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Die Erfindung betrifft eine zum Einsatz in einem Luftfahrzeug, insbesondere einem Flugzeug vorgesehene Dekompressionsvorrichtung sowie ein mit einer derartigen Dekompressionsvorrichtung ausgestattetes Dekompressionssystem.
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Moderne Flugzeuge umfassen üblicherweise eine Druckkabine, deren Innendruck im Flugbetrieb des Flugzeugs durch eine beispielsweise mit Triebwerkszapfluft gespeiste Klimaanlage auf einem gegenüber dem Umgebungsdruck, d. h. dem in großen Höhen verringerten Atmosphärendruck, erhöhten Druckniveau gehalten wird. Zur Regulierung des Kabinendrucks kann über Auslassventile Kabinenluft an die Atmosphäre abgegeben werden. Im Allgemeinen entspricht der Druck im Inneren der Kabine eines Flugzeugs im Flugbetrieb des Flugzeugs, d. h. wenn sich das Flugzeug auf Reiseflughöhe befindet, üblicherweise etwa dem Atmosphärendruck in einer Höhe von 8000 Fuß (ca. 2400 m).
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Üblicherweise ist die Druckkabine durch Trennwände und/oder Zwischenböden in voneinander abgetrennte Bereiche, wie z. B. Cockpit, Passagierkabine, Crew Rest Compartment, Oberdeck, Hauptdeck oder Frachträume unterteilt. Bei einem Druckabfall (Dekompression) in einem Flugzeugbereich, beispielsweise aufgrund einer Beschädigung der Druckkabine oder eines Versagens eines Auslassventils, entsteht eine Druckdifferenz zwischen dem von dem Druckabfall betroffenen Flugzeugbereich und den an diesen Flugzeugbereich angrenzenden Bereichen des Flugzeugs. Diese Druckdifferenz kann zu Beschädigungen der Primärstruktur des Flugzeugs und/oder der Trennwände bzw. Zwischenböden führen, die den dekomprimierten Flugzeugbereich von den an diesen Flugzeugbereich angrenzenden Bereichen des Flugzeugs trennen. Um die potentiell schwerwiegenden Folgen solcher Beschädigungen abzuwenden, muss daher im Dekompressionsfall für einen schnellen Druckausgleich zwischen dem von dem Druckabfall betroffenen Flugzeugbereich und den an diesen Flugzeugbereich angrenzenden Bereichen des Flugzeugs gesorgt werden.
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Aus diesem Grund sind in Trennwänden und/oder Zwischenböden Dekompressionseinrichtungen vorgesehen, die beispielsweise, wie in der
DE 37 15 328 C1 beschrieben, einen Dekompressionsrahmen sowie ein in dem Dekompressionsrahmen aufgenommenes Dekompressionspaneel umfassen. Das Dekompressionspaneel wird von Blattfedern mit Sollbruchstellen in dem Dekompressionsrahmen gehalten. Wenn ein vorbestimmter Differenzdruck auf das Dekompressionspaneel wirkt, brechen die Blattfedern im Bereich der Sollbruchstellen und das Dekompressionspaneel gibt eine durch den Dekompressionsrahmen begrenzte Druckausgleichsöffnung in der Trennwand bzw. dem Zwischenboden frei.
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Ferner ist aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2009 012 015 A1 eine in ein Flugzeugkabinenverkleidungspaneel integrierte Dekompressionseinrichtung mit einer Klappe bekannt, die über ein Scharnier- oder Lagerelement an einem mit einem Gitter versehenen Dekompressionsrahmen angebracht ist. Wenn auf die Klappe der Dekompressionseinrichtung in einem Dekompressionsfall eine vorbestimmte Druckdifferenz wirkt, gibt die Klappe eine Druckausgleichsöffnung zwischen einem von der Dekompression betroffenen Bereich der Flugzeugkabine und einem von dem Kabinenverkleidungspaneel sowie einer Flugzeugaußenhaut begrenzten Bereich frei.
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Dokument
DE 40 02 447 C1 beschreibt ein Dekompressionspanel für Zwischenwände und Zwischenböden von Passagier- und Frachträumen aufweisende Luftfahrzeuge. Eine Dekompressionsöffnung ist bei einer ”blow-in” und einer ”blow-out” Dekompression jeweils von einem Plattenteil freigebbar, das über mehrere, verteilt angeordnete Befestigungslaschen gehalten wird, die in Freigaberichtung der Plattenteile angeordnet sind.
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In Dokument
DE 100 31 714 A1 ist eine Dekompressionseinheit für den explosiven Luftdruckausgleich zwischen druckbeaufschlagten Bereichen eines Flugzeugs offengelegt. Darin wird eine Druckausgleichsplatte mit einem Mechanismus ausgestattet, der auf plötzlich eintretende kleine Kabinen(luft)druckveränderungen reagieren soll. Die mit einer Luftkammer umgesetzte Dekompressionseinheit ist in der Nähe der Peripherie einer Luftdruck-Ausgleichsklappe, die in der sie umgebenden Struktur gehalten wird, befestigt. Die Befestigung der Luftdruck-Ausgleichsklappe erfolgt einerseits mittels eines randseitig der Druckausgleichsöffnung positionierten Gelenks (drehbewegliche Lagerung gegenüber der Randstruktur) und andererseits am randseitig gegenüberliegenden freien Klappenende an einer Verschlussvorrichtung, wobei die Verschlussvorrichtung als Verriegelungseinheit ausgebildet ist. Infolge einer Luftdruckänderung verändert die Luftkammer ihre äußere Form durch Kontraktion und bewirkt so mittels eines nicht dehnbaren Verbindungselements das Lösen eines Riegels, sodass die Luftdruck-Ausgleichsklappe auf der Seite der Verriegelungseinheit aus ihrer Befestigung befreit wird. Die Luftdruck-Ausgleichsklappe öffnet sich daraufhin aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen dem Kabinenluftdruck und dem Luftdruck auf der anderen Seite der Luftdruck-Ausgleichsklappe.
