DE102012100655A1 - Elektrogehäuse für Flugzeuge - Google Patents

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Abstract

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Gehäuse (100) zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug bereit. Das Gehäuse (100) weist ein oder mehrere Rahmenelemente (110) auf, die einen umschlossenen Raum (150) zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel definieren. Das Gehäuse (100) weist auch mindestens eine Stromsammelschiene (130) für die Bereitstellung von elektrischem Strom für die elektrischen Betriebsmittel auf. Mindestens eine Stromsammelschiene (130) ist so gestaltet, dass sie für das Gehäuse (100) eine konstruktive Stützfunktion erfüllt. Durch die Bereitstellung eines Gehäuses (100), in dem die Sammelschfür das Gehäuse (100) erfüllt, ermöglichen verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines gewichtsreduzierten Elektrogehäuses (100) in einem Flugzeug. Derartige Gehäuse (100) können auch einfacher und schneller gefertigt werden als herkömmliche Gehäuse, da sie gegebenenfalls während ihres Fertigungs- und Montagevorgangs in geringerem Maße die Verwendung von Bolzen, Nieten usw. erfordern.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Elektrogehäuse für Flugzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Gehäuse zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug, in dem eine Stromsammelschiene dazu dient, Strom für die elektrischen Betriebsmittel bereitzustellen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Elektrogehäuse zum Schutz von Stromverteilungssystemen vor Verunreinigungen aus der Umwelt und zum Schutz von Personen vor tödlichen elektrischen Schlägen sind allgemein bekannt [1, 2, 3]. Einige dieser Systeme können Verbundwerkstoffe verwenden, sie können z. B. aus Faserverbundwerkstoffen und verstärkenden Glasfasern hergestellt, um isolierende Teile bereitzustellen [4]. Ferner ist auch die Verwendung von Verbundwerkstoffen zur Bereitstellung vollständiger Gehäuse für verschiedene Stromverteilungseinrichtungen bekannt [5].
  • Während jedoch zahlreiche Gehäuse zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel im häuslichen Bereich bekannt sind, werden für die Bereitstellung von Gehäusen zur Verwendung in Flugzeugen strenge technische Anforderungen an diese Gehäuse auferlegt, insbesondere, wenn sie zur Unterbringung von primären Stromverteilungseinrichtungen dienen (zum Beispiel von der Art, die eine 415-Volt-Drehstromversorgung bereitstellt). Diese technischen Anforderungen können von verschiedenen Luftfahrtbehörden auferlegt werden und/oder unter dem Gesichtspunkt der Fertigung wünschenswert sein [6, 7].
  • Herkömmliche Gehäuse, die die Anforderungen der verschiedenen Luftfahrtbehörden an Isolierung, Abschirmung, Schwingungen, Stoßfestigkeit, Brandschutz, Kühlung usw. erfüllen, können zum Beispiel wegen der zusätzlichen konstruktiven Stützelemente, die zur Herstellung eines solchen Gehäuses benötigt werden, schwer sein.
  • Eine Verringerung des Gewichts bei einem Gehäuse zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug wäre daher offenkundig wünschenswert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist daher unter Berücksichtigung der oben genannten Beeinträchtigungen in Verbindung mit Gehäusen für elektrische Betriebsmittel bei Verwendung in einem Flugzeug entworfen worden.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher ein Gehäuse zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug bereitgestellt. Das Gehäuse weist ein oder mehrere Rahmenelemente auf, die einen umschlossenen Raum zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel definieren. Das Gehäuse weist auch mindestens eine Stromsammelschiene zur Bereitstellung von elektrischem Strom für die elektrischen Betriebsmittel auf. Mindestens eine Stromsammelschiene ist so gestaltet, dass sie für das Gehäuse eine konstruktive Stützfunktion erfüllt.
