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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Bauteil zum Halten oder Stützen einer Komponente in einem Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Flugzeug, in dem ein derartiges Bauteil verwendet wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Je nach Funktion werden mitunter sehr hohe Anforderungen an Bauteile in Fahrzeugen gestellt. Insbesondere muss stets eine im Rahmen der für das Fahrzeug einschlägigen Zulassungsvoraussetzungen geforderte Zuverlässigkeit des Fahrzeugs sichergestellt sein. Zur Ermittlung und/oder Beeinflussung der Zuverlässigkeit sind unterschiedliche Kriterien maßgeblich. Mechanische Komponenten müssen neben anderen Bedingungen etwa eine für eine geplante Einsatzdauer ausreichende Dauerfestigkeit aufweisen. Diese kann durch geometrische Abmessungen, Materialauswahl und andere Maßnahmen sichergestellt sein. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn etwaige Unregelmäßigkeiten in einem Bauteil nicht zu einem Riss oder einem Bruch führen, der durch das Bauteil wandert und dieses schließlich zumindest bereichsweise beschädigt und dessen Funktion gefährdet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Bauteil zum Halten oder Stützen einer Komponente in einem Fahrzeug vorzuschlagen, wobei das Bauteil eine hohe Dauerfestigkeit, eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen rissinduzierte Brüche und eine besonders hohe Zuverlässigkeit für den Einsatz insbesondere in von Vibrationen beeinflussten Bereichen aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Es wird ein Bauteil zum Halten oder Stützen einer Komponente in einem Fahrzeug vorgeschlagen, das Bauteil aufweisend mindestens einen lastübertragenden Bauteilabschnitt, dessen Form durch einen Hüllkörper gebildet ist, der eine Gruppe mehrerer separater, zumindest bereichsweise parallel zueinander angeordneter Segmente des Bauteils umgibt, wobei sich die Segmente gemeinsam entlang mindestens einer Kraftübertragungsrichtung erstrecken, und wobei Grenzflächen der Segmente zu Grenzflächen benachbarter Segmente und zu dem Hüllkörper einen Spalt einschließen.
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Das vorgeschlagene Bauteil weicht objektiv von außen bevorzugt nicht von herkömmlich gestalteten Bauteilen ab. Es wird allerdings eine völlig andere Bauweise realisiert, die von einer herkömmlichen Bauweise deutlich abweicht. Durch das Aufteilen eines Abschnitts in mehrere Segmente, die einen Spalt zu benachbarten Segmenten ausbilden, können mehrere parallele Lastpfade ausgebildet werden, welche gemeinsam die zu übertragenden Lasten durch den Bauteilabschnitt leiten. Zum Schutz der einzelnen Segmente vor Verschmutzung, Feuchtigkeit und mechanischer Beschädigung durch quer zu den Lastpfaden einwirkende Kraft besonders bei der Montage sind die einzelnen Segmente durch den Hüllkörper umgeben, welcher die äußere Form des Bauteils definiert. Folglich ist eine Innenstruktur des betreffenden Bauteilabschnitts segmentiert. Die segmentierte Innenstruktur weicht von der massiven, homogenen oder als Hohlkörper ausgebildeten Struktur ab.
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Ein lastübertragender Bauteilabschnitt ist im Sinne der Erfindung als ein Bauteilabschnitt zu verstehen, der dazu in der Lage ist, eine Last aufzunehmen, weiterzuleiten und an anderer Stelle wieder abzugeben. Die Form des lastübertragenden Bauteilabschnitts ist in der allgemeinen Form des Bauteils unerheblich. Während stabartige Bauteilabschnitte ebenso denkbar sind, wie flächige oder stegartige Abschnitte, könnten auch Flansche oder andere Einrichtungen, mit denen das erfindungsgemäße Bauteil an einer anderen Fläche befestigbar ist, zur Realisierung einer segmentierten Innenstruktur in Erwägung gezogen werden.