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In Dokument
US 2003/0160130 A1 ist eine Tür beschrieben, die Platten enthält, die auf einer Seite mittels eines Scharniers und auf der anderen Seite mittels einer Klinke befestigt sind. Die Platten sind dazu ausgestaltet, sich bei einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Tür zu öffnen.
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Aus Dokument
US 2003/0127563 A1 ist eine differenzielle Druckmess-Auslösevorrichtung für die Verwendung mit einer Flugzeugabteilplatte bekannt. Der Auslösemechanismus verwendet eine Membran, die aufgrund einer Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Membran ausgelenkt wird, und dabei einen oder mehrere Bolzen oder andere Rückhaltemechanismen auslöst, wobei die Platte freigegeben wird. So wird beispielsweise auch eine Lasche freigegeben, die im verriegelten Zustand die Platte davor bewahrt, beispielsweise von einer Feder aus ihrer Umgebung herausgelöst zu werden.
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Dokument
US 5 137 231 A beschreibt ein Gitter für ein Flugzeug, das an der Kabinenseitenwand montiert ist, und Öffnungen enthält, die einen Luftrückfluss von der Klimaanlage erlauben. Das Gitter ist mit Blenden bestückt, die in einer geschlossenen Stellung eine geringe Menge an Luftfluss durch das Gitter hindurch erlauben. Im Fall einer plötzlichen Dekompression bewirkt die Druckdifferenz am Gitter, dass die Blenden zum Teil aus ihrer Befestigung herausgelöst werden, sodass ein ungehinderter Luftfluss von der Passagierkabine in das Güterabteil durch das Gitter hindurch stattfinden kann.
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Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, eine einfach aufgebaute, leichtgewichtige Dekompressionsvorrichtung bereitzustellen, die bereits beim Vorliegen einer geringen Druckdifferenz zwischen einem von einer Dekompression betroffenen Flugzeugbereich und einem an diesen Flugzeugbereich angrenzenden Bereich des Flugzeugs für einen zuverlässigen Druckausgleich zwischen dem von der Dekompression betroffenen Flugzeugbereich und dem an diesen Flugzeugbereich angrenzenden Bereich des Flugzeugs sorgt. Ferner ist die Erfindung auf die Aufgabe gerichtet, ein mit einer derartigen Dekompressionsvorrichtung ausgestattetes Dekompressionssystem anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Dekompressionsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Dekompressionssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
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Eine erfindungsgemäße Dekompressionsvorrichtung umfasst ein Rahmenelement, in dem mindestens eine Dekompressionsöffnung ausgebildet ist. Ferner ist eine Abdeckung vorhanden, die mittels einer Befestigungsvorrichtung an dem Rahmenelement befestigbar ist, um in einer ersten Stellung die in dem Rahmenelement ausgebildete Dekompressionsöffnung zu verschließen. In dem Rahmenelement kann lediglich eine Dekompressionsöffnung ausgebildet sein. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, das Rahmenelement mit mehreren Dekompressionsöffnungen zu versehen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung kann für jede Dekompressionsöffnung eine separate Abdeckung vorhanden sein. Die Dekompressionsvorrichtung kann jedoch auch mit einer Abdeckung versehen sein, die in ihrer ersten Stellung mehrere in dem Rahmenelement ausgebildete Dekompressionsöffnungen verschließt. Vorzugsweise ist die Abdeckung in ihrer ersten Stellung dazu eingerichtet, die in dem Rahmenelement ausgebildete(n) Dekompressionsöffnung(en) derart zu verschließen, dass im Fall eines Brands der Durchtritt von Rauch durch die in dem Rahmenelement ausgebildete(n) Dekompressionsöffnung(en) im Wesentlichen verhindert wird. Darüber hinaus sollte die Abdeckung in ihrer ersten Stellung eine ausreichende Abdichtung der in dem Rahmenelement ausgebildeten Dekompressionsöffnung(en) gegen den Durchtritt von Tropfwasser aufweisen.
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Die Befestigungsvorrichtung zur Befestigung der Abdeckung an dem Rahmenelement umfasst mindestens eine Haltelasche sowie mindestens eine zu der Haltelasche komplementäre Aufnahmevorrichtung. Wenn sich die Abdeckung in ihrer ersten Stellung befindet, befinden sich die Haltelasche und die zu der Haltelasche komplementäre Aufnahmevorrichtung miteinander in Eingriff, d. h. die Haltelasche ist beispielsweise in der zu der Haltelasche komplementären Aufnahmevorrichtung aufgenommen. Die Befestigungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung kann lediglich eine Haltelasche und eine zu der Haltelasche komplementäre Aufnahmevorrichtung umfassen. Eine stabilere Befestigung der Abdeckung an dem Rahmenelement ist jedoch dann möglich, wenn die Befestigungsvorrichtung mehrere Haltelaschen sowie mehrere zu den Haltelaschen komplementäre Aufnahmevorrichtungen umfasst. Die Anzahl der Haltelaschen kann der Anzahl der Aufnahmevorrichtungen entsprechen. Falls gewünscht, können jedoch auch mehr Haltelaschen als Aufnahmevorrichtungen oder mehr Aufnahmevorrichtungen als Haltelaschen vorhanden sein, beispielsweise wenn die Abdeckung zur Befestigung an verschiedenen Rahmenelementen vorgesehen sein soll oder wenn das Rahmenelement zum Zusammenwirken mit verschieden gestalteten Abdeckungen geeignet sein soll. Mehrere Haltelaschen und/oder mehrere Aufnahmevorrichtungen sind vorzugsweise entlang eines Umfangs der Abdeckung bzw. des Rahmenelements verteilt angeordnet.
