DE102009002745B4 - Fastening arrangement for a cargo compartment floor of an aircraft and aircraft with such a fastening arrangement - Google Patents
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Abstract
Befestigungsanordnung (1) für einen Frachtraumboden eines Flugzeuges mit einer Anzahl von Bodenplatten (2) zur Ausbildung des Frachtraumbodens, mindestens einem quer zu einer Längsachse (x) des Flugzeuges verlaufenden Querprofil (3), einer Anzahl von Kanälen (4), wobei der jeweilige Kanal (4) parallel zu der Längsachse (x) und zwischen zwei Bodenplatten (2) angeordnet ist, und einer Anzahl von Verzurr-Vorrichtungen (5) zur Schaffung von Verzurrpunkten (6), wobei die jeweilige Verzurr-Vorrichtung (5) verschwenkbar in einem Kanal (4) aufgenommen ist, wobei der jeweilige Kanal (4) und die jeweilige Verzurr-Vorrichtung (5) mit dem jeweiligen Querprofil (3) mittels zweier Tonnenmuttern (7) auf einer Mittelebene des Querprofils (3) verschraubt sind, wobei die Kanäle (4) und die Bodenplatten (2) zur Ausbildung einer kontinuierlichen Verschraubung über die Länge des Frachtraumbodens zur kontinuierlichen Übertragung von Lasten in eine Außenhaut des Flugzeuges verschraubt sind, wobei seitliche Anschlusspaddel (10) vorgesehen sind, welche einen kontinuierlichen Anschluss des Frachtraumbodens mit den verschraubten Bodenplatten (2) und Kanälen (4) an die Außenhaut des Flugzeuges bereitstellen.Fastening arrangement (1) for a cargo hold floor of an aircraft having a number of floor panels (2) for forming the cargo compartment floor, at least one transverse profile (3) running transversely to a longitudinal axis (x) of the aircraft, a number of channels (4), the respective one Channel (4) parallel to the longitudinal axis (x) and between two bottom plates (2) is arranged, and a number of lashing devices (5) for creating lashing points (6), wherein the respective lashing device (5) pivotable in a channel (4) is received, wherein the respective channel (4) and the respective lashing device (5) with the respective transverse profile (3) by means of two barrel nuts (7) on a median plane of the transverse profile (3) are screwed, wherein the Channels (4) and the bottom plates (2) are bolted to form a continuous screwing along the length of the cargo compartment floor for the continuous transfer of loads in an outer skin of the aircraft, wherein se are provided, which provide a continuous connection of the cargo compartment floor with the bolted floor panels (2) and channels (4) to the outer skin of the aircraft.
Description
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für einen Frachtraumboden eines Flugzeuges und ein Flugzeug mit einer solchen Befestigungsanordnung.The invention relates to a fastening arrangement for a cargo hold floor of an aircraft and an aircraft with such a fastening arrangement.
Dabei hat eine solche Befestigungsanordnung eine Anzahl von Bodenplatten zur Ausbildung des Frachtraumbodens, mindestens ein quer zu einer Längsachse des Flugzeuges verlaufendes Querprofil, eine Anzahl von Kanälen und eine Anzahl von Verzurr-Vorrichtungen zur Schaffung von Verzurrpunkten. Der jeweilige Kanal ist parallel zu der Längsachse und zwischen zwei Bodenplatten angeordnet.Such a fastening arrangement has a number of floor panels for forming the cargo compartment floor, at least one transverse profile running transversely to a longitudinal axis of the aircraft, a number of channels and a number of tie-down devices for creating tie-down points. The respective channel is arranged parallel to the longitudinal axis and between two bottom plates.