  • Durch die Bereitstellung eines Gehäuses, in dem die Sammelschiene selbst eine konstruktive Stützfunktion für das Gehäuse erfüllt, ermöglichen verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines gewichtsreduzierten Elektrogehäuses in einem Flugzeug. Zudem können derartige Gehäuse auch einfacher und schneller gefertigt werden als herkömmliche Gehäuse, da sie gegebenenfalls während des Fertigungs- und Montagevorgangs in geringerem Maße die Verwendung von Bolzen, Nieten usw. erfordern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, auf denen:
  • 1 eine Rückansicht eines herkömmlichen Elektrogehäuses für Flugzeuge zeigt;
  • 2 eine Rückansicht eines Gehäuses zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 3 eine Drehstrom-Sammelschiene zur Verwendung in dem Gehäuse von 2 zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • 1 zeigt eine Rückansicht eines herkömmlichen Flugzeug-Elektrogehäuses 10. Das Elektrogehäuse 10 umfasst eine Aluminiumeinfassung 20, die einen umschlossenen Raum 50 definiert. Eine Aluminiumgrundplatte 40 ist an der Einfassung 20 befestigt und trägt im Wesentlichen E-förmige Sammelschienen 30 aus Kupfer. Die Sammelschienen 30 sind elektrisch mit einer (nicht gezeigten) externen Stromversorgungseinheit verbunden und dienen dazu, elektrische Energie für die (nicht gezeigten) elektrischen Bauteile bereitzustellen, die in dem umschlossenen Raum 50 untergebracht sind.
  • Die elektrischen Bauteile können auch an die Grundplatte 40 angebaut werden, was dem Flugzeug-Elektrogehäuse 10 zusätzlichen mechanischen Halt bietet. Weiteren mechanischen Halt für das Flugzeug-Elektrogehäuse bietet eine quer ausgerichtete Verstärkungsschiene 80. Das Flugzeug-Elektrogehäuse 10 umfasst zusätzlich vier Befestigungswinkel 60 zum Befestigen des montierten Flugzeug-Elektrogehäuses 10 an einem (nicht gezeigten) Flugzeugrumpf.
  • 2 zeigt eine Rückansicht eines Gehäuses 100 zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse 100 weist vier Rahmenelemente 110 auf, die als einander jeweils gegenüberliegende, parallele Paare von Rahmenelementen 110 vorgesehen sind, die zusammen einen umschlossenen Raum 150 mit einer im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsform definieren. Eine zusätzliche (nicht gezeigte) Frontplatte kann ebenfalls vorgesehen werden, um den Zugang zu dem umschlossenen Raum 150 zu verhindern, nachdem das Gehäuse 100 in ein Flugzeug eingebaut ist.
  • Verschiedene elektrische Betriebsmittel, wie zum Beispiel (nicht gezeigte) elektromechanische Hochleistungsschalter, können in dem umschlossenen Raum 150 untergebracht werden. Diese elektrischen Betriebsmittel können zum Beispiel auf eine wahlweise bereitgestellte (nicht gezeigte) Grundplatte montiert werden.