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Die Haltelasche und die Aufnahmevorrichtung können jeweils sowohl an der Abdeckung als auch an dem Rahmenelement angebracht bzw. ausgebildet sein. Wenn die Haltelasche der Abdeckung zuzuordnen ist, ist die zu der Haltelasche komplementäre Aufnahmevorrichtung vorzugsweise der Befestigungsvorrichtung zugeordnet. Umgekehrt steht einer dem Rahmenelement zugeordneten Haltelasche vorzugsweise eine an der Abdeckung ausgebildete oder angebrachte Aufnahmevorrichtung gegenüber. Ferner ist eine Konfiguration einer mehrere Haltelaschen und mehrere Aufnahmevorrichtungen aufweisenden Befestigungsvorrichtung denkbar, bei der eine oder mehrere Haltelasche(n) der Abdeckung und eine oder mehrere Haltelasche(n) dem Rahmenelement zuzuordnen sind. Die an der Abdeckung ausgebildete(n) Haltelasche(n) ist/sind dann jeweils zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden dem Rahmenelement zugeordneten Aufnahmevorrichtung vorgesehen, während die an dem Rahmenelement ausgebildete(n) Haltelasche(n) jeweils zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden der Abdeckung zugeordneten Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist/sind.
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Die Haltelasche und die zu der Haltelasche komplementäre Aufnahmevorrichtung sind dazu eingerichtet, außer Eingriff zu gelangen, wenn ein vorbestimmter Differenzdruck auf die Abdeckung wirkt. Dadurch wird eine Bewegung der Abdeckung relativ zu dem Rahmenelement in eine zweite Stellung ermöglicht, in der die Abdeckung, die in dem Rahmenelement ausgebildete Dekompressionsöffnung freigibt. Der vorbestimmte Differenzdruck, bei dem die Haltelasche und die zu der Haltelasche komplementäre Aufnahmevorrichtung außer Eingriff gelangen, hängt von der Dimensionierung der Haltelasche und/oder der Aufnahmevorrichtung sowie den Eigenschaften, insbesondere der Steifigkeit und der Elastizität des Materials ab, aus dem die Haltelasche und/oder die Aufnahmevorrichtung gefertigt sind. Durch geeignete Dimensionierung der Haltelasche und/oder der Aufnahmevorrichtung sowie eine geeignete Materialwahl für diese Komponenten kann somit der Differenzdruck, bei dem sich die Haltelasche aus der Aufnahmevorrichtung löst und dadurch eine Bewegung der Abdeckung relativ zu dem Rahmenelement in seine zweite Stellung ermöglicht, wie gewünscht eingestellt werden.
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Bei ihrer Bewegung aus ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung kann die Abdeckung derart bewegt werden, dass sie in ihrer zweiten Stellung nicht mehr mit dem Rahmenelement verbunden und/oder nicht mehr im Bereich der in dem Rahmelement ausgebildeten Dekompressionsöffnung angeordnet ist. Alternativ dazu kann die Abdeckung in ihrer zweiten Stellung jedoch immer noch mit dem Rahmenelement verbunden und im Bereich der in dem Rahmenelement ausgebildeten Dekompressionsöffnung angeordnet sein. Wesentlich ist lediglich, dass durch die Bewegung der Abdeckung aus ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung ein Druckausgleich durch die in dem Rahmenelement ausgebildete Dekompressionsöffnung ermöglicht wird. Dies kann beispielsweise bereits durch ein leichtes Verschwenken der Abdeckung relativ zu dem Rahmenelement oder ein leichtes Wegklappen der Abdeckung von dem Rahmelement bewirkt werden. Unter ”Freigeben der in dem Rahmenelement ausgebildeten Dekompressionsöffnung” wird hier somit eine Anordnung der Abdeckung relativ zu dem Rahmenelement verstanden, in dem die Anordnung einen Druckausgleich durch die in dem Rahmenelement ausgebildete Dekompressionsöffnung nicht behindert.
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Die erfindungsgemäße Dekompressionsvorrichtung kann so gestaltet sein, dass sie lediglich einen Druckausgleich in eine Richtung (Blow-in-Fall) gewährleisten kann. In vielen Anwendungsfällen in einem Flugzeug ist diese Funktionalität jedoch ausreichend. Eine lediglich für den Blow-in-Fall ausgelegte Dekompressionsvorrichtung kann überall dort in einem Flugzeug zum Einsatz kommen, wo im Fall eines abrupten Druckabfalls in einem ersten Flugzeugbereich ein Druckausgleich mit einem zu dem ersten Flugzeugbereich benachbarten zweiten Flugzeugbereich erfolgen muss, ein abrupter Druckabfall in dem zweiten Flugzeugbereich jedoch ausgeschlossen ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der erste Flugzeugbereich Teil einer Druckkabine des Flugzeugs ist, während es sich bei dem zweiten Flugzeugbereich um einen unbedruckten Flugzeugbereich handelt.
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Die konstruktive Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung ermöglicht die Einstellung sehr geringer Auslöse-Differenzdrücke. Beispielsweise kann die Befestigungsvorrichtung so ausgelegt werden, dass die Haltelasche und die Aufnahmevorrichtung bereits bei einem auf die Abdeckung wirkenden Differenzdruck von unter 10 hPa außer Eingriff gelangen und dadurch eine Bewegung der Abdeckung in ihre zweite Stellung und folglich eine Freigabe der in dem Rahmenelement ausgebildeten Dekompressionsöffnung ermöglichen. Dadurch wird sichergestellt, dass ein mit der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung ausgestattetes Flugzeugbauteil, beispielsweise eine benachbarte Flugzeugbereiche voneinander trennende Trennwand, ein Zwischenboden oder ein Verkleidungselement nur sehr geringe durch einen auf das Bauteil wirkenden Differenzdruck verursachte Lasten tolerieren muss. Das Bauteil kann daher entsprechend weniger lastresistent und damit leichtgewichtiger ausgelegt werden.
