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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Interkostal für
ein Luft- oder Raumfahrzeug.
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Derartige
Interkostale werden auch als Zwischenkostale oder Zwischenrippen
bezeichnet. Sie werden zur Ableitung von Kräften zwischen
Spanten eingesetzt, wie zum Beispiel bei Türrahmenspanten und
dazugehörigen Nebenspanten.
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Interkostale
sind bisher in Luftfahrzeugstrukturen als eine starre Einheit eingebaut
worden, das heißt entweder in klassischer Differenzialbauweise oder
aber zum Beispiel als gefrästes Integralbauteil, wie zum
Beispiel mit einem durchgehenden Schubfeld mit Verstärkungsrippen.
Neuere Ausführungen sehen zusätzliche Bereiche
vor, durch welche auch Systemleitungen des Luftfahrzeugs geführt
werden können, wie zum Beispiel elektrische Leitungen.
Bei solchen Ausführungen wird auf diese Art Bauraum und
Gewicht eingespart.
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6 illustriert
einen der Anmelderin bekannten Interkostal 1 in einer Draufsicht.
Er ist in der 6 auf der rechten Seite an einem
ersten Spant 11 und auf der linken Seite an einem zweiten
Spant 12 befestigt, wobei er mit seiner Unterseite über
eine Hautanbindung 6 auf der Innenseite I einer Außenhaut 10 eines
Luft- und Raumfahrzeugs angebracht ist. Die Außenhaut 10 weist
mit ihrer anderen Seite zur Außenseite A, welche in der 6 unten
liegt. Der Interkostal 1 ist an dem ersten Spant 11 über eine
erste Anbindung 4 und an dem zweiten Spant 12 über
eine zweite Anbindung 5 angebracht. Die zweite Anbindung 5 ist
an einem Frontbeschlag 15 befestig, welcher auf der anderen
Seite des zweiten Spants 12 durch ein Hinterbauteil 14 verstärkt
ist. Der erste Spant 11 ist beispielsweise ein Türrahmenspant
und der zweite Spant 12 ein Türnebenrahmenspant.
Der Interkostal weist Durchführungsbereiche 9 auf,
welche entweder als Bohrungen oder offene Fächer eines
Fachwerks ausgeführt sind und durch welche Systemleitungen 23 geführt
sind.
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Die
DE 10 2004 009 020
A1 beschreibt ein Zwischenkostal für Flugzeuge
zum Ableiten einer Last von einem ersten Spant auf einen zweiten
Spant und/oder eine Haut des Flugzeugs und weist ein Fachwerk auf.
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Ein
Nachteil hierbei besteht darin, dass die umschlossenen Durchführungsbereiche
für die Systemleitungen ein „Einfädeln"
der durch sie durchzuführenden Leitungen bedingen. Im Reparatur-
oder Wartungsfall muss das System erst vollständig abgebaut
werden, bevor die Struktur ersetzt werden kann. Dadurch entstehen
zum Teil erhebliche Kosten, unter anderem auf Grund der Arbeitszeit
und Ausfallzeiten des Luftfahrzeugs.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, Interkostal für ein Luft- oder Raumfahrzeug bereitzustellen,
welches die oben genannten Nachteile behebt.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demgemäß wird
ein Interkostal für ein Luft- oder Raumfahrzeug, zum Ableiten
einer Last von einem ersten Spant auf einen zweiten Spant und/oder eine
Haut des Luft- und/oder Raumfahrzeugs, mit mindestens einem Durchführungsbereich
zum Durchführen von Systemleitungen oder dergleichen bereitgestellt,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Interkostal eine zumindest
zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegliche Traverse
aufweist, wobei die Traverse in der ersten Position zum Bilden eines
Kraftflusses zum Ableiten einer Last zwischen dem ersten Spant und
dem zweiten Spant vorgesehen ist und in der zweiten Position den Durchführungsbereich
von einer vorbestimmten Seite her freigibt.
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Somit
weist die vorliegende Erfindung den Vorteil auf, dass die Durchführungsbereiche,
in denen Systemleitungen angeordnet sind, auf einfache Weise leicht
zugänglich sind, indem die bewegliche Traverse entweder
verschwenkt wird, zumindest teilweise oder vollständig
entfernbar ist.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die Fachwerkstruktur mit ihren Vorteilen weiterhin bestehen bleibt.
