DE10046004A1 - Flugzeugtür und Formwerkzeug zur Herstellung der Flugzeugtür - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flugzeugtür und ein Formwerkzeug zur Herstellung einer Flugzeugtür. Die Struktur der Flugzeugtür ist gebildet aus einem Gerüst und einer mit dem Gerüst verbundenen Außenhaut, wobei die Flugzeugtür schwenkbar am rumpfseitigen Rahmen anordenbar ist. Das Formwerkzeug zur Herstellung einer Flugzeugtür arbeitet nach dem Sandgußverfahren, wobei ein Oberformteil, ein Unterformteil sowie Kerne die zu gießende Struktur der Flugzeugtür abbilden. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flugzeugtür fertigungstechnisch deutlich kostengünstiger zu erzeugen. DOLLAR A Die Aufgabe wird gelöst, indem das Gerüst (3, 3.1) und die Außenhaut (2, 2.1) nach einem Sandgußverfahren zu einer in einem Stück ausgebildeten Flugzeugtür (1, 1.1) gießbar ist. Das Formwerkzeug benötigt zum Gießen pro Träger oder Spant eines Gerüsts höchstens einen Kern (201, A¶0¶).

Description

Die Erfindung betrifft eine Flugzeugtür, deren Struktur aus einem Gerüst und einer mit dem Gerüst verbundenen Außenhaut gebildet ist, und schwenkbar am rumpfseitigen Rahmen anordenbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Formwerkzeug zur Herstellung der Flugzeugtür, welches in einem Sandgußverfahren verwendbar ist, wobei ein Oberformteil, ein Unterformteil sowie Kerne die zu gießende Struktur der Flugzeugtür abbilden und die Struktur der Flugzeugtür durch eine Außenhaut und ein Gerüst gebildet sind.

Eine Flugzeugtür besteht im wesentlichen aus einer Außenhaut, die an einem Gerüst befestigt ist. Im geschlossenen Zustand der Flugzeugtür passt sich die Außenhaut stufenlos der sie umgebenden Oberflächenkontur des Rumpfes an. Das Gerüst gibt der Außenhaut die erforderliche Steifigkeit. Das Gerüst kann aus in Rumpflängsrichtung gerichteten Trägern wie beispielsweise charakteristisch für eine Passagiertür und/oder aus in Umfangsrichtung des Rumpfes gerichteten Spanten wie beispielsweise charakteristisch für ein Frachttor, aufgebaut sein. Das Gerüst nimmt während des Fluges insbesondere Lasten auf und überträgt sie auf den Rumpf.

Im Türgerüst sind auch Handhabungseinrichtungen untergebracht und befestigt, wie steuerbare mechanische und elektrische Baugruppen, mindestens zum Öffnen und Schließen der Tür. In der Regel ist die Flugzeugtür mittels einer Scharnier- bzw. Gelenkeinrichtung mit dem rumpfseitigen Rahmen verbunden. Das ist sowohl für eine Passagiertür als auch für ein Frachttor zutreffend. Aus Gründen der Vereinfachung werden deshalb die Passagiertür und das Frachttor den Begriff der "Flugzeugtür" bzw. "Tür" umfaßt.

Die im Flugzeugbau bekannten Flugzeugtüren unterscheiden sich folglich in Passagiertür und Frachttor. Diese Unterscheidung resultiert aus einer unterschiedlichen Funktion und Konstruktion im Vergleich zwischen Passagiertür und Frachttor.

Bei der Passagiertür ist die tragende Richtung der Lasten in Rumpflängsrichtung ausgerichtet. Beim Gerüst werden deshalb bevorzugt Träger eingesetzt. Beim Frachttor ist die tragende Richtung der Lasten in Umfangsrichtung des Rumpfes ausgerichtet. Dort werden deshalb bevorzugt Spante im Gerüst eingesetzt.

Die Fertigung der Struktur einer Flugzeugtür erfolgt im Stand der Technik in verschiedenen Fertigungsschritten. Ein Fertigungsschritt trifft die Herstellung des Gerüstes, wobei die Träger oder Spante durch einzelne Abschnitte auf Distanz gehalten und mit diesen zusammengefügt werden. In einem bekannten Nietverfahren wird dann die Außenhaut mit dem Gerüst durch Nieten verbunden. Das ist relativ aufwendig und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flugzeugtür fertigungstechnisch deutlich kostengünstiger zu erzeugen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Gerüst und die Außenhaut nach einem Sandgussverfahren zu einer in einem Stück ausgebildeten Flugzeugtür gießbar sind. Das dazu benötigte Formwerkzeug ist so ausgebildet, dass es höchstens einen Kern pro Träger oder Spant des Gerüsts benötigt. Das ist sehr vorteilhaft.