Ein herkömmlicher Frachtraumboden eines Flugzeugs ist aus einer Vielzahl von funktionsabhängig zueinander beabstandeten Längsprofilen gebildet, die parallel zur Längsachse (x-Achse) des Flugzeugs verlaufen. Unterhalb der Längsprofile verlaufen herkömmliche Querträger, die bei einigen Flugzeugtypen, insbesondere bei Frachtflugzeugen, gleichzeitig die Spanten bilden (so genannte Integralspanten). Die Querträger verlaufen bevorzugt gleichmäßig zueinander beabstandet unterhalb der Längsprofile jeweils quer (y-Achse) zur Längsachse des Flugzeugs. Die Längsprofile können zumindest teilweise Kanäle (so genannte ”tie down channels”) aufweisen, die zur Aufnahme von Verzurrpunkten dienen. Mittels der Verzurrpunkte werden zum Beispiel rollende Lasten auf dem Frachtraumboden mittels Spannseilen gegen Lageveränderungen gesichert. Die auf den Querträgern aufliegenden Längsprofile bilden zusammen mit weiteren Elementen ein gitterförmiges Fußbodengerüst. Zwischen den Längsprofilen sind Bodenplatten oder Fußbodenplatten eingelegt, um eine im Wesentlichen ebene und begehbare Fußbodenfläche zu schaffen.A conventional cargo compartment floor of an aircraft is formed from a plurality of functionally spaced-apart longitudinal profiles which run parallel to the longitudinal axis (x-axis) of the aircraft. Below the longitudinal profiles are conventional crossbeams, which at the same time form the ribs (so-called integral ribs) in some types of aircraft, in particular in cargo aircraft. The cross members preferably extend uniformly spaced from each other below the longitudinal profiles in each case transversely (y-axis) to the longitudinal axis of the aircraft. The longitudinal profiles may at least partially have channels (so-called "tie down channels"), which serve to receive lashing points. By means of the lashing points, for example, rolling loads on the cargo hold floor are secured against changes in position by means of tensioning cables. The longitudinal profiles resting on the cross members together with other elements form a grid-shaped floor scaffold. Floor panels or floorboards are sandwiched between the longitudinal profiles to provide a substantially flat and walkable floor space.
Die Querträger übertragen optimal vertikale und transversale Lasten, die parallel zur z-Achse, sprich Hochachse, bzw y-Achse, das heißt quer zur Flugrichtung angreifen. Ferner können von den Querträgern Drehmomente um die x-Achse herum aufgenommen werden (so genanntes Drehmoment Mx). Die parallel zur x-Achse (und zur z-Achse) auftretenden Kräfte (so genannte Kräfte Fx (und Fz)) sowie die Drehmomente um die x-Achse und die y-Achse (die so genannte Drehmomente Mx und My) erfordern mechanisch hinreichend belastbare Spante. Die herkömmlichen Längsträger bzw. die Kanäle werden insbesondere mit den Kräften Fx sowie den Drehmomenten My belastet. Dabei werden Lasten in Flugrichtung von der Längsachse aufgenommen und über Diagonalen in die Außenhaut des Flugzeuges eingeleitet.The cross members transfer optimal vertical and transverse loads, which act parallel to the z-axis, ie vertical axis, or y-axis, that is transversely to the direction of flight. Furthermore, torques about the x-axis can be absorbed by the cross members (so-called torque M x ). The forces occurring parallel to the x-axis (and the z-axis) (so-called forces F x (and F z )) and the torques around the x-axis and the y-axis (the so-called torques M x and M y ) require mechanically sufficient loadable frame. The conventional side members or the channels are in particular loaded with the forces F x and the torques M y . In this case loads are received in the direction of flight from the longitudinal axis and introduced via diagonals in the outer skin of the aircraft.
Die Verzurr-Vorrichtungen werden üblicherweise jeweils mit vier Schrauben mit den oberen Spantflanschen der Spante verbunden. Daher werden die erwähnten mechanischen Lasten über den Umweg in Form des Spantes eingeleitet, wodurch zusätzliche statisch relevante Versatzmomente entstehen, die aufgenommen werden müssen und die aufgrund der hierdurch erforderlichen stabileren Auslegung der Spanten, Längsträgern und Kanälen zur Gewichtserhöhung führen.The lashing devices are usually connected in each case with four screws with the upper bulkhead flanges of the former. Therefore, the mentioned mechanical loads are introduced via the detour in the form of the Spantes, whereby additional statically relevant offset moments arise that must be recorded and lead due to the thus required more stable design of the frames, side rails and channels to increase the weight.
Die Europäische Patentanmeldung
Die Deutsche Patentanmeldung
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Demnach ist es eine Aufgabe der Erfindung eine gewichtsreduzierte Befestigungsanordnung für einen Frachtraumboden eines Flugzeuges zu schaffen, die eine Übertragung von Lasten in die Außenhaut des Flugzeuges erlaubt.Accordingly, it is an object of the invention to provide a weight-reduced fastener assembly for a cargo hold floor of an aircraft, which allows a transfer of loads in the outer skin of the aircraft.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Flugzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a fastening arrangement with the features of patent claim 1 and by an aircraft having the features of patent claim 9.