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Der Hüllkörper ist ein die einzelnen Segmente umgebender Teil des Bauteilabschnitts. Er kann als eine Art Hülle mit einer konstanten oder variablen Materialstärke ausgebildet sein. Der Hüllkörper schließt sämtliche Segmente ein und kann in einem Abstand zu einer Hüllfläche der einzelnen Segmente angeordnet sein. Die Hüllfläche ist dabei als die Gesamtheit aller aneinandergereihten äußeren Oberflächen der einzelnen Segmente des betreffenden Bauteilabschnitts zu verstehen.
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Die einzelnen Segmente erstrecken sich entlang eines (gemeinsamen) Lastpfads, sodass jedes einzelne Segment unabhängig von den anderen Segmenten mit einer Teillast beaufschlagt wird. Die Übertragung der Last erfolgt demnach mehrfach redundant über mehrere Unterlastpfade. Liegt in einem der Segmente ein Materialfehler vor, der bei entsprechender Belastung zu einem Reißen des betreffenden Segments führen kann, kann sich der Riss aufgrund der getrennten, separaten Ausführung der einzelnen Segmente nicht weiter als in diesem Segment ausbreiten. Folglich sind alle anderen Segmente des Bauteilabschnitts noch intakt und können die Last weiter übertragen.
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Das Bauteil kann in einer vorteilhaften Ausführungsform durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt sein. Es sind zahlreiche unterschiedliche additive Fertigungsverfahren bekannt, die sich mehr oder weniger für den Aufbau des erfindungsgemäßen Bauteils eignen könnten. Beispielhaft kann ein Pulverbett auf einem Substrat vorgesehen sein, welches lagenweise in einer gewünschten Kontur mit einem Laser auf- oder angeschmolzen wird, sodass sich die Partikel des Rohmaterials in der gewünschten Kontur miteinander verbinden. Durch einen sukzessiven, schichtweisen Vorgang können beliebige Bauteile durch das pulverförmige Material hergestellt werden. Ein solches Verfahren eignet sich insbesondere für metallische Pulver. Keramische Pulver können ebenso eingesetzt werden, wobei das schichtweise Abtasten mit einem Laser zum Sintern führt. Weitere Verfahren sind bekannt, bei denen durch Schweißen oder einen ähnlichen Materialauftrag eine additive Fertigung bewerkstelligt wird. Der besondere Vorteil eines additiven Herstellverfahrens liegt in der einstückigen Fertigung, durch die insbesondere Innenstrukturen herstellbar sind, die mit praktisch keinem anderen Herstellverfahren realisierbar sind. Je nach Anforderung kann ein präzises oder hochpräzises Verfahren eingesetzt werden, um möglichst feine Innenstrukturen in dem herzustellenden Bauteil zu realisieren. Spalte mit einer Ausdehnung von einem Zehntel Millimeter oder weniger können dadurch realisiert werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Segmente an diskreten Verbindungspunkten an zueinander weisenden Grenzflächen mechanisch miteinander gekoppelt sein. Die Verbindungspunkte sind für die Funktion des erfindungsgemäßen Bauteils nicht erforderlich. Es kann sich jedoch anbieten, die Verbindungspunkte vorzusehen, um bei einem eventuell auftretenden Bruch eines Segments eine Defektstelle zu überspringen. Hierzu erlauben die Verbindungspunkte ein Übertragen einer Kraft von einem Segment zu einem benachbarten Segment quer zu dem jeweiligen Lastpfad und wieder zurück. Insbesondere bei der Verwendung einer Vielzahl von Segmenten in einer Innenstruktur des Bauteils kann ein symmetrisches Überspringen einer Defektstelle erfolgen, indem eine Last eines Segments an mehrere, symmetrisch zu der Defektstelle angeordnete Segmente übertragen wird, um anschließend, nach Passieren der Defektstelle, wieder in das betreffende Segment zu laufen. Die Verbindungspunkte können in Form von Verbindungsstegen realisiert sein, insbesondere unter Berücksichtigung einer additiven Fertigung.