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In
den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen
und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung.
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In
einer Ausführung weist der Interkostal ein Basisteil auf,
welches an dem ersten Spant, dem zweiten Spant und/oder an der Haut
befestigt ist, wobei die Traverse mit dem Basisteil, dem ersten
Spant und/oder dem zweiten Spant zumindest teilweise lösbar
und/oder verschwenkbar verbunden ist. Diese Unterteilung des Interkostals
in zwei Teile hat den Vorteil, dass das Basisteil unabhängig
von der Traverse schon im Flugzeugrumpf installiert werden kann,
wobei eine Verlegung der Systemleitungen unabhängig von
der Anbringung der Traversen erfolgt.
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In
einer weiteren alternativen Ausführung ist vorgesehen,
dass Stützstäbe mit dem Basisteil, der Traverse,
dem ersten Spant und/oder dem zweiten Spant untereinander und/oder
mit dem Basisteil zumindest teilweise lösbar und/oder verschwenkbar verbunden
sind und ein Fachwerk bilden. Dabei wird eine vorteilhafte Gewichtsersparnis
erzielt. Weiterhin wird durch Kombinationsmöglichkeiten
der Stützstäbe eine optimale Kraftflussverteilung
für unterschiedliche Einsatzfälle möglich.
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Es
ist bevorzugt, dass das Basisteil eine Stringeranbindung zur Verbindung
mit einem Stringer aufweist. So ist es möglich, die Kräfte
nicht nur im Befestigungsbereich des Basisteils auf die Haut abzuleiten,
sondern auch über einen Stringer zu verteilen.
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In
einer weiteren alternativen Ausführung ist die Traverse
in Stangenbauweise ausgeführt, wodurch eine einfache Herstellung
dieser möglich ist.
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Die
Traverse kann in einer weiteren alternativen Ausführung
einen Stützabschnitt mit einer lösbaren Verbindung
aufweisen. Dadurch besteht der Vorteil, dass die Traverse einen
weiteren Abstützpunkt erhält, wodurch eine größere
Steifigkeit erzielbar ist und mögliches Kippen abgefangen
werden kann.
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Es
ist bevorzugt, dass die Traverse zumindest in ihrer Längsachse
verstellbar ist. Damit ist es besonders vorteilhaft möglich,
bei einer nachträglichen Installation der Traverse bei
schon eingebautem Basisteil Toleranzen auszugleichen.
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In
einer noch weiteren Ausführung ist es bevorzugt, dass die
Traverse für eine Anbringung von zumindest einem Halteelement
für durchzuführende Systemleitungen vorgesehen
ist. Sie kann auch mit derartigen Halteelementen versehen sein.
Hierdurch ist es möglich, dass die Systemleitungen an den
Traversen an einem separaten Arbeitsplatz vormontiert werden können,
wodurch eine Installation der Systemleitungen mit den Traversen
vor Ort vorteilhaft wenig Zeit in Anspruch nimmt und somit andere
Installationsarbeiten vor Ort nur gering behindert.
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In
einer weiteren Ausführung können die lösbaren
Verbindungen mittels einer Schnellverriegelungseinrichtung ausgebildet
sein, wodurch sich ein Öffnen/Schließen bzw. Entfernen/Einbauen
der Traversen in vorteilhaft kurzer Zeit mit geringem Werkzeugeinsatz
ermöglichen lässt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert.
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Es
zeigen dabei:
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1 eine
erste Ausführung eines erfindungsgemäßen
Interkostals in Draufsicht, welcher zwischen zwei Spanten eines
Luft- oder Raumfahrzeugs vorgesehen ist;
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2 eine
Ansicht des Interkostals nach 1 von der
Innenseite I her;
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3 eine
zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen
Interkostals in Draufsicht, welcher zwischen zwei Spanten eines
Luft- oder Raumfahrzeugs vorgesehen ist;
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4 eine
Ansicht des Interkostals nach 3 ohne Traverse
von der Innenseite I her;
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5 eine
dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen
Interkostals in Draufsicht, welcher zwischen zwei Spanten eines
Luft- oder Raumfahrzeugs vorgesehen ist; und
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6 ein
Interkostal nach dem Stand der Technik in Draufsicht, welcher zwischen
zwei Spanten eines Luft- oder Raumfahrzeugs vorgesehen ist.