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Darüber hinaus zeichnet sich die Dekompressionsvorrichtung selbst durch einen konstruktiv einfachen Aufbau und ein geringes Gewicht aus. Ein mit der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung ausgestattetes Flugzeugbauteil ist folglich nur unwesentlich schwerer als ein entsprechendes nicht mit einer Dekompressionsvorrichtung ausgestattetes Bauteil. Eine Integration der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung in ein in Form einer Akustikplatte ausgebildetes Flugzeugbauteil ist problemlos möglich. Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Dekompressionsvorrichtung durch eine hohe Vibrationsresistenz sowie geringe Herstellungs- und Montagekosten aus. Konstruktive Umgestaltungen von mit der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung zu versehenden Bauteilen oder bestehenden Testeinrichtungen zur Funktionsprüfung der Dekompressionsvorrichtung sind nicht erforderlich.
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Die Haltelasche der Befestigungsvorrichtung kann als separates Bauteil ausgebildet und an dem Rahmenelement oder der Abdeckung befestigt sein. In einer besonders einfachen Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung ist die Haltelasche jedoch einstückig mit der Abdeckung ausgebildet. Beispielsweise kann die Haltelasche einstückig mit einer Abdeckung ausgebildet sein, die aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial besteht und beispielsweise 0,1 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,3 mm dick ist. Die Haltelasche weist dann eine Elastizität auf, die dazu führt, dass sich die Haltelasche aus der Aufnahmevorrichtung löst, wenn auf die Abdeckung ein Differenzdruck von ca. 10 hPa wirkt.
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Vorzugsweise wird die Haltelasche durch zwei in der Abdeckung ausgebildete Schnitte begrenzt, die sich von einem Umfangsrand der Abdeckung in Richtung eines Innenbereichs der Abdeckung erstrecken. Die in der Abdeckung ausgebildeten Schnitte können sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Umfangsrand der Abdeckung von dem Umfangsrand der Abdeckung in Richtung des Innenbereichs der Abdeckung erstrecken. Alternativ dazu können sich die Schnitte jedoch auch in einem beliebigen Winkel relativ zu dem Umfangsrand der Abdeckung erstrecken. Gerade ausgeführte Schnitte gewährleisten eine besonders einfache Herstellung der Haltelasche. Falls gewünscht oder erforderlich, können die Schnitte jedoch auch einen gekrümmten oder einen anderen beliebig geformten Verlauf haben.
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Die zu der Haltelasche komplementäre Aufnahmevorrichtung ist vorzugsweise an dem Rahmenelement befestigt oder ausgebildet. Grundsätzlich ist es denkbar, die Aufnahmevorrichtung als separates Bauteil zu gestalten und an dem Rahmenelement zu befestigen. Beispielsweise kann die Aufnahmevorrichtung in Form einer an dem Rahmenelement ausgebildeten Aufnahmetasche ausgeführt sein. Eine besonders einfache und leichtgewichtige Gestaltung der Befestigungsvorrichtung ist jedoch dann möglich, wenn die Aufnahmevorrichtung integriert mit dem Rahmenelement ausgebildet ist.
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Beispielsweise kann die Aufnahmevorrichtung eine das Rahmenelement durchsetzende, beispielsweise schlitzförmig ausgebildete Aufnahmeöffnung umfassen. Diese Aufnahmeöffnung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Haltelasche aufzunehmen, wenn sich die Abdeckung in ihrer ersten Stellung befindet. Mit anderen Worten, die Haltelasche kann in die schlitzförmige Aufnahmeöffnung gesteckt werden. Die Abdeckung liegt dann an einer ersten Oberfläche des Rahmenelements an, wohingegen die Haltelasche an einer der ersten Oberfläche des Rahmenelements gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Rahmenelements anliegt. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung rutscht die Haltelasche aus der Aufnahmeöffnung der Aufnahmevorrichtung, d. h. die Haltelasche und die Aufnahmevorrichtung geraten außer Eingriff, wenn auf die zweite Oberfläche des Rahmenelements und folglich die dem Rahmenelement zugewandte Oberfläche der Abdeckung ein um einen vorbestimmten Betrag von beispielsweise 10 hPa höherer Druck wirkt als auf die erste Oberfläche des Rahmenelements bzw. die von dem Rahmenelement abgewandte Oberfläche der Abdeckung.
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Im Bereich der in dem Rahmenelement ausgebildeten Dekompressionsöffnung kann ein Gitterelement vorgesehen sein, das die Dekompressionsöffnung zumindest teilweise abdeckt. Das Gitterelement kann als separates Bauteil ausgeführt und beispielsweise an dem Rahmenelement befestigt sein. Vorzugsweise ist das Gitterelement jedoch einstückig mit dem Rahmenelement ausgebildet. Durch das Gitterelement können Bauteile und System geschützt werden, die im in einem Flugzeug montierten Zustand der Dekompressionsvorrichtung hinter der in dem Rahmenelement ausgebildeten Dekompressionsöffnung angeordnet sind. Ferner schützt das Gitterelement die sich in ihrer ersten Stellung befindende Abdeckung gegen mechanische Lasten. Vorzugsweise besteht das Gitterelement, ebenso wie das Rahmenelement aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, um eine ausreichende mechanische Belastbarkeit dieser Bauteile zu gewährleisten.
