-
Die Erfindung betrifft ein Installationssystem zur Anordnung von Leitungen in Luftfahrzeugen, insbesondere Flugzeugen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruch 1, ein Hautfeld mit einem derartigen Installationssystem sowie ein Verfahren zur Anbindung von Leitungen in Luftfahrzeugen.
-
Leitungen bzw. Flugzeugsysteme in Luftfahrzeugen werden meistens über Halter bzw. Installationssysteme an der Primärstruktur wie Stringern angebunden. Die Anbindung der Halter erfolgt bei bekannten Lösungen über mindestens zwei Nieten, wobei ein Niet zur Befestigung des Halters und ein Niet als Verdrehsicherung und somit als Sicherungselement des Halters dient. Zur Aufnahme der Nieten sind in dem Halterfuß entsprechende vorgebohrte Niet- bzw. Befestigungslöcher vorgesehen. Zur Befestigung der Halter werden diese im jeweiligen Bereich des Stringers positioniert und es wird eine mit dem einen Nietloch fluchtende Heftbohrung in den Stringer eingebracht. Dann wird der Halter durch einen Hefter in der Heftbohrung und in dem einen fluchtenden Nietloch an dem Stringer fixiert und eine zweite Bohrung wird in den Stringer eingebracht, die mit dem anderen Nietloch fluchtet. Die zweite Bohrung und das Nietloch werden auf Endmaß bearbeitet und es wird ein Niet eingesetzt. Nach dem Setzen des Niets wird die Heftung gelöst und dieses Bohrungspaar auf Endmaß gebohrt und endgültig mit einem Niet versehen. Das vorbeschriebene Verfahren erfordert eine hohe Genauigkeit, da die Positionen der Bohrungen in dem Stringer genau zu den Nietlöchern ausgerichtet sein müssen. Ein fehlerhaftes Setzen einer Bohrung in dem Stringer ist nahezu nicht korrigierbar. Ferner müssen die Halter zueinander richtig positioniert sein. Des Weiteren verursacht das bekannte Verfahren durch das Vorbohren der Strukturbohrungen, das Heften und das Endbohren einen erheblichen Arbeits- und damit Kostenaufwand. Ferner sind für verschiedene elektrische Systemleitungen unterschiedliche Haltertypen notwendig.
-
Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2006 053 966 A1 der Anmelderin ist ein Installationssystem für Leitungen in Luftfahrzeugen bekannt, das über lediglich ein Niet bzw. Stift mit einem Stringer verbunden ist. Das Installationssystem hat einen L-förmigen Strukturhalter und einen Systemhalter, das modulartig mit dem Strukturhalter zusammenfügbar ist. Der Strukturhalter wird über den Niet an einem Stegabschnitt des Stringers befestigt. Als Verdrehsicherung hat der Grundkörper eine Anlagefläche, die im montierten Zustand flächig an einem Kopfabschnitt des Stringers anliegt. Kritisch bei dieser Lösung ist jedoch die genaue Positionierung bzw. Beabstandung des Niets von dem Kopfabschnitt. Bei einem zu geringem Abstand ist eine Montage nicht möglich und bei einem zu großen Abstand neigt der Halter zu Kippbewegungen. Doch auch dieses Installationssystem erfordert eine Vielzahl unterschiedlicher Haltertypen und führt durch die strukturseitigen Bohrungen zu einer Schwächung der Struktur.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Installationssystem zur Anordnung von Leitungen in Luftfahrzeugen, das die vorgenanten Nachteile beseitigt und Systemleitungen unterschiedlicher Querschnitte aufnehmen kann, ein Hautfeld mit einem derartigen Installationssystem sowie ein Verfahren zur Anbindung von Leitungen an eine Struktur eines Luftfahrzeuges zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Installationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Hautfeld mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
-
Ein erfindungsgemäßes Installationssystem zur Anbindung von Leitungen an Strukturabschnitten eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines Flugzeuges, ist durch eine rohrartige Gitterstruktur zur Aufnahme der Leitungen gekennzeichnet. Die rohrartige Gitterstruktur erlaubt die Aufnahme von elektrischen Systemleitungen mit unterschiedlichen Querschnitten, so dass keine verschiedenen Haltertypen notwendig sind. Die Gitterstruktur ist einfach und insbesondere toleranzausgleichend an den Strukturabschnitten befestigbar, so dass der Aufwand zur Anbindung des Installationssystems an die Struktur verringert ist. Des Weiteren ist die Befestigung der Leitungen an dem Installationssystem vereinfacht, da durch die rohrartige Ausbildung die Systemleitungen bereits vorjustiert und an der Struktur gesichert sind.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel wird der rohrartige Querschnitt der Gitterstruktur von Schlauchkörpern gebildet, die vorzugsweise als Schrumpfschläuche ausgebildet sind und bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung wie UV-Licht, durch chemische Einflüsse oder bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur ihren Durchmesser verringern und die Systemleitungen eng umschließen. Grundsätzlich ist es auch vorstellbar, die gleiche Schrumpfung über Wärmestrahlung einzuleiten, jedoch gilt es hier zu beachten, dass zum Beispiel bei integraler Ausbildung bzw. Anbindung des Installationssystems mit bzw. an dem Hautfeld die Schrumpfung nicht bereits bei der Herstellung eingeleitet wird, beispielsweise durch einen Autoklaveprozess.