Die zu gießende Flugzeugtür vermeidet zahlreiche Hinterschneidungen und vermeidet somit die Anfertigung komplizierter Negativ-Formen, denn es ist sehr Zeit- und kostenaufwendig eine entsprechende Negativ-Form zu fertigen.

Um einen Träger oder Spant des Türgerüstes zu gießen, wird höchstens ein Kern benötigt. Das ist optimal, denn es ermöglicht eine schnelle Fertigung. Es könnte für eine Tür eine Vielzahl von Kernen pro zu gießenden Träger bzw. Spant nötig sein. Diese müssten stets neu hergestellt und vor dem Gießen in das Formwerkzeug eingelegt und positioniert werden. Das wäre zeitintensiv und ermöglichte keine deutliche Erhöhung der Türproduktion. Diese Hindernisse umgeht die Erfindung, indem sie ein vorteilhaft ausgebildetes Formwerkzeug mit rationell gestalteten Kernen bietet.

Der Kern für eine Passagiertür wird gebildet durch einen Längssteg mit dazu quer angeordneten Querstümpfen. Der Längssteg entspricht im wesentlichen dem Längen- oder Breitenmaß der Tür. Die Querstümpfe sind zueinander beabstandet angeordnet. Die Länge eines Querstumpfes entspricht der Länge des Abstandes zwischen zwei Formmarken. Bei Herstellung einer Passagiertür mit Trägern werden beispielsweise die Kerne in Umfangsrichtung nachfolgend nebeneinander im Formwerkzeug angeordnet. Der Längssteg des Kernes hat einen trapezförmigen Querschnitt. Er besitzt somit eine Entformschräge. Dadurch wird ein leichtes Entformen möglich.

Die gußtechnisch gefertigte Flugzeugtür zeichnet sich grundsätzlich dadurch aus, daß die mit der Außenhaut verbundenen Träger und/oder Spante des Türgerüsts in ihrem Querschnitt einen Hohlraum umschließen, der einen trapezförmigen Querschnitt besitzt. Die größere der beiden parallelen Trapezseiten vom Querschnitt ist der Außenhaut zugewandt, d. h. die größere Trapezseite wird von der Außenhaut gebildet. Somit trifft diese Gestaltung sowohl für eine Passagiertür wie auch Frachttor zu. Die Innenseite der Außenhaut trägt Rippen zur Versteifung.

Diese Versteifungsrippen werden insbesondere dort an der Innenseite der Außenhaut gebildet, wo im Formwerkzeug Trennstellen zwischen Kernen und/oder zwischen Oberformteil und Unterformteil angeordnet sind.

Bei der Herstellung eines Frachttores sind in das Formwerkzeug Kerne einlegbar, die höchstens vier unterschiedlichen Kernarten zuordenbar sind. Damit sind optimale Fertigungskosten erzielbar.

Die Erfindung erbringt deutliche Vorteile. Gegenüber einem möglichen Formwerkzeug mit einer Vielzahl von Kernen pro Träger bzw. Spant, werden nach der Erfindung höchstens ein Kern pro Träger bzw. Spant benötigt. Damit sind relativ wenig Kerne in das Formwerkzeug einzusetzen. Das erbringt nicht nur einen reduzierten Fertigungsaufwand, sondern auch deutliche Zeitersparnis gegenüber der Herstellung einer konventionell zu fertigenden Tür. Damit wird eine akzeptable Serienfertigung möglich. Da keine Hinterschneidungen existieren, läßt sich eine relativ einfache Negativ-Form der Flugzeugtür herstellen. Die bei bekannten Türen bisher erforderlichen, inneren Segmente zwischen Trägern bzw. Spanten und inneren Deckflächen können ebenfalls entfallen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 gußtechnisch gefertigte Passagiertür im entformten Zustand,

Fig. 1a Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 2 teilweise Ansicht eines Unterformteils eines Formwerkzeugs zur Herstellung einer Passagiertür,

Fig. 3 Ansicht eines Kerns für das Formwerkzeug einer Passagiertür,

Fig. 4 teilweise Ansicht eines Oberformteils eines Formwerkzeugs zur Herstellung einer Passagiertür,

Fig. 5 Schnitt A-A bei einem Formwerkzeug zur Herstellung einer Passagiertür,

Fig. 6 Schnitt B-B bei einem Formwerkzeug zur Herstellung einer Passagiertür.

