DE102005038856A1

DE102005038856A1 - Kontinuierlicher Rumpfanschluss

Info

Publication number: DE102005038856A1
Application number: DE102005038856A
Authority: DE
Inventors: Christian MÄNZ
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2007-02-22
Also published as: JP2009504493A; CN101267979A; US20090114772A1; RU2414383C2; CA2618858A1; EP1915290A1; CN100542888C; EP1915290B1; DE602006003773D1; US7931234B2; BRPI0614781A2; CA2618858C; WO2007020049A1; RU2008109924A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem (1) zum Befestigen eines Leitwerks (2) an eine Befestigungsfläche (3) eines Flugzeugs. Das Befestigungssystem (1) umfasst dabei einen Beschlag (6) mit einer ersten Anlagefläche (17), die zum Anlegen an ein Leitwerk (2) ausgebildet ist, und einer zweiten Anlagefläche (18), die zum Anlegen an einer Befestigungsfläche (3) ausgebildet ist. Die erste Anlagefläche (17) und die zumindest zweite Anlagefläche (18) weisen dabei eine gemeinsame Berührungslinie (16) auf. Die Ebenen der ersten Anlagefläche (17) und der zweiten Anlagefläche (18) weisen dabei einen sich von 0 DEG und 180 DEG unterscheidenden Winkel auf.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem und ein Verfahren zum Befestigen einer Leitwerksfläche an einen Rumpf eines Flugzeugs.

Hintergrund der Erfindung

Bisher wird bei Flugzeugen das Seitenleitwerk mit mehreren horizontal angebrachten Bolzen an einen Rumpf befestigt. Dabei werden die Wandungen der Seitenleitwerke zuerst in gabelförmige Öffnungen des Rumpfes eingefügt und anschließend mittels den horizontalen ausgerichteten Bolzen befestigt. Zur Aufnahme der Bolzen dienen Buchsen, die jeweils in den Mittelkastenschalen und in den Rumpfbeschlägen befestigt sind. Gerade bei einem Seitenleitwerk eines Flugzeugs treten hohe Querkräfte über die gesamte Leitwerksfläche auf, woraus im Fußbereich des Seitenleitwerks große Zug- und Druckkräfte entstehen. Die Bolzen müssen daher hohe Zug- bzw. Druckkräfte in den Rumpf ableiten, so dass zur Übertragung dieser Kräfte die Wandungen der Mittelkastenschalen im Anschlussbereich mit sehr großen Aufdickungen versehen werden müssen, um eine stabile Struktur bereitzustellen. Außerdem müssen die Rumpfbeschläge, an denen die Bolzen am Rumpf befestigt werden, korrespondierende Abmessungen aufweisen. Darüber hinaus tritt im Bereich der Bolzen in den Rumpfbeschlägen eine hohe Lastkonzentration der zu übertragenden Kräften auf, so dass deren Dimensionierung zusätzlich angepasst werden muss.

Darstellung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein stabiles und leichtes Verbindungssystem zum Befestigen einer Leitwerksfläche zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch ein Befestigungssystem und ein Verfahren zum Befestigen einer Leitwerksfläche an einen Rumpf eines Flugzeugs sowie durch die Verwendung des Befestigungssystems in einem Flugzeug mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.

In der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Leitwerk eine Fläche eines Flugzeugs verstanden, wie beispielsweise ein Seitenleitwerk oder ein Höhenleitwerk.

Unter dem Begriff Befestigungsfläche wird eine Fläche eines Flugzeugs verstanden, an der die Leitwerke befestigt werden können, wie beispielsweise ein Rumpf.

