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Die Erfindung betrifft eine Außenverkleidung für ein Flugobjekt, um einen Innenbereich des Flugobjektes von einem Außenbereich des Flugobjektes abzugrenzen.
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Die Außenverkleidung eines Flugobjektes ist eine Art Hülle bzw. eine Art Gehäuse, um den Innenraum bzw. Innenbereich eines Flugobjektes zu schützen und den Innenbereich von dem Außenbereich, der das Flugobjekt umgibt, abzugrenzen. Dem Außenbereich zugewandt weist eine solche Außenverkleidung eine (aerodynamische) Strömungsoberfläche auf, die von einem Außenmedium umströmbar ist.
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Die Außenverkleidung eines Flugobjektes, beispielsweise eines Flugzeuges, wird im Bereich des Rumpfes und der Flügel auch Haut bzw. Flugzeughaut genannt. Aber auch an anderen Positionen, wie beispielsweise den Triebwerken, werden die technischen Elemente im Innenraum durch eine Außenverkleidung geschützt. Im Bereich der Triebwerke wird eine derartige Außenverkleidung auch als Nacelle bezeichnet. Nur so ist ein sicherer Flugbetrieb gewährleistet.
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Insbesondere zu Wartungszwecken ist es oftmals notwendig, einen Zugriff vom Außenbereich in den Innenbereich des Flugobjektes zu erhalten. So befinden sich an der Außenverkleidung von Triebwerken in der Regel ein oder mehrere Zugriffstüren (auch Access Doors genannt), um so beispielsweise Wartungstätigkeiten an den Triebwerken durchführen zu können. Da sich diese Zugriffstüren innerhalb der Strömungsoberfläche der Außenverkleidung befinden, müssen diese Zugriffstüren in den Außenverkleidungen so befestigt werden, dass ein versehentliches oder ungewolltes Öffnen im Flugbetrieb vermieden wird.
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Derartige Zugriffstüren bzw. Wartungstüren sind in der Regel keine Zutrittstüren, durch die ein Mensch hindurch treten und so den Innenraum des Flugobjektes betreten oder verlassen können. Bei den Zugriffstüren bzw. Wartungstüren handelt es sich demnach nicht um die klassische Flugzeugtür, die beispielsweise beim Boarding zum Betreten des Flugzeuges durch Passagiere und Crew genutzt wird. Vielmehr handelt es sich um Zugriffselemente, durch die einem Techniker die Gelegenheit gegeben werden soll, an die hinter der Außenverkleidung liegenden technischen Elemente zu gelangen. Es handelt sich bei derartigen Zugriffstüren bzw. Wartungstüren um Türelemente in der Außenverkleidung, die im Bedarfsfall geöffnet werden können und so den Zugriff auf dahinterliegende technische Elemente des Flugobjektes ermöglichen.
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Solche Zugriffstüren bzw. Wartungstüren werden dabei in der Praxis häufig durch Verschrauben oder Vernieten befestigt, sodass bei einem Zugriff auf die dahinter liegenden technischen Elemente zunächst die Verschraubung bzw. Vernietung gelöst und die Zugriffstüren bzw. Wartungstür dann händisch entnommen werden müssen. Es sind aber auch Zugriffstüren bzw. Wartungstüren in der Praxis bekannt, die an einem Scharnier befestigt sind und über ein oder mehrere Hebel geöffnet werden können. Solche Zugriffstüren bzw. Wartungstüren finden sich dabei sehr häufig an der Außenverkleidung von Flugzeugturbinen.
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Solche aus der Praxis bekannten Befestigungskonzepte zum lösbaren Befestigen solcher Zugriffstüren bzw. Wartungstüren haben den entscheidenden Nachteil, dass die zur Befestigung der Tür gewählten Elemente, wie beispielsweise Scharniere, Hebel oder Schrauben an der Außenseite der Außenverkleidung abstehen und somit ein Hindernis in der Strömungsoberfläche der Außenverkleidung darstellen. Hierdurch wird die natürliche Laminarhaltung der Umströmung der äußeren Strömungsoberfläche gestört und es kommt zu einem vorzeitigen Umschlag der laminaren Grenzschichtströmung zu einer turbulenten Grenzschichtströmung.
