DE102007028918A1

DE102007028918A1 - Verfahren zur Herstellung einer Rumpfzelle eines Flugzeugs sowie Vorrichtung

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Publication number: DE102007028918A1
Application number: DE102007028918A
Authority: DE
Inventors: Holger Frauen; Tomas Gnauck; Eike Klemkow
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2009-01-02
Also published as: EP2158125B1; CN101743163A; CA2688137A1; BRPI0813121A2; WO2009000761A4; RU2010101163A; RU2467928C2; US7966729B2; WO2009000761A2; US20100192376A1; JP2010530829A; WO2009000761A3; EP2158125A2; CN101743163B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rationellen Herstellung von vollständigen Rumpfzellen 27 von Flugzeugen sowie einen Bauplatz 4, 39 zur Durchführung des Verfahrens. Erfindungsgemäß werden abweichend von der konventionellen Sektionsmontage einzelne Schalen(-bauteile) 5-8, 16-19, 28-31, 45-48, 62-65 an eine im Wesentlichen fertiggestellte Cockpit- 1, 40, 58 bzw. Hecksektion 15, 60 angefügt. Hierbei kann sowohl die Halbschalenbauweise als auch die Vierschalenbauweise oder eine Kombination hiervon Anwendung finden. Alternativ können sowohl die Cockpitsektion 1, 40, 58 und die Hecksektion 15, 61 als auch die zentrale Flügelkastensektion 26, 59 in einem Bauplatz 61 zueinander unter Bildung von Zwischenräumen in Längsrichtung ausgerichtet und positioniert werden. Anschließend werden die Schalenbauteile 5-8, 16-19, 28-31, 45-48, 62-65 sowie die Fußbodengerüstabschnitte 14, 15, 32, 66, 67 zirkulär umlaufend zwischen die Sektionen 1, 15, 40, 58-60 eingepasst und mit diesen durch mindestens vier Quernähte und eine Vielzahl von Längsnähten im Idealfall zeitgleich zusammengefügt. Durch das Verfahren entfällt die Toleranzausgleichsproblematik beim Zusammenfügen von vorgefertigten Rumpfsektionen. Darüber hinaus erlaubt das Verfahren bei einem entsprechend ausgestatteten Bauplatz 4, 39, 61 die Fertigung einer Rumpfzelle 27, 68 ohne einen Bauplatzwechsel zwischen den Fertigungsschritten, wodurch sich der Herstellungsaufwand verringert und die Fertigungsgenauigkeit ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rumpfzelle eines Flugzeugs mit einer zumindest teilweise vorgefertigten Cockpitsektion und mit einer zumindest teilweise vorgefertigten Hecksektion.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Bauplatz zur Durchführung des Verfahrens.
Im Flugzeugbau findet heutzutage die Sektionsbauweise zur Herstellung von Rumpfzellen für Flugzeuge verbreitet Anwendung. Hierbei werden Rumpfschalen, insbesondere zwei Seitenschalen, eine Ober- und Unterschale sowie ein Fußbodengerüst zu einer Rumpfsektion ("Tonne") unter Bildung von Längsnähten zusammen gefügt. Zur Herstellung einer vollständigen Rumpfzelle werden anschließend mehrere Rumpfsektionen und weitere Komponenten, wie zum Beispiel das Cockpit, das Heck und der Flügelkasten unter Bildung von Quernähten zusammengefügt. Die Rumpfschalen können mit Aluminiumlegierungen, mit kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterialien oder anderen Verbundmaterialien gebildet sein.
Bei der Integration der Rumpfsektionen zur vollständigen Rumpfzelle stellt sich das Problem des Toleranzausgleichs zwischen den zusammen zu fügenden Rumpfsektionen. Insbesondere bei Rumpfsektionen mit großen Durchmessern von bis zu 10 m lassen sich Toleranzabweichungen, das heißt insbesondere Abweichungen zwischen einer Soll- und einer Ist-Querschnittsgeometrie der Rumpfsektion im Anschlussbereich, fertigungsbedingt nicht vollkommen vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren zur Rumpfzellenmontage zu schaffen, bei dem sich das Problem des Toleranzausgleichs zwischen den Rumpfsektionen nicht stellt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den folgenden Arbeitsschritten nach Maßgabe des Patentanspruchs 1 gelöst:

– Anfügen von mindestens zwei Schalenbauteilen an die Cockpitsektion und/oder die Hecksektion und
– Integration eines Fußbodengerüstabschnittes zur Bildung eines vorderen und/oder eines hinteren Rumpfabschnittes.

Durch das zirkuläre Anfügen der mindestens zwei Schalenbauteile an eine fertige Cockpitsektion und/oder eine fertige Hecksektion ergibt sich eine rationelle Fertigungsweise, wobei zugleich Toleranzprobleme zwischen den Großbauteilen vermieden werden.
Bei den angefügten Schalenbauteilen kann es sich um mindestens eine Oberschale, um mindestens eine Unterschale sowie um mindestens einen Fußbodengerüstabschnitt handeln, wenn die so genannte Halbschalenbauweise eingesetzt wird. Alternativ kann auch die so genannte Vierschalenbauweise Anwendung finden. In diesem Fall werden mindestens eine Oberschale, mindestens zwei Seitenschalen, mindestens eine Unterschale sowie mindestens ein Fußbodengerüstabschnitt an die Cockpitsektion und/oder die Hecksektion angefügt. Beide Bauweisen können auch abschnittsweise miteinander kombiniert werden.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass

– mindestens zwei Seitenschalen, mindestens eine Unterschale, mindestens eine Oberschale als Schalenbauteile sowie mindestens ein Fußbodengerüstabschnitt in Bezug zur Cockpitsektion und/oder zur Hecksektion positioniert werden,
– die zwei Seitenschalen, die Unterschale sowie die Oberschale mit der Cockpitsektion und/oder mit der Hecksektion unter Bildung mindestens einer umlaufenden Quernaht verbunden werden, und
– die zwei Seitenschalen, die eine Unterschale und die eine Oberschale untereinander unter Bildung von durchgehenden Längsnähten verbunden werden und der mindestens eine Fußbodengerüstabschnitt mit den Seitenschalen zur Schaffung des vorderen und/oder hinteren Rumpfabschnittes verbunden wird.

Infolge des sukzessiven oder praktisch gleichzeitigen Anfügens der Schalenbauteile, insbesondere beider Seitenschalen, der Ober- und der Unterschale sowie des Fußbodengerüstabschnitts im Rahmen der Vierschalenbauweise an eine bereits vollständig vorgefertigte und komplettierte Cockpitsektion bzw. eine Hecksektion zur Schaffung eines vorderen oder hinteren Rumpfabschnittes, wird die bisherige Toleranzproblematik beim Zusammenfügen von vollständigen Rumpfzellen aus vorgefertigten Rumpfsektionen (sog. "Rumpftonnen") nahezu vollständig umgangen. Etwaig auftretende Toleranzabweichungen der Schalenbauteile lassen sich noch während des Verbindungsvorgangs relativ leicht kompensieren. Bislang an den Rumpfsektionen ("Rumpftonnen"), insbesondere im Anschlussbereich, nachträglich erforderliche aufwändige Toleranzausgleichsmaßnahmen können entfallen.
