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Faserverstärkte Steuerfläche mit fokussierter Belastung. - Dokument DE69206541T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69206541T2 15.05.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0532016
Titel Faserverstärkte Steuerfläche mit fokussierter Belastung.
Anmelder Grumman Aerospace Corp., Bethpage, N.Y., US
Erfinder Padden, Vincent T., Brightwaters, NY 11718, US
Vertreter Klunker und Kollegen, 80797 München
DE-Aktenzeichen 69206541
Vertragsstaaten DE, GB, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 10.09.1992
EP-Aktenzeichen 921155370
EP-Offenlegungsdatum 17.03.1993
EP date of grant 06.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse B64C 3/20
IPC-Nebenklasse B29D 31/00   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die Brfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Lastaufnahmeaufbaus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Lastaufnahmeaufbau nach dein Oberbegriff des Anspruchs 8.

2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik

Aufgrund der durch moderne Verbundwerkstoffe, insbesondere Epoxydgraphit, ermöglichten Gewichtseinsparungen, und aufgrund der daraus resultierenden Leistungsverbesserungen haben moderne Flugzeuge zunehmend von derartigen Werkstoffen Gebrauch gemacht. Die F-16 war das erste Militärfluggerät, welches Graphitepoxyd-Zeilen bei der Fertigung verwendete, und die Technologie ist zu einem Punkt fortgeschritten, an dem zahlreiche Flugzeuge, beispielsweise die F-18, Graphit-Verbundstoffe extensiv bis zu 26 % des Flugzeug-Baugewichts einsetzen. Es werden zukünftige Militärfluggeräte geplant, die bis zu 40 - 50 % des Baugewichts in Form moderner Verbundwerkstoffe enthalten.

Die kommerziellen und allgemeinen Flugzeugindustrien haben ebenfalls moderne Verbundwerkstofftechnologie eingesetzt bei konventionellen Transportflugzeugen, wobei die sich ergebenden Gewichtseinsparungen eine signifikante Zunahme der Nutzlast und eine konsequente Verringerung des Treibstoffverbrauchs ermöglichen. Moderne Verbundwerkstoffe wurden von der FAA bereits für Sekundärstrukturkomponenten (nicht kritisch für die Flugsicherheit) genehmigt, und es wurden bereits Transportflugzeuge mit modernen Sekundärstrukturen aus Verbundwerkstoff entworfen, darunter Verschalungen, Steuefflächen und dergleichen.

Ein Nachteil der Graphitexpoxyd-Steuertläche besteht allerdings darin, daß das Kosten-Gewichts-Verhältnis relativ hoch ist im Vergleich zu Metallen, wie z.B. Aluminium. Der Grund für die hohen Kosten ist der, daß bauliche Anforderungen an Graphitexpoxyd-Steuerflächen derzeit eine Konzentration von Graphitmateriallagen erforderlich machen und in zahkeichen Konfigurationen der Einsatz von mehreren vorab ausgehärteten Teilen erforderlich ist, um Holme sowie andere Strukturelemente zu schaffen, die zur Aufnahme von Beschlägebefestigungen notwendig sind. Die Konstruktion von Steuerflächen mit einer großen Anzahl von Graphitmateriallagen und vorab ausgehärteten Teilchen erfordert zahlreiche Aushärtezyklen im Autoklaven, was die Herstellungszeit und die Fertigungskosten erhöht.

Figur 1 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines derzeitigen Entwurfs für eine Bremsklappe aus Graphitexpoxyd für ein Transportflugzeug. Die Bremsklappe 10 ist eine spezielle Form einer Steuerfläche, die sich an der Oberseite des hinteren Randes des Flügels 11 gemäß Fig. 3a befmdet, und die sich von Landeklappen 12 durch Pilotenbefehl nach oben stellt, um Rollsteuerungs- und Bremsfunktionen zu übernehmen. Die Hauptlast auf die Bremsklappe, wenn diese ausgefahren ist, ist folglich eine Scherkraft, resultierend aus dem Luftstrom auf der Oberseite des Flügels, der senkrecht zu der Bremskappe verläuft, wenn diese sich in ihrer Betriebsstellung befindet.