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Es hat sich gezeigt, dass durch einen höheren Anteil laminar umströmbarer Oberflächen der Reibungswiderstand von Flugobjekten im Flugbetrieb signifikant gesenkt werden kann. Die natürliche Laminarhaltung setzt eine störungsfreie Strömungsoberfläche voraus, in der sich keine Störobjekte, die beispielsweise Welligkeiten, Stufen sowie Köpfe von Verbindungselementen, konventionelle Griffe und Scharniere, befinden, die einen vorzeitigen Umschlag in eine turbulente Grenzschichtströmung begünstigen.
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1 zeigt eine Abbildung einer Zugriffstür bzw. Wartungstür in der Außenverkleidung einer Triebwerksverkleidung sowie einen schematischen Querschnitt. Dieses Befestigungskonzept, wie es in 1 gezeigt ist, wird dabei sehr häufig im Stand der Technik zur Befestigung von Zugriffstüren bzw. Wartungstüren an einer Triebwerksverkleidung verwendet. An der Innenseite der Außenverkleidung wird dabei einem Auflage bzw. ein Anschlag montiert, der mithilfe von durch die äußere Strömungsoberfläche geführten Nieten an der Außenverkleidung befestigt ist. Die hierfür verwendeten Nieten sind im Randbereich der Öffnung der Außenverkleidung in 1 sichtbar. Diese Auflage bzw. dieser Anschlag weist dabei ebenfalls eine Öffnung auf, die kleiner ist als die durch die jeweilige Zugriffstür bzw. Wartungtür zu verschließende Öffnung in der Strömungsoberfläche der Außenverkleidung. Hierdurch kann die Zugriffstür bzw. Wartungstür auf die in die Öffnung hineinragende Auflage geschraubt werden, sodass diese jederzeit entfernt und der Zugriff auf die dahinter liegenden technischen Elemente möglich wird. Die in 1 verwendeten Schrauben sind dabei im Randbereich der Zugriffstür bzw. Wartungstür sichtbar.
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Das in der 1 als Stand der Technik gezeigte Befestigungskonzept weist dabei mehrere Nachteile auf. So ist ein solches Befestigungskonzept gänzlich ungeeignet, die natürliche Laminarhaltung der Grenzschichtströmung aufrechtzuerhalten. Denn sowohl die Auflage bzw. der Anschlag als auch die eigentliche Zugriffstür sind mithilfe von Befestigungsmitteln befestigt, die durch die äußere Strömungsoberfläche der Außenverkleidung hindurchgeführt sind und somit eine Störung der äußeren Strömungsoberfläche darstellen. Zugriffstüren, die in der Außenverkleidung in Strömungsrichtung am Anfang vorgesehen sind, begünstigen demnach ein sehr frühes Umschlagen der laminaren Grenzschichtströmung in eine turbulente Grenzschichtströmung, wodurch der Reibungswiderstand erhöht wird.
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Ein weiteres Problem derartiger Befestigungskonzepte entsteht häufig am Übergang zwischen der Außenverkleidung und der Zugriffstür. Aufgrund von Schwankungen der Bauteildicke, die sich insbesondere bei der Herstellung der Außenverkleidung und der Zugriffstür aus einem Faserverbundwerkstoff oftmals ergeben, entsteht kein flacher, ebener bzw. bündiger Übergang von der Strömungsoberfläche der Außenverkleidung zu der Strömungsoberfläche der Zugriffstür. Vielmehr können sich hier aufgrund der schwankenden Bauteildicke von Außenverkleidung und/oder Zugriffstür Stufen ausbilden, die ebenfalls ein frühes Umschlagen der laminaren Grenzschichtströmung in eine turbulente Grenzschichtströmung begünstigen.
