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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verlegen eines Kabelstrangs innerhalb eines Flugzeugs entlang einer Flugzeugstruktur, umfassend mindestens ein am Kabelstrang zur Anlage kommendes Kabelführungselement mit mindestens einem Aufnahmeabschnitt für den Kabelstrang und mindestens einem Befestigungsabschnitt, der mit mindestens einer entlang des Kabelstrangs verlaufenden langgestreckten Verbindungsstange zur endseitig überbrückenden Befestigung mit der Flugzeugstruktur verbunden ist.
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Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf den Bau von Verkehrsflugzeugen zur Personen- oder Güterbeförderung. Innerhalb des in der Regel großvolumigen Rumpfes solcher Flugzeuge verlaufen Rohrleitungen und die im Hinblick auf die vorliegende Erfindung hier interessierenden elektrischen Kabelstränge. Die Kabelstränge enthalten elektrische Spannungsversorgungsleitungen oder Steuerleitungen, welche Bestandteil von elektrischen Bussystemen zur flugzeuginternen Kommunikation elektrischer Einrichtungen und dergleichen, sein können. Die zu diesem Zweck eingesetzten Kabelstränge bestehen aus einem bis zu mehrere Zentimeter im Durchmesser starken Bündeln einzelner isolierter Metalldrähte oder Metalllitzen. Meist ist der Kabelstrang mit einer separaten äußeren Isolation zum Schutz vor mechanischen und klimatischen Einflüssen versehen. Die Kabelstränge werden vom Kabineninneren her betrachtet unsichtbar zwischen der äußeren Flugzeughaut und dem Kabineninnenraum verlegt. In diesem Bereich befindet sich die aus verschiedenen Verstärkungsholmen und Verstärkungsspanten bestehende Flugzeugstruktur, welche in der Regel Durchbrüche zur Hindurchführung der Kabelstränge aufweist, um diese entlang des Flugzeugrumpfs zu verlegen.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
DE 10 2004 011 182 A1 offenbart eine technische Lösung zum Verlegen eines elektrischen Kabelstrangs entlang einer zu überbrückenden Flugzeugstruktur, wobei der Kabelstrang hintereinander liegende Durchbrüche mehrerer beabstandet zueinander verlaufender Verstärkungsholme passiert. Hierbei ist ein unmittelbarer Kontakt des elektrischen Kabelstrangs mit dem Randbereich der Durchbrüche zu vermeiden, um ein Aufscheuern des elektrischen Kabelstrangs und ein damit verbundenes Kurzschlussrisiko zu verhindern. Dafür ist im Bereich jedes Durchbruchs ein Kabelführungselement vorgesehen. Das Kabelführungselement besteht im Wesentlichen aus einem V-förmigen Aufnahmeabschnitt für den Kabelstrang sowie einem Befestigungsabschnitt. Mit dem Aufnahmeabschnitt wird der Kabelstrangs mittels herkömmlicher Kabelbinder am Kabelführungselement fixiert. Zur Befestigung des Kabelführungselements an der Flugzeugstruktur wird der Befestigungsabschnitt ohne Zuhilfenahme separater Verbindungsmittel, wie Schrauben und dergleichen, am Rand des Durchbruchs an die Flugzeugstruktur angeklemmt.
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Zwar lässt sich mit solchen Kabelführungselementen ein schädigender Kontakt des Kabelstrangs mit der Flugzeugstruktur vermeiden; jedoch ist insbesondere bei großvolumigen Flugzeugrümpfen der Abstand zwischen einzelnen zueinander beabstandet verlaufenden Verstärkungsholmen derart groß, dass bei bestimmten Einsatzfällen solche einzelnen Kabelführungselemente eine hinreichende Längsführung des Kabelstrangs nicht gewährleisten können.