Gemäß einem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Befestigungssystem zum Befestigen eines Leitwerks an eine Befestigungsfläche eines Flugzeugs bereitgestellt, wobei das Befestigungssystem ein Leitwerk, eine Befestigungsfläche und einen Beschlag mit einer ersten Anlagefläche, die zur Anlage an das Leitwerk ausgebildet ist, und mit einer zweiten Anlagefläche, die zur Anlage an die Befestigungsfläche ausgebildet ist, umfasst. Die erste Anlagefläche und die zumindest zweite Anlagefläche weisen dabei eine gemeinsame Berührungslinie auf. Die erste Anlagefläche weist eine erste Fläche und die zweite Anlagefläche eine zweite Fläche auf, wobei die erste Fläche und die zweite Fläche einen sich von 0° Grad und 180° Grad unterscheidenden Winkel aufweisen.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zum Befestigen eines Leitwerks an eine Befestigungsfläche eines Flugzeugs bereitgestellt, das die Schritte des Anlegens eines Beschlags mit einer ersten Anlagefläche an ein Leitwerk und in einem weiteren Schritt des Anlegens eines Beschlags mit einer zweiten Anlagefläche an eine Befestigungsfläche aufweist, wobei die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche eine Berührungslinie aufweisen. Die erste Anlagefläche weist eine erste Fläche und die zweite Anlagefläche eine zweite Fläche auf, wobei die erste Fläche und die zweite Fläche einen sich von 0° Grad und 180° Grad unterscheidenden Winkel aufweisen.

In einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel wird das Befestigungssystem zum Befestigen eines Leitwerks an eine Befestigungsfläche in einem Flugzeug verwendet. In einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel wird ein Flugzeug mit einem System zum Befestigen eines Leitwerks an eine Befestigungsfläche bereitgestellt.

Mit dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem wird eine Verbindungsmöglichkeit geschaffen, die eine deutlich leichtere und stabilere Lösung gegenüber den bisherigen Verbindungssystemen aufweist. Bisher mussten beispielsweise große Aufdickungen an den Fußbereichen der Leitwerke und am Rumpf vorgesehen werden, um vor allen die am Seitenleitwerk einwirkenden Biegemomente auf den Rumpf zu übertragen. Diese Aufdickungen verursachen ein hohes Mehrgewicht und deutlich höhere Kosten bei der Herstellung. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verbindungssystems kann mittels Verwendung eines Beschlags auf diese Aufdickungen der Leitwerke im Fußbereich und des Rumpfes verzichtet werden. Es werden zugleich Spannungskonzentrationen vermieden und somit eine homogene Übertragbarkeit sehr hoher Kräfte ermöglicht. Unnötiges Gewicht kann somit vermieden und eine Kosteneinsparung aufgrund des geringen Materialeinsatzes ermöglicht werden. Das erfindungsgemäße Befestigungssystem kann beispielsweise ein Leitwerk mit einem Rumpf oder aber auch zwei Leitwerksflächen miteinander verbinden. So ist es beispielsweise möglich, bei V-Leitwerken die beiden Seitenleitwerke durch das erfindungsgemäßen Befestigungssystem zu verbinden.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die erste Anlagefläche und das Leitwerk einen ersten Kontaktbereich mit einer ersten Flächenform, wobei die erste Flächenform des ersten Kontaktbereichs der ersten Flächenform des Leitwerks entspricht. Weiterhin weist die zweite Anlagefläche und die Befestigungsfläche einen zweiten Kontaktbereich mit einer zweiten Flächenform auf, wobei die zweite Flächenform des zweiten Kontaktbereichs der Form der Befestigungsfläche entspricht. Dadurch erreicht man, dass sich der Beschlag an die Befestigungsfläche bzw. an die Form im Kontaktbereich des Leitwerks anschmiegt und somit eine formschlüssige Verbindung ermöglicht.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung erstrecken sich die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche des Beschlags entlang des Verlaufs der Berührungslinie. Der Beschlag erstreckt sich damit beispielsweise entlang der gesamten Berührungslinie des Leitwerks mit der Befestigungsfläche. Dadurch wird eine homogene Kraftübertragung entlang der gesamten Berührungslinie ermöglicht, so dass Spannungsspitzen vermieden werden.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Leitwerk eine Innenseite und eine Außenseite auf, wobei die erste Anlagefläche zur Anlage an zumindest einer der Innen- und/oder der Außenseiten des Leitwerks ausgeführt ist. Moderne Konstruktionen von Seitenleitwerken bestehen aus einer dünnwandigen Außenhaut, die im Inneren beispielsweise durch Verstrebungen oder Fachwerke verstärkt sind. Dadurch ist eine Anbringung des Beschlags an einer Innenseite oder an einer Außenseite einer Leitwerkswandung bzw. einer Leitwerksfläche möglich. Mittels der Befestigung des Beschlags an der Innenseite der ersten oder der zweiten Leitwerksfläche, erhält man an der Außenseite eine glatte Fläche ohne Kanten, die somit eine optimale Strömungscharakteristik aufweist, so dass Strömungsverluste durch Verwirbelungen an Ecken oder Kanten des Beschlags vermieden werden.

Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Befestigungssystem ferner zumindest eines eines ersten Verbindungselements und eines zweiten Verbindungselements, wobei das Leitwerk über das erste Verbindungselement mit der ersten Anlagefläche verbunden ist und die Befestigungsfläche über das zweite Verbindungselement mit der zweiten Anlagefläche verbunden ist.

Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der Erfindung sind die ersten Verbindungselemente 7 oder die zweiten Verbindungselemente 7' zumindest in einer ersten Reihe parallel zu der Berührungslinie 16 angebracht. Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der Erfindung weisen zumindest die ersten Verbindungselemente 7 oder die zweiten Verbindungselemente 7' eine Vielzahl von Reihen parallel zu der Berührungslinie 16 auf. Damit können die Verbindungselemente deutlich höhere Lasten übertragen. Beispielsweise können die verschiedenen Reihen der Verbindungselemente versetzt zueinander angebracht werden, um somit eine optimale Lastverteilung der zu übertragenden Kräfte bereitzustellen.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das erste Verbindungselement eine erste Erstreckungsrichtung und das zweite Verbindungselement eine zweite Erstreckungsrichtung auf, wobei sich die erste Erstreckungsrichtung und die zweite Erstreckungsrichtung unterscheiden. Damit wird es möglich, optimal Zug- und Druckkräfte beispielsweise von einem Leitwerk in den Rumpf einzuleiten.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste Erstreckungsrichtung des ersten Verbindungselements im Wesentlichen senkrecht zu dem Leitwerk ausgebildet und die zweite Erstreckungsrichtung des zweiten Verbindungselements im Wesentlichen senkrecht zu der Befestigungsfläche ausgebildet. Damit erreicht man eine optimale und homogene Lastverteilung und eine optimale Übertragung der Kräfte beispielsweise von zwei senkrecht zueinanderstehenden Flächen. Die auftretenden Zug- und Druckkräfte können damit besser übertragen werden.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eines der ersten und zweiten Verbindungselemente eine lösbare Verbindung. Damit werden besonders Montagevorgänge erheblich erleichtert, da man flexibel den Beschlag an die jeweiligen Flächen anbringen kann. Das zumindest eine der ersten Verbindungselemente und der zweiten Verbindungselemente kann dabei aus der Gruppe bestehend aus Schrauben-, Bolzen-, Schweiß-, Kleb-, Niet- und Steckverbindungen ausgewählt sein.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erste Anlagefläche ein erstes Zahnprofil und das Leitwerk im ersten Kontaktbereich ein zweites Zahnprofil auf, wobei das zweite Zahnprofil des Leitwerks ausgebildet ist, um mit dem ersten Zahnprofil der ersten Anlagefläche im Eingriff zu stehen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die zweite Anlagefläche ein drittes Zahnprofil und die Befestigungsfläche im zweiten Kontaktbereich ein viertes Zahnprofil auf, wobei das vierte Zahnprofil der Befestigungsfläche ausgebildet ist, um mit dem dritten Zahnprofil der zweiten Anlagefläche im Eingriff zu stehen. Damit wird über die zwei im Eingriff stehende Zahnprofile eine äußerst kontinuierliche Lastübertragung erreicht, ohne dass ungewollte Spannungskonzentrationen auftreten und womit deutlich höhere Kräfte übertragbar sind.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eines der Zahnprofile lösbar angebracht. Damit wird die Montage des Verbindungssystems erleichtert.

In einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist jedes Zahnprofil Erhebungen und Vertiefungen mit Flanken auf. Die Flanken der Zahnprofile können rechtwinklig zu der Richtung der übertragenen Kräfte ausgebildet werden. Damit sind deutlich höhere Lasten übertragbar und Beschädigungen der Zahnprofile können vermieden werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann jedes Zahnprofil der Gruppe bestehend aus Schwalbenschwanz-, T-Nut-, Längsnut- und Trapeznutformen ausgewählt sein.

In einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zwischen den Flanken der Zahnprofile Ausgleichsmedien derart angebracht, dass eine gleichmäßige Lastverteilung erfolgt. Um einen idealen Kraftübergang bereitzustellen, müssen die einzelnen Zahnprofile äußerst exakt gefertigt werden, dass keine Spannungsspitzen durch unsauber gefertigte Zahnprofile auftreten. Da dies sehr hohe Produktionskosten verursacht, werden Ausgleichsmedien zwischen den Zähnen bzw. zwischen den Flanken der Zähne angebracht, um somit auf eine teuere und sehr hohe Güte verzichten zu können. Die Ausgleichsmedien können dabei aus einem Material, wie beispielsweise aus weichen Metallen, Holzfaserstoffen oder Kunststoffen wie PTFE bestehen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Beschlag eine dritte oder eine Vielzahl an Anlageflächen zum Anlegen von Leitwerksflächen und/oder Rümpfen auf. Dies bedeutet, dass man beispielsweise zwei Leitwerksflächen an einen Rumpf mit nur einem Beschlag befestigen kann.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist zumindest zwischen einer der ersten Anlageflächen und dem Leitwerk ein Rumpfbeschlag eingefügt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist zumindest zwischen einer der zweiten Anlageflächen und der Befestigungsfläche ein Rumpfbeschlag eingefügt. Dieser Rumpfbeschlag kann Formunterschiede beispielsweise zwischen Rumpf und Beschlag überbrücken und somit die Lastverteilung optimieren. Damit ist es möglich, aus einer ungünstig gewölbten Form über den adaptiven Rumpfbeschlag eine gerade Auflagefläche zu schaffen, wodurch deutlich besser Zug- und Druckkräfte auf den Rumpf übertragen werden können.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zumindest eine der ersten und zweiten Anlageflächen zumindest eine Schlitzung auf. Durch diese einfache oder mehrfache Schlitzung kann eine deutliche Reduktion von Steifigkeitsbrüchen ermöglicht und zudem eine bessere Lastverteilung erreicht werden.

Das erfindungsgemäße Verbindungssystem kann dabei Seitenleitwerke und Höhenleitwerke mit anderen Befestigungsfläche, wie beispielsweise dem Rumpf, verbinden. Somit kann man beispielsweise V-Leitwerke oder ein Höhen- bzw. Seitenleitwerk mit einer Befestigungsfläche gemeinsam mit einem Beschlag befestigen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird in einem weiteren Schritt die erste Anlagefläche mit einem ersten Kontaktbereich an die Kontur des Leitwerks angepasst und in einem weiteren Schritt wird die zweite Anlagefläche mit einem zweiten Kontaktbereich an die Kontur der Befestigungsfläche angepasst.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird in einem weiteren Schritt die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche an den Verlauf der Berührungslinie angepasst.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die erste Anlagefläche zumindest an einer der Innen- und Außenseiten der Leitwerke und Befestigungsflächen angebracht.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird in einem weiteren Schritt das Leitwerk mit der ersten Anlagefläche mittels eines ersten Verbindungselements verbunden und in einem weiteren Schritt das Leitwerk mit der zweiten Anlagefläche mittels eines zweiten Verbindungselements verbunden.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird in einem weiteren Schritt das Leitwerk mit der ersten Anlagefläche mittels eines ersten und zweiten Zahnprofils und/oder in einem weiteren Schritt die Befestigungsfläche mit der zweiten Anlagefläche mittels eines dritten und vierten Zahnprofils verbunden.