Fig. 7 gusstechnisch gefertigtes Frachttor im entformten Zustand mit Blick auf Innenseite

Fig. 7a gusstechnisch gefertigtes Frachttor im entformten Zustand mit Blick auf Außenhaut

Fig. 8 Formwerkzeug mit eingelegten Kernen im Schnitt A-A für das Frachttor

Fig. 9 Ansicht des oberen Formteils aus Fig. 8

Fig. 9a oberes Formteil mit Schnitt A-A aus Fig. 8 und Fig. 9

Fig. 10 in das Formwerkzeug einzulegende Kerne nach Schnitt A-A aus Fig. 8

Fig. 10a Ansicht von Kern A₀

Fig. 10b andere Ansicht von Kern A₀

Fig. 11 teilweise unteres Formteil mit je einem eingelegten Kern A₀ und Kern B

Fig. 12 Ansicht des unteren Formteils mit gegossenem Frachttor

Fig. 13 Ansicht des oberen Formteils mit gegossenem Frachttor

Fig. 13a gedrehte Ansicht von Fig. 13

Bei der gußtechnischen Fertigung kommt im wesentlichen das Sandgußverfahren zum Einsatz. Der dort verwendete Begriff "Sand" umfaßt ein Gemisch aus einem Binder (z. B. Harzpulver mit Härter) und Quarzsand.

Aus einer in einem Formkasten eingelegten Negativ-Form wird mittels des Sandes ein Abdruck, d. h. eine Sandform gefertigt. In der Regel werden zwei Sandformen, ein Oberformteil und Unterformteil gefertigt, die zusammengefügt das Formwerkzeug ergeben, welches häufig unter Einlage von Kernen die Gestalt des Gußstückes ergibt. Die Sandform wird durch mechanische Verdichtung oder chemische oder thermische Aushärtung hergestellt. Das Formwerkzeug hat Eingußöffnungen für die Schmelze. Eine Formanlage nach dem Sandgußverfahren umfaßt im wesentlichen das Formwerkzeug, die Schmelzvorrichtung mit Hilfsaggregaten, Baugruppen zum Heranführen und Einfüllen der Schmelze in das Formwerkzeug, Baugruppen zur Steuerung der Schmelzparameter u. a.. Bei der Schmelze handelt es sich um eine Metallschmelze z. B. Schmelze einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung.

Entscheidenden Einfluß auf die Qualität und die Serientauglichkeit der gußtechnisch gefertigten Tür hat das Formwerkzeug. Da das Formwerkzeug aus Sand hergestellt ist, stellt das Formwerkzeug nach einem Abguß eine sogenannte "verlorene Form" dar, da sie zerstört wird. Für jede neu zu gießende Tür muß ein neues Formwerkzeug hergestellt werden.

Fig. 1 zeigt eine gußtechnisch gefertigte Tür 1, wie sie nach dem Sandgußverfahren im entformten Zustand vorliegt. Diese gußtechnisch gefertigte Tür ist in weiteren Fertigungsschritten zu konfektionieren bzw. mit Handhabungseinrichtungen, Gelenkvorrichtung u. a. auszurüsten, um eine funktionsfähige Tür zu erhalten.

Im vorliegenden Beispiel besteht die gußtechnisch gefertigte Tür 1 aus einer Außenhaut 2 und einem Türgerüst 3, welches mit der Außenhaut 2 durch den Gießvorgang verbunden ist. Die Außenhaut 2 ist entsprechend der umgebenden Oberflächenkontur des Flugzeugrumpfes 1 gewölbt. Die Innenseite der Außenhaut 2 ist folglich mit dem Türgerüst 3 verbunden. Das Türgerüst 3 kann aus Trägern und/oder Spanten gebildet sein, die ins Rumpfinnere zeigen. Das Türgerüst 3 kann mit einer zusätzlichen Beplankung (nicht dargestellt) abgedeckt sein.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Türgerüst 3 ist beispielsweise ein Türgerüst für eine Passagiertür gezeigt. Das Türgerüst 3 einer Passagiertür wird im wesentlichen aus Trägern 4 gebildet. Im Fig. 1 sind sieben Träger 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 dargestellt. Diese sind in Rumpflängsrichtung X ausgerichtet und in radialer Richtung Z zueinander beabstandet. Die Träger 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 sind somit im wesentlichen, d. h. bis auf einen entlang des Umfangs der Außenhaut 2 vorhandenen Rand R über die Breite der Tür angeordnet. Die Enden alle Träger 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 sind von einer in Y-Richtung laufenden Rippe (Blende) 50, 51, eingefaßt. Die Träger 41 bis 47 stützen sich säulenartig auf der Innenseite der Außenhaut 2 ab.

Dazu gibt der in Fig. 1a dargestellte Schnitt A-A (aus Fig. 1) Auskunft. Jeder Träger 41 bis 47 wird durch zwei in Rumpflängsrichtung X verlaufende, überdachte Bogenreihen gebildet. Die beiden vom Dach a überdachten Bogenreihen b, c sind zueinander geneigt. Die beiden überdachten und zueinander geneigten Bogenreihen b, c umschließen einen Hohlraum, dessen Querschnitt α im wesentlichen trapezförmig ist. Die größere der im wesentlichen zum Dach a parallelen Trapezseite e ist der Außenhaut 2 zugewandt, d. h. wird von der Außenhaut gebildet. Dieser Trapezquerschnitt d erbringt Vorteile beim Entformen.