Die vorzugsweise bereits vollkommen komplettierte Cockpitsektion bzw. die entsprechend vorbereitete Hecksektion (zunächst jedoch noch ohne Seiten- und Höhenleitwerk) wird mit den Schalenbauteilen schrittweise zirkulär "umbaut". An mindestens einen Fußbodengerüstabschnitt werden in der Vierschalenbauweise bevorzugt zunächst beide Seitenschalen und anschließend die Ober- und die Unterschale angefügt. Entsprechend wird bei der Halbschalenbauweise bzw. im Fall der so genannten "3er"-Schalenteilung verfahren. Abweichungen von dieser skizzierten Montagereihenfolge sind möglich. Die Schalenbauteile können eine Länge von bis zu 30 m aufweisen.
Nach der Herstellung des vorderen und des hinteren Rumpfabschnittes können die Rumpfabschnitte in einer Variante zur Herstellung der kompletten Rumpfzelle zum Beispiel beidseitig an eine zentrale Flügelkastensektion angefügt und mit dieser verbunden werden.
In einem hinreichend großen Bauplatz ist eine zeitgleiche Fertigung des vorderen und des hinteren Rumpfabschnittes möglich.
Hierüber hinausgehend können die Cockpitsektion und die Hecksektion mit einer dazwischen angeordneten zentralen Flügelkastensektion in einem derartigen Bauplatz in Längsrichtung hintereinander beabstandet positioniert werden und gleichzei tig bearbeitet werden. Nach Abschluss des Ausrichtvorgangs werden die Schalenbauteile, insbesondere mindestens vier Seitenschalen, mindestens zwei Oberschalen, mindestens zwei Unterschalen sowie mindestens zwei Fußbodengerüstabschnitte im Fall der Vierschalenbauweise, jeweils zeitgleich in die Lücken zwischen der Cockpitsektion und der zentralen Flügelkastensektion und zwischen der zentralen Flügelkastensektion und der Hecksektion eingepasst und mit diesen unter Bildung von mindestens vier durchgehenden Quernähten und mindestens acht durchgehenden Längsnähten zu einer Rumpfzelle verbunden.
Entsprechend kann im Fall der Halbschalenbauweise verfahren werden, nur dass bei dieser Verfahrensweise nur noch mindestens zwei Oberschalen (obere Halbschalen), mindestens zwei Unterschalen (untere Halbschalen) sowie mindestens zwei Fußbodengerüstabschnitte in die Lücken zwischen der Cockpitsektion und der zentralen Flügelkastensektion bzw. zwischen der zentralen Flügelkastensektion und der Hecksektion zur Bildung der Rumpfzelle erforderlich sind und nur noch mindestens vier durchgehende Längsnähte hergestellt werden müssen.
Die Verbindung der Schalenbauteile kann jeweils durch herkömmliche Niet-, Schraub-, Klebeverbindungen oder eine beliebige Kombination hiervon verfolgen. Alternativ können beliebige Schweißverfahren, insbesondere Laserschweißen und/oder Reibrührschweißen, zum Fügen eingesetzt werden. Die sich zwischen den Schalenbauteilen bildenden Längs- und Quernähte werden mit geeigneten dauerelastischen und temperaturresistenten Dichtmitteln abgedichtet.
Eine Fortbildung des Verfahrens sieht vor, dass der vordere und/oder der hintere Rumpfabschnitt gleichzeitig mit einer zentralen Flügelkastensektion unter Bildung einer zweiten Quernaht verbunden werden.
Hierbei wird im einfachsten Fall zumindest die Cockpitsektion oder die Hecksektion im Bauplatz positioniert. Anschließend erfolgt die beabstandete Ausrichtung der zentralen Flügelkastensektion, an die zur Komplettierung lediglich noch die Tragflächen anzufügen sind, in Bezug auf die Cockpitsektion oder die Hecksektion. Anschließend wird eine ausreichende Anzahl von Schalenbauteilen in die zwischen beiden Sektionen bestehende Lücke bevorzugt zirkulär umlaufend eingepasst und mit diesen unter Bildung von mindestens zwei durchgehenden Quernähten und mehreren Längsnähten zusammengefügt.
Bei den Schalenbauteilen handelt es sich in Abhängigkeit davon, ob die Vierschalenbauweise oder die Halbschalenbauweise angewendet wird, entweder um mindestens eine Oberschale, mindestens zwei Seitenschalen und mindestens eine Unterschale oder um mindestens zwei Halbschalen. Unabhängig von der angewendeten Bauvariante ist in jedem Fall mindestens noch ein Fußbodengerüstabschnitt vorzuhalten, das heißt zu positionieren und mit den Schalenbauteilen zusammen zufügen.
Grundsätzlich ist in einem hinreichend großformatigen Bauplatz die gleichzeitige in Längsrichtung beabstandete Positionierung von der Cockpitsektion, der Hecksektion sowie der zentralen Flügelkastensektion möglich. Anschließend werden die Schalenbauteile bevorzugt zirkulär zwischen die Cockpitsektion und die zentrale Flügelkastensektion bzw. die zentrale Flügelkastensektion und die Hecksektion eingepasst und anschließend durch Nieten, Schweißen, insbesondere Laserschweißen, Reibrührschweißen oder Kleben zusammengefügt.
Um noch längere Rumpfabschnitte fertigen zu können, können weitere Seiten-, sowie Ober- und Unterschalen mit den bereits an die fertige Cockpitsektion und/oder Hecksektion angefügten Schalenbauteilen verbunden werden. Alternativ ist es möglich, längere Schalenbauteile zu verwenden, die für sich genommen bereits die geforderte Längenerstreckung zur Bildung der kompletten Rumpfzelle aufweisen.
Die neuartige Fertigungsweise ist sowohl bei Schalenbauteilen, die mit konventionellen Aluminiumlegierungsmaterialien als auch bei solchen, die mit Faserverbundwerkstoffen gebildet sind, vorteilhaft anzuwenden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den weiteren Patentansprüchen dargelegt.
Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen Bauplatz zur Durchführung des Verfahrens nach Maßgabe des Patentanspruchs 14 mit den folgenden Merkmalen gelöst:

– mindestens eine Halteeinrichtung zur Aufnahme und Positionierung der Cockpitsektion und/oder der Hecksektion in Bezug auf den Bauplatz, und
– mindestens zwei Positioniereinrichtungen zum Ausrichten von mindestens zwei Schalenbauteilen.

Hierdurch kann der Bauplatz sowohl für die Herstellung einer Rumpfzelle in der Zweischalenbauweise bzw. Halbschalenbauweise als auch in der Vierschalenbauweise anwendet werden.