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Bei der Verwendung eines Faserverbundwerkstoffes ergibt sich darüber hinaus das Problem, dass jedes durch das Fasermaterial hindurchgeführte Befestigungsmittel eine Beschädigung des Faserverlaufes darstellt, wodurch die Stabilität des Bauteils beeinträchtigt wird. Dem wird durch Materialaufdickungen begegnet, was jedoch mehr Gewicht in das Flugobjekt einbringt.
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Aus der
WO 2013/000447 A1 ist ein Konzept für die nachträgliche Abdeckung von Verbindungselementen bekannt. Die Bolzen, mit denen die Flügelvorderkante und die Fügeoberfläche Schall miteinander verbunden werden, liegen in einer Nut unterhalb der aerodynamischen Strömungsoberfläche. Nach der Montage wird die Nut bündig mit einer Füllmasse aufgefüllt und verschlossen.
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Nachteil dieser Methode ist der erhöhte Aufwand für das exakte Auftragen der Füllmasse. Da marktübliche Füllmassen sowohl bei der Aushärtung als auch bei niedrigen Außentemperaturen, wie sie im Reiseflug von Verkehrsflugzeugen auftreten, stark schrumpfen, ergeben sich unter Flugbedingungen Abweichungen von der gewünschten Sollkontur, die die Erhaltung der laminaren Strömung stören können. Zudem ist es bei dieser Lösung erforderlich, bei einem ggf. notwendigen Austausch des Bauteils zunächst die Schrauben oder Bolzen unter der Füllmasse freizulegen. Letzteres ist insbesondere für die Verwendung an Zugriffstüren, die anders als z.B. Vorderkanten von Flügeln oder Leitwerken, regelmäßig demontiert bzw. geöffnet werden, in der der Praxis nicht sinnvoll. So wird die Zugriffstür zum Prüfen des Triebwerksölstandes z.T. täglich geöffnet, so dass das Auftragen von Füllmassen und einhalten derer Aushärtezeiten bis zum nächsten möglichen Einsatz des Luftfahrzeuges nicht realistisch ist.
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Aus der
US 5 213 286 A ist ein Konzept für Zugriffstüren bzw. Wartungstüren mit einem Scharniermechanismus bekannt, der über eine Handkurbel betätigt wird. Der gesamte Scharniermechanismus befindet sich dabei im Innenraum des Flugobjektes und belegt dort nicht unerheblichen Raum, der den eigentlichen technischen Geräten nunmehr nicht mehr zur Verfügung steht. Außerdem wird durch den Scharniermechanismus weiteres Gewicht in das Flugobjekt eingebracht, was dem Prinzip des Leichtbaus, insbesondere durch die Verwendung eines Faserverbundwerkstoffes, entgegensteht. Ein weiterer Nachteil besteht in der Tatsache, dass die Wartungsklappe nach außen aufschwenkt, sodass der Einsatz in sehr verwinkelten Bereichen oder an im äußeren Bereich verbauten Positionen nicht denkbar scheint.
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Ein ähnliches Konzept wird auch in der
US 7 789 347 B2 beschrieben, dass sich primär auf eine als Fan Cowling Door bezeichnete Struktur bezieht, die einen großflächigen Zugang zum in der Nacelle befindlichen Triebwerk ermöglichen soll. Die Tür schwingt hierbei nach vorne auf, wenn die Tür geöffnet werden soll. Im verschlossenen Zustand greift die Tür in eine Aufnahme, wobei mithilfe eines Aktuators oder einer Federvorspannung die Tür auf die hintere Auflage gedrückt wird.