Die Ausgestaltungen des Befestigungssystems gelten auch für das Verfahren und umgekehrt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem und dem Verfahren wird somit ein deutlich leichteres und effektiveres Verbindungssystem von Leitwerksflächen an Rümpfen ermöglicht. Der Kostenaufwand sowie das Gewicht der Struktur können mit der vorliegenden Erfindung enorm reduziert werden. Mittels der innovativen Verbindungselemente kann darüber hinaus die Montagezeit von Leitwerken an Rümpfen deutlich reduziert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein bekanntes Verbindungssystem zum Verbinden eines Leitwerks mit einem Rumpf,
2 eine schematische Abbildung eines Seitenleitwerks, das mit dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem an den Rumpf befestigt ist,
3 eine schematische Abbildung der vorliegenden Erfindung, bei der das Seitenleitwerk mit einem Zahnprofil an den Rumpf befestigt wird,
4 eine vergrößerte schematische Abbildung eines Seitenleitwerks, das mittels eines Zahnprofils an den Rumpf befestigt wird,
5 eine schematische Darstellung eines Rechteckzahnprofils gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 eine schematische Abbildung eines Schwalbenschwanzprofils mit einem Winkel α gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. und
7 eine schematische Abbildung des Verbindungssystems.
Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Darstellung in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Befestigungssystems 1 zum Befestigen eines Leitwerks 2 an eine Befestigungsfläche 3 eines Flugzeugs. Dabei weist ein Beschlag 6 eine erste Anlagefläche 17, die zum Anlegen an ein Leitwerk 2 ausgebildet ist, und eine zweite Anlagefläche 18, die zum Anlegen an die Befestigungsfläche 3 ausgebildet ist. Die erste 17 und zweite Anlagefläche 18 weisen dabei eine gemeinsame Berührungslinie 16 auf, wobei die erste Anlagefläche 17 und die zweite Anlagefläche 18 sich derart unterscheiden, dass ihre Flächen einen sich von 0° Grad und 180° Grad unterscheidenden Winkel aufweisen.
1 zeigt ein übliches Verbindungssystem eines Seitenleitwerk 2 mit einem Rumpf 3. Durch die unidirektionalen horizontal angebrachten Bolzen 7, die den Fuß des Seitenleitwerks 2 mit dem Rumpf 3 verbinden, sind Aufdickungen am Fußbereich des Seitenleitwerks erforderlich, um die Struktur zu verstärken. Dies führt zu deutlich höherem Gewicht und höheren Materialkosten.
Aus 2 wird zugleich der Aufbau moderner Seitenleitwerke 2 ersichtlich. Ein Seitenleitwerk 2 besteht dabei aus zwei Wandungen, jeweils mit einer Innenseite 4 und einer Außenseite 5. Am Fuß des Leitwerks 2 wird an der sog. Mittelkastenschale in einem ersten Kontaktbereich 13 ein Beschlag 6, 6' angebracht, der sich über die Länge des Seitenleitwerks 2 erstreckt und sich an die Form des ersten Kontaktbereichs 13 anschmiegt. Zugleich wird der Beschlag in einem zweiten Kontaktbereich 14 an einen Rumpf 3 mit einer zweiten Anlagefläche 18 befestigt. Diese zweite Anlagefläche 18 weist dieselbe Form wie der Rumpf 3 in dem zweiten Kontaktbereich 14 auf.
Die erste 17 und zweite Anlagefläche 18 des Beschlags 6, 6' wird dabei jeweils über Befestigungselemente 7, 7' an das Seitenleitwerk 2 oder den Rumpf 3 befestigt. Zwischen dem Rumpf 3 und dem Beschlag 6, 6' kann zugleich ein Rumpfbeschlag 15 angebracht werden, um zwischen der Kontur des Rumpfes 3 und der Kontur des Beschlags 6, 6' eine bessere Lastverteilung zu erreichen.
