用于監(jiān)控結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的粘接機(jī)構(gòu)的指示螺栓的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一種航空器和一種用于探測(cè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷的方法。
[0002]發(fā)明背景
為了在例如交通工具的兩個(gè)構(gòu)件或部件之間形成連接，可以使用粘接機(jī)構(gòu)。在此情況下在主粘接的連接和次粘接的連接之間進(jìn)行區(qū)分，在主粘接的連接中，粘接過程在這樣的時(shí)間期間進(jìn)行實(shí)施，在該時(shí)間中兩個(gè)構(gòu)件也被成形(例如在壓力機(jī)中)，而在次粘接的連接中，部件事后地被相互粘接起來。
[0003]在支承用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的粘接機(jī)構(gòu)中可能重要的是檢查與操作相關(guān)的損傷。大多數(shù)粘接機(jī)構(gòu)在結(jié)合和組裝成總體結(jié)構(gòu)之后不再能夠從各個(gè)側(cè)面接近并且因此不再能夠很好地通過目視檢查來檢查。
[0004]在航空中，次粘接的連接目前是不允許的，因?yàn)橐话悴豢赡芤院?jiǎn)單的方式和方法檢查是否次粘接的連接受到損害。
[0005]用于非破壞性的測(cè)試粘接機(jī)構(gòu)的已知方法例如包括超聲波和熱成像。但是在大的壁厚或者粘接頭的大的厚度變化情況下這些方法只能夠受限地應(yīng)用或者使用時(shí)很困難。
[0006]在粘接有缺陷時(shí)，其中僅僅在負(fù)荷下在不再按照規(guī)定粘接的部件之間產(chǎn)生間隙(所謂的“吻接”)，在采用上述方法時(shí)常常不能夠發(fā)現(xiàn)缺陷。
[0007]由于此原因，在粘接機(jī)構(gòu)中常常使用附加的夾持螺栓，它們被設(shè)計(jì)用于當(dāng)粘接機(jī)構(gòu)損壞時(shí)承受該連接的負(fù)荷。這種夾持螺栓此時(shí)可以延遲損傷的進(jìn)一步擴(kuò)展，但是也妨礙對(duì)該損傷的識(shí)別。
[0008]發(fā)明概述
本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單構(gòu)造成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它可以容易地針對(duì)損傷進(jìn)行檢查。
[0009]該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其它的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求和以下的說明中得到。
[0010]本發(fā)明的第一方面涉及一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如飛機(jī)、地面車輛或船舶的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。但是該結(jié)構(gòu)構(gòu)件也可以是另外的設(shè)備例如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的組成部分。結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以被設(shè)計(jì)用于承受作用在車輛或者設(shè)備上的負(fù)荷。該結(jié)構(gòu)部件例如可以是機(jī)動(dòng)車的支承結(jié)構(gòu)的組成部分。
[0011]結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括第一部件和第二部件，它們例如可以是平面的和/或板形的部件，它們相互粘接起來。兩個(gè)部件或構(gòu)件可以由金屬或者塑料制成或者包括金屬和/或塑料。這樣的塑料例如可以是碳纖維增強(qiáng)的塑料。
[0012]兩個(gè)部件借助于粘接機(jī)構(gòu)相互連接起來，該粘接機(jī)構(gòu)例如設(shè)置在兩個(gè)部件之間。粘接機(jī)構(gòu)可以是次粘接機(jī)構(gòu)。換言之，兩個(gè)部件可以相互分開地成形或制造并且接下來被相互粘接起來。
[0013]該粘接機(jī)構(gòu)或膠粘劑，其可以包括一個(gè)由于凝固的粘膠構(gòu)成的層，可以是纖維復(fù)合材料構(gòu)件的結(jié)構(gòu)上的膠粘劑或是在纖維復(fù)合材料中的修補(bǔ)粘接劑。
[0014]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括固定在第一部件和第二部件上指示螺栓。換言之，指示螺栓例如可以如鉚釘一樣與結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接，但是不必固定在單個(gè)的部件上。但是也可以的是，指示螺栓至少分段地與第一和/或第二部件連接，例如粘接起來。
[0015]指示螺栓被設(shè)計(jì)用于指示，如果第一部件和第二部件已經(jīng)相互相對(duì)運(yùn)動(dòng)。指示螺栓可以是銷子，螺栓或(由金屬，塑料和/或玻璃制成的)長(zhǎng)形體，它可以固定在兩個(gè)部件上并且借助于它可以證實(shí)或探測(cè)兩個(gè)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0016]如果在指示螺栓的區(qū)域中在兩個(gè)部件之間的膠粘劑被損壞并且結(jié)構(gòu)部件遭受到負(fù)荷，那么兩個(gè)部件可以相互相對(duì)運(yùn)動(dòng)(例如暫時(shí)地相互分開)，因?yàn)檎辰訖C(jī)構(gòu)至少在這個(gè)區(qū)域中不再完全地相互連接在對(duì)方上。
[0017]由于粘附力破壞(在此情況下粘接層失效)或內(nèi)聚力破壞(在此情況下粘接的材料失效)造成的粘接機(jī)構(gòu)的失靈在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到負(fù)載的情況下導(dǎo)致兩個(gè)部件的(提高的)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致指示螺栓變形，折斷，破裂，爆裂和/或以其他方式改變，即在指示螺栓上可以確定已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng).這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)例如可以爆開兩個(gè)部件的剪切運(yùn)動(dòng)和/或兩個(gè)部件相互分開(提升)。