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Um insoweit ein Durchhängen des Kabelstrangs zu vermeiden, gehen aus dem allgemein bekannten Stand der Technik verschiedene Überbrückungsmittel zum Verlegen des Kabelstrangs hervor, welche diesen im Bereich zwischen zwei Verstärkungsholmen oder dergleichen zusätzlich führen. Gewöhnlich bestehen solche Überbrückungsmittel aus mehreren einzelnen Kabelführungselementen mit einem herkömmlichen Aufnahmeabschnitt für den Kabelstrang; jedoch ist seitens des Befestigungsabschnitts eine Aufnahme für das eine Ende einer langgestreckten Verbindungsstange zur Überbrückung der Flugzeugstruktur vorgesehen. Durch koaxiale Aneinanderreihung einzelner Kabelführungselementen mit Verbindungsstangen lässt sich so eine große Distanz zu Verstärkungsholmen einer Flugzeugstruktur sicher überbrücken und der Kabelstrang wird zuverlässig in diesem Bereich geführt. Diese überbrückende Vorrichtung wird über die beiden außen liegenden Verbindungsstangen an Trägern der Flugzeugstruktur befestigt, beispielsweise durch eine Verschraubung.
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Nachteilhaft bei den bekannten Überbrückungsmitteln zum Verlegen eines Kabelstrangs ist der mit dem konstruktiven Aufbau verbundene Montageaufwand. Denn die einzelnen Kabelführungselemente werden gewöhnlich mit den Enden der zugeordneten Verbindungsstangen verklebt oder verschweißt. Um eine solche stoffschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen, sind umfangreiche Vorarbeiten nötig, wie Reinigung der Bauteile, Verschweißen bzw. Verkleben der Bauteile, gegebenenfalls Aushärten des Klebers und Entfernen von Kleberesten bzw. Schweißspritzern. Zudem sind zusätzliche Montagevorrichtungen erforderlich, um die Verbindungsstangen samt Kabelführungselemente während dem Verbindungsprozess in der Sollposition zu fixieren.
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Aus der
US 7,500,644 B2 geht eine andere technische Lösung zum Verlegen von Leitungssträngen hervor, die unter anderem Fluidleitungen oder auch elektrische Kabelstränge umfassen. Diese werden gebündelt mittels ebener oder sternförmiger Kabelführungselemente mit U-förmigen Ausnehmungen zum Einclipsen der Leitungen und Kabeln zusammengefasst. Die so gebildeten Leitungsstränge werden mit Haltebügeln an einer Triebwerkstruktur befestigt. Die Haltebügel greifen dabei nicht direkt am Kabelführungselement an, sondern sind bei einer der offenbarten Ausführungsformen an einer der gebündelten Leitungen angebracht. Auch diese Lösung erscheint recht montageaufwändig und bedarf einer Vielzahl auf die jeweiligen Leitungsdurchmesser und Überbrückungsabstände angepasster Einzelbauteile.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verlegen eines Kabelstrangs entlang einer zu überbrückenden Flugzeugstruktur zu schaffen, welche sich unter Zuhilfenahme weniger Einzelbauteile mit geringem Zeitaufwand einfach montieren lässt und eine sichere Fixierung des Kabelstrangs im Inneren des Flugzeugs gestattet.
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Die Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Befestigungsabschnitt eines außerdem mit einem Aufnahmeabschnitt für den Kabelstrang versehenen speziellen Kabelführungselements eine Ringnut aufweist, die formschlüssig mit einem außen liegenden Federclip durch eine endseitig einer Verbindungsstange radial verlaufenden Durchgangsbohrung hindurch zusammenwirkt.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass anstatt einer stoffschlüssigen Verbindung eine formschlüssige Verbindung nach Art einer Clipverbindung zur Anwendung kommt. Dabei dient das spezielle Kabelführungselement als eine Art Adapterstück für aneinander zu reihende Verbindungsstangen zur Überbrückung der Flugzeugstruktur. Dies eröffnet die Möglichkeit, Verlegevorrichtungen für Kabelstränge in beliebiger Länge unter Nutzung einer Art Baukastenprinzip herzustellen. Der fertigungstechnische Aufwand hierfür sinkt dementsprechend und die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich innerhalb denkbar kurzer Zeit durch Zusammenstecken und Einrasten des Federclips montieren.