-
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Gitterstruktur zumindest abschnittsweise netzartige Geflechte auf. Hierdurch wird zum einen das Gewicht des Installationssystems signifikant gegenüber bekannten Installations- bzw. Haltersystemen reduziert und zum anderen besteht jederzeit die Möglichkeit, die Leitungen aus der Gitterstruktur zu führen, was der Systeminstallation eine sehr große Flexibilität verleiht.
-
Die Gitterstruktur kann abschnittsweise mit unterschiedlichen Querschnitten ausgebildet sein, die sich im Wesentlichen nach der Anzahl bzw. nach dem Gesamtquerschnitt der durch sie zu führenden Leitungen bestimmt. Alternativ bzw. ergänzend ist es vorteilhaft, wenn die Gitterstruktur zumindest abschnittsweise elastisch ausgeführt ist, so dass bereits ohne zusätzliche Befestigungselemente, wie z. B. Kabelbinder zum Verzurren der Leitungen, die Leitungen nahezu ausreichend gegen eine Lageveränderung gesichert sind. Dabei haben die rohrartigen Querschnitte des Installationssystems den Vorteil, dass selbst bei einem Ausfall eines der Befestigungselemente die Leitungen grundsätzlich lagegesichert sind und nicht wie bei herkömmlichen Installations- bzw. Haltersystemen mit einer Vielzahl von Einzelhaltern die benachbarten Befestigungselemente bzw. Leitungsabschnitte hoch belastet werden.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Netzgeflecht an sich von den Befestigungselementen wie Kabelbindern gebildet. Dabei sind die Kabelbinder nebeneinander angeordnet und über axiale bzw. schrägverlaufende Verbindungsstege miteinander verbunden. Zur Bildung der rohrförmigen Querschnitte befinden sie sich bereits in einer Vorschließstellung, in der sie über ihren Umfang geschlossen sind, jedoch einen maximalen Öffnungsquerschnitt aufweisen. Diese Variante hat den Vorteil, dass das Netzgeflecht sehr flexibel die Leitungen umschließt und nur ein minimales Gewicht aufweist, so dass ein separates Netzgeflecht nicht mehr notwendig ist. Die Kabelbinder bilden quasi den Netzmantel. Das Schließen bzw. Zusammenziehen der Kabelbinder kann dabei einzeln oder automatisiert nacheinander ähnlich dem Reisverschlussprinzip erfolgen. Zum Beispiel sieht eine Variante vor, dass benachbarte Kabelbinder derart miteinander in Wirkverbindung stehen, dass beim Schließen bzw. Zusammenziehen eines Kabelbinders der nachfolgende ebenfalls geschlossen bzw. zusammengezogen wird.
-
Das Einführen bzw. Durchführen der Leitungen durch die Gitterstruktur lässt sich vereinfachen, wenn durch die Gitterstruktur Zugelemente mit Klemmelementen wie endseitigen Greifern zum Greifen der durchzuführenden Leitungen positioniert sind. Diese werden bevorzugterweise bereits bei der Herstellung der Gitterstruktur in dieser integriert.
