DE102004025383B4

DE102004025383B4 - Fensterrahmen für Flugzeuge

Info

Publication number: DE102004025383B4
Application number: DE102004025383A
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Bold
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: DE102004025383A1; CN1960911A

Abstract

Fensterrahmen zum Einbau in die Außenhaut eines Flugzeuges, bestehend aus wenigstens je einem äußeren Flansch, einem inneren Flansch und einem senkrecht zu und zwischen diesen angeordneten vertikalen Flansch, wobei die Verbindung mit der Flugzeugstruktur über den äußeren Flansch erfolgt und wobei am inneren und am vertikalen Flansch ein zu halterndes Fensterelement zur Anlage kommt, das über einen mit dem Fensterrahmen verbundenen Niederhalter in seiner Position fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (10) aus einem faserverstärkten Kunstharzmaterial besteht und in einem Tiefziehprozess hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fensterrahmen zum Einbau in die Außenhaut eines Flugzeuges, bestehend aus wenigstens je einem äußeren Flansch, einem inneren Flansch und einem senkrecht zu und zwischen diesen angeordneten vertikalen Flansch, wobei die Verbindung mit der Flugzeugstruktur über den äußeren Flansch erfolgt und wobei am inneren und am vertikalen Flansch ein zu halterndes Fensterelement zur Anlage kommt, das über einen mit dem Fensterrahmen verbundenen Niederhalter in seiner Position fixiert wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Niederhalters.
In den meisten der derzeit hergestellten und in Betrieb befindlichen Passagierflugzeuge sind Fensterrahmen aus Aluminium eingesetzt, die aus Komponenten bestehen, die durch Schmieden und Richten bzw. durch Tiefziehen hergestellt werden. Der Fensterrahmen gliedert sich dabei in insgesamt drei Bereiche: einen äußeren Flansch, einen inneren Flansch und einen senkrecht zu und zwischen diesen beiden angeordneten vertikalen Flansch. Er wird üblicherweise durch zwei Nietreihen über den äußeren Flansch mit der Flugzeugstruktur bzw. mit der Außenhaut des Flugzeuges verbunden. Am inneren Flansch liegt ein Fensterelement an, das seinerseits üblicherweise aus zwei Scheiben und einer dazwischen angeordneten Dichtung besteht und das über einen auch als Retainer bezeichneten Niederhalter, der mit dem Fensterrahmen verbunden wird, in seiner Position gehaltert wird.
Die EP 287 692 B1 beschreibt eine Fensterkonstruktion mit einem Fensterelement, das aus mehreren miteinander verbundenen Schichten besteht, wobei das Fensterelement über einen abschraubbaren Niederhalter an einem Fensterrahmen mit einem T-förmigen Querschnitt fixiert wird. Die EP 1 342 553 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelements aus faserverstärktem Kunststoff unter Verwendung von textilen Halbzeugen, die für die Herstellung von textilen Vorformlingen konfektioniert, geformt, kompaktiert und fixiert werden. Die DE 40 30 478 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Polyolefinen, die mit einer Schaumschicht versehen sind. Die DE 101 12 413 A1 beschreibt eine Notausstiegsluke für einen flugfähigen Flugzeugprototyp, bei der ein Sichtfenster mit einem Niederhalter in einem Rahmen gehalten ist, wobei ein radial in der Nähe des Umfangs geführtes Sprengmittel vorgesehen ist, um die beiden Scheiben des Fensterelements im Notfall herauszusprengen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fensterrahmen der eingangs genannten Art bereitzustellen, der eine beträchtliche Gewichtsersparnis im Vergleich zu den heute für diesen Verwendungszweck eingesetzten Fensterrahmen ermöglicht. Weiterhin soll durch die Erfindung ein möglichst einfach durchzuführendes Verfahren zur Herstellung eines solchen Fensterrahmens bereitgestellt werden.