Eine Weiterbildung des Bauplatzes sieht vor, dass der Bauplatz insbesondere zur Durchführung der Vierschalenbauweisen die weiteren, zusätzlichen Komponenten umfasst:

– mindestens zwei Seitenpositionierer zur Aufnahme und Ausrichtung der mindestens zwei Seitenschalen,
– mindestens einen Oberpositionierer zur Aufnahme und Ausrichtung der mindestens einen Oberschale,
– mindestens ein Taktgestell zur Aufnahme und Ausrichtung der mindestens einen Unterschale,
– mindestens einen Präsentierrahmen zur Aufnahme und Ausrichtung des mindestens einen Fußbodengerüstabschnitts und
– mindestens zwei Handhabungsgeräte, insbesondere Knickarmroboter, mit denen die Schalen mit der Cockpitsektion und/oder mit der Hecksektion unter Bildung von Längs- und Quernähten verbindbar sind.

Der Bauplatz erlaubt somit einen nahezu vollautomatischen Ablauf des Verfahrens. Der Bauplatz ist bevorzugt zum Anfügen von Schalenbauteilen bzw. Schalen, insbesondere von mindestens zwei Seitenschalen sowie jeweils mindestens einer Ober- und Unterschale an eine vollständig vorgefertigte Cockpit- und/oder Hecksektion zur Schaffung eines Rumpfabschnittes vorgesehen, wobei bevorzugt zeitgleich oder zeitnah eine Anbindung mindestens eines Fußbodengerüstabschnitts an die mindestens zwei Seitenschalen erfolgt. Durch den beidseitigen Anschluss eines vorderen und eines hinteren Rumpfabschnittes an eine zentrale Flügelkastensektion wird dann die komplette Rumpfzelle eines Flugzeugs gebildet.
Die zahlreichen in der Vorrichtung vorgesehenen Positioniereinrichtungen erlauben eine jeweils voneinander unabhängige Aufnahme und Ausrichtung der betreffenden Schalenbauteile – jeweils in Relation zu der Grundfläche des Bauplatzes bzw. zur Cockpit- bzw. zur Hecksektion. Die Positioniermöglichkeiten sind hierbei in allen drei Richtungen des Raumes gegeben. Zur Einbindung des Fußbodengerüstabschnitts ist ein in den betreffenden in Arbeit befindlichen Rumpfabschnitt einfahrbarer und im Raum ausrichtbarer Präsentierrahmen vorgesehen. Zur endgültigen Verbindung der Schalenbauteile mit der Cockpit- und/oder der Hecksektion und der Schalenbauteile untereinander entlang von Längs- und Quernähten ist mindestens ein Handhabungsgerät, insbesondere Knickarmroboter mit mindestens sechs Freiheitsgraden, vorgesehen. Die Handhabungsgeräte können Einrichtungen zum Vernieten, Verschrauben, Verkleben, Abdichten der Schalen bzw. der Schalenbauteile aufweisen. Weiterhin können zusätzliche Handhabungsgeräte vorgesehen sein, um vor dem eigentlichen Verbindungsvorgang Dichtmittel im Bereich der Längs- und Quernähte aufzutragen. Alternativ kann die endgültige Verbindung der Komponenten auch händisch erfolgen.
Die Verbindung der Fußbodengerüstabschnitte mit den Seitenschalen kann gleichfalls mit derartigen Handhabungsgeräten oder auch manuell erfolgen.
Darüber hinausgehend kann die Vorrichtung zur gleichzeitigen Integration des vorderen und des hinteren Rumpfabschnittes ausgelegt sein. In diesem Fall werden die Teilbauplätze, in denen jeweils das Zusammenfügen des vorderen und des hinteren Rumpfabschnittes stattfindet, spiegelbildlich zueinander ausgebildet.
Eine vorteilhafte Fortbildung des Bauplatzes sieht vor, dass zusätzliche Halteeinrichtungen zum Ausrichten und Positionieren einer zumindest teilweise vorgefertigten zentralen Flügelkastensektion vorhanden sind.
In diesem Fall können die Cockpitsektion, die zentrale Flügelkastensektion und die Hecksektion in Längsrichtung zueinander beabstandet ausgerichtet werden. Anschließend werden mittels der Positioniereinrichtungen die Schalenbauteile in die zwischen den Sektionen jeweils gebildeten Zwischenräume eingepasst und fest mit diesen verbunden. Hierbei werden zwischen der Cockpitsektion und der zentralen Flügelkastensektion einerseits und der zentralen Flügelkastensektion und der Hecksektion andererseits jeweils mindestens zwei Quernähte zeitgleich gebildet. Parallel hierzu erfolgt die Fertigung der Längsnähte zwischen den Schalenbauteilen. Der Bauplatz ist im Fall einer Auslegung für die Vierschalenbauweise zugleich auch für die Halbschalenbauweise einsetzbar. Grundsätzlich können die Halbschalenbauweise und die Vierschalenbauweise zur Integration der Rumpfzelle kombiniert angewendet werden.
Durch die zeitgleiche Herstellung von insgesamt mindestens vier Quernähten zwischen den Sektionen lässt sich die Fertigungseffizienz erheblich steigern, wobei sich andererseits auch der Flächenbedarf des "zentralen" Bauplatzes erhöht. Im Fall einer Cockpitsektion, einer Flügelkastensektion sowie einer Hecksektion ohne Zwischensektionen, reduziert sich die Anzahl der Quernähte auf die Anzahl "drei". Entsprechend erhöht sich die Anzahl der Quernähte, wenn Zwischensektionen zwischen die Cockpitsektion und die zentrale Flügelkastensektion bzw. die zentrale Flügelkastensektion und die Hecksektion eingefügt werden.
In der Zeichnung zeigt:
1 Eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs beim Fertigstellen eines vorderen Rumpfabschnitts,
2 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs beim Fertigstellen eines hinteren Rumpfabschnitts,
3 eine schematische Darstellung einer vollständigen Rumpfzelle eines Flugzeugs mit einem vorderen und hinteren Rumpfabschnitt sowie einer zentralen Flügelkastensektion,
4 einen Querschnitt durch die Rumpfzelle nach Maßgabe der 3 entlang der Schnittlinie VI-VI,
5 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, und
6 den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der so genannten "Halbschalenfertigung" bzw. -bauweise.
Die 1 zeigt eine Darstellung des Verfahrensablaufs bei der Herstellung eines vorderen Rumpfabschnitts einer Rumpfzelle eines Flugzeugs.