Auf der Innenseite der Außenhaut 2 sind weiterhin Versteifungsrippen 6 ausgebildet, die sich aus der Innenseite der Außenhaut 2 erheben. Sie verlaufen vorzugweise in Umfangsrichtung (Y), d. h. durch die Bögen der Träger hindurch. Es ist aber auch eine Anordnung in X-Richtung möglich, so daß die Versteifungsrippen 6 auch parallel zwischen den Trägern verlaufen können.

Diese Darstellung und Erläuterung zu einem Träger gemäß Fig. 1 und 1a hinsichtlich seines Querschnittes sind ohne Einschränkung auch für einen Spant zutreffend wie er für ein Frachttor charakteristisch ist. Auch der Spant kann durch zwei überdachte Bogenreihen gebildet werden, wobei die beiden überdachten Bogenreihen zueinander geneigt einen trapezförmigen Querschnitt des umschlossenen Hohlraumes bilden.

Fig. 2 zeigt die teilweise Ansicht eines sandgefertigten Unterformteils 100 eines Formwerkzeuges. Das Unterformteil 100 bildet im wesentlichen die Form des Türgerüsts 3, d. h. die Form der Träger 41 bis 47, nachfolgend Trägerform 101 bis 107 genannt. Die Trägerformen 101 bis 107 des Unterformteils 100 sind deutlich zu erkennen. Stellvertreten für alle Trägerformen sei Trägerform 102 erläutert. Erkennbar ist dort die Dachkontur a₁ des zu gießenden Trägers, dazu sind zueinander winklig die beiden Bogenkonturen b₁, c₁ angeordnet. Der von der Dachkontur a1 und den Bogenkonturen b1, c1 teilweise umschlossene Raum entspricht einem Hohlraum h, der mittels eines später noch einzulegendes Kernes teilweise auszufüllen ist. Kerne müssen an jene Stellen des Unterformteils 100 eingelegt werden, an denen im Gußstück Hohlräume vorgesehen sind. Der in Längsrichtung X verlaufende Hohlraum h hat Abzweigungen, die quer zu seiner Längsachse geführt sind. Eine solche Abzweigung sind die Hohlraumkammern h₁, h₂, die quer durch die Kontur der Bögen hindurch geführt sind. Die Hohlraumkammern h₁, h₂ sind in umfangsrichtung von einer Formmarke m1 bis Formmarke m₂ ausgebildet. Der Hohlraum h hat beispielsweise insgesamt 6 solcher Hohlraumkammern h₁, h₂ ausgebildet. Davon sind in Fig. 2 nur 3 Hohlraumkammern h₁, h₂ des Hohlraums h dargestellt.

Fig. 3 zeigt die Ansicht eines sandgeformten Kerns 201 wie er zur Bildung eines einzigen Trägers erforderlich ist. Der Kern 201 füllt den Hohlraum samt der 6 querliegenden Hohlraumkammern h₁, h₂ aus. Der Kern 201 bildet dabei einen Längssteg 2000 mit sechs Kernquerstümpfen 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016. Dabei ist dieser Kern 201 vorteilhafterweise in einem Stück ausgebildet. Der Querschnitt g des Längssteg 2000 ist im wesentlichen trapezförmig. Der Längssteg 2000 erstreckt sich über die Breite des Unterformteils 100 und entspricht damit der Länge des Trägers. Die große Seite f vom trapezförmigen Querschnitt g des Längssteg 2000 ist der Innenseite der Außenhaut zugewandt. Jeder Kernquerstumpf 2011 bis 2016 hat die Länge zwischen der Formmarke m₁ und der Formmarke m₂ (Fig. 2). An den Formmarken berühren sich die Kernquerstümpfe benachbarten Kerne.

In alle Trägerformen 102 bis 107 (Fig. 2) ist ein solcher Kern 201 einzulegen. Der Kern 201 ist als Sandform gefertigt.

Das Unterformteil 100 mit den sieben eingelegten Kernen 201 ist im weiteren abzudecken mit dem Oberformteil 300 (Fig. 4). Das Oberformteil bildet den Abguß der Außenhaut 20. Das Oberformteil 300 dichtet formschlüssig gegenüber dem Unterformteil 100 und den eingelegten sieben Kernen 201 ab. Somit ist das Formwerkzeug gebildet. Für den Zufluß des Schmelzes sind im Formwerkzeug Zulaufkanäle eingebracht. Für die austretende Luft sind Steiger angebracht, d. h. nach oben führende Öffnungen, die sich gegen Gießende mit Schmelze füllen.