[0018]換言之，指示螺栓是一種由于指示粘合連接的損傷的螺栓。
[0019]指示螺栓可以實(shí)施成非支承的指示螺栓。也就是說，指示螺栓可以對(duì)兩個(gè)部件的連接的強(qiáng)度僅僅作出極小的或小的貢獻(xiàn)。這樣的指示螺栓尤其可以特別輕地實(shí)施，由此在相同的負(fù)載能力下可以節(jié)省結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重量。
[0020]借助于指示螺栓可以監(jiān)控結(jié)構(gòu)的粘合劑。
[0021]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓被設(shè)計(jì)成當(dāng)?shù)谝徊考偷诙考呀?jīng)相互相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)塑性變形。它例如可以持續(xù)地彎曲和/或形成一個(gè)裂縫。通過這種改變可以以后探測(cè)出(在簡(jiǎn)單的情況下通過目視檢測(cè))，是否已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0022]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓這樣地固定在第一部件和第二部件上，SP當(dāng)?shù)谝徊考偷诙考南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)大于一個(gè)預(yù)定的極限值時(shí)它作出指示。例如指示螺栓以某種間隙固定在兩個(gè)部件上，由此當(dāng)兩個(gè)部件已經(jīng)如此強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)，以至于該間隙被補(bǔ)償了時(shí)指示螺栓才產(chǎn)生變形。
[0023]—個(gè)或多個(gè)指示螺栓可以安裝在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的關(guān)鍵位置上，在該位置上在粘接機(jī)構(gòu)失靈時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)特別高。指示螺栓的失靈負(fù)荷也可以與環(huán)繞的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度相匹配。
[0024]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓容納在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的一個(gè)開口中，該開口至少在第一部件和/或第二部件中具有大于指示螺栓的直徑的直徑。通過指示螺栓和開口之間的間距可以定義預(yù)先確定的極限值，兩個(gè)部件可以以該極限值進(jìn)行相互相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而指示螺栓不指示相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0025]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓具有預(yù)定斷裂部(斷裂點(diǎn))，它在指示螺栓的預(yù)定負(fù)載下變形和/或在指示螺栓的預(yù)定負(fù)載下破裂。預(yù)定斷裂部例如可以是指示螺栓的逐漸變細(xì)的區(qū)域。如果指示螺栓具有頭部和腳部，那么預(yù)定斷裂部可以布置在頭部和腳部之間。
[0026]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓具有頭部，它固定在第一部件上和指示螺栓具有長(zhǎng)形的腳部，它固定在第二部件上。頭部例如可以相對(duì)于腳部被加厚，由此它不像腳部那樣穿過第一和第二部件中的開口。腳部例如也可以具有加厚部，它不穿過該開口或可以與第二部件粘接和/或螺紋連接。
[0027]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，頭部在指示螺栓的預(yù)定負(fù)載下相對(duì)于腳部彎曲。這樣，可以通過簡(jiǎn)單的目視檢查確定是否粘接機(jī)構(gòu)的損傷是可能的。
[0028]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，頭部(或頭部的一個(gè)組成部分)在指示螺栓的預(yù)定負(fù)載下與腳部分開(脫離)。如果頭部是以顏料做了標(biāo)記的，那么由此可以以簡(jiǎn)單的方式確定頭部的缺失。
[0029]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓具有頭部，它沉入到第一部件里面，使得第一部件與頭部一起具有一個(gè)平的表面。如果頭部被彎曲或者不再存在，那么例如可以通過觸摸表面確定是否指示螺栓已經(jīng)變形。
[0030]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓包括封閉的空穴，它在螺栓變形時(shí)被打開。螺栓可以具有(在端部處封閉的)管子的形狀。如果螺栓被打開，那么材料或物質(zhì)(液態(tài)、氣態(tài)或固態(tài))可以從螺栓中出來，由此可以確定指示螺栓的變形?？昭ɡ绾锌商綔y(cè)的物質(zhì)，例如信號(hào)顏料和/或有氣味物質(zhì)。
[0031]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓與結(jié)構(gòu)構(gòu)件鉚接。指示螺栓可以如此固定在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，即它通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的開口插入并且它的另一個(gè)端部這樣地加厚，使得指示螺栓不再能夠從該開口中掉落出來。
[0032]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，指示螺栓的腳部至少擰接到第二部件中。但是腳部也可以附加地與第一部件擰接。以這種方式該開口不