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Dabei dient der von außen her sichtbare Federclip auch als optischer Indikator dafür, dass die hierüber herbeigeführte formschlüssige Verbindung zwischen Kabelführungselement und Verbindungsstange sicher hergestellt ist. Versuche haben ergeben, dass die auf dem Prinzip der erfindungsgemäßen Lösung beruhende Ankopplung der Verbindungsstange an dem hieran zu befestigenden Kabelführungselement derart stabil ist, dass auch elektrische Kabelstränge größeren Durchmessers sicher entlang der Flugzeugstruktur überbrückend geführt werden können. Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, die Verbindungsstange auch wieder vom Kabelführungselement zerstörungsfrei zu demontieren, wozu der Federclip unter Zuhilfenahme eines einfachen Werkzeugs entfernbar ist. Darüber hinaus ist eine Wiederverwendung der so demontierten Bauteile möglich.
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Vorzugsweise sollte der Federclip aus einem federnden Kunststoffmaterial bestehen und U-förmig ausgebildet sein. Unter einer U-förmigen Ausbildung wird dabei nicht ausschließlich eine Bauform mit parallel zueinander verlaufenden Schenkelabschnitten verstanden, sondern auch weiter in Richtung Ringform geschlossene Profile, die die Form eines geschlitzten Ringes ergeben, der die Verbindungsstange außenumfänglich weitestgehend umgibt.
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Der U-förmige Federclip weist vorzugsweise endseitig an einander gegenüberliegenden federnden Schenkelabschnitten sich nach radial innen erstreckende und einander gegenüberliegend angeordnete Rastpins auf. Die gegenüberliegenden Rastpins kommen zu beiden Enden der Durchgangsbohrung in der Verbindungsstange zum Eingriff, um diese durchdringend in die Ringnut am Kabelführungselement vom formschlüssigen Eingriff zu kommen. Während der Montage schnappen die Rastpins durch die Federwirkung des Federclips in die Ringnut ein, um eine verliersichere Verbindung herzustellen.
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Um die vorstehend erläuterte abwechselnde Aneinanderreihung von Verbindungsstangen unterschiedlicher Länge mit Kabelführungselementen als Kopplungsstücke zu realisieren, wird vorgeschlagen, dass ein Kabelführungselement genau zwei beidseits des Aufnahmeabschnitts für den Kabelstrang angeformte und zueinander koaxial angeordnete Befestigungsabschnitte für je eine Verbindungsstange aufweist. Durch entsprechendes Aneinanderstecken von Verbindungsstangen mit Kabelführungselementen lassen sich beliebig lange Vorrichtungen zum Verlegen eines Kabelstrangs in kurzer Zeit montieren.
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Es ist auch denkbar, dass zwei oder mehrere Kabelführungselemente direkt hintereinander mit unterschiedlicher radialer Ausrichtung der zugeordneten Aufnahmeabschnitte für den Kabelstrang aneinandergereiht werden, um beispielsweise pro Verlegevorrichtung mehrere Kabelstränge nebeneinander überbrückend in der Flugzeugstruktur zu führen. Diese mehreren Kabelführungselemente können dabei entweder ebenfalls im Rahmen des Baukastensystems aneinandergereiht werden oder auch einstückig als Bauteil des Baukastensystems gestaltet werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, im Rahmen des Baukastensystems ein Strukturbefestigungselement vorzusehen, das der endseitigen mechanischen Befestigung der außen liegenden Verbindungsstangen an der Flugzeugstruktur dienen kann. Vorzugsweise besitzt ein solches Strukturbefestigungselement einen Ösenabschnitt für Verbindungsmittel, beispielsweise Schrauben, zum Anbringen an das Strukturbauteil sowie einen Befestigungsabschnitt mit Ringnut zum Anbringen im Bereich des distalen Endes der außen liegenden Verbindungsstange der Vorrichtung per Federclip. Es wird hierbei also von demselben Befestigungssystem Gebrauch gemacht, wie dieses für die Kabelführungselemente verwendet wird.