Eine vollständig vorgefertigte und bereits komplettierte Cockpitsektion 1 wird zunächst auf zwei Halteeinrichtungen 2, 3 in einem Bauplatz 4 (Grundfläche des Bauplatzes) aufgenommen und positioniert bzw. ausgerichtet. Die Halteeinrichtungen 2, 3 werden von zwei weiteren, hinter diesen angeordneten und daher in der Darstellung der 1 verdeckten Halteeinrichtungen ergänzt. Zwischen diesen insgesamt vier Halteeinrichtungen ist die Cockpitsektion 1 aufgenommen und in allen drei Raumrichtungen des Bauplatzes 4 positionierbar. Anschließend werden eine Vielzahl von Schalenbauteilen (Schalen bzw. Rumpfschalen) in der Form einer Oberschale 5, einer Unterschale 6 sowie zwei Seitenschalen 7, 8 jeweils zum Beispiel in Richtung der Pfeile 9 mittels in der Darstellung der 1 nicht dargestellter Positioniereinrichtungen an die fertige Cockpitsektion 1 herangeführt und mit dieser unter Bildung einer umlaufenden Quernaht 10 verbunden. Die Unterschale 6 wird mit einer als Taktgestell (nicht dargestellt) ausgebildeten Positioniereinrichtung in den Bauplatz 4 eingefahren und durch Anheben in Position zu den übrigen Schalenbauteilen gebracht. Die Verbindung der Schalenbauteile 5 bis 8 erfolgt durch Längsnähte, von denen lediglich zwei Längsnähte 11, 12 zwischen der Oberschale 5, der Unterschale 6 und der Seitenschale 7 repräsentativ für die weiteren Längsnähte, mit einer Bezugsziffer versehen wurden. In den so gebildeten vorderen Rumpfabschnitt 13 kann abschließend ein Fußbodengerüstabschnitt 14 eingebracht und vorzugsweise beidseitig mit den Seitenschalen 7, 8 verbunden werden. Die Positionierung des Fußbodengerüstabschnittes 14 erfolgt mittels eines in der 1 nicht dargestellten Positionierrahmens, der in den vorderen Rumpfabschnitt 13 zumindest teilweise einfahrbar ist. Der Fußbodengerüstabschnitt 14 kann auch beim Zusammenfügen und dem Verbinden der Oberschale 5, der Unterschale 6 sowie der Seitenschalen 7, 8 in den Rumpfabschnitt 13 integriert werden. Alternativ kann der Fußbodengerüstabschnitt 14 auch vorab mit der Unterschale 6 verbunden werden. Alternativ kann zunächst der Fußbodengerüstabschnitt 14 an die Cockpitsektion 1 angefügt werden, wobei anschließend die Anbindung der beiden Seitenschalen 7, 8 und abschließend die Verbindung mit der Unterschale 6 und der Oberschale 5 erfolgt.
Das endgültige Verbinden sämtlicher Schalenbauteile erfolgt mittels bekannter konventioneller Fügeverfahren, wie zum Beispiel Nieten, Schweißen, Schrauben oder Kleben. Standardmäßig werden die Quernaht 10 und die Längsnähte 11, 12 vor dem Fügeprozess mit einem dauerelastischen und hinreichend temperaturfesten Dichtungsmittel versiegelt. Die Herstellung der Längsnähte 11, 12 und der Quernaht 10 einschließlich der Versiegelung erfolgt bevorzugt zumindest teilautomatisiert mit einer Vielzahl von nicht dargestellten Handhabungsgeräten, insbesondere mit Knickarmrobotern mit jeweils mindestens sechs Freiheitsgraden. Die Handhabungsgeräte können auf Positioniertürmen angeordnet sein, die es erlauben, die Handhabungsgeräte zusätzlich parallel zu den drei Raumrichtungen über größere Wegstrecken hinweg zu verfahren. Im Bereich eines zur Einbringung des Fußbodengerüstabschnitts 14 bevorzugt eingesetzten Präsentierrahmens können weitere Handhabungsgeräte vorgesehen sein, um die Verbindung des Fußbodengerüstabschnitts 14 mit der übrigen Struktur gleichfalls zumindest teilautomatisch ablaufen zu lassen.
Zur Herstellung eines vorderen Rumpfabschnittes mit einer größeren Längenabmessung werden weitere Schalenbauteile auf die vorstehend beschriebene Art und Weise an die bereits mit der Cockpitsektion 1 angefügten Schalenbauteile angefügt. Grundsätzlich können die Schalenbauteile jeweils eine Länge von bis zu 30 m aufweisen.
Die 2 illustriert schematisch den Ablauf des Verfahrens bei der Herstellung eines hinteren Rumpfabschnittes.
Eine vorab komplett fertig gestellte Hecksektion 15 wird zunächst von den Halteeinrichtungen 2, 3 sowie den beiden hinteren, verdeckten Halteeinrichtungen im Bauplatz 4 aufgenommen und ausgerichtet. Anschließend werden wiederum Schalenbauteile in der Gestalt einer Oberschale 16, einer Unterschale 17 sowie von zwei Seitenschalen 18, 19 an die Hecksektion 15 parallel zu den Richtungspfeilen 20 ausgerichtet und unter Bildung einer Quernaht 21 an die Hecksektion 15 angefügt. Die Ausrichtung der Schalenbauteile im Raum erfolgt mittels nicht dargestellter Positioniereinrichtungen. Die Ober- und die Unterschale 16, 17 sowie die Seitenschalen 18, 19 werden weiterhin in Längsrichtung unter Bildung von Längsnähten verbunden, von denen die Längsnähte 22, 23 repräsentativ für die Übrigen mit einer Bezugsziffer versehen sind. Die Hecksektion 15 bildet zusammen mit den Ober- und Unterscha len 16, 17 sowie den beiden Seitenschalen 18, 19 einen hinteren Rumpfabschnitt 24. Ein Fußbodengerüstabschnitt 25 wird abschließend oder während des Zusammenfügens der Schalenbauteile bevorzugt mit den Seitenschalen 18, 19 verbunden. Das Verbinden der Schalenteile mit der Hecksektion 15 erfolgt auf dieselbe Art und Weise wie im Fall der Cockpitsektion (vgl. Beschreibung 1).
Die Herstellung der Quer- und Längsnähte 21, 22, 23 erfolgt wie im Fall der Herstellung des vorderen Rumpfabschnittes 13 mittels der bekannten konventionellen Fügeverfahren. Wie im Fall der vorderen Rumpfsektion 13 erfolgt im Vorfeld die Abdichtung der sich bildenden Quer- und Längsnähte 21, 22, 23 mit einem elastischen und hinreichend temperaturfesten Dichtungsmaterial.
Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass keine ringförmigen, vorgefertigten Sektionen zur Bildung der Rumpfzelle, sondern lediglich einzelne Schalenbauteile an eine vorgefertigte Cockpitsektion bzw. Hecksektion angefügt werden, so dass ein Toleranzausgleich noch auf einfache Art und Weise möglich ist, solange die Quer- und die Längsnähte zwischen den Schalenbauteilen und der Cockpit- bzw. der Hecksektion noch nicht durchgängig verbunden sind. Der in den 1 und 2 geschilderte Ablauf kann zeitgleich in einem Bauplatz erfolgen.