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Wenn die Abdeckung der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung beim Einwirken eines vorbestimmten Differenzdrucks auf die Abdeckung aus ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung bewegt wird, kann die Abdeckung, wie bereits erwähnt, vollständig von dem Rahmenelement gelöst werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung umfasst jedoch eine Sicherungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Abdeckung selbst dann in ihrer Position relativ zu dem Rahmenelement zu sichern, wenn sich die Abdeckung in ihrer zweiten Stellung befindet, in der die Abdeckung die in dem Rahmenelement ausgebildete Dekompressionsöffnung freigibt. Mit anderen Worten, die Sicherungsvorrichtung sorgt dafür, dass sich die Abdeckung bei ihrer Bewegung aus ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung nicht unkontrolliert von dem Rahmenelement löst. Die Sicherungsvorrichtung kann die Abdeckung beweglich mit dem Rahmenelement, einem weiteren Bauteil der Dekompressionsvorrichtung oder einem mit der erfindungsgemäßen Dekompressionsvorrichtung auszustattenden Flugzeugbauteil verbinden. Bei einer einfach ausgestalteten Ausführungsform der Dekompressionsvorrichtung sichert die Sicherungsvorrichtung die Abdeckung jedoch beweglich an dem Rahmenelement. Beispielsweise kann die Sicherungsvorrichtung einen Niet oder mehrere Niete oder andere geeignete Befestigungsmittel umfassen, die geeignet sind, ein unkontrolliertes Lösen der Abdeckung von dem Rahmenelement zu vermeiden, gleichzeitig jedoch die Freigabe der Dekompressionsöffnung beim Einwirken eines vorbestimmten Differenzdrucks auf die Abdeckung nicht zu behindern.
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Die erfindungsgemäße Dekompressionsvorrichtung umfasst vorzugsweise ferner einen Halterahmen, der sich entlang zumindest eines Abschnitts des Umfangsrands der Abdeckung und/oder des Rahmenelements erstreckt. Über den Halterahmen, der die Abdeckung und/oder das Rahmenelement entlang zumindest eines Abschnitts des Umfangsrands der Abdeckung und/oder des Rahmenelements umgibt, kann die Dekompressionsvorrichtung beispielsweise an einem mit der Dekompressionsvorrichtung auszustattenden, beispielsweise paneelförmig ausgebildeten Bauteil befestigt werden. Der Halterahmen besteht vorzugsweise, ebenso wie das Rahmenelement, aus Metall. Beispielsweise kann Aluminium oder eine Aluminiumlegierung zur Herstellung des Halterahmens verwendet werden.
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Der Halterahmen umfasst vorzugsweise ein Basiselement, das sich rahmenförmig entlang zumindest eines Abschnitts des Umfangsrangs der Abdeckung und/oder des Rahmenelements erstrecken kann. Das Basiselement ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Ferner umfasst der Haltrahmen vorzugsweise ein Ansatzelement, das sich beispielsweise in einem Winkel von 10 bis 170° relativ zu dem Basiselement entlang eines äußeren Umfangsrands des Basiselements erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich das Ansatzelement in einem Winkel von 30 bis 150°, insbesondere bevorzugt in einem Winkel von 60 bis 120° und besonders bevorzugt in einem Winkel von ca. 90° relativ zu dem Basiselement. Das Ansatzelement des Halterahmens dient dazu, etwaige Wasserströme um das Rahmenelement und die Abdeckung herumzuleiten, um dadurch den Durchtritt von Wasser durch die in dem Rahmenelement ausgebildete Dekompressionsöffnung zu verhindern.
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Vorzugsweise ist das Ansatzelement mit mindestens einem Ablaufdurchbruch versehen. Vorzugsweise sind in dem Ansatzelement mehrere Ablaufdurchbrüche vorhanden. Bei einem rechteckig ausgestalteten Halterahmen kann das Ansatzelement beispielsweise im Bereich zweier Ecken des Halterahmens mit Ablaufdurchbrüchen versehen sein, die im in einem Flugzeug montierten Zustand der Dekompressionsvorrichtung die unteren Ecken des Halterahmens bilden. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Halterahmens kann Wasser, das sich in dem Halterahmen ansammelt auf einfache Art und Weise schwerkraftgetrieben aus dem Halterahmen abgeführt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Dekompressionssystem umfasst ein Bauteil, in dem eine Öffnung ausgebildet ist. Bei dem Bauteil handelt es sich vorzugsweise um ein Flugzeugbauteil, insbesondere ein Flugzeugbauteil, das zum Einsatz in einer Trennwand oder als Trennwand zwischen zwei zueinander benachbarten Flugzeugbereichen, in einem Zwischenboden oder als Zwischenboden des Flugzeugs oder im Bereich der Innenverkleidung des Flugzeugs vorgesehen ist. Im Bereich der in dem Bauteil ausgebildeten Öffnung ist eine oben beschriebene Dekompressionsvorrichtung mit dem Bauteil verbunden.
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Die Dekompressionsvorrichtung kann durch mindestens eine Montageeinrichtung an dem Bauteil befestigt sein, die das Basiselement des Halterahmens durchsetzt. Als Montageeinrichtung kann beispielsweise eine Schraube oder ein Niet zum Einsatz kommen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Dekompressionssystems durchsetzt die Montageeinrichtung auch das Rahmenelement, wodurch eine einzige Montageeinrichtung ausreicht, um sowohl den Halterahmen an dem Bauteil zu befestigen als auch für eine Verbindung des Rahmenelements mit dem Halterahmen und dem Bauteil zu sorgen. Es versteht sich, dass, je nach Bedarf, auch eine Mehrzahl von Montageeinrichtungen vorhanden sein kann.
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Vorzugsweise ist die Dekompressionsvorrichtung durch ein aus einem elektrisch leitfähigen Elastomermaterial bestehendes Kopplungselement mit dem Bauteil und dem gegebenenfalls ein Gitterelement umfassenden Rahmenelement gekoppelt, wobei das gegebenenfalls ein Gitterelement umfassende Rahmenelement vorzugsweise aus einem Metall besteht. Das Kopplungselement kann beispielsweise zwischen dem Rahmenelement und dem Bauteil oder dem Basiselement des Halterahmens und dem Bauteil angeordnet sein und dient dazu, einen elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen der Dekompressionsvorrichtung und dem Bauteil herzustellen. Dadurch können Systeme, insbesondere elektrische oder elektronische Komponenten, die im in einem Flugzeug montierten Zustand des Dekompressionssystems hinter dem Bauteil angeordnet sind, gegen elektromagnetische Interferenzen abgeschirmt werden. Das Kopplungselement kann beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Dichtungsmaterial bestehen. Beispielsweise kann ein Kopplungselement zum Einsatz kommen, das aus expandiertem Polytetrafluorethylen, gefüllt mit Metallpartikeln, insbesondere Nickelpartikeln gefertigt ist. Falls gewünscht, kann in dem Kopplungselement eine Öffnung ausgebildet sein, die von der Montageeinrichtung zur Befestigung der Dekompressionsvorrichtung an dem Bauteil durchsetzt wird.