  • Innerhalb des umschlossenen Raums 150 wird auch eine Aluminiumsammelschiene 130 bereitgestellt. Die Sammelschiene 130 ist eine Drehstrom-Sammelschiene (siehe zum Beispiel weiter unten 3), die zwischen einem Paar einander gegenüberliegender Randelemente 110 an den jeweiligen Anschlussstellen 132 zwischen Rahmenelement und Sammelschiene verbunden wird. Eine solche Konfiguration verleiht dem Gehäuse 100 eine verbesserte mechanische Festigkeit und Steifigkeit, ohne dass dafür zusätzliche tragende Bauteile bereitgestellt zu werden brauchen. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines relativ leichten Gehäuses 100, insbesondere bei Verwendung mit einer Sammelschiene aus Aluminium (oder einem anderen leichten leitenden Material) und einem oder mehreren Randelementen 110, die unter Verwendung von Verbundwerkstoffen hergestellt werden. Zum Beispiel können ein oder mehrere Randelemente 110 unter Verwendung von Kohlenstofffaser, Glasfaser, Harzen usw. aufgebaut sein. Diese Verbundwerkstoffe können auch mit einem oder mehreren leitenden Elementen (z. B. Drahtgittern, Metallpartikeln usw.) versehen sein, um eine elektromagnetische (EMV-)Abschirmung innerhalb des umschlossenen Raums 150 bereitzustellen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen wird das Gehäuse 100 zum Verteilen des Primärstroms in einem Flugzeug genutzt. Die Randelemente 110 können so gestaltet werden, dass eine leichte, kompakte Bauweise mit natürlicher Konvektionskühlung bereitgestellt wird, welche die Bauteile physikalisch und elektrisch vor mechanischer Belastung und elektrostatischer Entladung schützt, um eine Reihe von Umgebungsbedingungen zu erfüllen, wie sie zum Beispiel in DO160E [6] genannt sind. Zum Beispiel kann das jeweilige der Randelemente verschiedene untere Lüftungsöffnungen 112, obere Lüftungsöffnungen 114 und/oder seitliche Lüftungsöffnungen 116 aufweisen, um ein vorab festgelegtes Luftströmungsmuster bereitzustellen, das für Kühlung innerhalb des Gehäuses 100 sorgt. Durch bestimmte dieser Lüftungsöffnungen 112, 114, 116 können auch Verdrahtung und externe Anschlüsse bereitgestellt werden. Mehrere oder alle dieser Lüftungsöffnungen 112, 114, 116 können zusätzlich vergittert sein, um das Eindringen von Fremdkörpern in das Gehäuse 100 verhindern zu helfen.
  • In einer vom Anmelder gebauten und geprüften Ausführungsform wurde das Potenzial für die Verwendung von Verbund-Randelementen für die Primärstromverteilung untersucht. Die großen Mengen an Bauteilen, die in einem Flugzeug in Gehäuse eingebaut werden müssen, boten sich für die Verwendung vorimprägnierter Werkstoffe („Prepregs”) und einen manuellen Lagenaufbau an. Durch die Verwendung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen in der Ausführung der Rahmenelemente wurde eine leichte Struktur in Schalenbauweise (Monocoque-Bauweise) erzielt, die untersucht wurde, um die Machbarkeit der Ersetzung von durch Umformen gefertigten, spanend bearbeiteten und zusammengenieteten Aluminiumbauteilen zu prüfen.
  • Die Rahmenelemente 110 wurden unter Verwendung vorimprägnierter Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe aus dem von Advanced Composite Group Limited gelieferten Sortiment MTM® zusammengebaut [8]. Ein faserverstärkter Verbundwerkstoff ist ein Struktursystem, bei dem eine Matrix aus einer Werkstoffart durch eine aus Fasern bestehende Form eines anderen Werkstoffs verstärkt wird, wobei in diesem Fall die beiden Bestandteile Epoxidharz und Kohlenstofffaser sind.
  • Der ausgewählte Verbundwerkstoff MTM® 46 hatte eine Leistungseinstufung im mittleren Bereich und wurde bei einer relativ niedrigen Temperatur (80°C) ausgehärtet, ohne dass hierfür ein Autoklav benötigt wurde. Der Werkstoff MTM® 46 wurde speziell für die Herstellung hochwertiger Laminate in einem Niederdruckverfahren entwickelt. In dieser spezifischen Ausführungsform wird zwar dieser besondere Werkstoff verwendet, im Allgemeinen kann die Prepreg-Zusammensetzung jedoch für eine maßgeschneiderte mechanische und thermische Leistung optimiert werden, wobei, sofern gewünscht, ein hoher Fasergehalt innerhalb der Matrix erreichbar ist.
  • Zur Herstellung der Verbund-Randelemente 110 wurde das Prepreg-Material von Hand lagenweise in die Oberfläche einer Hohlform eingelegt, in einem Vakuumsack entlüftet und danach auf 120°C erwärmt. Dadurch konnte das Harz anfangs verfließen und schließlich aushärten. Das Harz war bei Umgebungstemperaturen nahezu fest, und das Prepreg fühlte sich leicht feucht/klebrig an, was beim Aufbauen der Lagen in der Form half.