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Um eine einfache und stabile sowie möglichst leicht bauende Fertigung der Bauteile des Baukastensystems zu gewährleisten, wird gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme vorgeschlagen, dass zumindest das Kabelführungselement und der Federclip als einstückige Spritzgussteile aus einem Kunststoff hergestellt werden. Hierbei ist ein Kunststoff zu verwenden, der die für die erfindungsgegenständliche Funktion geeignete Materialeigenschaften besitzt, insbesondere hinsichtlich elastischer Verformbarkeit sowie Bruchfestigkeit.
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Die Verbindungsstange kann ebenfalls als ein Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt werden, oder alternativ hierzu aus einem hohlprofilförmigen Strangpressteil aus Leichtmetall oder Kunststoff bestehen. So kann die Verbindungsstange beispielsweise aus einem stranggepressten Aluminiumprofil hergestellt werden, das durch einfaches Ablängen und anschließender Einbringung der Durchgangsbohrung in die Endform gebracht werden kann. Bei Bedarf können die Verbindungsstangen darüber hinaus auch gebogen werden, um den Kabelstrang je nach Einsatzfall eventuell auch gekrümmt zu führen.
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Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, die hohlprofilförmige Verbindungsstange mit einem polygonalen Innenquerschnitt zu versehen, der mit einem ebenso polygonalen Außenquerschnitt am Befestigungsabschnitt des Kabelführungselements oder des Strukturbefestigungselements formschlüssig korrespondiert.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sollte der polygonale Innen- und Außenquerschnitt symmetrisch achteckig ausgeführt werden. Dies bietet den Vorteil, dass aneinander zu steckende Bauteile sich mit einem vordefinierten Winkelversatz von 45° zusammenfügen lassen, die durch den achteckigen Querschnitt vorgegebene Abstufung verhindert dabei eine Fehlmontage. Durch diese Maßnahme kann der Kabelstrang flexibel in verschiedene Richtungen des Raumes verlegt werden.
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Zur Erhöhung der Stabilität der Verbindungsstellen zwischen den aneinandergesteckten Bauteilen wird gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme vorgeschlagen, dass der Außenquerschnitt der Verbindungsstange mit dem Innenquerschnitt des Befestigungsabschnitts des Kabelführungselements oder Strukturbefestigungselements eine Presspassung bildet. Insoweit ist das Kabelführungselement und das Strukturbefestigungselement zunächst mit einem axialen Kraftaufwand in das Ende der Verbindungsstange einzupressen. Anschließend wird zur Sicherung der Federclip montiert. Diese spielfreie Montage verhindert eine unerwünschte Beweglichkeit in den Verbindungsstellen, so dass sich die gesamte Vorrichtung zum Verlegen des Kabelstrangs in ihrer Längserstreckung starr ausbilden lässt. Es können Verbindungsstangen mit einer bevorzugten Gesamtlänge im Bereich zwischen 20–800 mm verbaut werden, ohne dass Stabilitätsnachteile auftreten.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung für eine Verlegung mehrerer zueinander parallel angeordnete Kabelstränge wird vorgeschlagen, eine entsprechende Anzahl von nebeneinander verlaufenden Verbindungsstangen mit beabstandet zueinander angeordneten Kabelführungselementen vorzusehen, welche zur Erzeugung eines stabilen Gerüsts durch mehrere beabstandet zueinander verlaufende Querstreben miteinander gekoppelt sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Verlegen mehrerer zueinander parallel angeordneter Kabelstränge,
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2 eine perspektivische Ansicht mit Teilschnitt im Bereich eines montierten Kabelführungselements,
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3 eine perspektivische Bauteilansicht eines Kabelführungselements,
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4 eine perspektivische Bauteilansicht eines Federclips, und
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5 eine perspektivische Bauteilansicht eines Strukturbefestigungselements.