Die 3 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildete Rumpfzelle eines Flugzeugs.
Zwischen dem vorderen Rumpfabschnitt 13 und dem hinteren Rumpfabschnitt 24 ist eine zentrale Flügelkastensektion 26 eingefügt. Der vordere Rumpfabschnitt 13 bildet zusammen mit dem hinteren Rumpfabschnitt 24 sowie der zentralen Flügelkastensektion 26 die Rumpfzelle 27 des Flugzeugs.
Der vordere Rumpfabschnitt 13 ist mit der Cockpitsektion 1 und der Oberschale 5, der Unterschale 6, den Seitenschalen 7, 8 und dem Fußbodengerüstabschnitt 14 gebildet. Entsprechend ist der hintere Rumpfabschnitt 24 mit der Hecksektion 15 der Oberschale 16, der Unterschale 17 sowie den beiden Seitenschalen 18, 19 gebildet. Die Seitenschalen 7 sowie 19 sind in der Darstellung der 3 verdeckt.
Die zentrale Flügelkastensektion 26 besteht unter anderem aus einer Oberschale 28, einer Unterschale 29 mit beidseitigen Anschlussbereichen für die Tragflächen sowie zwei Seitenschalen 30, 31 sowie einem weiteren Fußbodengerüstabschnitt 32. Die Verbindung der zentralen Flügelkastensektion 26 mit dem vorderen Rumpfabschnitt 13 bzw. mit dem hinteren Rumpfabschnitt 24 erfolgt durch Quernähte 33, 34.
Von den Längsnähten in der zentralen Flügelkastensektion 26 sind der besseren Übersicht halber lediglich die Längsnähte 35, 36 stellvertretend für die übrigen Längsnähte mit einer Bezugsziffer versehen.
Die Abstützung sowie Positionierung der Rumpfabschnitte 13, 26, 24 erfolgt mittels in der 3 nicht dargestellter Positioniereinrichtungen. Grundsätzlich ist es möglich, das Zusammenfügen der Rumpfzelle 27 in einem einzigen Bauplatz durch zu führen, der dann einer doppelten Ausführungsform des Bauplatzes 4 entspricht (vgl. 1, 2), wobei zusätzlich Positioniereinrichtungen zum Handling der zentralen Flügelkastensektion 26 vorgesehen sind. In diesem Fall können der vordere Rumpfabschnitt 13 sowie der hintere Rumpfabschnitt 24 sowie der zentrale Flügelkastenabschnitt 26 zeitgleich nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildet werden.
Die in den 1, 2 erläuterten Verfahrensabläufe können mit der dazwischen angeordneten zentralen Flügelkastensektion 26 in einem entsprechend dimensionierten Bauplatz 4 auch parallel erfolgen.
In diesem Fall wird beispielsweise in einem ersten Verfahrensschritt die Cockpitsektion 1 in den Bauplatz 4 verbracht und positioniert. Anschließend werden die zentrale Flügelkastensektion 26 und die Hecksektion 15 in Längsrichtung beabstandet hintereinander positioniert, wobei sich zwischen der Cockpitsektion 1 und der zentralen Flügelkastensektion 26 einerseits und zwischen der zentralen Flügelkastensektion 26 und der Hecksektion 15 andererseits jeweils ein Zwischenraum einstellt, der zusammengerechnet mit den Längenabmessungen der Sektionen 1, 15, 26 in etwa der Gesamtlänge der zu fertigen Rumpfzelle 27 entspricht.
Im Anschluss daran werden in einem zweiten Verfahrensschritt die Schalenbauteile das heißt im Fall der so genannten vier Schalenbauweise, mindestens zwei Oberschalen 5, 16, mindestens vier Seitenschalen 7, 8, 18, 19, mindestens zwei Unterschale in 6, 17 sowie mindestens zwei Fußbodengerüstabschnitte 14, 25 bevorzugt zirkulär umlaufend in die Zwischenräume zwischen der Cockpitsektion 1 und der zentra len Flügelkastensektion 26 bzw. der zentralen Flügelkastensektion 26 und der Hecksektion 15 eingepasst und mit diesen unter Bildung von mindestens vier durchgehenden Quernähten sowie mindestens acht durchgehenden Längsnähten zusammengefügt.
Im Fall der so genannten Halbschalenbauteile wird entsprechend verfahren, wobei im Unterschied zu der vorstehend geschilderten Vorgehensweise lediglich Oberschalen und Unterschalen verwendet werden.
In einer weiteren Verfahrensvariante ist es auch möglich, in einem Bauplatz 4 nur Schalenbauteile zwischen der Cockpitsektion 1 und der zentralen Flügelkastensektion 26 bzw. zwischen der zentralen Flügelkastensektion 26 und der Hecksektion 15 einzufügen. Anschließend kann in einem weiteren Bauplatz oder in demselben Bauplatz das Anfügen der vorgefertigten Cockpitsektion 1 bzw. der Hecksektion 15 erfolgen, um die Rumpfzelle 27 des Flugzeugs zu komplettieren.
Entscheidend für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass keine klassische "Tonnenmontage" der Rumpfzelle erfolgt, sondern zur leichteren Kompensation von Toleranzabweichungen Rumpfabschnitte 13, 24, 26 durch das sukzessive bzw. zumindest teilweise parallele Anfügen von Schalenbauteilen an eine vorgefertigte Cockpitsektion 1 bzw. eine Hecksektion 15 gebildet werden.
Die 4 zeigt eine stark schematisierte Schnittdarstellung durch die vordere Rumpfsektion der 3 entlang der Schnittlinie IV-IV.
Der vordere Rumpfabschnitt 13 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsgeometrie auf, kann aber auch eine hiervon abweichende, beispielsweise elliptische oder ovale Querschnittsgeometrie aufweisen. Der vordere Rumpfabschnitt 13 ist entlang der Schnittlinie IV-IV mit der Oberschale 5, der Unterschale 6 sowie den beiden Seitenschalen 7, 8 gebildet. Die genannten Schalenbauteile sind durch die strichpunktiert symbolhaft dargestellten Längsnähte 11, 12 sowie 37, 38 untereinander verbunden. In einem unteren Abschnitt der Seitenschalen 7, 8 ist der Fußbodengerüstabschnitt 14 befestigt.
Die 5 zeigt eine schematisierte Ansicht eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Bauplatzes.
In einem Bauplatz 39 befindet sich eine vollständige Cockpitsektion 40. Die Cockpitsektion 40 ist in insgesamt vier Halteeinrichtungen aufgenommen, von denen der besseren Übersicht halber lediglich die beiden vorderen 41, 42 dargestellt sind. Die Halteeinrichtungen 41, 42 erlauben eine weitgehend freie Positionierung der Cockpitsektion 40 in sämtlichen Raumrichtungen des Bauplatzes 39, wie durch das XYZ-Koordinatensystem 43 angedeutet ist. An die Cockpitsektion 40 werden zur Bildung eines vorderen Rumpfabschnittes 44 eine Oberschale 45, eine Unterschale 46 sowie zwei Seitenschalen 47, 48 angefügt. Darüber hinaus wird ein Fußbodengerüstabschnitt 49 in den vorderen Rumpfabschnitt 44 eingebracht.