Der derzeitige Entwurf verwendet eine Honigwaben-Sandwich-Kernkonstruktion und erfordert sechs Teile, nicht gerechnet die drei Befestigungsbeschläge. Die sechs Teile umfassen die jeweils vorab ausgehärtete obere und untere Abdeckung 1 und 2, einen vorab ausgehärteten Holm 3 zur Schaffung einer Scherbefestigung zur Aufnahme von Beschlägen 6 bis 10 an der Steuerfläche, und vorab ausgehärtete Verschlußrippen 7 und 8, welche den Honigwabenkern 9 einschließen. Um diese Art von Bremsklappe zu konstruieren, werden die verschiedenen Teile separat vorab ausgehärtet und dann miteinander verbunden, um die Brems klappenanordnung zu bilden. Anschließend werden die Lagerbeschläge 4 bis 6 an dem Holm 3 angebracht. Die Lagerungsarmaturen definieren drei Scharnierösen 11 bis 13 und eine Öffnung 14 zum Anbringen einer Aktuator-Steuerstange.

Während dieser Entwurf baulich sowie aerodynamisch akzeptierbar ist, leidet er dennoch an hohen Fertigungskosten aufgrund der relativ hohen Anzahl von Graphitlagen und Aushärtungsschritten, um zu dem fertigen Aufbau zu gelangen.

Offenbarung der Erfindung

Angesichts der oben beschriebenen Nachteile der derzeitigen Entwürfe ist es ein Ziel der Erfindung, Kosten dadurch zu reduzieren, daß ein Verfahren zum Herstellen eines Lastaufnahmeaufbaus angegeben wird, der im Einsatz Scherkräften ausgesetzt ist, wobei allerdings das Erfordernis einer direkten Scherbefestigung der Lagerungsbeschläge des Aufbaus an der Oberfläche des Aufbaus entfällt.

Es ist ein zweites Ziel der Erfindung, die Kosten dadurch zu reduzieren, daß ein weiterentwickelter Lastaufnahmeaufbau geschaffen wird, der im Einsatz Scherkräften ausgesetzt ist, und der üblicherweise eine vielteilige Konstruktion erforderlich machte, der allerdings statt dessen insbesondere als gemeinsam ausgehärtete, einstückige Anordnung gefertigt werden kann.

Erfindungsgemäß werden nach den unabhängigen Ansprüchen 1 (Verfahrensanspruch) und 8 (Vorrichtungsanspruch) diese Ziele dadurch erreicht, daß ein Verfahren zum Herstellen eines Lastaufnahmeaufbaus angegeben wird, gekennzeichnet durch die Schritte gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1, und daß ein Lastaufnahmeaufbau gemäß Kennzeichnungsteil des Anspruchs 8 angegeben wird, wobei die Befestigungsarmatur der Steuerfläche der Anordnung dazu gebracht wird, am Brandpunkt der auf den Befestigungsbeschlag aufgebrachten Lasten zu konvergieren. Dies beseitigt das Erfordernis einer direkten Scherbefestigung des Scharnier-/Aktuator-Antriebsbeschlags an der Steuerfläche, weil die Scherlast als eine Komponente der Axialbelastung an der Beschlägebefestigungsfläche geführt wird.