  • Der Lagenaufbau bestand aus sieben Prepreg-Lagen, wobei jede Lage gegenüber der benachbarten Lage in einem Winkel von 45° ausgerichtet war. Für hochfeste Anwendungen kann die Faserausrichtung so gestaltet werden, dass sie eine hohe, auf die Belastungsbedingungen abgestimmte Festigkeit bietet. Die Dichte der Rahmenelemente 110 mit einem typischen Faservolumen von 50% lag bei rund 1,51 Gramm/Kubikmeter (wobei die Dichte der Fasern 1,77 Gramm/Kubikmeter und die Dichte des Harzes 1,25 Gramm/Kubikmeter betrug).
  • Die Rahmenelemente 110 dienten zur Bereitstellung eines Gehäuses 100 mit einem umschlossenen Raum 150 mit einem Höhenmaß (das im Wesentlichen der längsten Abmessung der Sammelschiene 130 entsprach) von 30 Zoll (etwa 75 cm), einem Breitenmaß von 20 Zoll (etwa 50 cm) und einem Tiefenmaß (definiert entlang einer Achse senkrecht zu der die Sammelschiene 130 enthaltenden Ebene) von 10 Zoll (etwa 25 cm).
  • 3 zeigt eine Drehstrom-Sammelschiene 130 zur Verwendung in dem in 2 gezeigten Gehäuse 100. Die tatsächlich angefertigte Sammelschiene 130 ist eine Hochleistungs-Sammelschiene, die für den Einsatz zur Verteilung von Primär-Hochspannungs(HS)-Strom in einem Flugzeug bestimmt ist.
  • Die Sammelschiene 130 wird unter Verwendung eines ersten Leiters 136, eines zweiten Leiters 138 und eines dritten Leiters 140 gebildet, die in einer gestapelten Anordnung bereitgestellt werden. Die jeweiligen Leiter 136, 138, 140 sind dafür vorgesehen, die jeweiligen Stromphasen einer (nicht gezeigten) Drehstromversorgung mit Dreieckschaltung zu verteilen. Die Sammelschiene 130 bietet, wenn sie in das Gehäuse 100 eingebaut wird, zusätzlich eine mechanische Verstärkung.
  • Der erste Leiter 136, zweite Leiter 138 und dritte Leiter 140 werden hergestellt, indem die jeweiligen Aluminiumausschnitte mit Pulver beschichtet und gebrannt werden, sodass sich auf ihnen eine isolierende Beschichtung bildet. Zwischen die pulverbeschichteten Leiter 136, 138, 140 werden anschließend durch Haftung befestigte, in Wärme aushärtende DELMAR-Glasfaserfolien (nicht gezeigt) geschoben und schichtweise zusammengefügt (siehe zum Beispiel [9]). Wahlweise oder alternativ kann die Sammelschiene 130 mit (nicht gezeigten) Haltebolzen so gesichert werden, dass die Leiter 136, 138, 140 im Verhältnis zueinander räumlich fixiert bleiben. Dadurch, dass die Leiter 136, 138, 140 pulverbeschichtet und zum Beispiel mittels Glimmer-, Glasfaser- oder anderen elektrisch isolierenden Folien getrennt werden, wird eine doppelt isolierte Sammelschienenanordnung bereitgestellt.