Demgemäß wird eine Befestigungsanordnung für einen Frachtraumboden eines Flugzeuges vorgeschlagen, welche eine Anzahl von Bodenplatten zur Ausbildung des Frachtraumbodens, mindestens ein quer zu einer Längsachse des Flugzeuges verlaufendes Querprofil, eine Anzahl von Kanälen, wobei der jeweilige Kanal parallel zu der Längsachse und zwischen zwei Bodenplatten angeordnet ist, und eine Anzahl von Verzurr-Vorrichtungen zur Schaffung von Verzurrpunkten aufweist, wobei die jeweilige Verzurr-Vorrichtung verschwenkbar in einem Kanal aufgenommen ist, wobei der jeweilige Kanal und die jeweilige Verzurr-Vorrichtung mit dem jeweiligen Querprofil mittels zweier Tonnenmuttern auf einer Mittelebene des Querprofils verschraubt sind, wobei die Kanäle und die Bodenplatten zur Ausbildung einer kontinuierlichen Verschraubung über die Länge des Frachtraumbodens zur kontinuierlichen Übertragung von Lasten in eine Außenhaut des Flugzeuges verschraubt und/oder vernietet sind. Ferner sind seitliche Anschlusspaddel vorgesehen, welche einen kontinuierlichen Anschluss des Frachtraumbodens mit den verschraubten Bodenplatten und Kanälen an die Außenhaut des Flugzeuges bereitstellen. Die kontinuierliche Vernietung oder Verschraubung der Anschlusspaddel mit dem Frachtfußboden erlaubt eine kontinuierliche Übertragung von Lasten in Flugrichtung in die Außenhaut des Flugzeuges und macht weitere Anbindungspunkte – wie herkömmliche Längsträger – überflüssig.Accordingly, a fastening arrangement for a cargo hold floor of an aircraft is proposed, which comprises a number of floor panels for forming the cargo compartment floor, at least one transverse to a longitudinal axis of the aircraft transverse profile, a number of channels, wherein the respective channel is arranged parallel to the longitudinal axis and between two floor panels is, and a number of lashing devices for establishing lashing points, wherein the respective lashing device is pivotally received in a channel, wherein the respective channel and the respective lashing device with the respective transverse profile by means of two barrel nuts on a median plane of the transverse profile are bolted, wherein the channels and the bottom plates are screwed and / or riveted to form a continuous screwing over the length of the cargo compartment floor for the continuous transmission of loads in an outer skin of the aircraft. Furthermore, lateral connection paddles are provided which provide a continuous connection of the cargo compartment floor with the bolted floor panels and Channels to the outer skin of the aircraft provide. The continuous riveting or screwing the connection paddle with the cargo floor allows a continuous transfer of loads in the direction of flight into the outer skin of the aircraft and makes additional connection points - such as conventional side members - superfluous.
Des Weiteren wird ein Flugzeug mit einer wie oben beschriebenen Befestigungsanordnung für einen Frachtraumboden vorgeschlagen.Furthermore, an aircraft is proposed with a fastening arrangement for a cargo hold floor as described above.
Dadurch, dass der jeweilige Kanal und die jeweilige Verzurr-Vorrichtung mit dem jeweiligen Querprofil mittels zweier Tonnenmuttern auf einer Mittelebene des Querprofils verschraubt sind, werden die beiden Kräfte Fz, Fy und das Drehmoment Mx über die zwei Tonnenmuttern im Kreuzungsbereich zwischen Kanal und Querprofil direkt in das Querprofil eingeleitet. Die Kraft Fx kann kein parasitäres Drehmoment mehr hervorrufen, da die Lasten unmittelbar im Bereich der neutralen Faser des Kanals eingeleitet werden.The fact that the respective channel and the respective lashing device are bolted to the respective transverse profile by means of two barrel nuts on a median plane of the transverse profile, the two forces F z , F y and the torque M x on the two barrel nuts in the crossing region between channel and Transverse profile initiated directly into the cross profile. The force F x can no longer cause any parasitic torque since the loads are introduced directly in the region of the neutral fiber of the channel.