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Benachbarte Verbindungspunkte können entlang einer Erstreckungsrichtung der Segmente zueinander versetzt sein. Dadurch wird ein Überspringen einer Defektstelle begünstigt. Desweiteren kann dadurch auch ein Bruch durch das erfindungsgemäße Bauteil entlang benachbarter Verbindungspunkte verhindert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der lasttragende Abschnitt zumindest teilweise einen stabförmigen Bereich auf und die Segmente verlaufen hülsenförmig ineinander. Ein stabförmiger Abschnitt kann nach dieser Ausführungsform folglich nach dem Zwiebelschalenprinzip aufgebaut sein. Die einzelnen Segmente weisen einen runden, beispielsweise kreisrunden oder ovalen Querschnitt auf. Insbesondere unter Verwendung einer konstanten Wandstärke kann ein stabförmiger Körper mit einer durch das Segment vorgegebenen Breite bzw. Tiefe generiert werden. Unter Realisierung eines Spalts ist ein weiteres, hülsenförmiges Segment vorgesehen, das das vorherige Segment umgibt. Je nach Anforderung an die Anzahl der individuellen Lastpfade kann die Anzahl der einzelnen Segmente gewählt werden. Die Wandstärke der einzelnen Segmente kann angepasst sein. Neben einer identischen Wandstärke für alle Segmente können die Wandstärken für radial weiter außenliegende Segmente verringert werden, so dass die in den einzelnen Segmenten vorliegenden mechanischen Spannungen identisch sind.
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Der lasttragende Abschnitt könnte zwei oder mehr winklig zueinander verlaufende und in einem Kreuzungspunkt miteinander verbundene stabförmige Bereiche aufweisen, wobei mindestens ein Segment eines der stabförmigen Bereiche in einen anderen der stabförmigen Bereiche hineinragt und wobei einander entsprechende Segmente der stabförmigen Bereiche ineinander verlaufen. Die Verbindung stabförmiger Bereiche eines lasttragenden Bauteilabschnitts ist nicht trivial, da keine durchgehenden Fügeflächen bereitgestellt werden, die durch Kleben, Schweißen oder andere Verbindungsverfahren miteinander verbindbar sind. Zum Sicherstellen einer zuverlässigen Kraftleitung von einem der stabförmigen Bereiche in einen anderen sind folglich die einzelnen Segmente miteinander zu verbinden. Es wird vorgeschlagen, die Knickstellen der jeweiligen Segmente nicht direkt nebeneinander, d.h. auf gleicher Position entlang des jeweiligen Lastpfads verlaufen. Die Segmente können sich an den jeweiligen Enden der betreffenden stabförmigen Bereiche unterschiedlich weit entlang der Richtung des jeweiligen Lastpfads erstrecken. Insbesondere können die radial weiter innenliegenden Segmente eines der stabförmigen Bereiche eine größere Länge aufweisen, als die radial weiter außenliegenden Segmente. Bei dem anderen der stabförmigen Bereiche ist dies entsprechend umgekehrt. Die Stabilität kann hierdurch verbessert werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der lasttragende Abschnitt einen stabförmigen Bereich auf. Die Segmente weisen jeweils einen Querschnitt quer zu der Kraftübertragungsrichtung auf, der einem Sektor des stabförmigen Bereichs entspricht, wobei die Querschnitte aller Segmente des stabförmigen Bereichs den Querschnitt des stabförmigen Bereichs definieren. Statt einer Hülsenform mit mehreren Segmenten unterschiedlicher Breite, die ineinander steckbar sind, kann der Querschnitt des stabförmigen Bereichs auch auf diese Weise ausgebildet sein. In einem einfachen Fall kann der stabförmige Bereich in mehrere Sektoren unterteilt werden, die jeweils bei einem runden Querschnitt des stabförmigen Bereichs einzelne „Tortenstücke“ bilden. Neben einer Aufteilung in Umfangsrichtung kann zusätzlich noch eine Aufteilung in radialer Richtung durchgeführt sein. Hierbei könnten mehrere Gruppen einzelner Segmente ringförmig ausgebildet sein, wobei mehrere Gruppen ineinander liegen. Eine innerste Gruppe von Segmenten könnte demnach einen Vollkreis oder ein Volloval definieren, während die radial nach außen anschließenden Gruppen jeweils ringförmig mit einer Unterteilung in Umfangsrichtung ausgeführt sein können. Die einzelnen Spalte zwischen den Segmenten einer Gruppe können mit den Spalten einer radial weiter innenliegenden oder einer radial weiter außenliegenden Gruppe fluchten oder hierzu versetzt sein. Insbesondere die versetzte Anordnung der Spalte könnte sich empfehlen, wenn diskrete Verbindungspunkte vorgesehen sind, an denen benachbarte Segmente miteinander verbunden sind.