  • Der erste Leiter 136 und der dritte Leiter 140 sind mit durchgehenden Bohrungen 134 an jedem ihrer Enden versehen. Der zweite Leiter 138 ist so bemessen, dass kein Teil von ihm zwischen den durchgehenden Bohrungen 134 des ersten Leiters 136 und des dritten Leiters 140 liegt, wenn diese in der endmontierten Sammelschiene 130 ausgerichtet sind. Diese Anordnung stellt somit an jedem Ende der Sammelschiene 130 eine jeweilige Aussparung 144 bereit, in die eine jeweilige, an jeweils gegenüberliegenden Randelementen 110 gebildete Lippe 146 eingeschoben werden kann. Diese Lippen 146 können selbst mit durchgehenden Bohrungen versehen werden, die mit den jeweiligen durchgehenden Bohrungen 134 des ersten Leiters 136 und des dritten Leiters 140 so ausgerichtet werden, dass sie einen Kanal bilden, durch den die (nicht gezeigten) jeweiligen Schrauben hindurchgeführt werden können. Die Kanäle können mit darin angeordneten (nicht gezeigten) jeweiligen isolierenden Durchführungen versehen sein, und die Bolzen können an ihrem Einbauort mittels (nicht gezeigter) jeweiliger Muttern fixiert werden, um die Anschlussstellen 132 zwischen Rahmenelement und Sammelschiene für das Gehäuse 100 bereitzustellen. In dieser Konfiguration stoßen die Enden des zweiten Leiters 138, die den durchgehenden Bohrungen 134 am nächsten liegen, vorzugsweise stumpf so an die jeweiligen Lippen 146, dass sie einen zusätzlichen mechanischen Halt bieten.
  • An jedem jeweiligen Leiter 136, 138, 140 sind auch verschiedene Querarme 142 vorgesehen. Diese sind vorzugsweise senkrecht in Stufen zwischen jedem Leiter 136, 138, 140 so angeordnet, dass an die verschiedenen Stromphasen verschiedene elektrische Bauteile angeschlossen werden können, ohne dass eine komplexe Verdrahtung benötigt wird und gleichzeitig eine größtmögliche räumliche Trennung zwischen der für jede Stromphase benötigten Verdrahtung gewahrt bleibt. Dies trägt auf diese Weise dazu bei, die Möglichkeit zu minimieren, dass etwaige Verdrahtungsfehler zu einem Kurzschluss zwischen den elektrischen Stromphasen führen.
  • Sammelschienen 130 können aus einer Vielzahl leitender Materialien, beispielsweise Kupfer, hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch Aluminium verwendet, weil zwar (beispielsweise im Vergleich zu Kupfer) ein größeres Volumen an Material benötigt wird, der Anmelder jedoch festgestellt hat, dass bei Bereitstellung einer gleichen Nennleistung damit insgesamt eine Gewichtsreduzierung erreicht wird. Gleichwohl kann Kupfer als Leiter weiterhin zur Verwendung in kleineren Gehäusen bevorzugt werden, in denen Platzerfordernisse ein vorrangiger Faktor sind.
  • Vergleich der Ausführungsform des Anmelders mit herkömmlichen Gehäusen
  • Gefertigt wurde ein Gehäuse unter Verwendung von Verbundwerkstoffen [8, 9] und einer Aluminiumsammelschiene, wie oben beschrieben. Dies wurde mit einem herkömmlichen Gehäuse verglichen, das gleiche Abmessungen aufwies und in dem eine Kupfersammelschiene verwendet wurde, siehe zum Beispiel 1. Beide Bauweisen erfüllten die Anforderungen von DO160E, DO254 und ANSI C37.20 [6, 7].
  • Das herkömmliche Gehäuse wog 11 kg, im Vergleich zu der Ausführungsform, die nur 3,6 kg wog. Da typischerweise drei derartige Gehäuse in einem beliebigen Flugzeug verwendet werden können, kann die Verwendung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglicherweise 22,2 kg oder mehr pro Flugzeug sparen. Dies ist offenkundig sowohl unter dem Gesichtspunkt der Treibstoffeffizienz als auch der Emissionsreduzierung vorteilhaft, insbesondere bei einer Betrachtung über eine lange Betriebslebensdauer eines Flugzeugs.
  • Zusätzlich weisen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine im Vergleich zu herkömmlichen Elektrogehäusen für Flugzeuge vereinfachte Konstruktion auf. Ferner kann die Fertigung der Gehäuse beschleunigt werden, da die Notwendigkeit, verschiedene Bauteile zu bohren, Nieten anzubringen, Teile zusammenzuschrauben usw., verringert ist. Die vereinfachte Konstruktion bestimmter Gehäuse-Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist daher schneller herzustellen und ist zudem leichter als herkömmliche Gehäuse.