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Die
US 5 368 258 A beschreibt ein Konzept zur aktiven Laminarhaltung bei eigentlich widriger Strukturgestaltung. So wird das Problem großer Lücken zwischen der Zugriffstür und der umliegenden Struktur durch aktive Absaugung der Grenzschicht gelöst. Nachteilig hierbei ist, dass ein zusätzliches, komplexes technisches System in das Flugzeug eingebracht wird, was gewartet werden muss und zusätzliches Gewicht mit sich bringt. Mit dem Konzept des Leichtbaus ist dies nicht vereinbar.
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Aus der
EP 3 552 950 A1 ist eine Türöffnung für Hubschrauber bekannt, die einen nach innen öffnenden Türmechanismus aufweist und im Randbereich durch eine Dichtung abgedichtet wird. Durch Beaufschlagung des Innenraumes des Rumpfes mit einem Druck, der größer ist als der atmosphärische Umgebungsdruck, wird die Tür der geschlossenen Position während des Flugbetriebs gehalten.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Außenverkleidung mit Zugriffstür für Flugobjekte anzugeben, die eine laminare Grenzschichtströmung begünstigt, ohne nennenswert zusätzliches Gewicht oder Komplexität in das Flugobjekt einzubringen.
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Die Aufgabe wird mit der Außenverkleidung gemäß Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.
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Gemäß Anspruch 1 wird eine Außenverkleidung für ein Flugobjekt vorgeschlagen, die einen Innenbereich des Flugobjektes von einem Außenbereich des Flugobjektes abgrenzen soll. Die Außenverkleidung dient dabei als Schutz des Innenbereiches des Flugobjektes. Bei einer Außenverkleidung im Sinne der vorliegenden Erfindung können sich dabei beispielsweise um ein Gehäuse (Nacelle) für ein Triebwerk handeln.
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Eine solche Außenverkleidung besitzt dabei eine dem Außenbereich zugewandte Strömungsoberfläche, die insbesondere im Flugbetrieb von einem Außenmedium umströmbar ist. Des Weiteren weist eine derartige Außenverkleidung gattungsgemäß eine der äußeren Strömungsfläche gegenüberliegende und dem Innenbereich zugewandten Innenseite auf, die in der Regel nicht von einem Außenmedium umströmt wird. Insbesondere ist die Innenseite nicht von außen sichtbar, während die Außenseite bzw. Strömungsoberfläche in der Regel von außen sichtbar ist.
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Die Außenverkleidung weist in der Strömungsoberfläche eine Öffnung auf, um einen Zugriff von dem Außenbereich in den Innenbereich des Flugobjektes zu ermöglichen. Die Außenverkleidung weist des Weiteren eine Türeinrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung auf, die in einer geschlossenen Position den Teil der äußeren Strömungsoberfläche der Öffnung bildet. In der geschlossenen Position der Türeinrichtung wird demnach die gesamte Strömungsoberfläche der Außenverkleidung durch die Strömungsoberfläche der Türeinrichtung einerseits und der Strömungsoberfläche der übrigen Struktur der Außenverkleidung, die um die Öffnung herum vorgesehen ist, gebildet.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Türeinrichtung einen in Richtung Innenbereich zurückgesetzten Randabschnitt aufweist, der eine Auflagefläche hat, die mit einem an der Innenseite der Außenverkleidung vorgesehenen Türanschlag derart zusammenwirkt, dass in der geschlossenen Position mittels einer Verschlussvorrichtung die Auflagefläche der Türeinrichtung an den an der Innenseite vorgesehenen Türanschlag gedrückt wird.
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Demnach wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Türeinrichtung einer solchen gattungsgemäßen Außenverkleidung für Flugobjekte von innen in der Öffnung gehalten wird, sodass es keinerlei Befestigungselemente an der äußeren Strömungsoberfläche bedarf, um die Türeinrichtung in der Öffnung zu befestigen. Vielmehr wird die Türeinrichtung von innen (d.h. aus Richtung Innenbereich) gegen einen Türanschlag gedrückt und dort gehalten, um so an der äußeren Strömungsoberfläche einen ebenen und bündigen Übergang im Bereich der Öffnung/Türeinrichtung zu gewährleisten.
