DE102009040729A1

DE102009040729A1 - Verbindungselement für einen modularen, flexiblen Verbindungskanal

Info

Publication number: DE102009040729A1
Application number: DE200910040729
Authority: DE
Inventors: Nils Ischdonat; Patrick Rollfink
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2029-09-10
Also published as: DE102009040729B4

Abstract

Es wird ein Verbindungselement (1) für einen modularen flexiblen Verbindungskanal (21) angegeben. Das Verbindungselement (1) weist eine Aussparung (7) an einer ersten Seite (3) des Verbindungselements (1) auf. Ferner weist das Verbindungselement (1) ein Eingriffselement (9) auf einer der ersten Seite (3) gegenüberliegenden zweiten Seite (5) des Verbindungselements (1) auf. Dabei ist das Verbindungselement (1) ausgestaltet, derart mit dem Eingriffselement (9) in die Aussparung (7) eines weiteren identischen Verbindungselements (1) einzugreifen, dass die Verbindungselement miteinander verbunden sind und gleichzeitig gegeneinander bewegbar sind.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für einen modularen flexiblen Verbindungskanal, sowie einen modularen Verbindungskanal zum flexiblen Verbinden von zwei Baukomponenten. Ferner betrifft die Erfindung ein Flugzeug mit einem erfindungsgemäßen Verbindungselement und ein Verfahren zum flexiblen Verbinden von zwei Baukomponenten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine flexible Verbindung zwischen zwei Komponenten kann in vielen Konstruktionsbereichen eine wichtige Rolle spielen. Insbesondere ist eine flexible Verbindung dann wichtig, wenn sich die Komponenten, die miteinander verbunden werden sollen, sich gegeneinander bewegen. Dies kann beispielsweise Baukomponenten in Fahrzeugen bzw. Flugzeugen betreffen.
Beispiele für derartige Verbindungen können Faltenbalgkonstruktionen aus elastischen Materialien sein, wie sie zum Beispiel in Verkehrsmitteln wie Omnibussen oder Trambahnen verwendet werden. Derartige Faltenbalgkonstruktionen erfüllen in manchen Anwendungen jedoch lediglich einen Teil der an sie gestellten Anforderungen. Zum einen haben Faltenbalgkonstruktionen oft einen hohen Verschleiß. Ferner sind sie in bestimmten Anwendungen beispielsweise nicht in der Lage, einen Innen- von einem Außenraum komplett zu trennen oder erhöhten angreifenden Kräften standzuhalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es kann daher als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein verbessertes Verbindungselement für einen modularen flexiblen Verbindungskanal bereitzustellen, das die oben genannten Anforderungen erfüllt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verbindungselement für einen modularen flexiblen Verbindungskanal angegeben. Das Verbindungselement weist eine Aussparung an einer ersten Seite des Verbindungselements und ein Eingriffselement auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Verbindungselements auf. Dabei ist das Verbindungselement ausgestaltet, derart mit dem Eingriffselement in die Aussparung eines weiteren identischen Verbindungselements einzugreifen, dass die Verbindungselemente miteinander verbunden sind und gleichzeitig gegeneinander bewegbar sind.
Anders ausgedrückt basiert die Idee der Erfindung gemäß dem ersten Aspekt auf einem Verbindungselement, das ein Grundmodul für einen flexiblen Verbindungskanal darstellt. Dabei vereint das Verbindungskanalelement bzw. der aus mehreren Verbindungselementen zusammengesetzte Verbindungskanal die Eigenschaften Flexibilität und Stabilität durch seine besondere Ausgestaltung. Dabei ist das Verbindungselement derart modular ausgestaltet, dass seine Beständigkeit und Stabilität gegenüber angreifenden Kräften auf steifen, starren oder festen Materialien und Bestandteilen basieren kann. Mehrere der modularen Verbindungselemente können ineinander und gegeneinander verschoben werden, so dass ein aus den Verbindungselementen gebildeter Verbindungskanal in drei Dimensionen beweglich sein kann. Ein Eingriffselement des Verbindungselements kann in eine Aussparung eines identischen Verbindungselements eingeführt werden. Dabei entsteht eine feste und flexible Verbindung.
Durch die Verwendung der einzelnen Verbindungskanalelemente zum Zusammensetzen eines modularen flexiblen Verbindungskanals kann unter Verwendung von beispielsweise festen, steifen oder starren Materialien, eine bessere Beständigkeit gegenüber angreifenden Kräften und auch Medien wie beispielsweise aggressiven Gasen gewährleistet werden. Ferner kann eine höhere Lebensdauer der zu verbindenden Baukomponenten gewährleistet werden, da an ihnen direkt dank der Flexibilität der Verbindung geringere Kräfte angreifen.
Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile eines Verbindungskanalelements für einen modularen flexiblen Verbindungskanal gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung im Detail diskutiert.