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Das Bauteil und/oder die Komponenten der Dekompressionsvorrichtung, d. h. der Halterahmen, das Rahmenelement und/oder die Abdeckung kann/können mit einer Lackierung versehen sein, die eine NVG(Night Vision Goggles)-Kompatibilität des Dekompressionssystems gewährleistet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, von denen
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1 eine Frontansicht eines Dekompressionssystems zeigt,
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2 eine Rückansicht des Dekompressionssystems gemäß 1 zeigt,
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3 eine dreidimensionale Ansicht einer Frontseite des Dekompressionssystems gemäß 1 zeigt,
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4 eine dreidimensionale Ansicht einer Rückseite des Dekompressionssystems gemäß 1 zeigt,
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5 eine Detaildarstellung der Ansicht des Dekompressionssystems gemäß 3 zeigt,
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6 eine Detaildarstellung der Ansicht des Dekompressionssystems gemäß 4 zeigt,
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7 eine dreidimensionale Schnittansicht einer Montageeinrichtung des Dekompressionssystems zeigt und
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8 eine Schnittansicht der in 7 veranschaulichten Montageeinrichtung zeigt.
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In den Figuren ist ein Dekompressionssystem 10 veranschaulicht, das ein mit einer Öffnung 12 versehenes Bauteil 14 umfasst. Das Bauteil 14 ist ein paneelförmiges Flugzeuginnenausstattungsbauteil, das dazu vorgesehen ist, in einem Frachtraumbereich eines Flugszeugs in eine zwei zueinander benachbarte Bereiche des Flugzeugs voneinander trennende Trennwand integriert zu werden. In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Bauteil 14 als in Sandwichbauweise ausgeführte Akustikplatte ausgebildet und weist einen Kern sowie eine auf den Kern aufgebrachte Oberflächenschicht auf. Beispielsweise kann das Bauteil 14 ein Flächengewicht von ca. 1500 gr pro m2 aufweisen. Das Bauteil 14 kann jedoch auch einen monolithischen Aufbau aufweisen und/oder zum Einbau an anderer Stelle in einem Flugzeug vorgesehen sein.
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An dem Bauteil 14 ist im Bereich der in dem Bauteil 14 ausgebildeten Öffnung 12 eine Dekompressionsvorrichtung 16 befestigt. Die Dekompressionsvorrichtung 16 umfasst ein Rahmenelement 18 mit einer rechteckigen Grundform, die an die ebenfalls rechteckige Grundform der in dem Bauteil 14 ausgebildeten Öffnung 12 angepasst ist. In dem Rahmenelement 18 sind zwei Dekompressionsöffnungen 20a, 20b ausgebildet, die durch einen Steg 22 voneinander getrennt sind. Im Bereich der in dem Rahmenelement 18 ausgebildeten Dekompressionsöffnungen 20a, 20b ist jeweils ein Gitterelement 24a, 24b vorgesehen. Jedes Gitterelement 24a, 24b erstreckt sich über die gesamte Fläche einer Dekompressionsöffnung 20a, 20b. Die Gitterelemente 24a, 24b sind einstückig mit dem Rahmenelement 18 ausgebildet und weisen eine gefräste Netzstruktur mit einer Maschenweite von 10 × 10 mm bis 40 × 40 mm auf. Das Rahmenelement 18 kann beispielsweise 500 × 500 mm groß sein. Wenn das Rahmenelement 18 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und eine Dicke von ca. 1 mm aufweist, beträgt das Gewicht des Rahmenelements 18 ca. 300 gr.
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Ferner umfasst die Dekompressionsvorrichtung 16 eine Abdeckung 26. Die Abdeckung 26 besteht in dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel eines Dekompressionssystems 10 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial und ist ca. 0,3 mm dick. Wenn die Abmessungen der Abdeckung 26, wie gezeigt, an die Abmessungen des Rahmenelements 18 angepasst sind und ebenfalls ca. 500 × 500 mm betragen, liegt das Gewicht der Abdeckung 26 bei ca. 200 gr.
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Die Abdeckung 26 ist mittels einer Befestigungsvorrichtung 28 in einer in den Figuren veranschaulichten ersten Stellung an dem Rahmenelement 18 befestigt, in der die Abdeckung 26 die in dem Rahmenelement 18 ausgebildeten Dekompressionsöffnungen 20a, 20b verschließt. In ihrer ersten Stellung sorgt die Abdeckung 26 für eine 99%-ige Rauchdichtigkeit des Dekompressionssystems 10, d. h. die Abdeckung 26 verhindert in einem Brandfall den Durchtritt von Rauch durch die in dem Rahmenelement 18 ausgebildeten Dekompressionsöffnungen 20a, 20b. Die Befestigungsvorrichtung 28 umfasst sechs Haltelaschen 30, die jeweils einstückig mit der Abdeckung 26 ausgebildet und um den Umfang der, ebenso wie das Rahmenelement 18, rechteckig ausgebildeten Abdeckung 26 verteilt angeordnet sind. Jede Haltelasche 30 wird durch zwei in der Abdeckung ausgebildete Schnitte begrenzt, die sich von einem Umfangsrand der Abdeckung 26 in einem Winkel von ca. 90° von dem Umfangsrand der Abdeckung 26 in Richtung eines Innenbereichs der Abdeckung erstrecken. Jede Haltelasche 30 ist somit relativ zu dem Rest der Abdeckung 26 ”verfaltbar” oder schwenkbar.