Damit können durch die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung auftretende Lasten momentenfrei seitlich in die Bodenplatten oder Fußbodenpaneelen eingeleitet werden, so dass die Spanten keine Biegung mehr um die y-Achse aufnehmen können müssen.In this way, loads occurring through the fastening arrangement according to the invention can be introduced torque-free laterally into the floor panels or floor panels so that the frames no longer need to be able to absorb bending around the y-axis.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass diese durch die Verschraubung der Kanäle und der Verzurr-Vorrichtungen mit den Querprofilen, insbesondere mit den Spanten, auf der Mittelebene der Querprofile und der kontinuierlichen Verschraubung der Kanäle und der Bodenplatten über die Länge des Frachtraumbodens die Funktion als Biegeaussteifung des Spantes von den herkömmlichen Längsträgern übernehmen kann. Somit sind aufgrund des Entfalls der Längsträger bzw. durch die Nutzung der Kanäle als Längsträger die Momente für die Spanten, insbesondere die Unterschalenspanten des Flugzeuges, auf ein Minimum reduziert. Damit sind die herkömmlichen Längsträger nicht mehr notwendig. Aufgrund der erfindungsgemäßen Möglichkeit des Entfalls der herkömmlichen Längsträger reduziert sich vorteilhafterweise das Gesamtgewicht des Flugzeuges.An advantage of the invention is that this by the screwing of the channels and lashing devices with the cross sections, in particular with the frames, on the median plane of the cross sections and the continuous screwing of the channels and the floor panels over the length of the cargo compartment floor as Biegeaussteifung the Spantes can take over the conventional side members. Thus, due to the elimination of the side members or by the use of the channels as side members, the moments for the frames, in particular the lower shell frames of the aircraft are reduced to a minimum. Thus, the conventional side members are no longer necessary. Due to the possibility according to the invention of eliminating the conventional side members, the overall weight of the aircraft is advantageously reduced.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.In the subclaims there are advantageous embodiments and improvements of the invention.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das mindestens eine Querprofil als ein Querträger und/oder als ein Spant einer Rumpfzelle des Flugzeuges ausgebildet.According to a preferred embodiment, the at least one transverse profile is formed as a cross member and / or as a bulkhead of a fuselage cell of the aircraft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der jeweilige Spant hinsichtlich seines Volumens und seines Gewichtes derart ausgestaltet, dass er als einfaches Auflager für den Frachtraumboden mit den verschraubten Bodenplatten und Kanälen wirkt, so dass im Wesentlichen kein Zwangsmoment in dem jeweiligen Querprofil bei einer Verformung des Frachtraumbodens entsteht.According to a further preferred development of the respective frame is designed in terms of its volume and weight such that it acts as a simple support for the cargo compartment floor with the bolted floor panels and channels, so that essentially no forced moment arises in the respective transverse profile in a deformation of the cargo compartment floor ,
Durch die erfindungsgemäß leichten Spanten entsteht eine quasi-gelenkige Auflage des Frachtraumbodens.By means of the invention lightweight frames, a quasi-articulated support of the cargo compartment floor is created.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung bildet der Frachtraumboden aus den verschraubten Bodenplatten und Kanälen eine einzige Schubebene aus.According to a further preferred development, the cargo compartment floor forms a single thrust level out of the bolted floor panels and channels.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat der Spant zumindest abstandsweise im Bereich eines Steges eine Aufdickung, in die zwei Querbohrungen zur Aufnahme der Tonnenmuttern eingebracht sind.According to a further preferred development of the bulkhead has at least at intervals in the region of a web a thickening, are introduced into the two transverse bores for receiving the barrel nuts.
Hierdurch werden die vom Verzurrpunkt ausgehenden Kräfte und Momente im Wesentlichen nur im Bereich der neutralen Faser des Querprofils eingeleitet, wodurch eine leichtere und damit gewichtsreduzierte Auslegung möglich wird.As a result, the forces and moments emanating from the lashing point are introduced essentially only in the region of the neutral fiber of the transverse profile, as a result of which an easier and therefore lighter-weighted design becomes possible.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die zwei Tonnenmuttern zur Gewichtseinsparung als Halbtonnenmuttern ausgebildet sind.According to a further preferred embodiment, the two barrel nuts are designed to save weight as half-barrel nuts.