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In
allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern
nichts Gegenteiliges angegeben ist – mit jeweils den gleichen Bezugszeichen
versehen worden.
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Ein
herkömmlicher Interkostal ist weiter oben in der Beschreibungseinleitung
unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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1 zeigt
eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen
Interkostals 1 in Draufsicht zwischen zwei Spanten 11, 12 eines
Luft- oder Raumfahrzeugs, dessen Außenhaut 10 im
unteren Bereich der 1 abschnittsweise gezeigt ist
und eine Innenseite I des Luft- oder Raumfahrzeugs von einer Außenseite
A trennt.
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Der
erste Spant 11 ist zum Beispiel ein Türrahmenspant
mit entsprechenden Türbeschlägen und der zweite
Spant 12 ist ein zugehöriger Türrahmennebenspant,
welche der Interkostal 1 verbindet. Der Interkostal 1 ist
hier aus zwei Teilen aufgebaut. Ein Basisteil 2 ist mit
seiner Unterseite über eine Hautanbindung 6 auf
der Innenseite der Außenhaut 10 mit Befestigungselementen 8,
zum Beispiel Nieten, angebracht und über eine Stringeranbindung 26 mit
einem Stringer 13 verbunden. Das Basisteil 2 weist
auf der rechten Seite eine erste Anbindung 4 zum ersten
Spant 11 auf, die Bestandteil eines so genannten Schubdreiecks 30 ist.
Die erste Anbindung 4 ist mit dem ersten Spant 11 über
Befestigungselemente 8, zum Beispiel Nieten, verbunden.
Mit diesem Bereich des Basisteils 2 wird entweder der Hauptteil der
Doorstop-Lasten vom ersten Spant 11 abgeführt oder
dieser gestützt.
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Auf
der linken Seite weist das Basisteil 2 eine zweite Anbindung 5 in
Verbindung mit dem zweiten Spant 12 auf, an dem es in ähnlicher
Weise wie am ersten Spant 11 befestigt ist. Diese zweite
Anbindung 5 kann in einer alternativen Ausführung
auch ein separates Teil sein.
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Etwa
in der Mitte des Basisteils 2 ist dieses einstückig
mit einer Strebe 7 ausgebildet, welche zur Innenseite I
weist und an ihrer Oberseite Befestigungspunkte für Verbindungselemente 25 mit
einer Traverse 3 aufweist. Diese Traverse 3 ist
mit einem Ende auf der rechten Seite in 1 auf dem
Basisteil 2 in der Nähe des so genannten Innengurts 29 des ersten
Spants 11, angebracht. Das andere Ende der Traverse 3 ist
auf der zweiten Anbindung 5 des Basisteils 2 dicht
am zweiten Spant 12 angebracht. Die Anbringungspunkte der
Traverse 3 sind mit Verbindungselementen 25 ausgeführt,
welche beispielsweise Schrauben/Muttern-Verbindungen oder Bolzenverbindungen
sind, dergestalt, dass diese Verbindungen lösbar sind,
wobei die Traverse 3 entfernbar angebracht ist.
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In
einer ersten Position, die in 1 dargestellt
ist, der Traverse 3 ist die Traverse 3 auf dem
Basisteil 2 angebracht. Hierbei bildet sie eine Verbindung
von dem Innengurt 29 des ersten Spants 11 zum
zweiten Spant 12. Die Verbindung mit der Strebe 7 dient
unter anderem zur Erhöhung der Steifigkeit und als Maßnahme
gegen Kippen.
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Die
Traverse 3 schließt in der ersten Position zwei
Durchführungsbereiche 9 zwischen der ersten Anbindung 4 und
der Strebe 7 und zwischen der Strebe 7 und der
zweiten Anbindung 5 zur Innenseite I hin ab. Innerhalb
dieser Durchführungen 9 sind Systemleitungen 23 angeordnet,
welche beispielsweise elektrische Leitungen oder Leitungen für
Fluide und dergleichen sind.