  • Für die Fachleute wird auch ersichtlich sein, dass zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden können. Zum Beispiel könnten Rahmenelemente als eine einzige integrierte Struktur statt als eine Vielzahl miteinander verbundener, einzelner Rahmenelemente vorgesehen werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Gehäuse eine Monocoque- oder Semimonocoque-Bauweise aufweisen. Es können verschiedene mechanische Verstärkungsanordnungen von Sammelschiene und Gehäuse vorgesehen werden.
  • Die Sammelschiene kann auch unter Verwendung einer Vielzahl elektrisch getrennter, elektrisch leitender Elemente gebildet werden oder könnte ein einphasiges leitendes Element aufweisen. Diese Sammelschienen können, sofern gewünscht, ganz oder teilweise in mindestens eines der Rahmenelemente eingebettet sein, um dem Gehäuse zusätzlichen mechanischen Halt zu verleihen. Obzwar die Ausführungsformen einer Sammelschiene unter Bezugnahme auf eine Drehstrom-Sammelschiene beschrieben wurden, die drei gestapelte, plattenförmige, im Allgemeinen flache/planare Schienen aufweist, welche im Allgemeinen in einer Ebene verlaufen und durch ein isolierendes Material getrennt sind, sind darüber hinaus verschiedene alternative Anordnungen möglich. Zum Beispiel können Einphasen-Sammelschienen verwendet werden, die eine Vielzahl von Formen aufweisen (z. B. stabförmig, planar, usw.). Diese Sammelschienen können entsprechend den gegebenenfalls hohen Leistungsanforderungen für das Gehäuse ausgewählt und gestaltet werden. Möglich ist die Bereitstellung von Sammelschienen für hohe Spannung, hohes Potential und/oder hohen Strom, die z. B. einen Wechsel- und/oder Gleichstrom mit > 100 V, > 30 A, > 3 kW, > 5 kW, > 10 kW usw. liefern. Zum Beispiel können verschiedene Versorgungen mit Drehstrom-Konfigurationen mit Stern- oder Dreieckschaltung, Drei-Phasen-Wechselstrom mit 415 V/400 A pro Phase, drei Phasen mit 270 V, eine Phase mit 270 oder 450 V Wechselstrom, 270 V Gleichstrom usw. verwendet werden.
  • Obzwar Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit Verbundwerkstoffen beschrieben wurden, wäre für die Fachleute darüber hinaus ersichtlich, dass auch traditionelle Fertigungsmethoden verwendet werden können, beispielsweise zur Herstellung von Standardgehäusen für die Primärstromverteilung, die aus einem Aluminiumblechgehäuse bestehen, das mit maschinell bearbeiteten Winkeln verstärkt wird. Solche Gehäuse können bereitgestellt werden, um die Vorteile zu nutzen, die in den fertigungstechnischen Eigenschaften dieser Werkstoffe liegen, wie zum Beispiel mechanische Festigkeit, Wärmeleiteigenschafen, EMV-Eigenschaften usw. Darüber hinaus könnten auch verschiedene Werkstoffe mit verringerter Legierungsdichte (z. B. Sinterwerkstoffe) und/oder neuartigen strukturellen Konzepten verwendet werden, um Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Gehäuse 100 zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug bereit. Das Gehäuse 100 weist ein oder mehrere Rahmenelemente 110 auf, die einen umschlossenen Raum 150 zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel definieren. Das Gehäuse 100 weist auch mindestens eine Stromsammelschiene 130 für die Bereitstellung von elektrischem Strom für die elektrischen Betriebsmittel auf. Die mindestens eine Sammelschiene 130 ist so aufgebaut, dass sie eine konstruktive Stützfunktion für das Gehäuse 100 erfüllt. Durch die Bereitstellung eines Gehäuses 100, in dem die Sammelschiene 130 selbst eine konstruktive Stützfunktion für das Gehäuse 100 erfüllt, ermöglichen verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines gewichtsreduzierten Elektrogehäuses 100 in einem Flugzeug. Derartige Gehäuse 100 können auch einfacher und schneller gefertigt werden als herkömmliche Gehäuse, da sie gegebenenfalls während ihres Fertigungs- und Montagevorgangs in geringerem Maße die Verwendung von Bolzen, Nieten usw. erfordern.