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Der lasttragende Abschnitt könnte zumindest bereichsweise flächig sein, wobei die Segmente plattenförmig in gestapelter Anordnung verlaufen. Ein flächiger Bereich könnte dort vorliegen, wo ein Flansch, eine Befestigungsfläche, ein Versteifungswinkel oder ähnliches vorgesehen ist. Durch die plattenförmige Ausbildung in einer gestapelten Anordnung wird ein vorteilhafter Lagenaufbau erreicht, der sich positiv auf die Zuverlässigkeit und Festigkeit des betreffenden Bereichs auswirkt. Der Lagenaufbau wird bevorzugt allseitig von einem zusammenhängenden Hüllkörper umgeben, sodass die einzelnen flächigen, plattenförmigen Segmente in der vorgesehenen Position verbleiben.
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Besonders bevorzugt sind die Segmente randseitig mit dem Hüllkörper verbunden. Der Hüllkörper könnte bei einem flächigen Bereich ebenso flächig ausgeführt sein und einen Hohlraum zwischen Begrenzungsflächen einschließen. In dem Hohlraum können sich die einzelnen Segmente parallel zu den Begrenzungsflächen erstrecken. Durch ihre randseitige Verbindung mit dem Hüllkörper, d.h. einer Innenfläche des Hüllkörpers, kann ein starrer Verbund hergestellt werden. Auch bei einem stabförmigen Bereich des Bauteils kann eine randseitige Verbindung zu dem Hüllkörper erfolgen. Diese bezieht sich dann jedoch insbesondere auf die Verbindung der Enden der einzelnen Segmente mit dem Hüllkörper.
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Bevorzugt weist das gesamte Bauteil eine segmentierte Innenstruktur auf. Damit können die risshemmenden Eigenschaften an jeder Stelle des Bauteils realisiert werden.
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Desweiteren ist vorteilhaft, wenn jeder lastübertragende Bauteilabschnitt mindestens drei, vier, oder fünf Segmente aufweist. Je stärker die Segmentierung ist, desto mehr Unterlastpfade können generiert werden. Allerdings können das jeweilige Herstellverfahren, die Herstelldauer und die damit einhergehenden Kosten zu einer sinnvollen Begrenzung der Segmentierung führen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Flugzeug, das mindestens ein derartiges Bauteil aufweist.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
- 1 zeigt ein Bauteil in einer dreidimensionalen Ansicht.
- 2 zeigt ein Detail des Bauteils in einer schematischen Schnittansicht.
- 3a bis 3c zeigen einen Rissfortschritt in einer Innenstruktur des Bauteils.
- 4 zeigt eine Innenstruktur eines länglichen Bereichs mit einem Unterlastpfadwechsel.
- 5 zeigt ein Detail des Bauteils in einer schematischen Schnittansicht.
- 6 zeigt eine Verbindungsbuchse in einer Schnittansicht.
- 7 zeigt einen Flansch des Bauteils in einer Schnittansicht.
- 8 zeigt ein flächiges Fachwerkkreuz des Bauteils.
- 9 zeigt einen Kreuzungspunkt zweier länglicher Bereiche.
- 10 zeigt ein Flugzeug.
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DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt einen Halter 2 als ein exemplarisches Bauteil im Sinne der Erfindung. Selbstverständlich ist die Erfindung ist nicht auf ein solches Bauteil 2 beschränkt, sondern kann auf völlig beliebige Bauteile angewendet werden. Das Bauteil 2 weist mehrere, unterschiedlich geformte Bereiche auf, in denen unterschiedliche Aspekte der Erfindung illustriert werden. Das Bauteil 2 weist etwa einen Flansch 4 als einen flächigen Bereich sowie mehrere Streben 6, 7, 8, 10 als stabförmige Bereiche auf. Versteifungswinkel 12, 14, 16 und 18 sind als weitere flächige Bereiche vorgesehen. Desweiteren sind Verbindungsbuchsen 20 und 22 vorgesehen, die sowohl flächige, als auch als stabförmige Bereiche aufweisen.