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In
einer zweiten Position, welche in 1 nicht
gezeigt ist, der Traverse 3 ist diese von ihren Verbindungspunkten
entfernt, so dass die Durchführungsbereiche 9 zur
Innenseite I hin zugänglich sind. In dieser zweiten Position
der Traverse 3 können die Systemleitungen 23 von
der Innenseite her in einfacher Weise in die Durchführungsbereiche 9 eingebracht
und dort in geeigneter Weise befestigt werden. Ein Einfädeln
in einer Achsenrichtung, die senkrecht auf der Zeichnungsebene steht,
ist somit nicht mehr notwendig.
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In
dieser ersten Ausführung sind Basisteil 2 und
Traverse 3 gefräste Teile, wobei die Traverse 3 in ihrer
Breite so aus gebildet sein kann, dass sie einerseits zur Kraftübertragung
und -einleitung ausreichend dimensioniert ist und andererseits auch
mit geringem Werkstoffgewicht auskommt. Eine solche Gestalt ist
als ein Beispiel in der 2 in Ansicht von der Innenseite
I nach 1 dargestellt.
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Eine
zweite Ausführung einer Bauweise des Interkostals 1 mit
einem gefrästen Basisteil 2 und einer Traverse 3 in
Stangeform ist in 3 illustriert.
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Das
Basisteil 2 weist die erste Anbindung 4 als Bestandteil
eines Schubdreiecks 30 und eine Hautanbindung 6 zur
Haut 10 des Luft- oder Raumfahrzeugs wie in der ersten
Ausführung nach 1 auf. Die Unterseite des Basisteils 2 ist
jedoch nur etwa halb so lang wie der Abstand zwischen den Spanten 11 und 12 und
weist die Stringeranbindung 26 zum Stringer 13 auf.
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An
dem am Innengurt 29 des ersten Spants 11 liegenden
Abschnitts des Basisteils 2 ist eine Lagerstütze 18,
auch als Auge bezeichnet, angeformt. An der Lagerstütze 18 ist
die Traverse 3 mit einem ersten Gabelkopf 19 um
eine erste Schwenkachse 16 verschwenkbar mittels eines
lösbaren Verbindungselementes 25 angelenkt. Die
Traverse 3 verbindet in dieser ersten Position den Innengurt 29 des
ersten Spants 11 mit dem zweiten Spant 12, wobei
das andere Ende der Traverse 3 in einer zweiten Schwenkachse 17 mit
einem zweiten Gabelkopf 20 über ein weiteres lösbares
Verbindungselement 25 an einem Frontbeschlag 15 des
zweiten Spants 12 verschwenkbar angelenkt ist. Der zweite
Spant 12 ist im Bereich der Anlenkung der Traverse 3 mit
einem Hinterbauteil 14 versteift.
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Die
Traverse 3 ist in ihrer zweiten Position entweder entfernt,
wie 4 in ähnlicher Weise wie 2 darstellt,
oder um eine Schwenkachse 16, 17 verschwenkt.
Das heißt, dass in verschwenkter Position nur ein Verbindungselement 25 entfernt
ist, und die Traverse 3 um den verbleibenden Anlen kungspunkt,
nämlich die erste oder zweite Schwenkachse 16, 17 so
verschwenkbar ist, dass der Durchführungsbereich 9,
der von ihr, dem Basisteil 2, in diesem Beispiel von dem
Stringer 12 und einem Abschnitt des zweiten Spants 11 in
der ersten Position der Traverse 3 gebildet ist, zugänglich
gemacht wird, wie oben beschrieben.
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In
dieser zweiten Ausführung nach 3 sind die
Systemleitungen 23 an Halterungen 22 an der Traverse 3 angebracht.
Beim Verschwenken der Traverse 3 sind diese mit verschwenkt
und besonders leicht zugänglich. Es ist auch möglich,
dass die Traverse 3 mit den Halterungen 22 einstückig
ausgebildet ist oder Schnellverbindungen für die Halterungen 22 aufweist,
oder beides. Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Systemleitungen 23 mit
der Traverse 3 separat vom Installationsort im Luft- und Raumfahrzeug
an anderer Stelle vormontiert werden und zusammen vor Ort in kurzer
Zeit installierbar sind. Dadurch wird die zeitintensive Arbeit des
Anbringens der Systemleitungen 23 an den Halterungen 22 nicht
vor Ort ausgeführt, und diese Zeit steht anderen Installationsarbeiten
zur Verfügung, wodurch sich die Gesamtfertigungszeit verkürzt.