Hierdurch ergibt sich im Verhältnis zu den Tonnenmuttern eine nochmalige Halbierung des Gewichtes, bei einer dennoch ausreichenden mechanischen Belastbarkeit. Die Halbtonnenmuttern weisen in bekannter Weise eine Gewindebohrung auf, die in Gewindebolzen eingeschraubt werden kann. Bei erhöhten Festigkeitsanforderungen können anstelle der Halbtonnenmuttern zumindest teilweise Tonnenmuttern eingesetzt werden.This results in relation to the barrel nuts a repeated halving of the weight, yet sufficient mechanical strength. The half-barrel nuts have a threaded bore in a known manner, which can be screwed into threaded bolts. For increased strength requirements, at least partially barrel nuts may be substituted for the half-barrel nuts.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat der Kanal eine im Wesentlichen omegaförmige Querschnittsgeometrie mit einem Boden und zwei senkrechten Seitenwänden, wobei die Seitenwände jeweils horizontal nach außen gerichtete Flansche aufweisen.According to a further preferred embodiment, the channel has a substantially omega-shaped cross-sectional geometry with a bottom and two vertical side walls, wherein the side walls each have horizontally outwardly directed flanges.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die beiden jeweiligen Bodenplatten auf die jeweiligen nach außen gerichteten Flansche des jeweiligen Kanals geschraubt, so dass der Kanal vor Impact-Schäden geschützt ist.According to a further preferred development, the two respective floor panels are screwed onto the respective outwardly directed flanges of the respective channel, so that the channel is protected against impact damage.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying figures.
Von den Figuren zeigen: From the figures show:
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.
In
Die Befestigungsanordnung
Der jeweilige Spant
Der jeweilige Kanal
Die jeweilige Verzurr-Vorrichtung
Der jeweilige Kanal
Zur Ausbildung einer Bodenplatte des Frachtraumbodens des Flugzeuges ist eine Vielzahl von Biegeträgern
Zur Bildung eines nicht dargestellten Fußbodengerüsts verlaufen in der Rumpfzelle des Flugzeugs eine Vielzahl von Kanälen jeweils gleichmäßig parallel beabstandet zum Kanal
Der Kanal
Die Befestigung eines Verzurrbügels
Zur Unterdrückung von Klappergeräuschen sowie zur Lagesicherung des Verzurrbügels
Insbesondere sind in einem Steg
Darüber hinaus weist der Spant
Aufgrund des Umstandes, dass sämtliche in den Verzurrbügel
Die
Der Spant
Die Anbindung des Verzurrbügels
Die Verzurr-Vorrichtung
In
Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorliegend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Although the invention has been described with reference to preferred embodiments herein, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Befestigungsanordnungmounting assembly
- 22
- Bodenplattebaseplate
- 33
- Querprofilcross Section
- 44
- Kanalchannel
- 55
- Verzurr-VorrichtungLashing device
- 66
- VerzurrpunktVerzurrpunkt
- 77
- Tonnenmutterbarrel nut
- 88th
- Querträgercrossbeam
- 99
- Spantrib
- 1010
- Anschlusspaddelconnection paddle
- 1111
- Aufdickungthickening
- 1212
- Querbohrungcross hole
- 1313
- Querbohrungcross hole
- 1414
- Bodenground
- 1515
- SeitenwandSide wall
- 1616
- SeitenwandSide wall
- 1717
- Flanschflange
- 1818
- Flanschflange
- 1919
- Biegeträgerbending beam
- 2020
- Verstärkungsstegstrengthening web
- 2121
- Gabelhalterfork holder
- 2222
- Gabelhalterfork holder
- 23–2623-26
- Schenkelleg
- 27, 2827, 28
- Grundplattebaseplate
- 29, 3029, 30
- VerzurrbügelschenkelVerzurrbügelschenkel
- 31, 3231, 32
- Bolzenbolt
- 33, 3433, 34
- Vertikalbohrungenvertical drilling
- 3535
- Stegweb
- 36, 3736, 37
- Schraubbolzenbolts
- 3838
- oberer SpantflanschUpper flange flange
- 3939
- neutrale Faserneutral fiber
- 4040
- Schraubescrew
Claims (9)
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2009
- 2009-04-30 DE DE102009002745A patent/DE102009002745B4/en active Active
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