Die Positionierung der Oberschale 45 im Raum erfolgt mittels eines so genannten Oberpositionierers 50, der zum Beispiel als eine CNC-gesteuerte Portalanordnung ausgebildet sein kann. Die Positionierung der beiden Seitenschalen 47, 48 erfolgt mit an beiden Längsseiten des Rumpfabschnittes 44 angeordneten Seitenpositionierern, von denen der besseren Übersicht halber lediglich die beiden vorderen Seitenpositionierer 51, 52 eine Bezugsziffer aufweisen. Die beiden Seitenpositionierer 51, 52 erlauben eine nahezu freie Positionierung der Seitenschalen 47, 48 entlang der drei Raumrichtungen des Koordinatensystems 43 im Bauplatz 39.
Die Positionierung der Unterschale 46 erfolgt mit einem Taktgestell 53. Das Taktgestell 53 erlaubt zumindest eine Positionierung der Unterschale 46 parallel zur Grundfläche des Bauplatzes 39, das heißt zumindest in der ZX-Ebene des Koordinatensystems 43.
Das Einbringen des Fußbodengerüstabschnittes 49 in den vorderen Rumpfabschnitt 44 erfolgt mittels eines so genannten Präsentierrahmens 54. Der Präsentierrahmen 54 erlaubt ebenfalls eine weitgehend freie Ausrichtung des Fußbodengerüstabschnittes 49 in Relation zum vorderen Rumpfabschnitt 44. Alternativ kann der Fußbodengerüstabschnitt 49 zunächst mit der Cockpitsektion 40 verbunden werden, und erst anschließend werden die beiden Seitenschalen 47, 48 mit dem Fußbodengerüstabschnitt 49 verbunden. Die Komplettierung erfolgt dann durch das Verbinden der Unterschale 46 und der Oberschale 45 mit den beiden Seitenschalen 47, 48 sowie der Cockpitsektion 40.
Die Verbindung der Cockpitsektion 40 mit der Oberschale 45, den beiden Seitenschalen 47, 48, der Unterschale 46 sowie dem Fußbodengerüstabschnitt 49 erfolgt bevorzugt vollautomatisch mittels einer Vielzahl von in der 5 nicht dargestellten Handhabungsgeräten. Bei den Handhabungsgeräten handelt es sich insbesondere um Knickarmroboter (Standard-Industrieroboter) mit mindestens sechs Freiheitsgraden, die gegebenenfalls noch zusätzlich auf parallel zu den XYZ-Achsen des Koordinatensystems 43 verfahrbaren Positioniertürmen montiert sind, um eine Heranführung an den vorderen Rumpfabschnitt 44 zu erleichtern. Die Cockpitsektion 40, die Oberschale 45, die Unterschale 46 sowie die beiden Seitenschalen 47, 48 sind durch eine Quernaht 55 sowie durch Längsnähte, von denen der besseren Übersicht halber lediglich die Längsnähte 56, 57 eine Bezugsziffer aufweisen, zur Bildung des fertigen vorderen Rumpfabschnittes 44 durchgehend miteinander verbunden.
Abdichtungsmaßnahmen der Quer- und Längsnähte 55 bis 57 werden gleichfalls mit Hilfe dieser Handhabungsgeräte oder aber zusätzlicher Einrichtungen durchgeführt. Sämtliche Halteeinrichtungen 41, 42, der Oberpositionierer 50, die Seitenpositionierer 51, 52, das Taktgestell 53 sowie der Präsentierrahmen 54 des Bauplatzes 39 werden mittels einer zentralen Steuer- und Regeleinrichtung, insbesondere einer komplexen CNC-Steuerung, kontrolliert.
Abweichend von der Darstellung der 5 kann der Bauplatz auch zur gleichzeitigen Aufnahme einer Cockpitsektion 40 und einer nicht dargestellten Hecksektion ausgebildet sind. In diesem Fall umfasst der Bauplatz die in der 5 schematisch illustrierte Anordnung von Positionier- und Halteeinrichtungen, ist zu diesem aber spiegelbildlich angeordnet. Darüber hinaus kann der Bauplatz mit weiteren Positionier- und Halteeinrichtungen zur Aufnahme einer zentralen Flügelkastensektion ausgestattet sein, die dann zwischen der Cockpitsektion und der Hecksektion mittels vorzugsweise automatischer Halte- und Positioniereinrichtungen in Bezug zum Bauplatz ausgerichtet wird. Mit dieser Ausgestaltung ist eine nahezu vollautomatische Fertigung einer kompletten Rumpfzelle eines Flugzeugs umfassend einen vorderen und einen hinteren Rumpfabschnitt mit einer dazwischen liegenden zentralen Flügelkastensektion möglich, wobei ein Transport der einzelnen Rumpfabschnitte nicht mehr nötig ist. Hierdurch erhöhen sich zudem die Fertigungseffizienz und die Prozessgenauigkeit erheblich.
Weiterhin kann in einem gegenüber der Darstellung der 5 verlängerten Bauplatz (nicht dargestellt) zeitgleich eine Ausrichtung bzw. Positionierung der Cockpitsektion, der zentralen Flügelkastensektion sowie der Hecksektion mittels einer Vielzahl nicht dargestellter Halteeinrichtungen erfolgen. Hierbei erfolgt die Positionierung der Sektionen entsprechend der Längserstreckung der herzustellenden Rumpfzelle hintereinander, wobei sich zwischen der Cockpitsektion und der zentralen Flügelkastensektion einerseits und zwischen der zentralen Flügelkastensektion und der Hecksektion andererseits jeweils ein definierter Zwischenraum einstellt. In die Zwischenräume werden dann bevorzugt zirkulär umlaufend die Schalenbauteile sowie die Fußbodengerüstabschnitte zur Bildung der fertigen Rumpfzelle eingepasst und mit den Sektionen zusammengefügt. Zur Positionierung der Schalenbauteile und der Fußbodengerüstabschnitte sind mehrere Positionierer bzw. Halteeinrichtungen erforderlich.
Im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Bauplatzes 39 erfordert diese Variante einen erheblich höheren Aufwand, insbesondere im Hinblick auf die Prozesssteuerung durch Steuer- und Regeleinrichtungen sowie die konstruktiv mechanische Ausführung.