Fig. 5 zeigt schematisiert einen Schnitt A-A aus Fig. 1, wie er sich im Formwerkzeug darstellt. Unterformteil 100, Kern 202 und Oberformteil 300 zeigen teilweise einen Gießraum 500, der mit Schmelze auszugießen ist. Am Unterformteil 100 sind ebenfalls die Dachkontur a₁ und die Bogenkonturen b₁, c₁ erkennbar.

Fig. 6 zeigt schematisiert einen Schnitt B-B aus Fig. 1, wie er sich im Formwerkzeug darstellt. Der teilweise Ausschnitt aus Oberformteil 300, der gezeigte Kern 203 und das Unterformteil 100 machen einen teilweise Gießraum 500 am Schnitt B-B deutlich. Da sämtliche Kerne in der räumlichen Ausbildung des Längssteges 2000 im wesentlichen pyramidenstumpfförmig gestaltet sind, sind sie sehr leicht entformbar, d. h. ein schnelles Entformen des Formwerkzeuges ist möglich.

Der Kern 203 hat in seiner Nachbarschaft die Kerne 202 und 204. Der Kern 203 bildet zu den beiden benachbarten Kernen einen relativ dünnen Spalt, eine Trennstelle T. An solch einer Trennstelle T und der dazugehörigen Innenseite der Außenhaut 20 wird stets eine Versteifungsrippe 6 gebildet. Eine Versteifungsrippe 6 kann auch dort gebildet werden, wo sich ein Bereich des Ober- und Unterformteils gegenüber liegen.

Fig. 7 zeigt ein gusstechnisch gefertigtes Frachttor im entformten Zustand mit Blick auf die Innenseite. Zu erkennen ist die Wölbung des Frachttores. Im Einzelnen sind zu erkennen die Spante 400, 401, 402, 403, 404, 405, die von einem Rahmen umfasst sind. Der Rahmen wird gebildet durch die seitlichen Rahmenspante 406, 407 sowie den oberen Rahmenträger 408 und den unteren Rahmenträger 409 (Fig. 7a). Diese Spante mit der Umfassung bilden das Gerüst 3.1 des Frachttores, welches mit der Innenseite der Außenhaut 2.1 vergossen ist. Die Innenseite der Außenhaut 2.1 trägt Versteifungsrippen 6.1, 6.10, die sowohl in Umfangsrichtung (6.1) als auch in Rumpflängsrichtung (6.10) gerichtet sind.

Das Frachttor besitzt eine andere Schließ- und Öffnungsbewegung als eine Passagiertür. Es ist in der Regel nach außen und oben schwenkbar.

Am oberen Rahmenträger werden Scharniere bzw. Gelenke (nicht dargestellt) befestigt, deren Gegenseite am Rahmen der Rumpföffnung befestigt wird. Mittels Scharnier bzw. Gelenk ist das Frachttor 1.1 schwenkbar. Dies ist möglich durch Bedienung eines Handhebels, der in der Rumpfstruktur neben dem Frachttor eingelassen ist (nicht dargestellt). Er kann über eine Mechanik einen Aktuator am Frachttor aktivieren, der mittels einer am Torgerüst angelenkten Schubstange das Frachttor bewegt.

In den Anschlussflanschen 413, 414, 415, 416, 417 und 418 werden drehbare Haken gelagert (nicht dargestellt), die bei Schließlage des Frachttores 1.1 in rumpfseitigen Ösen verriegelbar sind. Dies erfolgt beispielsweise durch Bedienung eines anderen, äußeren Handhebels im Frachttor (nicht dargestellt).

Die tragende Richtung des Frachttores erfolgt somit in Umfangsrichtung des Rumpfes. Die Eckversteifungen 411, 412 geben dem Rahmen die notwendige Führung und einen stabilen Anschlag am Rahmen. Über den Rahmen und die Innenhaut 410 wird umfangsseitig am Frachttor eine Dichtung (nicht dargestellt) geführt.

Bei den Spanten ist in der gezeigten Blickrichtung jeweils eine Bogenreihe 4000, 4010, 4020, 4030, 4040 und 4050 zu erkennen. Die dazugehörige andere Bogenreihe ist in der Blickrichtung verdeckt. Die Bogenreihen sind so angeordnet, dass sie Durchlässe bilden, durch die beispielsweise Rippen 6.10 durchgehend, ohne Unterbrechung auf der Innenseite der Außenhaut 2.1 geführt werden können. Die Bogenreihen besitzen Fußpunkte, die mit der Innenseite der Außenhaut 2.1 vergossen sind.