Die Verbindungselemente 7, 7' können sich ebenfalls durch beide Wandungen des Seitenleitwerks 2 erstrecken und somit einen zweiten äußeren Beschlag 6' gleichzeitig verbinden. Dabei kann eine Distanzhülse 7'' zwischen den beiden Wandungen 2', 2'' eingesetzt werden. Zudem sind die Erstreckungsrichtungen der Verbindungselemente 7, 7' jeweils entlang der Flächennormale der jeweiligen Anlagefläche 17, 18. Damit wird der Kraftfluss deutlich verbessert und die Übertragung von Zusatzmomenten durch einseitigen Anschluss verhindert.
Um eine höhere Verbindungsfestigkeit zu erreichen, besteht ebenfalls die Möglichkeit die Verbindungselemente 7, 7' neben der in 2 dargestellten Form in mehrere Reihen parallel zur Berührungslinie 16 auszuführen. Beispielsweise können die Verbindungselemente 7, 7' eine erste Reihe parallel zur Berührungslinie 16 aufweisen und darüber zumindest eine zweite Reihe von Verbindungselementen 7, 7' parallel zu der Berührungslinie 16 aufweisen. Dabei können beliebig viele Reihen, am vorteilhaftesten drei bis vier, angebracht werden.
3 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie 2 mit dem Unterschied, dass statt des Verbindungselements 7, 7' ein Zahnprofil mit einer ersten Zahnplatte 8 und einer zweiten Zahnplatte 9 dargestellt wird. Mittels dieses Zahnprofils 8, 9 können die Beschläge 6 und 6' ideal mit dem Seitenleitwerk 2 verbunden werden. Optional kann auch über ein drittes und viertes Zahnprofil der Beschlag 6, 6' an den Rumpf 3 angebracht werden. In den 2 bis 4 schmiegt sich der Beschlag 6, 6' an die jeweilige Anlagefläche 17, 18 des Seitenleitwerks 2 oder des Rumpfs 3 an. Über das dargestellte Zahnprofil 8, 9 können äußerst homogen Kräfte auf den Rumpf 3 übertragen werden. Zu hohe Lastkonzentrationen können wirksam vermieden werden. In Längsrichtung des ersten und zweiten Zahnprofils 8, 9 sind jeweils Schlitzungen 12 zu erkennen, die bei einer Reduktion von Steifigkeitssprüngen mitwirken und somit eine bessere Lastverteilung erreicht wird. Die Zahnprofile 8, 9 können wiederum an der Innen- oder Außenseite der Wandungen eines Seitenleitwerks 2 angebracht werden.
4 zeigt eine weitere Ansicht eines Seitenleitwerks 2, das über das Verbindungssystem 1 an einen Rumpf 3 befestigt wird. Dabei wird deutlich sichtbar, dass bei Verwendung eines Zahnprofils zum Verbinden des Seitenleitwerks 2 mit dem Rumpf 3 die Konstruktion äußerst schlank in dem ersten Kontaktbereich 13 ausgeführt werden kann.
In 5 wird eine schematische Darstellung der ersten 8 und zweiten Zahnplatte 9 dargestellt, die jeweils im Eingriff miteinander stehen. Jedes Zahnprofil 8, 9 umfasst dabei Flanken 10, die in 5 rechtwinklig ausgebildet sind. Zwischen den Flanken 10 sind dabei zur besseren und homogeneren Kraftübertragung Ausgleichsmedien 11 eingebracht. Falls wie in diesem Beispiel Zug- oder Druckkräfte auf das Seitenleitwerk 2 wirken, so treten Lasten in vertikaler Richtung auf. Die Kraft wird dabei optimal übertragen, wenn die Flanken 10 rechtwinklig zur Richtung der zu übertragenden Kräfte ausgebildet werden.
In 6 sind ebenfalls die erste 8 und zweite Zahnplatte 9 abgebildet, wobei das Zahnprofil in einer Schwalbenschwanzform ausgebildet ist. Die Flanken 10 weisen dabei einen bestimmten Winkel α auf, der den Winkel der Flanken 10 zur Übertragungsrichtung der Kraft F und der Last angibt.
In 7 wird eine Totalansicht eines Seitenleitwerks 2 dargestellt. Am Fuß des Seitenleitwerks 2 wird das Verbindungssystem 1 dargestellt, welches das Seitenleitwerk 2 mit dem Rumpf 3 verbindet. Es wird deutlich, dass ohne eine Aufdickung im Fußbereich des Seitenleitwerks 2 ein optimales Verbindungssystem 1 geschaffen ist und zugleich eine stabilere und leichtere Verbindungsmöglichkeit angeboten werden kann.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