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Bei einer herkömmlichen Gestaltung eines solchen Bauteils 2 könnten einerseits Gussverfahren und andererseits materialabtragende Verfahren eingesetzt werden. Bei letzterem könnten etwa einzelne Abschnitte des Bauteils 2 durch Drehen, Fräsen und Bohren hergestellt werden, um anschließend zu einem Bauteil 2 zusammengesetzt zu werden. Dies ist eine bewährte und ausgereifte Herangehensweise. Ist das Bauteil 2 in einem Fahrzeug eingebaut und starken Vibrationen ausgesetzt und unterschiedlichen Belastungsszenarien unterworfen, ist jedoch zum Erreichen einer ausreichenden Dauerfestigkeit eine entsprechende Bauteilgestaltung und Materialauswahl sicherzustellen. Bei einer erfindungsgemäßen Gestaltung des Bauteils 2, die von der herkömmlichen Gestaltung abweicht, kann dies stets erreicht werden. Hierzu ist eine Innenstruktur des Bauteils 2 nach einer anderen Philosophie gestaltet, die in den weiter nachfolgenden Zeichnungen anhand von Schnittbildern und schematischen Ansichten erläutert wird.
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2 zeigt etwa beispielhaft den stabförmigen Bereich 6, der äußerlich einem herkömmlichen stabförmigen Bereich 6a ähnelt, jedoch eine andere Innenstruktur 24 aufweist. Der stabförmige Bereich 6 ist als ein lastübertragender Bauteilabschnitt anzusehen. Die Innenstruktur 24 weist eine Gruppe mehrerer, separater und parallel zueinander angeordneter Segmente 26a, 26b, 26c und 26d auf. Beispielhaft sind diese hülsenförmig ausgebildet und ineinandergesteckt. Dies bedeutet, dass jedes der Segmente 26a, 26b, 26c und 26d einen ringförmigen Querschnitt aufweist und radial weiter außen liegende Segmente 26a, 26b und 26c einen größeren Durchmesser aufweisen, als radial weiter innen liegende Segmente 26d, 26c und 26b. Alle Segmente 26a, 26b, 26c und 26d erstrecken sich entlang einer gemeinsamen Kraftübertragungsrichtung 28.
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Alle Segmente 26a bis 26d sind von einem Hüllkörper 32 umgeben, der nach außen geschlossen ist. Zueinander weisende Grenzflächen der Segmente 26a bis 26d und des Hüllkörpers 32 schließen jeweils einen Spalt 30a, 30b, 30c und 30d ein, die so klein wie möglich gewählt sein sollten und beispielsweise eine Stärke von weniger als einem Zehntel Millimeter aufweisen. Die Segmente 26a bis 26d und der Hüllkörper 32 fungieren folglich als eine zusammenhängende Struktur und übertragen die zu übertragenden Kräfte gemeinschaftlich über mehrere individuelle Unterlastpfade.