Ein Verbindungselement kann beispielsweise ein Verbindungsglied einer Verbindungsgliedkette sein, die zusammen beispielsweise eine Schleuse bilden können. Das Verbindungselement kann rund oder rechteckig ausgestaltet sein. Des Weiteren weist das Verbindungselement starre und unelastische Materialien auf. Das Verbindungselement kann ferner als Ring bzw. „donutförmig” ausgestaltet sein oder alternativ kantig bzw. kubisch ausgestaltet sein.
Mehrere Verbindungselemente können zu einem modularen flexiblen Verbindungskanal zusammengesetzt werden. Modular bedeutet dabei, dass der Verbindungskanal aus mehreren eventuell identischen Einzelteilen zusammengesetzt werden kann. Dabei können die einzelnen Teile einzeln herstellbar sein. Die Flexibilität des Verbindungskanals kann dabei so verstanden werden, dass die Einzelteile, also die Verbindungselemente starr sind, in ihrer Gesamtheit jedoch gegeneinander beweglich sind. Insgesamt ist der Verbindungskanal an seine Umgebung und an einwirkende Kräfte anpassbar, das heißt in zwei bzw. drei Dimensionen beweglich.
Ein Verbindungskanal kann beispielsweise eine Schleuse sein, durch deren Inneres etwas transportiert werden kann. Der Verbindungskanal kann eine klare Trennung zwischen dem Kanalinneren und Kanaläußeren gewährleisten.
Das Verbindungselement weist eine Aussparung auf. Eine Aussparung kann dabei eine Öffnung oder ein Zugang sein, an den sich zum Beispiel ein Hohlraum anschließt. Die Aussparung kann umlaufend oder in Segmenten ausgestaltet sein. Ist das Verbindungselement beispielsweise in der Form eines Autoreifens bzw. „donutförmig” ausgestaltet, so kann die Aussparung beispielsweise als ringförmige konzentrische Öffnung beispielsweise an einer Oberseite ausgeführt sein. Alternativ kann die Aussparung durch mehrere Ringsegmente realisiert sein.
Das Eingriffselement auf der anderen, der Aussparung gegenüberliegenden Seite des Verbindungselements kann beispielsweise als T-Stück oder als Haken ausgestaltet sein. Das Eingriffselement kann ein anderes Material als das Verbindungselement aufweisen. Ist das Verbindungselement beispielsweise aus einem starren Material gebildet, so kann das Eingriffselement beispielsweise elastische Materialien aufweisen, um leichter in die Aussparung eingeführt werden zu können. Das Eingriffselement kann ebenfalls umlaufend bzw. segmentiert ausgestaltet sein. Ferner kann das Eingriffselement ähnlich der Form der Aussparung ausgestaltet sein.
Das Eingriffselement und die Aussparung sind auf gegenüberliegenden Seiten des Verbindungselements angeordnet, damit sie wie Bausteine zum Beispiel Legosteine aufeinandergesetzt bzw. gesteckt werden können.
Das Eingriffselement ist ausgestaltet, in die Aussparung eines weiteren identischen Verbindungselements einzugreifen. Das heißt das Eingriffselement kann in die Aussparung eingeführt werden und kann zum Beispiel irreversibel einschnappen. Die Verbindungselemente bilden gleichzeitig eine feste Verbindung und sind gegeneinander beweglich. Das heißt, die Aussparung kann so bemessen sein, dass das Eingriffselement eingeführt werden kann und noch ein gewisser Bewegungsspielraum für das Eingriffselement bleibt. Jedoch kann das Eingriffselement nicht ohne Weiteres, das heißt beispielsweise ohne manuelles Zutun bzw. den Einsatz von Werkzeugen, wieder aus der Aussparung gelöst bzw. entfernt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verbindungselement ein starres Material auf.
Ein starres Material kann dabei beispielsweise ein unflexibles, steifes und/oder festes Material sein. Das Verbindungselement kann komplett aus dem starren Material bestehen oder auch weitere Materialien aufweisen. Zum Beispiel besteht das Verbindungselement zumindest im Wesentlichen aus einem starren Material. Beispielsweise kann das starre Material ein Plastik, ein Metall oder ein Hartgummi sein, dessen Elastizität unter einem bestimmten Wert liegt.
Der Einsatz eines starren Materials trägt zu einer besseren Stabilität und Beständigkeit des Verbindungselements bei. Das Verbindungselement kann so den angreifenden Kräften besser standhalten und eine höhere Lebensdauer haben. Ferner kann auch die Lebensdauer der zu verbindenden Komponenten erhöht werden, da dank der Flexibilität des Verbindungskanals im Zusammenspiel mit den Eigenschaften eines starren Materials weniger Kräfte an den Baukomponenten direkt angreifen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Eingriffselement ein elastisches Material auf.
Ein elastisches Material kann dabei beispielsweise ein Gummi sein. Das Eingriffselement kann Bereiche aufweisen, die das elastische Material aufweisen, oder kann komplett aus dem elastischen Material bestehen. Ist das Eingriffselement beispielsweise als T-Stück ausgestaltet, so kann der Querbalken des T-Stücks das elastische Material aufweisen, so dass das T-Stück einfacher in die Aussparung des Verbindungselements eingeführt werden kann.