Fig. 7a zeigt das Frachttor aus Fig. 7 aus einer anderen Blickrichtung. Das Frachttor ist aus Gründen der Vereinfachung halbiert. Es ist deutlich die Außenhaut 2.1 zu erkennen. In dieser Ansicht wird die Außenhaut 2.1 begrenzt durch den oberen Rahmenträger 408, den unteren Rahmenträger 409 sowie den seitlichen Rahmenspant 407. Der Rahmen besitzt Eckversteifungen, wobei dort die Eckversteifung 411 erkennbar ist. Zwischen den beiden Eckversteifungen sind die Anschlussflansche, dort die Anschlussflansche 416, 417 und 418 erkennbar.

Auch für das Frachttor gilt die Aussage, dass die Spante 400, 401, 402, 403, 404, 405 des Gerüsts 3.1 in ihren Querschnitt einen Hohlraum einschließen, der einen trapezförmigen Querschnitt besitzt, wobei die größere der im wesentlichen parallelen Trapezseiten des Querschnitts von der Außenhaut 2.1 gebildet ist. Diese Aussage wurde bereits in Analogie zur Passagiertür in Fig. 1a erläutert. Somit wird ein Spant durch zwei in Umfangsrichtung des Rumpfes verlaufende, von einem Dach überdachte Bogenreihen gebildet ist, wobei die beiden überdachten Bogenreihen zueinander geneigt einen trapezförmigen Querschnitt des Hohlraums bilden. Die sogenannte Entformungsschräge wird gebildet durch einen Winkel zwischen einer Lotrechten zur Innenseite der Außenhaut und der Neigung einer Bogenreihe. Diese Entformungsschräge kann beim Frachttor einen Winkel von 1-2° haben. Das wäre ein optimaler Bereich.

Fig. 8 zeigt in einer schematischen Ansicht das Formwerkzeug 600 mit einem Längsschnitt A-A. Es sind zu erkennen das Oberformteil 601, das Unterformteil 602. Dazwischen sind Kerne eingelegt, die ebenfalls geschnitten sind (vgl. Fig. 10).

Fig. 8 zeigt Schnitte der Kerne A₀ und einen Schnitt von Kern D. Die Kerne sind in das Unterformteil 602 eingelegt. Wird nun das Oberformteil 601 auf das Unterformteil 602 mit Kernen formschlüssig aufgelegt, so bildet sich ein Gießraum 70, der mit einer Metallschmelze, beispielsweise einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung ausgießbar ist und das zu gießende Frachttor abbildet.

Der Kern A₀ bildet zum Kern D einen Spalt T, der den unteren Rahmenträger 409 ausbildet. Der Kern D ist selbständig und bildet u. a. die Innenhaut 410 nach.

Fig. 9 zeigt eine Ansicht des Oberformteils, wie es bei Fig. 8 Verwendung findet. Die Erhebungen im Bereich der Unterkante des Oberformteils dienen zur Ausbildung der Anschlussflansche des Frachttores.

Fig. 9a zeigt eine geschnittene Ansicht des Oberformteils mit eingelegten Kernen. Dabei ist sichtbar, dass dort zwei unterschiedliche Arten von Kernen verwendet werden. Der Kern C dient der Ausbildung der Eckversteifung 411 und eines Abschnitts der Innenhaut 410. Er wird begrenzt durch eine Erhebung des Oberformteils. Die Begrenzung ist jedoch so gestaltet, dass ein Spalt zwischen beiden erhalten bleibt. Auf der anderen Seite der Erhebung des Formteils wird ein Kern D eingelegt. Er befindet sich zwischen zwei Erhebungen des Formteils. Auch hier werden Spalte zwischen Kern D und den Erhebungen des Formteils eingehalten. Sie ermöglichen ein Ausgießen des Anschlussflansches.

Mittels Fig. 10 werden in das Formwerkzeug einzulegende Kerne dargestellt. Eine wesentliche Erkenntnis aus Fig. 10 ist, dass zum Gießen eines Frachttores höchstens vier unterschiedliche Kernarten in das Formwerkzeug einlegbar sind.

Eine Kernart wird gebildet durch den Kern A₀. Die Anzahl der verwendeten Kerne A₀ ist abhängig von den geometrischen Maßen (z. B. Breite) des Frachttores. Weiterhin ist eine Kernart der Kern B. Er bildet im wesentlichen den seitlichen Rahmenspant.

Kern A₀ und Kern B sind miteinander formschlüssig verbindbar. Durch einen Spalt T sind die beiden nachfolgenden Kernarten, Kern C und Kern D, gegenüber Kern A₀ und Kern B getrennt. Kern C dient der Ausbildung der verlängerten Eckversteifung 411 in Verlängerung des seitlichen Rahmenspants 407 sowie der Ausbildung eines Abschnitts der Innenhaut 410. Daneben liegt der Kern D. Er dient der Ausbildung eines Abschnitts der Innenhaut 410 sowie von Anschlussflanschen. Die Anzahl der Kerne D ist ebenfalls abhängig von den Maßen des Frachttores. Die Kerne A₀, D sind entsprechend Schnitt A-A aus Fig. 8 geschnitten.