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Dies hat den besonderen Vorteil, dass vorliegende Materialdefekte oder belastungsinduzierte Defekte nicht zu einem vollständigen Brechen des betreffenden Bereichs 6 führen. In den 3a bis 3c wird etwa die Innenstruktur 24 dargestellt, die hier insgesamt fünf Segmente 26a bis 26e aufweist. An dem radial äußersten Segment 26a wird ein erster Defekt 34 gezeigt. Dieser kann radial durch das Material des betreffenden Segments 26a wandern. Ein vergrößerter zweiter Defekt 36 ist etwa in 3b dargestellt, der im Vergleich zu dem ersten Defekt 34 aus 3a bereits durch die äußere Belastung des Bauteils 2 angewachsen ist. 3c zeigt einen hieraus resultierenden vollständigen Bruch des Segments 26a als dritter Defekt 38. Aufgrund des Spalts 30a zwischen dem äußeren Segment 26a und dem daran anschließenden Segment 26b, durch den zwei zueinander gewandte Grenzflächen 37a und 37b gebildet werden, wird jedoch der Bruch 38 vor dem Wandern durch die Innenstruktur 24 gehindert. Durch die weiteren Spalte 30b bis 30d können sich Defekte, die in anderen Segmenten 26b bis 26e auftreten, ebenso nicht durch die Innenstruktur 24 wandern. Die Segmentierung zur Schaffung mehrerer unabhängiger Unterlastpfade führt folglich zu bruchhemmenden Eigenschaften.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung des länglichen Bereichs 6 und stellt die einzelnen Segmente 26a bis 26e mit den dazwischen angeordneten Spalten 30a-30d schematisch dar. Es wird angenommen, dass eine Kraft von einem der Segmente 26a-26e auch in ein benachbartes Segment 26a-26e übertragen werden kann. Dies kann bei entsprechend geringer Spaltgröße durch Oberflächenreibung zwischen den betreffenden Segmenten erreicht werden oder durch dedizierte Verbindungspunkte 40 in Form von Verbindungsstegen. Tritt in einem Segment 26a bis 26e ein Bruch 38 auf, kann die in dem jeweiligen Segment 26a bis 26e übertragene Kraft in ein benachbartes Segment 26a bis 26e geleitet werden. Nach Passieren des Bruchs 38 kann die Kraft zurück in das betreffende Segment 26a bis 26e geraten, wo sie dann weitergeleitet wird. Es können durch stellenweise Verbindungen zwischen den Segmenten folglich Unterlastpfadwechsel durchgeführt werden. Die Beeinflussung der gesamten Festigkeit des gesamten stabförmigen Bereichs 6 ist durch einen einzigen Bruch 38 daher sehr gering. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Darstellung in 4 hinsichtlich der Anzahl der Brüche 38 sowie des Verhältnisses zwischen Materialstärke der einzelnen Segmente 26a-26e und der Spalte 30a-30d zur Illustration stark übertrieben ist.
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In 5 wird beispielhaft ein länglicher Bereich 8 gezeigt, der eine andere Innenstruktur 42 aufweist. Auch diese Darstellung ist lediglich exemplarisch zu verstehen und nicht auf das in 1 gezeigte Bauteil 2 zu beschränken. Selbstverständlich kann jedes Bauteil, das einen länglichen Bereich aufweist, mit einer solchen Innenstruktur 42 ausgestattet sein. Das ausschließliche oder kombinierte Verwenden der unterschiedlichen Innenstrukturen 24 und 42 oder anderen könnte in jedem anderen Bauteil realisiert sein, das einen länglichen Bereich aufweist. Die Innenstruktur 42 des länglichen Bereichs 8 ist in mehrere Segmente 44a, 44b, ..., 44h unterteilt, die als Teile einer hülsenförmigen Struktur ausgebildet sind. Diese Segmente 44a bis 44h können einer ersten Gruppe von Segmenten angehören. Radial weiter innen sind weitere Segmente 46a bis 46h angeordnet, die einen Innendurchmesser der ersten Gruppe von Segmenten 44a-44h vollständig schließen. Diese Segmente 46a bis 46h bilden folglich eine zweite Gruppe von Segmenten. Der Einfachheit halber wird der sie umgebende Hüllkörper nicht gezeigt.
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Die in 1 gezeigten Verbindungsbuchsen 20 und 22 sind indes in 6 in einer Schnittdarstellung näher gezeigt. Dort ist in einem Längsschnitt zu erkennen, dass die Verbindungsbuchsen 20 und 22 eine Innenstruktur 48 aufweisen, welche ebenso durch hülsenförmige Segmente 50 ausgebildet ist. Diese sind an die vorgesehene Außenkontur der Verbindungsbuchsen 20 und 22 angepasst. Aus diesem Grunde sind an axialen Endflächen 52 und 54 mehr Segmente 50 in radialer Richtung angeordnet als an einem mittleren Abschnitt 56.
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7 zeigt den Flansch 4 in einer Schnittansicht. Auch hier sind einzelne Segmente 58 vorgesehen, die in diesem Fall parallel zueinander angeordnet und plattenförmig realisiert sind. Zur Umhüllung der einzelnen Segmente kann ein Hüllkörper 60 als eine äußerste Schicht vorgesehen sein. Dazwischen können die plattenförmigen Segmente 58 verlaufen, wobei zumindest eines oder einige der Segmente 58 randseitig mit dem Hüllkörper 60 verbunden sind.