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Der zurückgesetzte Randabschnitt der Türeinrichtung weist dabei eine größere Abmessung als die der Öffnung auf, sodass die Türeinrichtung in der Gesamtheit größer ist bzw. eine größere Abmessung aufweist als die Öffnung. An der Innenseite der Außenverkleidung im Randbereich der Öffnung befindet sich dabei der Türanschlag, an dem der zurückgesetzte Randabschnitt anschlägt, während der übrige Teil der Türeinrichtung innerhalb der Öffnung der Außenverkleidung eingesetzt ist. Damit bildet die Türeinrichtung zusammen mit der Öffnung der Außenverkleidung und dem an der Innenseite vorgesehenen Türanschlag einen Formschluss, wobei mittels der Verschlussvorrichtung die Türeinrichtung auch in Richtung Innenraum des Flugobjektes gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen gesichert ist. Die Verschlussvorrichtung drückt dabei die Türeinrichtung an den Türanschlag, worunter nicht nur eine permanente Kraftbeaufschlagung in Richtung Außenbereich verstanden wird, sondern auch ein Fixieren der Türeinrichtung in Richtung Innenbereich verstanden wird. Ein solches Fixieren kann dabei ebenfalls durch einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss erfolgen, beispielsweise in Form eines Scharnier, eines Hebels und/oder eines Riegels. Denkbar ist auch ein Fixieren mittels einer elektromechanischen Verschlussvorrichtung, beispielsweise mittels eines Elektromotors (beispielsweise Linearmotor).
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Türeinrichtung zum Öffnen in Richtung Innenbereich bewegt wird, sodass auf komplizierte Hebelmechanismen zum Öffnen der Türeinrichtung verzichtet werden kann. Aufgrund der Tatsache, dass der Formschluss in der geschlossenen Position durch einen zurückgesetzten Randabschnitt der Türeinrichtung definiert wird, bedarf es keines zusätzlichen Anschlages bzw. Auflage an der Innenseite der Außenverkleidung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Daher entfallen die aus dem Stand der Technik zur Befestigung der Auflage vorgesehenen Befestigungsmittel, welche die äußere Strömungsoberfläche stören. Vielmehr wird der Türanschlag durch die bereits vorhandene Innenseite der Außenverkleidung gebildet, während der Überstand für den Formschluss durch den zurückgesetzten Randabschnitt der Türeinrichtung gebildet wird.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Randabschnitt der Türeinrichtung um ein Maß zurückgesetzt ist, das dem Dickenmaß zwischen Innenseite und äußerer Strömungsoberfläche der Außenverkleidung im Bereich des Türanschlages entspricht.
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Hierdurch wird sichergestellt, dass die Türeinrichtung in die Öffnung so eingesetzt wird, dass die äußere Strömungsoberfläche zwischen dem Rand der Öffnung und dem Rand der Türeinrichtung plan, eben und bündig ist. Die Dicke der Öffnung bestimmt dabei das Maß, um welches der Randabschnitt zurückgesetzt ist, da dieses zurückgesetzte Maß später die gesamte Öffnung ausfüllen muss. Würde der Randabschnitt der Türeinrichtung zu weit zurückgesetzt werden, so würde in der geschlossenen Position die Türeinrichtung über die umgebende Strömungsoberfläche der Außenverkleidung hinaus stehen. Würde der Randabschnitt der Türeinrichtung zu wenig zurückgesetzt werden, so würde in der geschlossenen Position die Türeinrichtung nicht bis zur äußeren Strömungsoberfläche erreichen. In beiden Fällen entsteht eine Stufe in der äußeren Strömungsoberfläche, die zu einer Störung der laminaren Umströmung führt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die äußere Strömungsoberfläche in der geschlossenen Position der Türeinrichtung im Übergangsbereich zwischen einem äußeren Randbereich der Öffnung und einem äußeren Randbereich der Türeinrichtung eine Stufe aufweist, die kleiner als 0,5 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm, ist.