Als Ergebnis des erfindungsgemäßen Entwurfs ist es möglich, eine Graphitepoxydkonstruktion für Flugzeugsteuerflächen zu schaffen, die kostenmäßig mit der traditionellen Aluminiumkonstruktion konkurrieren kann. Diese Vorgehensweise ermöglicht einen weniger komplizierten Graphitaufbau um den Hauptbefestigungsbeschlag herum, weil keine Vertikal-Scherbefestigung zwischen dem Befestigungsbeschlag und der gebondeten Graphittafel erforderlich ist und somit ein separater, vorab ausgehärteter Vorderholm an der Steuerfläche nicht erforderlich ist. Außerdem wird die Komplexität des Befestigungsbeschlags verringert, indem das erfindungsgemäße konzentrierte Lastkonzept eingesetzt wird, weil weniger Befestigungselemente entlang einem kleineren Beschlag erforderlich sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Mittelbefestigungsbeschlag für eine Flugzeugbremsklappe mit einem Mittelbremsklappen-Scharnierpunkt und einem Antriebsaktuator-Befestigungspunkt geschaffen. Der Kern der Bremsklappe enthält einen einstückigen, gemeinsam ausgehärteten Honigwaben-Sandwichaufbau mit einem integralen Vorderholm, der an dem Flügel durch zwei Scharnierbeschläge und einen zentralen Aktuator-Antriebsbeschlag gelagert ist. Angetrieben wird die Bremsklappe durch einen mittigen Aktuator, der an einen einzigen Scharnier-/Aktuator-Beschlag gekoppelt ist, welcher so ausgebudet ist, daß die Quer-Scherbeanspruchung von einer Komponente der Axiallrraft in der unteren Abdeckung an dem Scharnier-/Aktuator- Antriebsbeschlag aufgenommen wird. Der Innenbord-Beschlag ist ein Gestängebeschlag, der dazu dient, ein starkes Achsen-Biegen von Flügel und Bremsklappe zu entkoppeln. Der Außenbord-Beschlag besitzt eine Schwenklmie senkrecht zu der Scharnierlinie, um Seitenlasten zu eliminieren. Sämtliche Seitenlasten werden von dem mittigen Scharnier-/Aktuatorbeschlag aufgenommen.

Das Fokussieren der aufgebrachten Lasten erfolgt dadurch, daß eine Verlängerung oder Tangente des Beschlägebefestigungsflansches der unteren Abdeckung zum Konvergieren an einem Brennpunkt auf der oberen Abdeckung gebracht werden, so daß ein Lastkonvergenzwinkel gebildet wird, welcher so gewählt ist, daß der resultierende Aufbau als einstückige Einheit oder "Tragbalken" fungiert.

Gemäß einem bevorzugten Herstellungsverfahren wird daher die obige Bremsklappe, die eine Verbund-Lastaufnahmeoberfläche einer Honigwaben-Sandwichkonstruktion enthält, als einstückige, gemeinsam ausgehärtete Anordnung ausgebildet, in dem zunächst die Scherkräfte vorhergesagt werden, denen die Steuerfläche ausgesetzt wird, und anschließend der untere Beschlägebefestigungsflansch derart ausgebildet wird, daß seine Verlängerung mit der Oberseite an dein Brandpunkt der vorhergesagten Scherkräfte zusammenläuft.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besitzt der integrale Vorderholm einen Winkel von annähernd 45º, damit die untere Abdeckung sich vollständig über den gesamten Kern legen kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines derzeitigen Bremsklappenentwurfs,

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines einstückigen, gemeinsam ausgehärteten Bremsklappenentwurfs mit einem integralen Vorderholm gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 3(a) ist eine Draufsicht auf einen Flugzeugflügel, die die Lage der Bremsklappen des in Fig. 1 und 2 dargestellten Typs veranschaulicht,

Fig. 3(b) ist eine Draufsicht auf die bevorzugte Bremsklappe nach Fig. 2,

Fig. 4 ist eine Seiten-Querschnittansicht der bevorzugten Brems klappe, betrachtet entlang der Linie A-A in Fig. 3(b),

Fig. 5 ist eine Seitenansicht der bevorzugten Brernsklappe, betrachtet entlang der Linie B-B in Fig. 3(b),

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der bevorzugten Bremsklappe, betrachtet entlang der Linie C-C in Fig. 3(b),

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Lasten veranschaulicht, die auf den Scharnier-/Aktuator-Antriebsbeschlag der bevorzugten Bremsklappe einwirken,

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung, die zusätzlich die Geometrie der auf den bevorzugten Scharnier-/Aktuator-Antriebsbeschlag einwirkenden Lasten veranschaulicht, und

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, welches ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für einen Lastaufnahmeaufbau gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.

Detaiffierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 2 bis 6 zeigen den einstückigen, gemeinsam ausgehärteten Aufbau einer Bremsklappe, die gemäß den Prinzipien einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Fig. 1, 2 und 3(b) zeigen eine umgekehrte Lage, so daß die untere Abdeckung der Deutlichkeit halber nach oben weist.

Die bevorzugte Bremsklappe, wie sie in Fig. 2 gezeigt wird, besteht aus einem Honigwabenkern 20, einer Unterseite 21 mit einem Scharnierbe festigungsbereich 22, einer Oberseite 23 und einem integralen Vorderholm 24. Die Bremsklappe ist an dem Flügel mit Scharnierbeschlägen 25 und 27 sowie mit einem Aktuator-/Scharnier-Antriebsbeschlag 26 befestigt. Jeder der Befestigungsbeschläge enthält Lagerflächen oder Flansche 28 und 29 sowie eine Zwischenfläche 30. Die Beschläge beinhalten außerdem Scharnierbefestigungsösen 31 bis 33 und eine Aktuator- Befestigungsöffnung 34 ähnlich den entsprechenden Ösen 11 bis 14 bei der herkömmlichen Bremsklappe. Der Flansch 29 und die Fläche 21 bilden einen Winkel, der sich durch eine Linie bestimmt, welche sich von dein Flansch zu der Stelle des Brandpunkts der vorhergesagten Scherkraft an der Steuerfläche bei ausgefahrener Bremsklappe erstreckt, wie unten im einzelnen erläutert wird.

Das bevorzugte Material für die Bremsklappe ist ein modernder Verbundwerkstoff wie z.B. Graphitepoxyd, während das Material für sämtliche Scharnierbeschläge vorzugsweise Aluminium ist. Man erkennt allerdings, daß die Erfindung nicht auf ein spezielles Material beschränkt ist, was sowohl für die Beschläge als auch für die Bremsklappe selbst gilt. Im Fall einer Graphitepoxyd-Bremsklappe mit Muminiumbeschlägen sind sämtliche Muminiumteile vorzugsweise von dem Graphitepoxyd unter Verwendung einer Glasfasertrennlage getrennt.

Die Konstruktion der Bremsklappe macht Gebrauch von dem vorerwähnten Forinverfahren mit gemeinsamem Aushärten und von dem konzentrierten Lastkonzept, um Gewicht, Teileverbindungskosten und Zusammenbaukosten zu minimieren, darunter das Minimieren der Kosten für das Bohren von Löchern, das Isolieren von Befestigungsteilen, das Einrichten und das Korrigieren. Der Einsatz eines Formverfahrens mit gemeinsamem Härten ist deshalb möglich, weil die Ausgestaltung der Bremsklappe die Komplexität des Befestigungspunkts für den mittigen Scharnier-/Aktuator-Antriebsbeschlag verringert. Die obere und die untere Abdeckung machen Gebrauch von band- und tuchförmigem Kohlenstoffexpoxyd, während die Ränder der Bremsklappe vorzugsweise verdickt sind, um Beschädigungen bei der Handhabung zu vermeiden. Vorzugsweise weist der einstückige Holm einen Winkel von 45º auf, wie dargestellt ist, damit die untere Abdeckung sich vollständig um den gesamten Holm legen kann.

Der Kern kann die Form einer Nomex-Honigwabe oder eine ähnliche moderne Verbund-Honigwabenkonstruktion aufweisen. Die gebondeten Bremsklappenanordnungen werden mechanisch an den Aluminium-Scharnierbeschlägen unter Verwendung von die obere Abdeckung durchsetzenden, bündigen Bolzen und Muttern und beispielsweise mit Hilfe von Blind-Composi-loks für die Verbindungen durch die untere Abdeckung und den integralen Vorderholm angebracht.