Alternativ kann das Eingriffselement Gelenke und Klappelemente aufweisen, die beispielsweise bei Einführen des Eingriffselements in die Aussparung zusammenklappen und sich im Hohlraum im Inneren des Verbindungselements wieder entfalten.
Als weitere Alternative kann das Verbindungselement in zwei Teilen bereitgestellt werden. Dies könnte das Einführen des Eingriffselements in die Aussparung des Verbindungselements erleichtern. Ein erster Teil des Verbindungselements kann dabei die erste Seite des Verbindungselements und der zweite Teil die zweite Seite aufweisen. Dabei könnten zunächst das T-Profil des darauf liegenden Verbindungselements, die Feder und der Dichtungsring im Hohlraum unter der Aussparung positioniert werden. Anschließend kann der erste Teil an dem zweiten Teil montiert und befestigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste und die zweite Seite des Verbindungselements durch eine Ausnehmung verbunden.
Die Ausnehmung kann zum Beispiel eine durchgehende Öffnung bzw. ein durchgehendes Loch sein. Die Ausnehmung verbindet die erste und die zweite Seite, das heißt, sie ist durchgehend wie zum Beispiel das „Loch in einem Donut”. Die Ausnehmung kann mittig im Verbindungselement angeordnet sein. Das heißt, die Ausnehmung kann einen gleichen Abstand zu den jeweiligen Seiten des Verbindungselements aufweisen. Die Ausnehmung kann von der Aussparung für das Eingriffselement getrennt sein, das heißt nicht mit ihr in Verbindung stehen. Durch die Ausnehmung kann beispielsweise ein Transport von Gegenständen stattfinden. Beispielsweise kann ein Lift durch eine durch die Ausnehmung vorgegebene Schleuse bewegt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Hohlraum im Inneren des Verbindungselements durch die Aussparung an der ersten Seite des Verbindungselements zugänglich. Dabei umläuft die Aussparung das Verbindungselement.
Der Hohlraum kann ein Raum sein, der von allen Seiten durch Wände des Verbindungselements umgeben ist und lediglich durch die Aussparung an der ersten Seite des Verbindungselements zugänglich ist. Der Hohlraum kann ausgestaltet sein, das Eingriffselement aufzunehmen.
Der Hohlraum kann einen Teil eines darüber liegenden Verbindungselements aufnehmen, das heißt zwei Verbindungselemente können dank des Hohlraums ineinander verschoben werden. Auf diese Weise kann eine Flexibilität von zwei zusammengesetzten Verbindungselementen in drei Dimensionen gewährleistet werden.
Die Aussparung umläuft das Verbindungselement. Das heißt, sie bildet beispielsweise eine in sich geschlossene Kurve auf der ersten Seite des Verbindungselements. Beispielsweise kann die Aussparung peripher, das heißt entlang des Randes der ersten Seite des Verbindungselements verlaufen. Durch eine umlaufende Aussparung kann eine Beweglichkeit von zusammengesetzten Verbindungselementen parallel zueinander gewährleistet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Eingriffselement als ein T-Profil ausgestaltet.
Ein T-Profil kann beispielsweise einen Balken mit einem Querbalken aufweisen. Dabei kann der Querbalken beispielsweise an der vom Verbindungselement wegweisenden Seite des Balkens angeordnet sein. Das T-Element kann unterschiedliche Materialien aufweisen. Insbesondere kann der Querbalken andere Materialien aufweisen als der Balken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das T-Profil ein umlaufendes T-Profil.
Das T-Profil kann eine in sich geschlossene Kurve auf der zweiten Seite des Verbindungselements bilden. Vorzugsweise entspricht die Form des T-Profils der Form der Aussparung, so dass das T-Profil in die Aussparung eingeführt werden kann. Ferner kann der Balken des T-Profils so ausgestaltet sein, dass er etwas Spiel in der Aussparung hat.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Aussparung des Verbindungselements eine Dichtungseinlage auf. Die Dichtungseinlage ist ausgestaltet mit einem Eingriffselement des weiteren identischen Verbindungselements dicht abzuschließen.
Die Dichtungseinlage kann beispielsweise ein Dichtungsmaterial wie Gummi aufweisen. Die Dichtungseinlage kann beispielsweise als ein Dichtungsring oder ein Dichtungsrechteck ausgestaltet sein. Die Dichtungseinlage kann ferner in der Aussparung oder alternativ in dem Hohlraum unter der Aussparung angeordnet sein. Die Dichtungseinlage ist ausgestaltet, den Hohlraum unter der Aussparung im Inneren des Verbindungselements dicht abzuschließen, so dass beispielsweise keine Gase ins Innere gelangen können. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Dichtungseinlage beispielsweise auf dem T-Stück des Eingriffselements so aufliegt, dass zwischen den Wänden des Hohlraums und dem Eingriffselement keine Gase vorbei kommen.
Dicht kann zum Beispiel bedeuten, dass die Dichtungseinlage im Zusammenspiel mit dem Eingriffselement keine Gase bzw. keine bestimmte Konzentration von Gasen durchlässt. Alternativ kann das Volumen der durchgelassenen Gase unter einer bestimmten Volumengrenze bleiben.
