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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 Haut 10 eines Luft- und Raumfahrzeugs angebracht ist. Die Haut 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 Haut 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 Haut 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 ausgebildet 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 Anlenkungspunkt, 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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Bezugszeichenliste
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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