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Es hat sich gezeigt, dass diese Stufen geeignet sind, die laminare Umströmung nicht zu stören und somit dazu beitragen, möglichst langer eine laminare Grenzschichtströmung zu begünstigen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Verschlussvorrichtung eine Führungseinrichtung hat, die zum Überführen der Türeinrichtung von der geschlossenen Position in eine geöffnete Position derart eingerichtet ist, dass die Türeinrichtung beim Überführen in die geöffnete Position entlang der Innenseite der Außenverkleidung verschoben wird.
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Mittels der Führungseinrichtung der Verschlussvorrichtung wird die Türeinrichtung zunächst in den Innenbereich des Flugobjektes (d. h. senkrecht zu der Außenverkleidung) eingeschoben bzw. zurückgesetzt und dann entlang der Innenseite der Außenverkleidung verschoben, sodass die Türeinrichtung hinter der übrigen Struktur der Außenverkleidung zumindest teilweise verschwindet. Damit kann die Türeinrichtung schnell und unkompliziert von der geschlossenen Position in die geöffnete Position überführt werden, um so den Zugriff auf die dahinter liegenden technischen Elemente zu gewähren. Gleichzeitig bildet eine solche Türeinrichtung die Möglichkeit, eine natürliche laminare Grenzschichtströmung zu begünstigen, ohne komplizierte Hebelmechanismen oder Scharnierelemente zu verwenden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verschlussvorrichtung wenigstens ein Federkraftelement hat, das eine Verschlusskraft in Richtung des Außenbereiches ausübt, um in der geschlossenen Position der Türeinrichtung diese mit der Auflagefläche an den Türanschlag zu drücken, wobei die Verschlussvorrichtung weiterhin durch Ausüben einer der Verschlusskraft entgegenwirkenden ersten Öffnungskraft zum Überführen der Türeinrichtung von der geschlossenen Position in eine zurückgesetzte Position eingerichtet ist, bei dem die Türeinrichtung in Richtung Innenbereich gegenüber der Strömungsoberfläche vollständig zurückgesetzt ist, und durch Ausüben einer zweiten Öffnungskraft zum Überführen der Türeinrichtung von der zurückgesetzte Position in die geöffnete Position eingerichtet ist, bei dem die Türeinrichtung zumindest teilweise hinter die Innenseite der Außenverkleidung von der Öffnung weg verschoben ist.
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Ein solches Federkraftelement kann dabei beispielsweise eine Spiralfeder, eine Tellerfeder und/oder eine Blattfeder sein. Das Federkraftelement ist dabei vorzugsweise in oder an der Führungseinrichtung angeordnet und stützt sich dabei mit einem Ende an dieser ab, während es mit dem anderen Ende mit der Türeinrichtung in Kontakt steht. Durch das Abstützen des Federkraftelementes an der an der Außenverkleidung angeordneten Führungseinrichtung, die vorzugsweise mindestens eine L-förmige Führungsschienen hat, kann eine entsprechende Verschlusskraft auf die Türeinrichtung in Richtung Außenbereich ausgeübt werden, um so die Türeinrichtung an den Türanschlag zu drücken und in der geschlossenen Position zu halten.
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Durch Ausüben einer der Verschlusskraft entgegenwirkenden ersten Öffnungskraft, die insbesondere senkrecht in Richtung Innenbereich wirkt, wird Türeinrichtung entgegen der Verschlusskraft in den Innenbereich des Flugobjektes zurückgesetzt, bis Außenseite der Türeinrichtung, welche den Teil der Strömungsoberfläche der Öffnung bildet, hinter die Innenseite der übrigen Struktur der Außenverkleidung zurückgesetzt ist. Der Hubweg dieser Zurücksetzbewegung ist dabei größer als die Dicke der Außenverkleidung im Bereich der Öffnung, um so durch Aufbringen einer zweiten Öffnungskraft die zurückgesetzte Türeinrichtung (in der zurückgesetzten Position) entlang der Innenseite der übrigen Struktur der Außenverkleidung in die geöffnete Position zu verschieben. Die Türeinrichtung wird somit von der zurückgesetzten Position hinter die Außenverkleidung verschoben, wenn der Vorgang aus Sicht des Außenbereiches betrachtet wird. Die Außenseite der Türeinrichtung ist somit der Innenseite der übrigen Struktur der Außenverkleidung zugewandt (und andersherum).