Durch das Versehen eines Verbindungselements mit einer Dichtungseinlage kann im Inneren des Verbindungselements bzw. des Verbindungskanals ein dichter Schacht bzw. eine Schleuse entstehen, durch die Sachen transportiert werden können, ohne dass Gase von außen eindringen können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der Aussparung des Verbindungselements ferner ein Federelement angeordnet. Das Federelement ist dabei ausgestaltet, die Dichtungseinlage gegen die Aussparung und/oder ein Eingriffselement des weiteren identischen Verbindungselements zu drücken.
Das Federelement kann beispielsweise Metall und/oder Gummi aufweisen. Ferner kann das Federelement ein Bauteil sein, das unter Belastung nachgeben und nach Entlastung in die ursprüngliche Gestalt zurückkehren kann. Das Federelement ist ferner ausgestaltet, bei Belastung einen Gegendruck auszuüben. Das Federelement kann beispielsweise auch ein eingeschlossenes Gaspolster sein. Alternativ kann das Federelement als spiralförmig gewickeltes oder schraubenförmig gestecktes bzw. abgeknicktes Bauteil ausgestaltet sein.
Das Federelement kann in der Aussparung oder in dem darunter befindlichen Hohlraum angeordnet sein. Es drückt die Dichtungseinlage gegen die Einsparung bzw. das Eingriffselement und sichert somit einen dichten Abschluss zwischen den Verbindungselementen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass ins Innere des Verbindungskanals, der aus den Verbindungselementen zusammengesetzt werden kann, keine gefährlichen Gase eindringen können.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein modularer Verbindungskanal zum flexiblen Verbinden von Baukomponenten, beispielsweise von Baukomponenten eines Luftfahrzeugs, angegeben. Der Verbindungskanal weist ein erstes Verbindungselement mit einer Aussparung an einer ersten Seite und einem Eingriffselement an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite auf. Ferner weist der Verbindungskanal ein zweites Verbindungselement auf, welches identisch zum ersten Verbindungselement ausgebildet ist. Das erste Verbindungselement ist dabei an einer Baukomponente angeordnet und das zweite Verbindungselement ist dabei an einer zweiten Baukomponente angeordnet. Das erste Verbindungselement ist ausgestaltet, derart mit dem Eingriffselement in die Aussparung des zweiten Verbindungselements einzugreifen, dass die Verbindungselemente gleichzeitig miteinander verbunden und gegeneinander bewegbar sind. Dabei bilden die Verbindungselemente eine flexible Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Baukomponente.
Die Baukomponenten können dabei zum Beispiel zwei Komponenten sein, die in einem Fahrzeug angeordnet sind und/oder sich gegeneinander bewegen. Beispielsweise kann die erste Baukomponente ein Cargocontainer in einem Flugzeug sein. Die zweite Baukomponente kann zum Beispiel ein Flurpanel des Flugzeugs sein. Durch den erfindungsgemäßen modularen Verbindungskanal kann mit Hilfe eines Lifts durch Aussparungen im Container und durch die durch den Verbindungskanal gebildete Schleuse zum Beispiel Speisen aus dem Frachtraum in den Kabinenraum befördert werden.
Der modulare Verbindungskanal kann eine dichte Verbindung zwischen dem Container und dem Kabinenraum bieten, so dass zum Beispiel Feuer, Gase und Löschmittel nicht in die Kabine gelangen können. Ferner wird durch den Verbindungskanal eine in allen Richtungen flexible Verbindung zwischen den Baukomponenten bereitgestellt, so dass die Verbindung auch dicht bleibt, wenn sich die zwei Baukomponenten gegeneinander bewegen. Das erste Verbindungselement kann beispielsweise mit der ersten Baukomponente verklebt oder verschraubt sein. Das zweite Verbindungselement kann an der zweiten Komponente beispielsweise ebenfalls durch Verschrauben oder Verkleben befestigt sein. Der modulare Verbindungskanal kann ferner ein drittes und viertes Verbindungselement aufweisen. Insgesamt kann eine Vielzahl von Verbindungselementen in dem modularen Verbindungskanal enthalten sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Verbindungskanal eine Vielzahl an identischen Verbindungselementen auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindung in drei Dimensionen flexibel.