Dieser einfache Aufbau wird unter Verwendung bekannter Aushärtemethoden ermöglicht durch den Einsatz einer Befestigungsflanschgeometrie, die eine Scherbefestigung an dem Scharnier-/Aktuator-Antriebsbeschlag eliminiert, und zwar folgendermaßen:

Gemäß den Fig. 7 und 8, die einen Schnitt durch die Bremsklappe an dem Scharnier-/Aktuator-Antriebsbeschlag 26 zeigen, wird zunächst gesehen, daß die Bremsklappenbelastungen dargestellt werden können als Scherkraft V&sub1; und 2V&sub2; sowie entgegengesetzte Koppelkräfte R&sub1; und R&sub2;. Die Kraft R&sub1; wird von dem Aktuator geliefert, und ihr wirkt die parallele oder horizontale Scharnier-Koppelkraftkomponente R2x von R&sub2; entgegen. Der Scherkraft V&sub1; und V&sub2; wird entgegengewirkt durch die Quer- oder Vertikalkomponente R2y der Scharnier-Koppelkraft R&sub2;.

Die skalare Summe sämtlicher Kräfte an dem Beschlag in X-Richtung ist daher einfach die Summe von R&sub1; und R2x, d.h.:

Die skalare Summe der vertikalen oder in Y-Richtung gerichteten Kräfte beträgt

An dem Scharnierbefestigungspunkt 32 besitzt die Scherkraft Vy tatsächlich zwei Komponenten, von denen die erste Komponente V&sub1; die aerodynamische Kraft auf die untere Abdeckung gemäß Fig. 7 ist. Die zweite Komponente V&sub2; der Scherkraft Vy verteilt sich über den Holm 24. Damit gilt Vy = V&sub1; + 2V&sub2;, während

Σ Fy wird deshalb auf Null gesetzt, weil das System im Betrieb in der Wirkung statisch ist, und wird vorzugsweise bei der maximalen Last bestimmt, welcher die Bremsklappe bei sämtlichen Flug- und Bodenbedingungen ausgesetzt ist.

In Fig. 8 ist deshalb die skalare Summe der um den Punkt A wirkenden Momente gegeben düreh die Summe der Produkte der jeweiligen unbeschränkten Kräfte R2x, R2y, v1 und V&sub2; sowie deren jeweilige Abstände zum Punkt A, nämlich d&sub3;, 2d&sub2;, d&sub1; und d&sub2; (die Hälfte der Holmtiefe), mit dein Zusatz einer Torsion T, verursacht durch Luftlasten an der übrigen Bremsk]appenfläche benachbart zu dem Scharnier-/Aktuator-Bereich. Diese Summe wird um den Punkt A herum folgendermaßen auf Null gesetzt:

2V&sub2;d&sub2;+V&sub1;d&sub1;+T-R2y(2d&sub2;)-R2x(d&sub3;) = 0 (4)

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, werden die relativen Beträge der Koppeikräfte R2x und R2y, bei denen es sich um die Reaktionskräfte an dein Scharnier entgegen der Aktuatorkuppelkraft R&sub1; handelt, durch die Form des Beschlags bestimmt und mithin durch den Winkel θ zwischen dem Befestigungsflansch 29 und der X-Achse oder horizontalen Richtung, die durch die obere Abdeckung definiert wird. Um die auf den Scharnierbeschlag einwirkende Scherkraft also zu beseitigen, ist es lediglich notwendig, θ in der Weise zu spezifizieren, daß die durch die Gleichung (4) gegebene Anfangsbedingung erfüllt ist.