  • Zitierte Patent- und Nicht-Patentliteratur:
    • 1. US 2,766,405 (Edmunds)
    • 2. US 3,761,780 (Plummer)
    • 3. US 5,811,734 (Ponsioen)
    • 4. US 2008/0100993 (Muller)
    • 5. US 2007/0053142 (Allen)
    • 6. Anforderungen der Norm DO160E über Schwingungen von Rahmenelementen und thermische Aspekte und Norm DO254 über Leitlinien für die Sicherung der Auslegung von Elektronik-Hardware in Flugzeugen, beide verfügbar unter http://www.rtca.org/downloads/DEC%202004%20-%2005-01-06.htm
    • 7. Norm ANSI C37.20 über thermische Aspekte von Sammelschienen, verfügbar unter http://webstore.ansi.org/RecordDetail.aspx?sku=ANSI/IEEE%20C37.20.1-2002
    • 8. Advanced Composites Group Limited, Composites House, Sinclair Close, Heanor, Derbyshire DE75 7SP, Großbritannien, http://www.advanced-composites.co.uk
    • 9. Laminat in Qualität UTR, erhältlich bei Röchling Glastic® Composites, 4321 Glenridge Road, Cleveland, Ohio, OH 44121, USA, www.glastic.com
  • Soweit zulässig, wird der Inhalt der oben genannten zitierten Literatur hiermit durch Verweisung vollständig in diese Patentanmeldung aufgenommen.
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • DO160E [0018]
    • DO160E [0031]
    • DO254 [0031]
    • ANSI C37.20 [0031]

Claims (11)

  1. Gehäuse zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug, wobei das Gehäuse ein oder mehrere Rahmenelemente aufweist, die einen umschlossenen Raum zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel definieren, und wobei das Gehäuse weiterhin mindestens eine Stromsammelschiene für die Bereitstellung von elektrischem Strom für die elektrischen Betriebsmittel aufweist, wobei die mindestens eine Stromsammelschiene weiterhin so aufgebaut ist, dass sie eine konstruktive Stützfunktion für das Gehäuse erfüllt.
  2. Gehäuse nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Rahmenelemente aus einem Verbundwerkstoff besteht bzw. bestehen.
  3. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Stromsammelschiene eines oder mehrere [der Materialien] Kupfer und Aluminium aufweist.
  4. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sammelschiene eine Hochleistungssammelschiene ist.
  5. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sammelschiene eine Drehstrom-Sammelschiene ist.
  6. Gehäuse nach Anspruch 5, wobei die Drehstrom-Sammelschiene drei durch isolierende Materialien getrennte, plattenförmige Schienen aufweist.
  7. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der umschlossene Raum ein Höhenmaß von ungefähr 50 cm bis ungefähr 150 cm, ein Breitenmaß von ungefähr 40 cm bis ungefähr 150 cm und ein Tiefenmaß von ungefähr 10 cm bis ungefähr 50 cm aufweist.
  8. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der Rahmenelemente ein oder mehrere leitende Elemente aufweist, sodass eine elektromagnetische (EMV-)Abschirmung innerhalb des umschlossenen Raums bereitgestellt wird.
  9. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der Rahmenelemente eine Monocoque- oder Semimonocoque-Bauweise aufweist.
  10. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Sammelschiene ganz oder teilweise in mindestens eines der Rahmenelemente eingebettet ist.
  11. Gehäuse zur Unterbringung elektrischer Betriebsmittel in einem Flugzeug, im Wesentlichen wie zuvor im vorliegenden Patent in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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