Flexibel kann dabei bedeuten, dass der Verbindungskanal seine Form ändert. Beispielsweise kann er sich in seiner Länge verändern, indem die einzelnen Verbindungskanalelemente ineinandergeschoben werden. Dies geschieht durch das tiefere Vordringen der Eingriffselemente in die Aussparungen und Hohlräume der darunterliegenden Verbindungselemente. Ferner kann die Flexibilität des Verbindungskanals dadurch zum Ausdruck kommen, dass der Verbindungskanal sich bei Krafteinwirkung an seine Umgebung anpassen kann und beispielsweise je nach Krafteinwirkung eine Kurve bilden kann.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Flugzeug mit einem Verbindungselement gemäß einem der oben genannten Ausführungsbeispiele angegeben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Flugzeug ferner ein Containerelement und eine Bodenplatte mit einer Ausnehmung auf. Dabei verbindet ein Verbindungskanal aus den Verbindungselementen die Aussparung der Bodenplatte und das Containerelement dicht und flexibel miteinander.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum flexiblen Verbinden von zwei Baukomponenten mittels Verbindungselementen gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele angegeben. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Befestigen eines ersten Verbindungselements mit der ersten Baukomponente; Einführen eines Eingriffselements eines zweiten Verbindungselements in eine Aussparung des ersten Verbindungselements; Befestigen des zweiten Verbindungselements mit der zweiten Baukomponente.
Die Verbindungselemente können zunächst zu einem Verbindungskanal zusammengesetzt werden und anschließend an den Baukomponenten befestigt werden oder alternativ einzeln an den Baukomponenten befestigt werden und anschließend zusammengefügt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine plastische Darstellung eines Verbindungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
2A zeigt einen Querschnitt eines Verbindungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
2B zeigt einen Querschnitt von zwei zusammengesetzten Verbindungselementen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ersten Position
2C zeigt einen Querschnitt von zwei zusammengesetzten Verbindungselementen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer zweiten Position
3 zeigt schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung aus 2 in einer Position zwischen den in 2B und 2C dargestellten Positionen
4A zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Verbindungskanals mit Abdichtungselementen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ersten Position
4B zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Verbindungskanals mit Abdichtungselementen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer zweiten Position
5 zeigt eine plastische Darstellung eines Federelements, das in einem erfindungsgemäßen Verbindungselement verwendet wird
6 zeigt eine Draufsicht auf eine Dichtungseinlage, die in einem erfindungsgemäßen Verbindungselement verwendet wird
7A zeigt eine Seitenansicht eines Verbindungskanals gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ersten Position
7B zeigt eine Seitenansicht eines Verbindungskanals gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer zweiten Position
8 zeigt eine Seitenansicht eines Luftfahrzeugs mit einem Verbindungskanal gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
9 zeigt schematisch ein Verfahren zum flexiblen Verbinden von zwei Baukomponenten mittels eines Verbindungskanals gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
Alle Figuren sind schematische Darstellungen. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind gleiche oder identische Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In 1 ist eine plastische Darstellung eines Verbindungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Verbindungselement 1 ist im Ausführungsbeispiel rechteckig ausgeführt. An einer ersten Seite 3 des Verbindungselements 1 findet sich eine umlaufende Aussparung 7. Durch die Aussparung 7 ist ein Hohlraum 13 im Inneren des Verbindungselements 1 zugänglich. Auf einer zweiten Seite 5 des Verbindungselements 1, die sich in der Darstellung unten befindet, ist ein Eingriffselement 9 angeordnet. Das Eingriffselement 9 ist ebenso wie die Aussparung 7 umlaufend, das heißt, es bildet eine geschlossene Kurve auf der Oberfläche des Verbindungselements 1.
Das Eingriffselement 9 kann, wie beispielsweise in 2A dargestellt, als T-Profil 15 ausgestaltet sein. In der Mitte des Verbindungselements 1 befindet sich eine Ausnehmung 11. Die Ausnehmung 11 ist durchgehend, das heißt, sie verbindet die erste Seite 3 und die zweite Seite 5 des Verbindungselements 1. Werden mehrere Verbindungselemente 1 zu einem Verbindungskanal 21 zusammengesetzt, so bilden die Ausnehmungen 11 eine Schleuse 23 in der Mitte des Verbindungskanals 21, so dass beispielsweise Gegenstände, zum Beispiel mittels eines Lifts, durch die Mitte des Verbindungskanals 21 transportiert werden können.
In die Aussparung 7 des Verbindungselements 1 kann ein Eingriffselement 9 eines weiteren identischen Verbindungselements 1 eingeführt werden. Das Eingriffselement 9 befindet sich dann zum Teil im Hohlraum 13 des Verbindungselements 1. Die Ausnehmung 7 ist dabei so ausgestaltet, dass das Eingriffselement 9 einen gewissen Spielraum hat, so dass sich das Eingriffselement 9 im Hohlraum 13 und in der Ausnehmung 7 bewegen kann. Dadurch sind die beiden Verbindungselemente gleichzeitig miteinander verbunden und gegeneinander bewegbar.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungen müssen stets elastische Materialien aufweisen, um Flexibilität bieten zu können. Die beschriebene Erfindung kann dagegen eine flexible und dichte Verbindung zwischen zwei Komponenten herstellen, die aus festen, steifen und starren Materialien besteht.
Das Verbindungselement 1 weist ferner ein Befestigungselement 33 auf, das beispielsweise am Rand angeordnet sein kann. Ein weiteres Befestigungselement 33 kann an der gegenüberliegenden Seite des Verbindungselements 1 angeordnet sein. Das Befestigungselement kann beispielsweise dazu dienen, mehrere Verbindungselemente 1, die bereits zusammengesetzt sind, flexibel miteinander zu sichern oder zu befestigen.