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Gemäß 1 weist eine Vorrichtung zum Verlegen von Kabelsträngen entlang einer hierfür angedeuteten Flugzeugstruktur 1 eines Flugzeugs mehrere hintereinander angeordnete Kabelführungselemente 2a–2c auf, die jeweils einen V-förmigen Aufnahmeabschnitt 3 für einen – nicht weiter dargestellten – Kabelstrang sowie einen unteren Befestigungsabschnitt 4 aufweisen. Mit dem Befestigungsabschnitt 4 erfolgt die Ankopplung langgestreckter Verbindungsstangen 5a–5d, welche die einzelnen Kabelführungselemente 2a–2c miteinander verbinden. Endseitig der außen liegenden Verbindungsstangen 5a und 5d sind jeweils Strukturbefestigungselemente 6 angeordnet, welche der Befestigung an der Flugzeugstruktur 1 dienen und hierfür je einen Ösenabschnitt 7 zur lösbaren Befestigung mit nicht weiter dargestellten Schraubverbindungsmitteln sowie einen Befestigungsabschnitt 8 zur Ankopplung an die Verbindungsstange 5a bzw. 5d aufweisen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei der vorstehend beschriebenen Anordnungen nebeneinander liegend vorgesehen und über mehrere beabstandet zueinander verlaufende Querstreben 9a–9d miteinander zu einem stabilen Gerüst verbunden. Dabei verlaufen die jeweiligen Verbindungsstangen 5a–5d, 5', 5'' (exemplarisch) in etwa parallel zueinander.
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Gemäß 2 kommt ein hier schematisch angedeuteter Kabelstrang 10, der aus einer Vielzahl einzeln isolierter elektrischer Leitungen besteht, an dem Aufnahmeabschnitt 3 des Kabelführungselements 2 zur Anlage. Der Befestigungsabschnitt 4 des Kabelführungselements 2 weist eine Ringnut 11 auf, die formschlüssig mit einem außenradialen Federclip 12 durch eine endseitig der Verbindungsstange 5 radial verlaufenden Durchgangsbohrung 13 hindurch zusammenwirkt. Dabei bildet das über den Bereich der Ringnut 11 geschobene Ende der Verbindungsstange 5 mit dem Befestigungsabschnitt 4 eine Presspassung, um eine spielfreie Befestigung zu schaffen.
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Die Verbindungsstange 5 ist aus stranggepresstem Leichtmetall gefertigt und besitzt einen polygonalen Innenquerschnitt, der mit einem ebenso polygonalen Außenquerschnitt am Kabelführungselement 4 korrespondiert.
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Nach 3 besitzt das hier als Einzelbauteil dargestellte Kabelführungselement 2 in Axialrichtung gesehen beidseits des Aufnahmeabschnitts 3 zueinander koaxial angeordnete Befestigungsabschnitte 4a und 4b für je eine – nicht weiter dargestellte – Verbindungsstange. Jeder Befestigungsabschnitt 4a und 4b weist eine zugeordnete Ringnut 11a bzw. 11b für den Eingriff des Federclips auf.
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Der einzeln in 4 dargestellte Federclip ist aus einem federnden Kunststoffmaterial gefertigt und besitzt im Wesentlichen eine U-förmige Gestalt. Endseitig der beiden Schenkelabschnitte 14a und 14b des Federclips 12 sind einander gegenüberliegende Rastpins 15a bzw. 15b angeordnet, die sich an den Schenkelabschnitten 14a und 14b angeformt nach radial innen erstrecken.
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Das in 5 als Einzelbauteil dargestellte Strukturbefestigungselement 6 besteht ebenfalls aus Kunststoff und weist einen Befestigungsabschnitt 8' mit Ringnut 11' zur Ankopplung an eine – nicht weiter dargestellte – Verbindungsstange auf. Außerdem besitzt das Strukturbefestigungselement 6 einen angeformten Ösenabschnitt zur lösbaren Befestigung an der Flugzeugstruktur des Flugzeugs.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flugzeugstruktur
- 2
- Kabelführungselement
- 3
- Aufnahmeabschnitt
- 4
- Befestigungsabschnitt
- 5
- Verbindungsstange
- 6
- Strukturbefestigungselement
- 7
- Ösenabschnitt
- 8
- Befestigungsabschnitt
- 9
- Querstrebe
- 10
- Kabelstrang
- 11
- Ringnut
- 12
- Federclip
- 13
- Durchgangsbohrung
- 14
- Schenkelabschnitt
- 15
- Rastpin
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004011182 A1 [0003]
- US 7500644 B2 [0007]