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In
diesem Beispiel weist die Traverse 3 in Stangenform ein
Innengewinde mit einer eingeschraubten Spindel 21 auf,
an deren Außenende sich der erste Gabelkopf 19 befindet.
Dadurch wird auf einfache Weise ein Toleranzausgleich durch Längenverstellung
der Traverse 3 möglich, was zum Beispiel bei Ersatztraversen
notwendig werden kann, die nachträglich eingebaut werden.
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Eine
dritte Ausführung des erfindungsgemäßen
Interkostals 1 zeigt 5, welche
der zweiten Ausführung ähnlich ist und sich nur
dadurch von ihr unterscheidet, dass die Traverse 3 etwa
in der Mitte mit einem Stützabschnitt 24 ausgebildet
ist, der mit einem weiteren Auge des Basisteils 2 lösbar
verbunden ist. An dem Stützabschnitt 24 ist in
diesem Beispiel zusätzlicher Anbringungsraum für
Systemleitungen 23 geschaffen. Der Stützabschnitt 24 dient zur
erhöhten Steifigkeit und verhindert ein Kippen der Traverse 3 bei
bestimmten Belastungsfällen.
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Dieses
dritte Ausführungsbeispiel nach 5 zeigt
die Traverse 3 in einer zur 3 umgekehrten
Stellung, wobei der erste Gabelkopf 19 mit dem zweiten
Spant 12 in der ersten Position der Traverse 3 verbunden
ist.
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Auch
der Stützabschnitt 24 kann in seiner Längsrichtung
zum Toleranzausgleich in oben beschriebener Weise verstellbar ausgebildet
sein.
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Das
Material der Stangenbauteile kann zum Beispiel aus einem oder mehreren
der folgenden Werkstoffe bestehen: Metall, Kunststoff, Fasermaterialien
(zum Beispiel CFK, GFK, Holz usw.).
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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So
ist beispielsweise eine vierte Ausführung möglich,
die in 1 angedeutet ist. Hierbei sind Stützstäbe 27, 28 (strich-doppelpunktierte
Linien) vorgesehen, welche zusammen mit dem Basisteil 2 (hier
die erste Anbindung 4 mit dem Schubdreieck 30),
der Traverse 3 und der linken Anbindung 5 ein Fachwerk
bilden. Dabei sind die Traverse 3 und die Stützstäbe 27, 28 in
Stangenform ausgebildet, wie in 3 und 5 beschrieben
ist, und untereinander lösbar verbunden, wobei nur das
Basisteil 2 und die linke Anbindung 5 (entweder
als Bestandteil des Basisteils 2 oder separates Teil) fest
mit den Spanten 11, 12 und der Haut 10 und
dem Stringer 13 verbunden sind. Hierbei sind insbesondere
die Vorteile eines Fachwerks hinsichtlich Kraftaufteilung und -übertragung
sowie einfache Installation und Lösbarkeit bzw. Verschwenkbarkeit
von großem Vorteil.
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- 1
- Interkostal
- 2
- Basisteil
- 3
- Traverse
- 4
- Erste
Anbindung
- 5
- Zweite
Anbindung
- 6
- Hautanbindung
- 7
- Strebe
- 8
- Befestigungselement
- 9
- Durchführungsbereich
- 10
- Haut
- 11
- Erster
Spant
- 12
- Zweiter
Spant
- 13
- Stringer
- 14
- Hinterbauteil
- 15
- Frontbeschlag
- 16
- Erste
Schwenkachse
- 17
- Zweite
Schwenkachse
- 18
- Lagerstütze
- 19
- Erster
Gabelkopf
- 20
- Zweiter
Gabelkopf
- 21
- Spindel
- 22
- Halterung
- 23
- Systemleitung
- 24
- Stützabschnitt
- 25
- Verbindungselement
- 26
- Stringeranbindung
- 27
- Erster
Stützstab
- 28
- Zweiter
Stützstab
- 29
- Innengurt
- 30
- Schubdreieck
- A
- Außenseite
- I
- Innenseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004009020
A1 [0005]