In 2A ist ein Querschnitt eines Verbindungselements 1 dargestellt. Die Eingriffselemente 9 sind als T-Profile 15 ausgestaltet.
In den 2B und 2C sind Querschnitte von zwei zusammengesetzten Verbindungselementen 1 in unterschiedlichen Positionen in Bezug aufeinander dargestellt. Zusammen bilden die Verbindungselemente 1 einen Verbindungskanal 21. Dabei sind die Verbindungselemente 1 identisch ausgestaltet. In den 2B und 2C ist deutlich zu sehen, dass der Balken des T-Elements 15 in der Ausnehmung 7 bewegbar ist. Gleichzeitig ist das gesamte T-Profil 15, das heißt der Balken und der Querbalken, in dem Hohlraum 13 des Verbindungselements 1 bewegbar. Diese Bewegung kann in der dargestellten Ausführung sowohl seitlich als auch von oben nach unten und umgekehrt stattfinden.
In der Darstellung in 2B befindet sich das Eingriffselement 9 bzw. 15 ca. in der Mitte des Hohlraums 13. In der Darstellung in 2C befindet sich der Querbalken des T-Elements 15 an der Aussparung 7, das heißt in der Darstellung in 2C haben die Verbindungselemente 1 eine maximale Entfernung in verbundener Form miteinander. In 2B sind die Verbindungselemente 1 dagegen so nahe wie möglich aneinander.
Die Verbindung der Verbindungselemente 1 ist dicht, wenn die Verbindungselemente 1 wie in 2B dargestellt, direkt aufeinanderliegen, oder wenn das T-Profil 15 direkt an der oberen Innenfläche des Hohlraums 13 an der Aussparung 7 aufliegt.
Befinden sich die Verbindungselemente 1 des Verbindungskanals 21 in einer Position zwischen den Positionen, die in 2B und 2C dargestellt sind, so kann es möglich sein, dass beispielsweise Gase ins Innere des Verbindungskanals 21, also beispielsweise in die Schleuse 23 gelangen. Dies ist in 3 dargestellt.
3 zeigt schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung aus 2. Dabei befinden sich die Verbindungselemente 1 in einer Position zwischen den in 2B und 2C dargestellten Positionen. In 3 ist ein mögliches Eindringen von Gasen ins Innere des Verbindungskanals 21 beispielsweise in die Schleuse 23 dargestellt. Die Bewegung des Gases ist durch Pfeile angedeutet. Alternativ können die Pfeile für das Eindringen eines Feuers oder Löschmittels stehen. Das Gas kann zwischen den Verbindungselementen 1 durch die Ausnehmung 7 in den Hohlraum 13 eines Verbindungselements eindringen und aus dem Hohlraum 13 in die Schleuse 23 des Verbindungskanals 21 eindringen.
Um zu verhindern, dass Gase oder Feuer ins Innere der dichten flexiblen Verbindung gelangen, kann in den Hohlraum 13 eines Verbindungselements 1 ein Dichtungselement 17 und ein Federelement 19 eingesetzt werden. Dies ist in 4A und 4B dargestellt.
Das Dichtungselement 17 kann beispielsweise ein Dichtungsring, wie in 6 dargestellt, sein. Das Dichtungselement 17 kann dazu die Konturen des Hohlraums 13 eines Verbindungselements 1 haben. Ferner kann das Dichtungselement 17 eine Ausnehmung beispielsweise in der Mitte des Dichtungselements 17 aufweisen, durch die das Eingriffselement 9 eingeführt werden kann, so dass das Dichtungselement 17 auf dem Querbalken des T-Profils 15 aufliegt. Alternativ kann das Dichtungselement 17 ohne Ausnehmung ausgeführt sein. In diesem Fall kann das Dichtungselement unter dem Eingriffselement angeordnet sein und mit Hilfe eines Federelements 19 an das Eingriffselement 9 gedrückt werden, um auf diese Weise eine dichte Verbindung herzustellen. Ein Ausführungsbeispiel eines Federelements 19 ist beispielsweise in 5 dargestellt. In dieser Darstellung ist es als eine Spiralfeder ausgeführt. Ein Ausführungsbeispiel eines einzelnen Dichtungselements 17 ist in 6 dargestellt.
In 4A ist ein Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Verbindungskanals 21 in einer ersten Position dargestellt. Der Verbindungskanal 21 ist dabei nicht „auseinandergezogen” und die einzelnen Verbindungselemente 1 „ruhen” aufeinander. Die Dichtungseinlage 17 ist unter dem Eingriffselement 9 angeordnet und wird durch ein Federelement 19 gegen das Eingriffselement 9 gedrückt. Das Federelement 19 ist in der in 4A dargestellten Position zusammengedrückt.