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Die Befestigungsvorrichtung 28 umfasst ferner sechs Aufnahmevorrichtungen 32. Jede Aufnahmevorrichtung 32 ist dazu vorgesehen, sich mit einer Haltelasche 30 in Eingriff zu befinden, wenn sich die Abdeckung 26 in ihrer in den Figuren veranschaulichten ersten Stellung befindet. In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel eines Dekompressionssystems 10 wird jede Aufnahmevorrichtung 32 durch eine in dem Rahmenelement 18 ausgebildete schlitzförmige Öffnung gebildet, deren Größe so gewählt ist, dass eine Haltelasche 30 durch die schlitzförmige Öffnung hindurch gesteckt werden kann. Wenn sich die Abdeckung 26 in ihrer in den Figuren veranschaulichten ersten Stellung befindet, liegt die Abdeckung 26 somit auf einer ersten Oberfläche 34 des Rahmenelements 18 auf (siehe insbesondere 2 und 4). Die Haltelaschen 30 liegen dagegen an einer der ersten Oberfläche 34 des Rahmenelements 18 gegenüberliegenden zweiten Oberfläche 36 des Rahmenelements 18 an (siehe insbesondere 1 und 3).
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Die Abdeckung 26 ist ferner mittels einer Sicherungsvorrichtung 38 an dem Rahmenelement 18 gesichert. Die Sicherungsvorrichtung 38 umfasst zwei Niete 40a, 40b, die den Steg 22 des Rahmenelements 18 und die Abdeckung 26 durchsetzen und dadurch für eine Befestigung der Abdeckung 26 an dem Rahmenelement 18 sorgen.
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Schließlich umfasst die Dekompressionsvorrichtung 16 einen Halterahmen 42, der sich entlang des Umfangsrands des Rahmenelements 18 und der Abdeckung 26 erstreckt. Der Halterahmen 42 besteht, ebenso wie das Rahmenelement 18, aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und umfasst ein plattenförmiges Basiselement 44, das sich im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche des Bauteils 14 erstreckt (siehe insbesondere 7 und 8). Ferner umfasst der Halterahmen 42 ein Ansatzelement 46. Das Ansatzelement 46 erstreckt sich in einem Winkel von ca. 90° relativ zu dem Basiselement 44 entlang eines äußeren Umfangsrands des Basiselements 44. Das Basiselement 44 und das Ansatzelement 46 sind einstückig miteinander ausgeführt.
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Das Ansatzelement 46 dient dazu, an einer Oberfläche des Bauteils 14 herunterlaufendes Wasser daran zu hindern, in den durch die in dem Bauteil 14 ausgebildete Öffnung 12 definierten Bereich des Dekompressionssystems 10 einzudringen. Um eine ordnungsgemäße Abfuhr von im Bereich des Halterahmens 42 auftretenden Wasseransammlungen zu gewährleisten, ist das Ansatzelement 46, wie insbesondere in den 3 und 5 gezeigt, im Bereich zweier Ecken des Halterahmens 42 mit Ablaufdurchbrüchen 48 versehen. Im in einem Flugzeug montierten Zustand des Dekompressionssystems 10 bilden die Ecken des Halterahmens 42, in denen das Ansatzelement 46 mit Ablaufdurchbrüchen 48 versehen ist, die unteren Ecken des Halterahmens 42. Durch die Ablaufdurchbrüche 48 kann in dem Halterahmen 42 angesammeltes Wasser schwerkraftgetrieben aus dem Halterahmen 42 ablaufen.
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Die Dekompressionsvorrichtung 16 ist durch acht in Form von Schrauben/Mutter-Anordnungen ausgebildeten Montageeinrichtungen 50 an dem Bauteil 14 befestigt. Wie den 7 und 8 zu entnehmen ist, durchsetzt eine Schraube 51 einer jeden Montageeinrichtung 50 in dem Bauteil 14, dem Rahmenelement 18 sowie dem Halterahmen 42 ausgebildete Montageöffnungen und ist in einer entsprechenden Mutter 53 der Montageeinrichtung 50 verschraubt. Mittels der Montageeinrichtungen 50 können somit sowohl der Halterahmen 42 als auch das Rahmenelement 18 an dem Bauteil 14 befestigt werden.
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Wie aus 8 weiter ersichtlich wird, umfasst das Dekompressionssystem 10 ferner ein zwischen dem Rahmelement 18 und dem Bauteil 14 angeordnetes Kopplungselement 52, das für eine elektrisch leitfähige Kopplung der Dekompressionsvorrichtung 16 mit dem Bauteil 14 sorgt. Das Kopplungselement 52 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Elastomermaterial. Beispielsweise kann mit Nickelpartikeln oder anderen metallischen Partikeln gefülltes expandiertes Polytetrafluorethylen zur Herstellung des Kopplungselements 52 verwendet werden. Das Kopplungselement 52 ist, ebenso wie das Bauteil 14, das Rahmenelement 18 und der Halterahmen 42, mit einer Montageöffnung versehen und kann daher, ebenso wie das Bauteil 14, das Rahmenelement 18 und der Halterahmen 42, von den Montageeinrichtungen 50 durchsetzt werden. Das Kopplungselement 52 sorgt gemeinsam mit dem einstückig mit den Gitterelementen 24a, 24b ausgebildeten metallischen Rahmenelement 18 für eine Abschirmung von hinter dem Dekompressionssystem 10 angeordneten Systemen vor elektromagnetischen Interferenzen.
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Schließlich sind das Bauteil 14, das Rahmelement 18 und der Halterahmen 42 mit einer geeigneten Lackschicht versehen, die die NVG-Kompatibilität des Dekompressionssystems 10 sicherstellt.