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8 zeigt einen Versteifungsbereich 62 des Bauteils 2, der als bereichsweise flächiges Fachwerkkreuz ausgeführt ist und einen Kreuzungspunkt 64 aufweist. Dieser Bereich kann einem der flächigen Bereiche 16 und 18 aus 1 entsprechen. In einem Teilschnitt wird verdeutlicht, dass auch das Fachwerkkreuz in mehrere Segmente 66 unterteilt ist. Diese verlaufen zumindest bereichsweise parallel zueinander, folgen jedoch den zu erwartenden Kraftlinien. Die Segmente 66 verlaufen folglich auch an dem Kreuzungspunkt 64 vorbei und ändern dabei ihre Richtung.
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9 zeigt ebenso einen Kreuzungspunkt 68, in dem zwei winklig zueinander verlaufende stabförmige Bereiche 10 und 70 miteinander verbunden sind. Beide stabförmige Bereiche 10 und 70 sind mit einer Innenstruktur 72 und 74 versehen, die ringförmige Segmente 76a, 76b, 76c und 76d bzw. 78a, 78b, 78c und 78d aufweist, ähnlich wie in 2 dargestellt. Die Segmente 76b, 76c und 76d können weiter in den Kreuzungspunkt 68 und damit in den länglichen Bereich 10 hineinragen als das Segment 76a bzw. direkt benachbarte Segmente 76b und 76c. Gleichermaßen können die Segmente 78a, 78b, 78c und 78d des länglichen Bereichs 10 im Bereich des Kreuzungspunkts mit den Segmenten 76a, 76b, 76c und 76d des länglichen Bereichs 70 paarweise verbunden sein. Damit wird ein harmonischer Kraftverlauf zwischen den beiden länglichen Bereichen 10 und 70 realisiert. Es kann sich anbieten, die Anzahl der Segmente in beiden länglichen Bereichen 10 und 70 aneinander anzupassen.
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Schließlich zeigt 10 ein Flugzeug 80, das ein Bauteil 2 aufweist. Die Dauerfestigkeit des Bauteils 2 ist besonders hoch, so dass das Bauteil 2 auch in Bereichen mit besonders ausgeprägten Vibrationen einsetzbar ist.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen 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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- 2
- Halter / Bauteil
- 4.
- Flansch / flächiger Bereich
- 6
- Strebe / stabförmiger Bereich
- 6a
- herkömmlicher stabförmiger Bereich
- 7
- Strebe / stabförmiger Bereich
- 8
- Strebe / stabförmiger Bereich
- 10
- Strebe / stabförmiger Bereich
- 12
- Versteifungswinkel / flächiger Bereich
- 14
- Versteifungswinkel / flächiger Bereich
- 16
- Versteifungswinkel / flächiger Bereich
- 18
- Versteifungswinkel / flächiger Bereich
- 20
- Verbindungsbuchse
- 22
- Verbindungsbuchse
- 24
- Innenstruktur
- 26a-26e
- Segment (hülsenförmig)
- 28
- Kraftübertragungsrichtung
- 30a-30d
- Spalt
- 32
- Hüllkörper
- 34
- erster Defekt
- 36
- zweiter Defekt
- 37a, 37b
- Grenzfläche
- 38
- dritter Defekt (Bruch)
- 40
- Verbindungspunkt
- 42
- Innenstruktur
- 44a-44h
- Segment (erste Gruppe)
- 46a-46h
- Segment (zweite Gruppe)
- 48
- Innenstruktur
- 50
- Segment
- 52
- axiale Endfläche
- 54
- axiale Endfläche
- 56
- mittlerer Abschnitt
- 58
- Segment
- 60
- Hüllkörper
- 62
- Versteifungsbereich
- 64
- Kreuzungspunkt
- 66
- Segment
- 68
- Kreuzungspunkt
- 70
- stabförmiger Bereich
- 72
- Innenstruktur
- 74
- Innenstruktur
- 76a-76d
- Segment
- 78a-78d
- Segment
- 80
- Flugzeug