Die Fig. 10a und 10b zeigen in verschiedenen Ansichten einen Kern A₀. Der Kern A₀ hat einen Spantbereich A₁ ausgebildet. Er verkörpert die Länge des Spants. An einem Ende ist er zu einem oberen Rahmenbereich A₂ ausgeformt. Quer zum Spantbereich A₁ sind Bogenstümpfe A₃ beidseitig ausgebildet. Mehrere Bogenstümpfe A₃ sind entlang des Spantbereiches A₁ hintereinander, aber zueinander beabstandet, angeordnet. Die Dachbreite A₆ des Spantbereiches A₁ ist kleiner als seine Grundbreite A₇.

Entsprechend der Ansicht des Kernes A₀ nach Fig. 10a wird dieser in das Unterformteil 602 eingelegt. Die Rückseite des Kernes A₀, wie in Fig. 10b gezeigt, ragt in den Gießraum 70 hinein. Dort sind Querrillen A₄ und eine Umfangsrille A₅ zu erkennen. Diese Rillen ermöglichen ein Ausgießen der Rippen 6.1 und 6.10 gemäß Fig. 7. Wie alle Kerne besteht auch der Kern A₀ aus einem Gemisch von Sand und Härter.

Fig. 11 zeigt teilweise das Unterformteil mit je einem eingelegten Kern A₀ und Kern B. Der Kern B, bereits in Fig. 10 vorgestellt, bildet die seitliche Begrenzung der Form eines Frachttores im Formwerkzeug. Aus Gründen einer besseren Ansicht des unteren Formteils wurden nachfolgende Kerne A₀ nicht eingezeichnet, sondern nur ein Kern A₀ an einer Schnittkante des Unterformteils. Der gezeigte Kern A₀ entspricht der Darstellung des Kernes A₀ aus Fig. 10b. Es ist zu erkennen, wie die Bogenstümpfe A₃ des Kernes A₀ formschlüssig im Unterformteil 602 angeordnet sind.

Fig. 12 zeigt die Ansicht des Unterformteils mit einem gegossenen Frachttor. Das Oberformteil ist bereits entfernt. Vom Frachttor ist die Außenhaut 2.1 mit den Anschlussflanschen 413, 414, 415, 416, 417 und 418 zu sehen. Weiterhin sind die beiden Versteifungen 411, 412 zu sehen.

Eine interessante Ansicht zeigt Fig. 13 von einem Oberformteil mit gegossenem Frachttor. Das Frachttor 1.1 ist von der Innenseite sichtbar. Das entspricht der Darstellung des Frachttores entsprechend Fig. 7. Sämtliche Kerne sind in der Ansicht von Fig. 13 bereits entfernt, ebenso das Unterformteil. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Spante mit der Außenhaut vergossen sind. Eine leichte Drehung dieser Figur ergibt eine Ansicht des Oberformteils mit Frachttor entsprechend Fig. 13a. Dort ist ebenfalls erkennbar das Oberformteil 601 mit aufliegendem Frachttor 1.1. Die Außenhaut 2.1 des Frachttores 1.1 liegt formschlüssig am Oberformteil 601 an. Fig. 13a zeigt einen Längsschnitt durch das Oberformteil wie er als Schnitt A-A in Fig. 9 geführt wurde, jedoch mit gegossenem Frachttor. Deutlich erkennbar ist die Bogenreihe von Spant 403. Verdeckt dahinterliegend ist die andere Bogenreihe des Spantes 403. Die beiden Bogenreihen vom Spant 403 sowie der Flansch vom Spant 403 bilden mit der Innenseite der Außenhaut 2.1 einen trapezförmigen Querschnitt (in Fig. 13a nicht dargestellt). Am unteren Ende der Spante ist der untere Rahmenträger 409 erkennbar. Am unteren Rahmenträger 409 ist die Innenhaut 410 durch das Sandgussverfahren angeformt. Die Innenhaut 410 trägt die Anschlussflansche, in Fig. 13a sind Anschlussflansche 418, 417 und 416 zu sehen. Begrenzt werden diese durch die Eckversteifung 411.

Die Erfindung erbringt den Vorteil, dass zum Gießen des Frachttores relativ wenig Kerne erforderlich werden. Zum Gießen eines Frachttores entsprechend Fig. 7 werden sechs Kerne entsprechend Kern A₀, zwei Kerne entsprechend Kern B, zwei Kerne entsprechend Kern C und fünf Kerne entsprechend Kern D benötigt. Das entspricht insgesamt fünfzehn Kernen, wobei diese fünfzehn Kerne sich auf höchstens vier unterschiedliche Kernarten zurückführen lassen. Das ist eine äußerst geringe Zahl von Kernarten. Das Sandgussverfahren wird somit hinsichtlich seines Aufwandes sehr rationell gestaltet.