1: Flugzeug
2: Leitwerk
3: Rumpf/Befestigungsfläche
4: Innenseite einer Leitwerkswandung
5: Außenseite einer Leitwerkswandung
6/6': Beschlag
7/7': erstes/zweites Verbindungselement
7'': Distanzhülse
8: erstes Zahnprofil
9: zweites Zahnprofil
10: Flanken
11: Ausgleichsmedium
13: erster Kontaktbereich
14: zweiter Kontaktbereich
15: Rumpfbeschlag
16: Berührungslinie
17: erste Anlagefläche
18: zweite Anlagefläche

Claims

Befestigungssystem zum Anbringen eines Leitwerks (2) an eine Befestigungsfläche (3) eines Flugzeugs, umfassend: – ein Leitwerk (2), – eine Befestigungsfläche (3), und – einen Beschlag (6, 6') mit einer ersten Anlagefläche (17), die zur Anlage an das Leitwerk (2) ausgebildet ist, und einer zweiten Anlagefläche (18), die zur Anlage an die Befestigungsfläche (3) des Flugzeugs ausgebildet ist, wobei die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche eine gemeinsame Berührungslinie (16) aufweisen; wobei die erste Anlagefläche (17) eine erste Fläche und die zweiten Anlagefläche (18) eine zweite Fläche ausbilden; und wobei die erste Fläche und die zweite Fläche einen sich von 0° Grad und 180° Grad unterscheidenden Winkel aufweisen.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Anlagefläche (17) und das Leitwerk (2) einen ersten Kontaktbereich (13) mit einer ersten Flächenform aufweisen, wobei die erste Flächenform des ersten Kontaktbereichs (13) der ersten Flächenform des Leitwerks (2) entspricht, wobei die zweite Anlagefläche (18) und die Befestigungsfläche (3) einen zweiten Kontaktbereich (14) mit einer zweiten Flächenform aufweisen, wobei die zweite Flächenform des zweiten Kontaktbereichs (14) der zweiten Flächenform der Befestigungsfläche (3) entspricht.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche des Beschlags (6, 6') sich entlang des Verlaufs der Berührungslinie (16) erstrecken.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Leitwerk (2) eine Innenseite (4) und eine Außenseite (5) aufweist, wobei die erste Anlagefläche (17) zur Anlage an zumindest einer der Innen- (4) und der Außenseiten (5) des Leitwerks (2) ausgeführt ist.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner aufweisend zumindest eines ersten Verbindungselements (7) und eines zweiten Verbindungselements (7'), wobei das Leitwerk (2) über das erste Verbindungselement (7) mit der ersten Anlagefläche (17) verbunden ist, und wobei die Befestigungsfläche (3) über das zweite Verbindungselement (7') mit der zweiten Anlagefläche (18) verbunden ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 5, wobei zumindest die ersten Verbindungselemente (7) oder die zweiten Verbindungselemente (7') zumindest in einer ersten Reihe parallel zu der Berührungslinie (16) angebracht sind.
Befestigungssystem nach Anspruch 6, wobei zumindest die ersten Verbindungselemente (7) oder die zweiten Verbindungselemente (7') eine Vielzahl von Reihen parallel zu der Berührungslinie (16) aufweisen.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das erste Verbindungselement (7) eine erste Erstreckungsrichtung aufweist und das zweite Verbindungselement (7') eine zweite Erstreckungsrichtung aufweist, wobei sich die erste Erstreckungsrichtung und die zweite Erstreckungsrichtung unterscheiden.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die erste Erstreckungsrichtung des ersten Verbindungselements (7) im Wesentlichen senkrecht zu dem Leitwerk (2) ausgebildet ist, und wobei die zweite Erstreckungsrichtung des zweiten Verbindungselements (7') im Wesentlichen senkrecht zu der Befestigungsfläche (3) ausgebildet sind.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei zumindest eines der ersten Verbindungselemente (7) und zweiten Verbindungselemente (7') eine lösbare Verbindung aufweisen.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei zumindest eines der ersten und zweiten Verbindungselemente (7, 7') aus der Gruppe bestehend aus Schrauben-, Bolzen-, Schweiß-, Kleb-, Niet- und Steckverbindungen ausgewählt ist.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Anlagefläche (17) ein erstes Zahnprofil (8) aufweist, wobei das Leitwerk (2) im Kontaktbereich (13) ein zweites Zahnprofil (9) aufweist, wobei das zweite Zahnprofil (9) des Leitwerks (2) ausgebildet ist, um mit dem ersten Zahnprofil (8) der ersten Anlagefläche (17) im Eingriff zu gelangen.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die zweite Anlagefläche (18) ein drittes Zahnprofil aufweist, wobei die Befestigungsfläche (3) im Kontaktbereich (14) ein viertes Zahnprofil aufweist, wobei das vierte Zahnprofil der Befestigungsfläche (3) ausgebildet ist, um mit dem dritten Zahnprofil der zweiten Anlagefläche im Eingriff zu gelangen.
Befestigungssystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei zumindest eines der Zahnprofile (8, 9) lösbar angebracht ist.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei jedes Zahnprofil (8, 9) Erhebungen und Vertiefungen mit Flanken (10) aufweist, wobei die Flanken (10) der Zahnprofile (8, 9) rechtwinklig zu der Richtung der übertragenen Kräfte ausgebildet sind.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei jedes Zahnprofil (8, 9) aus der Gruppe bestehend aus Schwalbenschwanz-, T-Nut-, Längsnut- und Trapeznutformen ausgewählt ist.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei zwischen den Flanken (10) der Zahnplatten Ausgleichsmedien (11) derart angeordnet sind, dass eine gleichmäßige Lastverteilung erfolgt.
Befestigungssystem nach Anspruch 17, wobei das Material des Ausgleichsmediums (11) aus der Gruppe bestehend aus weichen Metallen und Kunststoffe ausgewählt ist.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest zwischen einer der ersten Anlageflächen (17) und der Leitwerke (2) ein Rumpfbeschlag (15) eingefügt ist.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest zwischen einer der zweiten Anlageflächen (18) und der Befestigungsflächen (3) ein Rumpfbeschlag (15) eingefügt ist.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest eine der ersten Anlageflächen (17) und eine der zweiten Anlageflächen (18) eine Schlitzung (12) aufweisen.
Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Leitwerk aus der Gruppe bestehend aus Seitenleitwerk (2) und Höhenleitwerk ausgewählt ist.
Verfahren zum Befestigen eines Leitwerks (2) an eine Befestigungsfläche (3) eines Flugzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Anlegen eines Beschlags (6, 6') mit einer ersten Anlagefläche (17) an das Leitwerk (2), – Anlegen des Beschlags (6, 6') mit einer zweiten Anlagefläche (18) an die Befestigungsfläche (3), wobei die erste Anlagefläche (17) und die zweite Anlagefläche (18) eine Berührungslinie (16) aufweisen, wobei die erste Anlagefläche (17) eine erste Fläche und die zweiten Anlagefläche (18) eine zweite Fläche aufweisen, und wobei die erste Fläche und die zweite Fläche einen sich von 0° Grad und 180° Grad unterscheidenden Winkel aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend: Anpassen der ersten Anlagefläche (17) mit einem ersten Kontaktbereich (13) an eine erste Flächenform des Leitwerks (2) und Anpassen der zweiten Anlagefläche (18) mit einem zweiten Kontaktbereich (14) an eine zweite Flächenform der Befestigungsfläche (3).
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 24, ferner umfassend: Anbringen der ersten Anlagefläche (17) an einer Innenseite (4) des Leitwerks (2) und Anbringen der zweiten Anlagefläche (18) an eine Innenseite (4) der Befestigungsfläche (3).
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, ferner umfassend: Verbinden des Leitwerks (2) mit der ersten Anlagefläche (17) mittels eines ersten Verbindungselements (7), und Verbinden der Befestigungsfläche (3) mit der zweiten Anlagefläche (18) mittels eines zweiten Verbindungselements (7').
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, umfassend: Verbinden des Leitwerks (2) mit der ersten Anlagefläche (17) mittels eines ersten (8) und zweiten Zahnprofils (9), und Verbinden der Befestigungsfläche (3) mit der zweiten Anlagefläche (18) mittels eines dritten und vierten Zahnprofils.
Verwendung des Befestigungssystems nach einem der Ansprüche 1–22 zum Befestigen zumindest eines Leitwerks (2) an eine Befestigungsfläche (3) in einem Flugzeug.
Flugzeug mit einem Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1–22 zum Befestigen zumindest eines Leitwerks (2) an eine Befestigungsfläche (3).