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verschlussvorrichtung einen Zurücksetzanschlag hat, an dem die Türeinrichtung beim Überführen in die zurückgesetzte Position zur Begrenzung der Zurücksetzbewegung der Türeinrichtung anschlägt.
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Ein solcher Zurücksetzanschlag kann dabei durch die Führungseinrichtung bereitgestellt werden, beispielsweise durch eine der L-förmigen Führungsschienen. Der Zurücksetzanschlag kann aber auch durch das Federkraftelement in der maximal komprimierten Form bereitgestellt werden, wenn sich die Türeinrichtung in der maximalen zurückgesetzten Position befindet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verschlussvorrichtung einen Öffnungsanschlag hat, an die die Türeinrichtung beim Überführen in die geöffnete Position zur Begrenzung der Verschiebbewegung anschlägt.
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Hierdurch wird verhindert, dass die Türeinrichtung beim Überführen von der zurückgesetzten Position in die geöffnete Position nicht zu weit hinter die übrige Struktur der Außenverkleidung geschoben wird, und gegebenenfalls aus der Führungseinrichtung herausgeschoben wird.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Führungseinrichtung zum Überführen der Türeinrichtung von der geöffneten Position in eine Entnahmeposition eingerichtet ist, in der die Türeinrichtung aus der Führungseinrichtung entnommen werden kann.
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Eine solche Entnahmeposition ermöglicht dabei, die Türeinrichtung aus der Führungseinrichtung zu entnehmen, um so beispielsweise zu reparieren oder um möglichst viel Platz zu schaffen, um an die hinter der Öffnung liegenden technischen Elemente zu gelangen. Da die Führungseinrichtung mit Ausnahme der Verschieberichtung in die übrigen Bewegungsrichtungen eine Art Formschluss bereitstellt, kann die Türeinrichtung in der Entnahmeposition aus dem Formschluss befreit und somit aus der Führungseinrichtung entnommen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Öffnungsanschlag durch ein Federkraftelement gebildet wird, wobei die Türeinrichtung entgegen des Federkraftelementes von der geöffneten Position in die Entnahmeposition verschoben werden kann. Es bedarf somit einer entsprechenden Kraft, um die Kraft des Federkraftelementes des Öffnungsanschlages zu überwinden und so die Türeinrichtung von der geöffneten Position in die Entnahmeposition zu überführen. Hierdurch kann ein versehentliches entnehmen der Türeinrichtung durch ein zu weites Verschieben der Tür hinter die Außenverkleidung verhindert werden.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Führungseinrichtung eine Konturierung aufweist, die mit einer Konturierung der Türeinrichtung derart zusammenwirkt, dass in der geöffneten Position die Konturierung der Führungseinrichtung mit der Konturierung der Türeinrichtung nicht übereinstimmt und die Türeinrichtung nicht aus der Führungseinrichtung entnommen werden kann und dass in der Entnahmeposition die Konturierung der Führungseinrichtung mit der Konturierung der Türeinrichtung übereinstimmt und die Türeinrichtung aus der Führungseinrichtung entnommen werden kann.