Die 6 zeigt stark schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens im Fall der so genannten "Halbschalenfertigung", wobei in dieser Variante eine Cockpitsektion, eine zentrale Flügelkastensektion sowie ein Heckabschnitt in einem Bauplatz gleichzeitig mit den oberen und unteren Halbschalen umbaut werden. Eine Cockpitsektion 58, eine zentrale Flügelkastensektion 59 sowie eine Hecksektion 60 werden in einem Bauplatz 61 mittels nicht dargestellter Halteeinrichtungen zueinander in Längsrichtung beabstandet ausgerichtet bzw. positioniert. Anschließend werden die Oberschalen 62, 63 (obere Halbschalen) sowie die Unterschalen 64, 65 (untere Halbschalen) mittels nicht dargestellter Positioniereinrichtungen zwischen die Cockpitsektion 58 und die zentrale Flügelkastensektion 59 und zwischen die zentrale Flügelkastensektion 59 und die Hecksektion 60 in Richtung der weißen Pfeile eingesetzt bzw. einpasst. Parallel hierzu erfolgt die Positionierung der beiden Fußbodengerüstabschnitte 66, 67 gleichfalls durch nicht dargestellte Präsentierrahmen in Richtung der weißen Pfeile. Sämtliche Sektionen und Schalenbauteile sind nicht nur in Richtung der weißen Pfeile, sondern vielmehr bevorzugt in Richtung aller drei Raumrichtungen mittels der Positioniereinrichtungen bzw. der Präsentier rahmen sowie der Halteeinrichtungen frei in Bezug zum Bauplatz 61 ausrichtbar bzw. positionierbar.
Bevorzugt werden zunächst die Cockpitsektion 50, die zentrale Flügelkastensektion 59 und die Hecksektion 60 mittels der Fußbodengerüstabschnitte 66, 67 verbunden. Anschließend werden dann die Unterschalen 64, 65 sowie die Oberschalen 62, 63 eingefügt und mit den entsprechenden Komponenten bzw. Schalenbauteilen verbunden. Anstelle der Ober- und der Unterschalen 62 bis 65 treten bei der Vierschalenbauweise die linken Seitenschalen, die rechten Seitenschalen sowie die Ober- und Unterschalen.
Mittels gleichfalls nicht dargestellter Handhabungsgeräte erfolgt die bevorzugt vollautomatische Verbindung der Cockpitsektion 58, der zentralen Flügelkastensektion 59 sowie der Hecksektion 60 mit den Schalenbauteilen 62 bis 65 durch insgesamt jeweils vier Quernähte und Längsnähte, die der besseren zeichnerischen Übersicht wegen nicht mit Bezugsziffern versehen wurden. Die Herstellung der Längs- und der Quernähte erfolgt gleichfalls bevorzugt mit vollautomatischen Handhabungsgeräten, insbesondere mit Industrie-Knickarmrobotern mit mindestens sechs Freiheitsgraden. Mittels der beschriebenen Verfahrensweise lässt sich eine Rumpfzelle 68 eines Flugzeugs durch einen praktisch zeitgleichen Aufbau eines vorderen und/oder eines hinteren Rumpfabschnittes 69, 70 unter Einbeziehung der zentralen Flügelkastensektion 59 in einem Bauplatz 61 zeitlich parallel fertigen.
Sämtliche Halteeinrichtungen, Positioniereinrichtungen sowie Handhabungsgeräte (Knickarmroboter) innerhalb des Bauplatzes 61 werden mittels einer zentralen Steuer- und Regeleinrichtung kontrolliert.
Im Falle der so genannten "Halbschalenbauweise" kann die untere Halbschale in einer Vorfertigungsstufe durch das Zusammenfügen einer linken Seitenschale, einer rechten Seitenschale, einer Unterschale sowie das Einfügen eines Fußbodengerüstabschnitts im Bereich der Oberkanten der beiden Seitenschalen vorbereitet werden.
Darüber hinaus kann das Verfahren auch mit der so genannten "Dreischalenfertigung" (s. g. "3er"-Schalenteilung) angewendet werden. In diesem Fall werden eine linke und eine rechte Seitenschale mit einer größeren Bauhöhe – da beide Seiten schalen zugleich hälftig die Unterschale bilden – mit einer Oberschale und einem zwischen den beiden Seitenschalen bevorzugt vorab eingefügten Fußbodengerüstabschnitt zu einer fertigen Rumpfsektion zusammengefügt, das heißt endgültig fest verbunden. Das Zusammenfügen, das heißt das Bilden der Längs- und der Quernähte zwischen sämtlichen Komponenten (Schalenbauteile bzw. Sektionen) kann mittels bekannter Fügeverfahren, insbesondere mit Niet-, Klebe- oder Schweißverfahren, erfolgen.

1: Cockpitsektion
2: Halteeinrichtung
3: Halteeinrichtung
4: Bauplatz
5: Oberschale
6: Unterschale
7: Seitenschale
8: Seitenschale
9: Richtungspfeil
10: Quernaht
11: Längsnaht
12: Längsnaht
13: vorderer Rumpfabschnitt
14: Fußbodengerüstabschnitt
15: Hecksektion
16: Oberschale
17: Unterschale
18: Seitenschale
19: Seitenschale
20: Richtungspfeil
21: Quernaht
22: Längsnaht
23: Längsnaht
24: hinterer Rumpfabschnitt
25: Fußbodengerüstabschnitt
26: zentrale Flügelkastensektion
27: Rumpfzelle (Flugzeug)
28: Oberschale
29: Unterschale
30: Seitenschale
31: Seitenschale
32: Fußbodengerüstabschnitt
33: Quernaht
34: Quernaht
35: Längsnaht
36: Längsnaht
37: Längsnaht
38: Längsnaht
39: Bauplatz
40: Cockpitsektion
41: Halteeinrichtung
42: Halteeinrichtung
43: Koordinatensystem
44: vorderer Rumpfabschnitt
45: Oberschale
46: Unterschale
47: Seitenschale
48: Seitenschale
49: Fußbodengerüstabschnitt
50: Oberpositionierer
51: Seitenpositionierer
52: Seitenpositionierer
53: Taktgestell
54: Präsentierrahmen
55: Quernaht
56: Längsnaht
57: Längsnaht
58: Cockpitsektion
59: zentrale Flügelkastensektion
60: Hecksektion
61: Bauplatz
62: Oberschale (obere Halbschale)
63: Oberschale (obere Halbschale)
64: Unterschale (untere Halbschale)
65: Unterschale (untere Halbschale)
66: Fußbodengerüstabschnitt
67: Fußbodengerüstabschnitt
68: Rumpfzelle (Flugzeug)
69: vorderer Rumpfabschnitt
70: hinterer Rumpfabschnitt

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Rumpfzelle (27) eines Flugzeugs mit einer zumindest teilweise vorgefertigten Cockpitsektion (1, 40, 58) und/oder mit einer zumindest teilweise vorgefertigten Hecksektion (15, 60) umfassend die folgenden Schritte: – Anfügen von mindestens zwei Schalenbauteilen an die Cockpitsektion (1, 40, 58) und/oder die Hecksektion (15, 40, 60) und – Integration mindestens eines Fußbodengerüstabschnittes (14, 25, 32, 49, 66, 67) zur Bildung eines vorderen (13, 44, 69) und/oder eines hinteren Rumpfabschnittes (24, 70).
