Strukturbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Komponente (12) einen runden Querschnitt aufweist. 5. Metallic structural component according to claim 1, characterized in that the separate component ( 12 ) has a round cross section. 6. Metallisches Strukturbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Komponente durch eine separate Teilkomponente (10) gebildet ist, die an einen Stegfuß (11) des Versteifungsprofilstegs (6) angeordnet ist und deren Form im wesentlichen der üblichen Versteifungsgeometrie (3) entspricht. 6. Metallic structural component according to claim 1, characterized in that the separate component is formed by a separate sub-component ( 10 ) which is arranged on a web foot ( 11 ) of the stiffening profile web ( 6 ) and whose shape is essentially the usual stiffening geometry ( 3 ) equivalent. 7. Metallisches Strukturbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aller Grenzflächenlängen (L₁, L₂, L₃ und L_i) größer oder zumindest gleich als die mittlere Dicke des Versteifungsprofils (2) Ist (ΣL_i ≥ T_mittel). 7. Metallic structural component according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sum of all interface lengths (L ₁ , L ₂ , L ₃ and L _i ) is greater than or at least equal to the average thickness of the stiffening profile ( 2 ) (ΣL _i ≥ T _medium ). 8. Metallisches Strukturbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche (5; 5'; 5") in dem Versteifungsprofil (2) so gelegt ist, dass ein sich senkrecht zur Belastungsrichtung (in Stegrichtung) ausbreitender Riss im wesentlichen im rechten Winkel auf die Grenzfläche (5; 5'; 5") trifft. 8. Metallic structural component according to one of claims 1 to 7, characterized in that the interface ( 5 ; 5 '; 5 ") is placed in the stiffening profile ( 2 ) so that a crack propagating perpendicular to the load direction (in the web direction) in meets the interface ( 5 ; 5 '; 5 ") essentially at right angles. 9. Metallisches Strukturbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Restquerschnittsfläche (A₁) eines integral an der Haut (4) angebundenen Stegfußes (11) kleiner als die Hälfte der gesamten Querschnittsfläche des Versteifungsprofils (2) ist (A₁ < A_ges/2). 9. Metallic structural component according to one of claims 1 to 8, characterized in that the remaining cross-sectional area (A ₁ ) of an integrally attached to the skin ( 4 ) web foot ( 11 ) is less than half the total cross-sectional area of the stiffening profile ( 2 ) (A ₁ <A _tot / 2). 10. Metallisches Strukturbauteil nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Komponente (8; 10; 12) aus anderen Werkstoffen oder Werkstoffverbunden als das integrale Strukturbauteil (1) aufgebaut ist. 10. Metallic structural component according to one of the preceding claims, characterized in that the separate component ( 8 ; 10 ; 12 ) is made of different materials or material composites than the integral structural component ( 1 ). 11. Metallisches Strukturbauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Werkstoffverbunde für eine separate Komponente (8; 10; 12) aus organischen, metallischen und/oder keramischen Bestandteilen besteht. 11. Metallic structural component according to claim 10, characterized in that composite materials for a separate component ( 8 ; 10 ; 12 ) consists of organic, metallic and / or ceramic components.