-
Ein erfindungsgemäßes Hautfeld eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines Flugzeuges, hat eine Hinterbaustruktur zur Versteifung des Hautfeldes. Erfindungsgemäß ist ein integrales Installationssystem mit einer Gitterstruktur zur Aufnahme von Systemleitungen vorgesehen. Die erfindungsgemäße Lösung vereinfacht die Integration der elektrischen Leitungen erheblich, da eine Installation von herkömmlichen Halterungen in der Struktur- und Ausrüstungsmontage vollständig entfällt und ebenfalls die Installation der Leitungen bzw. der Leitungsbündel an dem Installationssystem vereinfacht wird. Das erfindungsgemäße Installationssystem stellt somit eine effiziente Alternative zu den bekannten klassischen Vormontage- und Modularisierungskonzepten für zukünftige Flugzeuge dar. Zwar kann sich die Herstellung des Hautfeldes durch die Integration des Installationssystems verlängern, jedoch wird diese Zeit um ein Vielfaches bei der Ausrüstungs- bzw. Systeminstallation eingespart, so dass die Systeminstallation viel weniger zeitkritisch ist als bei bekannten Haltersystemen. Eine Schwächung der Struktur durch die Befestigung der Installationssystems ist bei dieser integralen Anbindung nicht gegeben.
-
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anbindung zumindest einer Leitung an eine Struktur in Luftfahrzeugen, insbesondere in Flugzeugen, wobei an der Struktur ein gitterartiges Installationssystem zur Aufnahme der Leitungen angeordnet ist, wird die zumindest eine Leitung zuerst an einem durch das Installationssystem geführte Zugelement befestigt. Dann wird das Zugelement durch das Installationssystem gezogen, bis sich die Leitung in ihrer Sollposition befindet, in der es beispielsweise aus dem Installationssystem zum Systemmodul zu führen bzw. mit einem Systemmodul zu verbinden ist. Danach wird das Zugelement von der Leitung gelöst und abschließend an der Gitterstruktur verzurrt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine schnelle und einfache Anbindung von Leitungen an die Struktur von Luftfahrzeugen. Die Anbindung der Leitungen ist besonders einfach, wenn jeder Leitung bzw. jedem Leitungsbündel ein Zugelement zugeordnet ist, dessen Verlauf durch die Gitterstruktur bereits dem Leitungsverlauf entspricht, so dass Fehlpositionierungen der Leitungen ausgeschlossen sind.
-
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
-
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Installationssystem,
-
2 eine Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Installationssystems, und
-
3 und 4 Verfahrensschritte zur Installation von Leitungen in dem Installationssystem.
-
In den Figuren tragen gleiche konstruktive Elemente die gleichen Bezugsziffern, wobei bei mehreren gleichen konstruktiven Elementen in einer Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einige Elemente mit Bezugsziffern versehen sind.
-
1 zeigt ein Hautfeld 2 eines Flugzeuges zur Bildung eines Rumpfes, an dessen Innenseite Stringer 4 und Spanten 6 angeordnet sind, die eine das Hautfeld 2 versteifende Hinterbaustruktur bilden. Das Hautfeld 2 und die Hinterbaustruktur sind integral ausgebildet und bestehen vorzugsweise aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen, wie z. B. CFK bzw. CFRP.
-
An der Hinterbaustruktur ist ein erfindungsgemäßes Installationssystem 8 integral angebunden, das eine Gitterstruktur aufweist bzw. bildet. Die Gitterstruktur umfasst gemäß der Darstellung in der 1 ein oberes Längsrohr 10, ein unteres Längsrohr 12, ein linkes Verbindungsrohr 14 und ein rechtes Verbindungsrohr 16, die jeweils von einem netzgeflechtartigen Mantel gebildet sind. Die Längsrohre 10, 12 erstrecken sich in Längsrichtung der Stringer 4 und sind über die entlang der Spanten 6 orientierten Verbindungsrohre 14, 16 miteinander verbunden. Das Installationssystem 8 ist über Außenumfangsabschnitte der Rohre 10, 12, 14, 16 an den Stringern 4 bzw. den Spanten 6 angebacken und vorzugsweise mit unterschiedlichen Rohrquerschnitten ausgebildet. Die Querschnitte richten sich nach der Anzahl der aufzunehmenden bzw. durch sie zu führenden Systemleitungen 18, 20, 22, 24. Zusätzlich sind die Rohre 10, 12, 14, 16 zumindest abschnittsweise elastisch ausgeführt, so dass die Leitungen 18, 20, 22, 24 bei ihrer Installation die Rohre 10, 12, 14 ,16 dehnen und somit bereits lagesichert sind.