Handhabungseinrichtungen für die Flugzeugtür können im gegossenen Gerüst untergebracht und befestigt werden.

Die gegossene Tür erbringt eine Gewichtsreduzierung und verkürzt die Fertigungszeit der Flugzeugtür wesentlich.

Claims (14)

1. Flugzeugtür, deren Struktur aus einem Gerüst und einer mit dem Gerüst verbundenen Außenhaut gebildet ist, und schwenkbar am rumpfseitigen Rahmen anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst (3, 3.1) und die Außenhaut (2, 2.1) nach einem Sandgussverfahren zu einer in einem Stück ausgebildeten Flugzeugtür (1, 1.1) gießbar sind.

2. Flugzeugtür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Außenhaut verbundenen Träger und/oder Spante des Gerüsts in ihrem Querschnitt einen Hohlraum einschließen, der einen trapezförmigen Querschnitt besitzt, wobei die größere der im wesentlichen parallelen Trapezseite des Querschnitts von der Außenhaut gebildet ist.

3. Flugzeugtür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (2, 2.1) der gegossenen Flugzeugtür auf ihrer Innenseite Rippen (6, 6.1, 6.10) trägt.

4. Flugzeugtür nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Flugzeugtür als eine Passagiertür mit im wesentlichen Trägern im Gerüst ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47) durch zwei in Rumpflängsrichtung verlaufende, von einem Dach (a) überdachte Bogenreihen (b, c) gebildet ist, wobei die beiden überdachten Bogenreihen (b, c) zueinander geneigt den trapezförmigen Querschnitt (d) des Hohlraums bilden.

5. Flugzeugtür nach vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Flugzeugtür als ein Frachttor mit im wesentlichen Spanten im Gerüst ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spant (400,401, 402, 403, 404, 405) durch zwei in Umfangsrichtung des Rumpfes verlaufende, von einem Dach überdachte Bogenreihen gebildet ist, wobei die beiden überdachten Bogenreihen zueinander geneigt einen trapezförmigen Querschnitt (d) des Hohlraumes bilden.

6. Formwerkzeug zur Herstellung einer Flugzeugtür, welches in einem Sandgussverfahren verwendbar ist, wobei ein Oberformteil, ein Unterformteil sowie Kerne die zu gießende Struktur der Flugzeugtür abbilden und die Struktur der Flugzeugtür durch eine Außenhaut und ein Gerüst gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug höchstens einen Kern (201, A₀) pro Träger oder Spant des Gerüstes (3, 3.1) aufnimmt.

7. Formwerkzeug nach Anspruch 6, wobei das Formwerkzeug das Gerüst mit Trägern einer Passagiertür abbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (201) durch einen Längssteg (2000) mit dazu quer angeordneten Querstümpfen (2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016) gebildet ist, wobei der Längssteg (2000) dem Längen- oder Breitenmaß der Tür entspricht und die Querstümpfe (2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016) zueinander beabstandet angeordnet sind.

8. Formwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstümpfe (2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016) in ihrer Länge der Länge eines Abstandes der Formmarken (m₁ bis m₂) entspricht.

9. Formwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Türgerüst (3) mit Trägern die Kerne (201) in radialer Umfangsrichtung nachfolgend nebeneinander angeordnet sind.

10. Formwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (201) in Richtung seines Längssteges (2000) einen trapezförmigen Querschnitt (g) besitzt.

11. Formwerkzeug nach Anspruch 6, wobei das Formwerkzeug das Gerüst mit Spanten eines Frachttores abbildet, dadurch gekennzeichnet, dass in das Formwerkzeug (600) Kerne einlegbar sind, die höchstens vier unterschiedlichen Kernarten (Kern A₀, Kern B, Kern C, Kern D) zuordenbar sind.

12. Formwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in das Formwerkzeug Kerne einlegbar sind, die Umfangsrillen (A₅) und Querrillen (A₄) ausgebildet haben.

13. Formwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Formwerkzeug einlegbaren Kerne (A₀, B) in dem Spantbereich A₁ einen trapezförmigen Querschnitt bilden, wobei die Dachbreite (A₆) kleiner ist als die Grundbreite (A₇) des trapezförmigen Querschnitts.

14. Formwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (A₀) durch einen Spantbereich (A₁) mit dazu quer angeordneten Bogenstümpfe (A₃) gebildet ist und der Spantbereich durch einen oberen Rahmenbereich (A₂) begrenzt ist.