In 4B hat der Verbindungskanal 21 eine größere Länge als in der Darstellung von 4A. In 4B ist auch eine laterale bzw. seitliche Bewegung der Verbindungselemente 1 gegeneinander zu sehen. Eine Verlängerung und Formänderung des Verbindungskanals 21 kann beispielsweise durch eine Bewegung der zu verbindenden Baukomponenten verursacht werden. Das Federelement 19 ist in der Darstellung in 4B weniger zusammengedrückt als in 4A und drückt die Dichtungseinlage 17 nach oben gegen das Eingriffselement 9.
Aus 4 ist ersichtlich, dass die gesamte Verbindung bzw. der Verbindungskanal 21 durch die Federelemente 19 und die Dichtungseinlagen 17 komplett abgedichtet ist und dass diese Verbindung flexibel ist, da sie auf Bewegungen der zu verbindenden Komponenten reagieren kann.
In 7 ist eine Seitenansicht des Verbindungskanals 23 dargestellt. Dabei zeigt 7A eine Seitenansicht analog zum in 4A dargestellten Querschnitt. 7B zeigt eine Seitenansicht analog zum in 4B dargestellten Querschnitt.
Der in 7 dargestellte Verbindungskanal 21 ist an zwei Baukomponenten 29 und 31 befestigt. In der Ausgangssituation kann der Verbindungskanal 21 die Position in 7A einnehmen. Bei einer Bewegung der ersten Baukomponente 29 gegen die zweite Baukomponente 31 kann der Versorgungskanal 21 beispielsweise die Position einnehmen, die in 7B dargestellt ist. In 7B könnte zum Beispiel die zweite Baukomponente 31 sich nach rechts bewegt haben. Alternativ könnte sich die erste Baukomponente 29 nach links bewegt haben. Das erste Verbindungselement 25 und das zweite Verbindungselement 27 bilden einen dichten flexiblen modularen Verbindungskanal 21, der aus starrem Material aufgebaut sein kann und dadurch eine hohe Stabilität und Lebensdauer aufweist und gleichzeitig eine flexible dichte Verbindung liefert.
Bei dem Verbindungskanal 21 werden steife, starre und feste Materialien verwendet. Die Verwendung dieser Materialien macht beispielsweise die aus dem Stand der Technik bekannte Faltenbalgkonstruktion nicht mehr möglich, so dass nun die Flexibilität erfindungsgemäß durch eine Verschiebung der einzelnen Verbindungselemente 1 ineinander gewährleistet wird.
Beispielsweise kann der dichte Verbindungskanal 21 in Flugzeugen eingesetzt werden. Dabei kann die zweite Baukomponente 31 ein Cargocontainer im Frachtraum eines Flugzeugs sein, in dem Speisen gelagert werden. Die erste Baukomponente 29 kann beispielsweise ein Bodenpanel (auch als Floor Panel bezeichnet) in einer Kabine sein. Durch die Schleuse 23 in dem Verbindungskanal 21 können die Speisen beispielsweise mit Hilfe eines Lifts durch Aussparungen im Container und im Bodenpanel in die Kabine befördert werden.
Durch die dichte flexible Verbindung können Feuer, Gase und Löschmittel aus dem Frachtraum nicht in den Kabinenbereich vordringen. Ferner können die Speisen platzsparend im Frachtraum aufbewahrt und schnell in die Kabine befördert werden. Zusätzlich kann die flexible Verbindung mittels des Verbindungskanals 21 auf Bewegungen des Containers in verschiedenen Flugphasen reagieren und eine dichte Verbindung gewährleisten. Zusätzlich ist eine Lebensdauer der Verbindungskanalelemente 1 dadurch erhöht, dass steife, starre und feste Materialien eingesetzt werden. So kann der Verbindungskanal 21 auch eine bessere Beständigkeit gegenüber angreifenden Kräften und Medien aufweisen. Die Lebensdauer der zu verbindenden Baukomponenten, also des Cargocontainers und des Bodenpanels, ist ebenfalls erhöht, da die angreifenden Kräfte bei einer Bewegung der Komponenten gegeneinander, geringer sind als die Kräfte, die bei einer unflexiblen Verbindung angreifen würden.
In 8 ist eine Seitenansicht eines Flugzeugs 35 mit einem Verbindungskanal 21 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In einem Ausschnitt ist schematisch eine zweite Baukomponente 31 als Cargocontainer in einem Frachtraum des Flugzeugs 35 dargestellt. Der Cargocontainer ist mit Hilfe eines Verbindungskanals 21 mit der ersten Baukomponente 29, die als Floor Panel ausgeführt ist, verbunden.
In 9 ist schematisch ein Verfahren zum flexiblen Verbinden von zwei Baukomponenten 29, 31 mittels eines Verbindungskanals 21 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In Schritt S1 wird ein erstes Verbindungselement 25 mit der ersten Baukomponente 29 befestigt. In Schritt S2 wird ein Eingriffselement (9) eines zweiten Verbindungselements (27) in eine Aussparung (7) des ersten Verbindungselements (25) eingeführt. In Schritt S3 wird das zweite Verbindungselement (27) mit der zweiten Baukomponente (31) befestigt. Unterschiedliche Reihenfolgen der Schritte S1 bis S3 sind möglich.
Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „aufweisend” nicht ausschließen sollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungselement
3: erste Seite des Verbindungselements
5: zweite Seite des Verbindungselements
7: Aussparung
9: Eingriffselement
11: Ausnehmung (bei einem)
13: Hohlraum
15: T-Profil
17: Dichtungseinlage
19: Federelement
21: Verbindungskanal
23: Schleuse
25: erstes Verbindungselement
27: zweites Verbindungselement
29: erste Baukomponente
31: zweite Baukomponente
33: Befestigungselement
S1: Befestigen eines ersten Verbindungselements mit der ersten Baukomponente
S2: Einführen eines Eingriffselements eines zweiten Verbindungselements in eine Aussparung des ersten Verbindungselements
S3: Befestigen des zweiten Verbindungselements mit der zweiten Baukomponente

Claims

Verbindungselement (1) für einen modularen, flexiblen Verbindungskanal (21), das Verbindungselement (1) aufweisend: eine Aussparung (7) an einer ersten Seite (3) des Verbindungselements (1); ein Eingriffselement (9) auf einer der ersten Seite (3) gegenüberliegenden zweiten Seite (5) des Verbindungselements (1); wobei das Verbindungselement (1) ausgestaltet ist, derart mit dem Eingriffselement (9) in die Aussparung (7) eines weiteren identischen Verbindungselements einzugreifen, dass die Verbindungselemente miteinander verbunden sind und gleichzeitig gegeneinander bewegbar sind.
Verbindungselement (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (1) ein starres Material aufweist.
Verbindungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Eingriffselement (9) ein elastisches Material aufweist.
Verbindungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Seite (3) und die zweite Seite (5) des Verbindungselements (1) durch eine Ausnehmung (11) verbunden sind.
Verbindungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei durch die Aussparung (7) an der ersten Seite (3) des Verbindungselements (1) ein Hohlraum (13) im Inneren des Verbindungselements (1) zugänglich ist; wobei die Aussparung (7) das Verbindungselement (1) umläuft.
Verbindungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Eingriffselement (9) als ein T-Profil (15) ausgestaltet ist.
Verbindungselement (1) gemäß Anspruch 6, wobei das T-Profil (15) ein umlaufendes T-Profil ist.
Verbindungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Aussparung (7) des Verbindungselements (1) eine Dichtungseinlage (17) aufweist; wobei die Dichtungseinlage (17) ausgestaltet ist mit einem Eingriffselement (9) des weiteren identischen Verbindungselements dicht abzuschließen.
Verbindungselement (1) gemäß Anspruch 8, wobei in der Aussparung (7) des Verbindungselements (1) ferner ein Federelement (19) angeordnet ist, wobei das Federelement (19) ausgestaltet ist, die Dichtungseinlage (17) gegen die Aussparung (7) und/oder ein Eingriffselement (9) des weiteren identischen Verbindungselements zu drücken.
Modularer Verbindungskanal (21) zum flexiblen Verbinden von zwei Baukomponenten (29, 31), der Verbindungskanal (21) aufweisend: ein erstes Verbindungselement (25) mit einer Aussparung (7) an einer ersten Seite (3) und einem Eingriffselement (9) auf einer der ersten Seite (3) gegenüberliegenden zweiten Seite (5); ein zweites Verbindungselement (27), welches identisch zum ersten Verbindungselement (25) ausgebildet ist; wobei das erste Verbindungselement (25) an einer ersten Baukomponente (29) angeordnet ist; wobei das zweite Verbindungselement (27) an einer zweiten Baukomponente (31) angeordnet ist; wobei das erste Verbindungselement (25) ausgestaltet ist, derart mit dem Eingriffselement (9) in die Aussparung (7) des zweiten Verbindungselements (27) einzugreifen, dass die Verbindungselemente (25, 27) gleichzeitig miteinander verbunden und gegeneinander bewegbar sind; dabei bilden die Verbindungselemente (25, 27) eine flexible Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Baukomponente (29, 31).
Verbindungskanal gemäß Anspruch 10, ferner aufweisend eine Vielzahl an identischen Verbindungselementen (1, 25, 27).
Verbindungskanal gemäß einem der Ansprüche 10 und 11, wobei die Verbindung in drei Dimensionen flexibel ist.
Flugzeug (35), aufweisend ein Verbindungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
Flugzeug (35), nach Anspruch 13, das Flugzeug ferner aufweisend ein Containerelement und eine Bodenplatte mit einer Ausnehmung; wobei ein Verbindungskanal (21) aus den Verbindungselementen (1) die Ausnehmung der Bodenplatte und das Containerelement dicht und flexibel verbindet.
Verfahren zum flexiblen Verbinden von zwei Baukomponenten mittels Verbindungselementen (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren aufweisend die folgenden Schritte: Befestigen eines ersten Verbindungselements (25) mit der ersten Baukomponente (29); Einführen eines Eingriffselements (9) eines zweiten Verbindungselements (27) in eine Aussparung (7) des ersten Verbindungselements (25); Befestigen des zweiten Verbindungselements (27) mit der zweiten Baukomponente (31).