Weil

und

gilt

Gleichungen 6 und 7 sind Lösungen der Gleichungen 4 bzw. 3 bezüglich R2x und R2y. θ kann also definiert werden bloß durch Therme von auf die Bremsklappe einwirkenden vorhersagbaren Scherkräften und die Bremsklappengeometrie. Für Lastbedingungen, unter denen die Drucklastverteilung auf die Steuerfläche variiert, würde die Bestimmung der Entfernung des Brennpunkts (d1) auf einer gewichteten durchschnittlichen Lastbedingung und der Lage des Druckzentrums basieren. Durch nicht am Brandpunkt gelegene Scherkräfle hervorgerufene Momente würden durch Vertikalkräfte an den Beschlagflanschen aufgenommen. Unter normalen Bedingungen sind diese Kräfte klein und werden als Sekundäreffekt beim Entwurf berücksichtigt.

Ist erst einmal der Winkel der Befestigungsfläche definiert, wird der Innenflächenflansch des Scharnier-/Aktuatorsantriebsbeschlags 27 so ausgestaltet, daß er an den Winkel angepaßt ist. Darüberhinaus enthält der Innenbordbeschlag 25 einen geschlitzten Zapfen 43 senkrecht zu der Scharnierlinie, welcher die starke Achsenbiegung von Bremsklappe und Flügel im aufgestellten Zustand der Bremsklappe entkoppelt, während der Außenbordbeschlag 26 eine Schwenklinie 44 senkrecht zur Scharnierlinie aufweist, um Seitenlasten zu eliminieren, damit sämtliche Seitenlasten an dem mittleren Scharnier-/Aktuatorbeschlag 27 aufgenommen werden, wie es in den Berechnungen angenommen wurde, die dazu benutzt wurden, die Geometrie des Beschlags 27 zu erhalten.

Als ein Ergebnis der obigen Geometrie ist es möglich, eine Graphitepoxyd-Flugzeugbremsklappe oder andere Lastaufnahme-Verbundkonstruktionen mit Hilfe eines einzigen Aushärtungsschritts zu fertigen, wie es im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert wird:

Zunächst müssen die Brennpunkte und der Betrag der Scherkräfte V&sub1; und V&sub2; unter Verwendung konventioneller interner Lastanalyse bestimmt werden, so daß θ gemäß Gleichung 8 berechnet werden kann. Ist θ ermittelt, wird die Bremsklappe mit einstückigen unteren und oberen Abdeckungen geformt und als einstückige Anordnung ausgehärtet. Schließlich wird die Befestigungs-Hardware hinzugefligt, um die Bremsklappenanordnung zu vervollständigen.

Das Vorhersagen der Scherkräfte kann in konventioneller Weise mit Hilfe von Rechner-Modellen und/oder Windkanaltests verschiedener Bremsklappenformen erfolgen. Darüber hinaus ist der Aushärtungsprozeß, mit dessen Hilfe die Bremsklappe geformt wird, dem Fachmann anhand der obigen Beschreibung ersichtlich.

Nachdem soweit ein spezielles Beispiel der Erfindung in Bezug auf eine Graphitepoxyd-Bremsklappe beschrieben wurde, wird dennoch verstanden, daß die Prinzipien der Erfindung nicht auf Flugzeugbremsklappen- Gestaltungen beschränkt ist, sondern vielmehr Anwendung bei einer Vielzahl von Strukturen findet, welche Scherbefestigungen erfordern.

Während Graphitepoxyd als bevorzugtes Material verwendet wird, können die Prinzipien der Erfindung auch in Verbindung mit anderen Werkstoffen angewendet werden, die dort eingesetzt werden, wo eine Scher-Schnittstelle erforderlich ist. Tatsächlich ist ersichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen der Erfindung dem Fachmann ersichtlich sind. Die Erfindung soll deshalb nicht auf die spezielle beschriebene Ausführungs form beschränkt werden, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Herstelien eines Lastaufnahmeaufbaus, der im Einsatz einer Scherkraft ausgesetzt ist, umfassend den Schritt des Bildens eines Kerns (20) mit einer Unterseite (21) und einer Oberseite (23), wobei die Unter- und Oberseite am hinteren Ende des Aufbaus zusammenlaufen, und eines einstückigen Vorderholms (24), der mit der Unterseite (21) und der Oberseite (23) verbunden ist, um eine durchgehende Abdeckung für den Kern (20) zu bilden, gekennzeichnet durch

die Schritte:

(a) in der Unterseite (21) wird eine Beschlägebefestigungsfläche (22) zum Befestigen eines Flansches (29) ausgebildet, der Teil eines an dem Aufbau zu befestigenden Beschlags (25, 26, 27) ist;

(b) auf der Oberseite (23) wird ein Brennpunkt (40) für auf den Beschlag (25, 26, 27) aufgebrachte Lasten ermittelt, und

(c) der Vorderholm (24) und die Beschlägebefestigungsfläche (22) werden derart miteinander verbunden, daß, wenn der Flansch (29) an der Beschlägebefestigungsfläche befestigt wird, eine Tangente des Flansches (29) mit der Oberseite (23) an dem Brennpunkt (40) auf der Oberseite der auf den Beschlag aufgebrachten Lasten konvergiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt des Aushärtens des Kerns, der Unterseite, der Oberseite und des Vorderholins zur gleichen Zeit, um einen einstückigen, gemeinsam ausgehärteten Aufbau (10) zu erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern, der Vorderholm, die Unter- und die Oberseiten als gemeinsam ausgehärteter, einstückiger Aufbau (10) mit einem zwischen der Unterseite und der Oberseite sandwichartig eingefaßten Honigwaben kern gebildet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschlägebefestigungsfläche (22) und der Vorderrand (24) als einzelne, durchgehende Fläche ausgebildet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderholm (24) in Bezug auf eine Hauptebene der Unterseite (21) unter einem von Null verschiedenen Winkel ausgebildet ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens der Beschlägebefestigungsfläche (22) den Schritt beinhaltet, daß die Tangente des Flansches (29) zum Konvergieren an der Oberseite (23) unter einem Einlaufwinkel 6 gebracht wird, der so angeordnet ist, daß eine Vertikal-Scherverbindung zwischen dem Vorderrand (24) und dem Flansch (29) beseitigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufwinkel 6 der Tangente des Flansches (29) und der Unterseite (21) definiert wird durch die Gleichung

wobei T eine Torsion ist, verursacht durch Luftlasten an einem Abschnitt der Unterseite (21) benachbart dem Bereich des Scharniers/Aktuators, V&sub2; eine Netto-Scherktaft an dein Vorderholin (24) ist, V&sub1; eine Netto-Scherkraft an der Oberseite (23) ist, d&sub1; eine Strecke entlang der Oberseite von dem einstückigen Vorderholm an der Vorderseite der Oberseite bis zu dein Brennpunkt (40) ist, d&sub2; die Hälfte einer Horizontalkomponente einer Vorderholmtiefe ist, wobei die Komponente parallel zu einer Hauptebene der Oberseite verläuft, und d&sub3; eine Vertikalkomponente der Vorderholmtiefe ist.

8. Lastaunahmeaufbau, der im Einsatz einer Scherkraft ausgesetzt ist, umfassend einen Kern (20); eine Oberseite (23); eine Unterseite (21), die am hinteren Ende des Aufbaus mit der Oberseite zusammenläuft; und einen einstückigen Vorderholin (24), der die Unterseite (21) und die Oberseite (23) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (21) eine Beschlägebefestigungsfläche (22) zum Befestigen eines Flansches (29), eines Beschlags (25, 26, 27) für den Aufbau enthält, wobei eine Tangente des Flansches (29) mit der Oberseite (23) an einem Brennpunkt (40) auf der Oberseite (23) von auf den Beschlag (25, 26, 27) aufgebrachte Lasten konvergiert.

9. Aufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (20), der Vorderholin (24), die Unterseite (21) und die Oberseite (23) einen gemeinsam ausgehärteten, einstückigen Aufbau (10) bilden.

10. Aufbau nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (20) ein sandwichartig von der Unterseite (21) und der Oberseite (23) eingefaßter Honigwabenkern ist.

11. Aufbau nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (21) und der Vorderholm (24) Teile einer einzigen, durchgehenden Fläche sind.

12. Aufbau nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderholm (24) eine Fläche bildet, die in Bezug auf die Oberseite (23) unter einem von Null verschiedenen Winkel orientiert ist.

13. Aufbau nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Binlaufwinkel (θ) zwischen der Tangente des Flansches (29) und der Oberseite (23) gegeben ist durch folgende Gleichung:

wobei T eine Torsion ist, verursacht durch Luftlasten an einem Abschnitt der Unterseite (21) benachbart dem Bereich des Scharniers/Aktuators, V&sub2; eine Netto-Scherkraft an dem Vorderholm (24) ist, V&sub1; eine Netto-Scherkraft an der Oberseite (23) ist, d&sub1; eine Strecke entlang der Oberseite von dem einstuckigen Vorderholm an der Vorderseite der Oberseite bis zu dem Brennpunkt (40) ist, d&sub2; die Hälfte einer Horizontalkomponente einer Vorderholmtiefe ist, wobei die Komponente parallel zu einer Hauptebene der Oberseite verläuft, und d&sub3; eine Vertikalkomponente der Vorderholmtiefe ist.

14. Aufbau nach einem der Anspruche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau eine Flugzeugflügel-Bremsklappe ist.

15. Aufbau nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau aus einem Verbundwerkstoff gebildet ist.

16. Aufbau nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff Graphitepoxyd ist.

17. Aufbau nach einem der Ansprüche 8 bis 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die mindestens einen Scharnierbeschlag (26) aufweist, um den Aufbau schwenkbar an einem zweiten Aufbau zu befestigen.

18. Aufbau nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharnierbeschlag (26) aus Aluminium gefertigt ist.

19. Aufbau nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Scharnierbeschlägen (25, 26, 27) Drei beträgt.

20. Aufbau nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharnierbeschlag (25, 26, 27) einen ersten Abschnitt (28) aufweist, der an der Oberseite (23) anzubringen ist, einen zweiten Abschnitt oder Flansch (29) auf,veist, der parallel zu der Beschlägebefestigungsfläche (22) orientiert ist, und einen dritten Abschnitt (30) aufweist, welcher den ersten und den zweiten Abschnitt verbindet, wobei der dritte Abschnitt parallel zu der Oberfläche des Vorderholms (24) orien tiert ist.

21. Aufbau nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharnierbeschläge (25, 26, 27) eine Einrichtung enthalten, die eine Öse (31, 32, 33) zum Lagern der Struktur an einem Zapfen bilden, um ein Scharnier zu bilden, wobei einer der Scharnierbeschläge außerdem eine Einrichtung enthält, die eine Öffnung (34) definiert, um einen Aktuator anzubringen, damit der Aufbau um das Scharnier verschwenkt werden kann.

22. Aufbau nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Aufbau eine Bremsklappe ist, während der zweite Aufbau ein Flugzeugflügel (12) mit Innenbord- und Außenbord-Abschmtten ist.

23. Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein innenbordseitiger Beschlag von den Scharnierbesenägen (25) ein Gestängebeschlag ist, der eine Einrichtung aufweist, die ein schwenkbares Gestänge (43) definiert, um ein starkes Durchbiegen von Flügel und Bremsklappenachse zu entkoppeln.

24. Aufbau nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein außenbordseitiger Beschlag von den Scharnierbeschlägen (25) eine Einrichtung aufweist, die eine Schwenklinie (44) enthält, welche sich senkrecht zu einer Achse des Scharniers erstreckt, um Seitenlasten auszuschalten.







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