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Insgesamt umfasst das Dekompressionssystem 10 in dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ein Bauteil 14, dessen Abmessungen (Breite × Länge × Dicke) 400 mm × 650 mm × 15 mm betragen. Ferner stellt das Dekompressionssystem 10 eine Dekompressionsfläche, d. h. eine in einem Dekompressionsfall für einen Druckausgleich zur Verfügung stehende Fläche von 0,16 m2 bereit. Wenn man von einem Gesamtgewicht für die Sicherungsvorrichtung 38 und die Montageeinrichtungen 50 von ca. 100 g ausgeht, hat die eine Dekompressionsfläche von ca. 0,16 m2 bereitstellende Dekompressionsvorrichtung 16 ein Gesamtgewicht von ca. 800 g. Das Dekompressionssystem 10 hat daher im Vergleich zu einem nicht mit einer Dekompressionsvorrichtung 16 ausgestatteten Bauteil ein lediglich geringes Mehrgewicht.
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Im Normalbetrieb des Flugzeugs, d. h. dann wenn in durch das Bauteil 14 voneinander getrennten Flugzeugbereichen im Wesentlichen der gleiche Druck vorherrscht, befindet sich das Dekompressionssystem 10 in dem in den Figuren veranschaulichten Betriebszustand, d. h. die Abdeckung 26 befindet sich in ihrer ersten Stellung, in der sie die in dem Rahmenelement 18 ausgebildeten Dekompressionsöffnungen 20a, 20b verschließt. Die Abdeckung 26 wird in ihrer ersten Stellung gehalten, solange sich die Haltelaschen 30 mit den Aufnahmevorrichtungen 32 in Eingriff befinden, d. h. solange die Haltelaschen 30 in die die Aufnahmevorrichtungen 32 bildenden schlitzförmigen Aufnahmeöffnungen in dem Rahmenelement 18 eingeschoben sind.
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Wenn auf die zweite Oberfläche 36 des Rahmenelements 18 und folglich die dem Rahmenelement 18 zugewandte, d. h. die auf der ersten Oberfläche 34 des Rahmenelements 18 aufliegende Oberfläche der Abdeckung 26 ein Druck wirkt, der um einen vorbestimmten Betrag größer ist als der auf die von dem Rahmenelement 18 abgewandte Oberfläche der Abdeckung 26 wirkende Druck, führt die auf die dem Rahmenelement 18 zugewandte Oberfläche der Abdeckung 26 wirkende Druckkraft FD (siehe 3 und 4) dazu, dass sich die Haltelaschen 30 aus ihrer in die Aufnahmevorrichtungen 32 eingesteckten Position lösen. Infolgedessen wird die Abdeckung 26 relativ zu dem Rahmenelement 18 in Richtung der auf die Abdeckung 26 wirkenden Druckkraft FD ”verklappt”. D. h., sobald die Haltelaschen 30 und ihre zugehörigen Aufnahmevorrichtungen 32 außer Eingriff gelangt und die Haltelaschen 30 nicht länger in die Aufnahmevorrichtungen 32 eingesteckt sind, bewegt sich die Abdeckung 26 in eine relativ zu dem Rahmenelement 18 ”verklappte” zweite Stellung. Wenn sich die Abdeckung 26 in ihrer zweiten Stellung befindet, gibt sie die in dem Rahmenelement 18 ausgebildeten Dekompressionsöffnungen 20a, 20b soweit frei, dass durch die Dekompressionsöffnungen 20a, 20b ein Druckausgleich zwischen den durch das Bauteil 14 voneinander getrennten Flugzeugbereichen möglich ist.
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Die Druckdifferenz, die erforderlich ist, um die Haltelaschen 30 von ihren zugehörigen Aufnahmevorrichtungen 32 außer Eingriff zu bringen, kann durch entsprechende Dimensionierung der Abdeckung 26 und folglich der Haltelaschen 30, eine geeignete Materialwahl für die Abdeckung 26 und die Gestaltung der Aufnahmevorrichtungen 32 beeinflusst werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem die Abdeckung 26 aus glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial besteht und die Dicke von ungefähr 0,3 mm aufweist, beträgt der Differenzdruck, der auf die Abdeckung 26 wirken muss, um die Haltelaschen 30 aus ihrer Einsteckposition in den Aufnahmevorrichtungen 32 zu lösen ca. 10 hPa. Das Dekompressionssystem 10 ermöglicht somit bereits bei geringen auf das Bauteil 14 wirkenden Differenzdrücken einen Druckausgleich zwischen den durch das Bauteil 14 voneinander getrennten Flugzeugbereichen. Durch einen Differenzdruck auf das Bauteil 14 wirkende Lasten können somit minimiert werden.
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Auch dann, wenn die Abdeckung 26, wie oben beschrieben, in Folge eines auf die Abdeckung 26 wirkenden Differenzdrucks aus ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung bewegt wird, wird die Abdeckung 26 durch die Sicherungsvorrichtung 38 an dem Rahmenelement 18 gehalten, d. h. die Sicherungsvorrichtung 38 verhindert, dass sich die Abdeckung 28 unkontrolliert von dem Rahmenelement 18 löst. Da die Sicherungsvorrichtung 38 die Abdeckung 26 im Bereich des Stegs 22 an dem Rahmenelement 18 befestigt, führt ein auf die Abdeckung 26 wirkender Differenzdruck zu einer ”Klappbewegung”, der beidseitig von dem Steg 22 angeordneten Abschnitte der Abdeckung 26 relativ zu dem Rahmenelement 18 in Richtung der auf die Abdeckung 26 wirkenden Druckkraft FD, wobei eine sich zwischen den Nieten 40a, 40b der Sicherungsvorrichtung 38 erstreckende gedachte Linie eine Art ”Klappachse” für die ”Klappbewegung” der beiderseits des Stegs 22 positionierten Abschnitte der Abdeckung 26 bildet.