-
2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Rohrabschnittes 26 des Installationssystems 8. In dem Rohrabschnitt 26 sind vier Leitungen 18, 20, 22, 24 angeordnet, von denen zwei aus dem Rohrabschnitt 26 in entgegengesetzte Richtungen geführt sind. Die herausgeführten Leitungen 18, 20 sind jeweils durch eine Masche 28 des Rohrabschnitts 26 geführt und beispielsweise mit Systemmodulen verbunden. Die Befestigung bzw. Lagefixierung der Leitungen 18, 20, 22, 24 in dem Rohrabschnitt 26 erfolgt über bandartige Befestigungselemente 30, 32, beispielsweise Kabelbinder, die in regelmäßigen Abständen nebeneinander angeordnet sind und die die in dem Rohrabschnitt 26 verlaufenden Leitungen 18, 20, 22, 24 umgreifen. Dabei können die Kabelbinder 30, 32 die Netzstruktur an sich bilden (vgl. 4) und in Längsrichtung über Verbindungsstege 42 miteinander verbunden sein. Zur Bildung der rohrförmigen Querschnitte befinden sie sich dabei in einer Vorschließstellung, in der sie über ihren Umfang geschlossen sind, jedoch einen maximalen Öffnungsquerschnitt zum Einführen der Leitungen 18, 20, 22, 24 bilden.
-
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Installationssystems 8 sowie die Installation der Systemleitungen 18, 20, 22, 24 erfolgt im Wesentlichen in drei Schritten. In einem ersten Schritt wird die Gitterstruktur bzw. das Netzgeflecht bei der Herstellung des Hautfeldes 2 bzw. der Schalen mit an die Verbundstruktur der Stringer 4 und Spanten 6 angebacken. Dabei werden in dem Installationssystem 8 drahtähnliche Zugelemente 34, 36, 38 beispielsweise aus Metalldrähten, verlegt, die den Verlauf der aufzunehmenden Systemleitungen 18, 20, 22 in dem Installationssystem 8 abbilden und endseitige Greifer 40 zur Befestigung der Systemleitungen 18, 20, 22 haben (vgl. 3).
-
In einem zweiten Schritt nach der Aushärtung des Hautfeldes 4, der Hinterbaustruktur und des Installationssystems 8 werden die Systemleitungen 18, 20, 22 endseitig über die Greifer 40 an den Zugelementen 34, 36, 38 befestigt und dann gemäß 3 mittels der Zugelemente 34, 36, 38 durch das Netzgeflecht gezogen bis sie sich in ihrer jeweiligen Sollposition befinden. Nach der Positionierung der Systemleitungen 18, 20, 22 in der Gitterstruktur werden die Zugelemente 34, 36, 38 von den Systemleitungen 18, 20, 22 gelöst.
-
Nun werden abschließend in einem dritten Schritt gemäß 4 die Leitungen 18, 20, 22 über die Befestigungselemente 30, 32 in bzw. an der Gitterstruktur lagefixiert, so dass diese fest an dem Hautfeld 4 angebunden sind.
-
Offenbart ist ein Installationssystem 8 zur Anbindung von Leitungen 18, 20, 22, 24 an Strukturabschnitten 4, 6 eines Luftfahrzeuges, das eine rohrartige Gitterstruktur zur Aufnahme der Leitungen 18, 20, 22, 24 aufweist, ein Hautfeld 2 mit einem integralen derartigen Installationssystem 8 sowie ein Verfahren zur Anbindung von Leitungen 18, 20, 22, 24 an ein Hautfeld 2.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Hautfeld
- 4
- Stringer
- 6
- Spant
- 8
- Installationssystem
- 10
- oberes Längsrohr
- 12
- unteres Längsrohr
- 14
- linkes Verbindungsrohr
- 16
- rechtes Verbindungsrohr
- 18
- Systemleitung
- 20
- Systemleitung
- 22
- Systemleitung
- 24
- Systemleitung
- 26
- Rohrabschnitt
- 28
- Maschen
- 30
- Befestigungselement
- 32
- Befestigungselement
- 34
- oberes Zugelement
- 36
- mittleres Zugelement
- 38
- unteres Zugelement
- 40
- Greifer
- 42
- Verbindungssteg
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006053966 A1 [0003]