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – insbesondere mindestens zwei Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48), insbesondere mindestens eine Unterschale (6, 17, 29, 46), insbesondere mindestens eine Oberschale (5, 16, 28, 45) als Schalenbauteile sowie mindestens ein Fußbodengerüstabschnitt (14, 25, 32, 49) in Bezug zur Cockpitsektion (1, 40) und/oder zur Hecksektion (15) positioniert werden, – die Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48), die Unterschale (6, 17, 29, 46) sowie die Oberschale (5, 16, 28, 45) mit der Cockpitsektion (1, 40) und/oder mit der Hecksektion (15) unter Bildung mindestens einer umlaufenden Quernaht (10, 21, 33, 34, 55) verbunden werden, und – die Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48), die Unterschale (6, 17, 29, 46) und die Oberschale (5, 16, 28, 45) untereinander unter Bildung von durchgehenden Längsnähten (11, 12, 22, 23, 35–38, 56, 57) verbunden werden und der mindestens eine Fußbodengerüstabschnitt (14, 25, 32, 49) mit den Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48) zur Schaffung des vorderen und/oder hinteren Rumpfabschnittes (13, 24, 44) verbunden wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere und/oder der hintere Rumpfabschnitt (13, 24, 44) gleichzeitig mit einer zentralen Flügelkastensektion (26) unter Bildung mindestens einer zweiten Quernaht verbunden werden.
Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens zwei weitere Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48), jeweils mindestens eine weitere Unterschale (6, 17, 29, 46), jeweils mindestens eine weitere Oberschale (5, 16, 28, 45) und jeweils mindestens ein weiterer Fußbodengerüstabschnitt (14, 25, 32, 49) an den vorderen und/oder den hinteren Rumpfabschnitt (13, 24, 44) angefügt werden.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernähte (10, 21, 33, 34, 55) und die Längsnähte (11, 12, 22, 23, 35–38, 56, 57) mit Nietverbindungen gebildet werden.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernähte (10, 21, 33, 34, 55) und die Längsnähte (11, 12, 22, 23, 35–38, 56, 57) durch Schrauben, Kleben, Schweißen oder eine beliebige Kombination hiervon gebildet werden.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48), die mindestens eine Oberschale (5, 16, 28, 45) sowie die mindestens eine Unterschale (6, 17, 29, 46) mit einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere mit einem Kunststoffmaterial mit einem kohlefaserverstärkten Epoxydharz, gebildet sind.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48), die mindestens eine Oberschale (5, 16, 28, 45) sowie die mindestens eine Unterschale (6, 17, 29, 46) mit einem Aluminiumlegierungsmaterial gebildet sind.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren insbesondere mit mindestens einer Oberschale (62, 63) und insbesondere mit mindestens einer Unterschale (64, 65) als Schalenbauteile sowie mindestens einem Fußbodengerüstabschnitt (66, 67) durchgeführt wird.
Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens eine Oberschale (62) und mindestens eine Unterschale (64) sowie mindestens ein Fußbodengerüstabschnitt (66) zwischen einer Cockpitsektion (58) und einer zentralen Flügelkastensektion (59) positioniert werden, – mindestens eine Oberschale (63) und mindestens eine Unterschale (65) sowie mindestens ein Fußbodengerüstabschnitt (67) zwischen der zentralen Flügelkastensektion (59) und einer Hecksektion (60) positioniert werden, und – dass die Oberschalen (62, 63), die Unterschalen (64, 65) sowie die Fußbodengerüstabschnitte (67, 68) unter Bildung von Längsnähten jeweils untereinander sowie jeweils mit der Cockpitsektion (58), der zentralen Flügelkastensektion (59) und der Hecksektion (60) unter Bildung von Quernähten zur Bildung einer Rumpfzelle (68) verbunden werden.
Verfahren nach Patentanspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernähte und die Längsnähte durch Nieten, Schrauben, Kleben oder eine beliebige Kombination hiervon gebildet werden.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschalen (62, 63) und die Unterschalen (64, 65) mit einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere mit einem Kunststoffmaterial mit einem kohlefaserverstärkten Epoxydharz, gebildet sind.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschalen (62, 63) und die Unterschalen (64, 65) mit einem Aluminiumlegierungsmaterial gebildet sind.
Bauplatz (4, 39) mit einer Vielzahl von auf einer Grundfläche angeordneten Halteeinrichtungen (2, 3, 41, 42) und/oder Positioniereinrichtungen (50–54), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 13 in der Halbschalen- und/oder Vierschalenbauweise, umfassend – mindestens eine Halteeinrichtung (2, 3, 41, 42) zur Aufnahme und Positionierung der Cockpitsektion (1, 40) und/oder der Hecksektion (15) in Bezug auf den Bauplatz (4), und – mindestens zwei Positioniereinrichtungen (50–54) zum Ausrichten von mindestens zwei Schalenbauteilen.
Bauplatz nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ins besondere zur Durchführung der Vierschalenbauweise – mindestens zwei Seitenpositionierer (51, 52) zur Aufnahme und Ausrichtung der mindestens zwei Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48), – mindestens einen Oberpositionierer (50) zur Aufnahme und Ausrichtung der mindestens einen Oberschale (5, 16, 28, 45), – mindestens ein Taktgestell (53) zur Aufnahme und Ausrichtung der mindestens einen Unterschale (6, 17, 29, 46), – mindestens einen Präsentierrahmen (54) zur Aufnahme und Ausrichtung des mindestens einen Fußbodengerüstabschnitts (14, 25, 32, 49) und – mindestens zwei Handhabungsgeräte, insbesondere Knickarmroboter, mit denen die Schalenbauteile (5–8, 16–19, 28–31, 45–48) mit der Cockpitsektion (1, 40) und/oder mit der Hecksektion (15) unter Bildung von Längs- und Quernähten (10–12, 21–23, 33–38, 55–57) verbindbar sind, aufweist.
Bauplatz nach Patentanspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bauplatz zusätzlich zu den Halteeinrichtungen (2, 3, 41, 42) für die Cockpitsektion (1, 40) und/oder die Hecksektion (15) mindestens eine weitere Halteeinrichtung zur Ausrichtung der zentralen Flügelkastensektion (26) vorgesehen ist.
Bauplatz nach einem der Patentansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei weitere Handhabungsgeräte, insbesondere Knickarmroboter, zur Verbindung des mindestens einen Fußbodengerüstabschnitts (14, 25, 32, 49) mit den mindestens zwei Seitenschalen (7, 8, 18, 19, 30, 31, 47, 48) vorgesehen sind.
Bauplatz nach einem der Patentansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei weitere Handhabungsgeräte, insbesondere Knickarmroboter, zur Herstellung und/oder zur Abdichtung von Längs- und Quernähten (10–12, 21–23, 33–38, 55–57) vorgesehen sind.