Die Erfindung löst die erste Aufgabe, indem sie vorsieht, daß bei einem derartigen Fensterrahmen der Niederhalter aus einem faserverstärkten Kunstharzmaterial besteht. Die Lösung der weiteren Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren, bei dem ein aus Gewebe und Thermoplastmaterial bestehendes Halbzeug als quasi-isotropes Plattenmaterial hergestellt und dieses in einem Tiefziehprozeß in die Endform des Niederhalters umgeformt wird.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehen Verwendung eines Niederhalters aus einem faserverstärkten Kunstharzmaterial wird gegenüber den bislang eingesetzten, vollständig aus Aluminium bestehenden Fensterrahmen eine Gewichtsersparnis von etwa 20 Prozent erzielt. Trotz dieses großen Gewichtseinsparungspotentials erhöhen sich die Kosten für ein solches Bauteil im Vergleich zu einem Fensterrahmen mit einem als Aluminium-Tiefziehteil hergestellten Niederhalter nicht.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen
1 einen Fensterrahmen in perspektivischer Darstellung,
2 einen Detailschnitt durch die Einbauposition eines Fensterrahmens gemäß 1 und
3 einen Niederhalter in perspektivischer Darstellung.
Der in 1 dargestellte Fensterrahmen 1 weist drei verschiedene Bereiche auf, nämlich einen äußeren Flansch 2, einen inneren Flansch 3 sowie einen zwischen diesen beiden angeordneten vertikalen Flansch 4. 2 zeigt in einem Detailschnitt die Einbaulage dieses Fensterrahmens 1 in der Außenhaut 5 eines Flugzeuges. Angedeutet sind in dieser Figur auch die Nietpositionen 6 für die Verbindung des Rahmens mit der Außenhaut 5, sowie zwei Fensterscheiben 7 und 8, die zusammen mit einer Dichtung 9 das Fensterelement bilden. Dieses Fensterelement wird durch einen umlaufenden Niederhalter 10 in seiner Einbaulage fixiert.
Der Niederhalter 10 wird mittels der sogenannten Thermoplast-Tiefzieh-Technologie hergestellt, indem zunächst als Vormaterial ein aus Verstärkungsgewebe und Thermoplast hergestelltes Halbzeug in Form einer dünnen Platte erzeugt wird, das anschließend als quasi-isotropes Plattenmaterial tiefgezogen wird. Der so hergestellte Niederhalter 10, der in 3 in perspektivischer Sicht dargestellt ist, besitzt die gleiche Kontur wie ein aus Aluminium hergestellter, auch als Retainer bezeichneter Niederhalter, weist jedoch ein wesentlich niedrigeres Gewicht auf, was zu einer Gesamt-Gewichtsersparnis gegenüber herkömmlichen, vollständig aus Aluminium bestehenden Fensterrahmen von etwa 20 Prozent führt. Da das als Vormaterial für die Herstellung verwendete faserverstärkte Halbzeug als Standardmaterial verfügbar ist, liegen die Herstellungskosten nicht über denjenigen für das vergleichbare Aluminum-Bauteil.

Claims

Fensterrahmen zum Einbau in die Außenhaut eines Flugzeuges, bestehend aus wenigstens je einem äußeren Flansch, einem inneren Flansch und einem senkrecht zu und zwischen diesen angeordneten vertikalen Flansch, wobei die Verbindung mit der Flugzeugstruktur über den äußeren Flansch erfolgt und wobei am inneren und am vertikalen Flansch ein zu halterndes Fensterelement zur Anlage kommt, das über einen mit dem Fensterrahmen verbundenen Niederhalter in seiner Position fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (10) aus einem faserverstärkten Kunstharzmaterial besteht und in einem Tiefziehprozess hergestellt ist.
Fensterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagenaufbau des Niederhalters (10) einer quasi-isotropen Platte entspricht.
Verfahren zur Herstellung eines Niederhalters gemäß einem der Ansprüche 1 oder, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Gewebe und Thermoplastmaterial bestehendes Halbzeug als quasi-isotropes Plattenmaterial hergestellt und dieses in einem Tiefziehprozeß in die Endform des Niederhalters (10) umgeformt wird.