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Hierfür kann beispielsweise ein zusätzliches Federkraftelement vorgesehen sein, dass in der geöffneten Position und/oder in der Entnahmeposition eine Kraft auf die Türeinrichtung in Richtung Innenbereich ausübt, sodass mithilfe dieses zusätzlichen Federkraftelementes in der Entnahmeposition die Türeinrichtung aus der Führungseinrichtung herausgedrückte und somit entnommen werden kann. Die Konturierung der Führungseinrichtung ist dabei so gewählt, dass in der Entnahmeposition die Konturierung der Türeinrichtung so übereinstimmt, dass der Formschluss in die Entnahmerichtung aufgehoben wird und in dieser Entnahmerichtung dann die Türeinrichtung entnommen werden kann.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Befestigungskonzept an einer Nacelle nach dem Stand der Technik
- 2a schematische Querschnittdarstellung mit geschlossener Türeinrichtung
- 2b schematische Querschnittdarstellung mit geöffneter Türeinrichtung
- 3 Federanordnung nach einer ersten Ausführungsform
- 4 Federanordnung nach einer zweiten Ausführungsform
- 5 Darstellung eines Entnahmevorgangs
- 6a perspektivische Darstellung der Konturierung für die Entnahme
- 6b Schnittdarstellung der 6a
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1 zeigt ein Befestigungskonzept an einer Außenverkleidung einer Triebwerksverkleidung, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Dabei wird um die bestehende Öffnung herum, in die die Tür (auch Access Door genannt) eingesetzt werden soll, an der Innenseite eine Auflage montiert, die mithilfe von durch die äußere Strömungsoberfläche geführte Befestigungsmittel angeordnet ist. Auf den in die Öffnung hineinragenden Teil der Auflage wird dann die Tür geschraubt. Wie in 1 zu erkennen ist, sind dabei in der äußeren Strömungsoberfläche sowohl die Befestigungsmittel der Auflage an der äußeren Verkleidung als auch die Befestigungsmittel der Tür an der Auflage sichtbar, die eine Störung der äußeren Strömungsoberfläche darstellen. Dies geht es mit der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
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2a und 2b zeigen in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine erfindungsgemäße Außenverkleidung 10, die eine äußere Strömungsoberfläche 11 (auch als Außenseite bezeichnet) und eine dieser äußeren Strömungsoberfläche 11 gegenüberliegenden Innenseite 12 hat. Die Außenverkleidung grenzt dabei einen Innenbereich I des Flugobjektes (nicht dargestellt), dem die Innenseite 12 zugewandt ist, von einem Außenbereich A, dem die äußere Strömungsoberfläche 11 zugewandt ist, ab.
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In der Außenverkleidung 10 befindet sich eine Öffnung 13, die es ermöglicht, von dem Außenbereich A Zugriff auf im Innenbereich I angeordneten technischen Elementen zu erlangen. Damit im Flugbetrieb diese Öffnung 13 kein Sicherheitsrisiko darstellt, wird die Öffnung 13 durch eine Türeinrichtung 20 verschlossen.
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2a zeigt dabei die Türeinrichtung 20 in der geschlossenen Position, während die 2b die Türeinrichtung 20 in einer geöffneten bzw. zurückgesetzten Position zeigt, was später noch näher erläutert wird.
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Die Türeinrichtung 20 ist in der geschlossenen Position dabei Teil der äußeren Strömungsoberfläche 11 der Außenverkleidung 10, wie in 2a gezeigt ist. Die Strömungsoberfläche 11 wird dabei aus der Außenseite 11 a der um die Öffnung 13 umliegenden Struktur 10a der Außenverkleidung 10 sowie der Außenseite 11b der Türeinrichtung 20 gebildet. Sowohl die Außenseite 11a der umliegenden Struktur 10a als auch die Außenseite 11b der Türeinrichtung 20 bilden dabei gemeinsam in der geschlossenen Position die äußere Strömungsoberfläche 11.
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Die Türeinrichtung 20 weist des Weiteren einen in Richtung Innenbereich I zurückgesetzten Randabschnitt 21 auf, der in der Fläche der Türeinrichtung 20 über die Abmessungen der Außenseite 11b der Türeinrichtung 20 hinaus steht. Die Türeinrichtung 20 mit dem zurückgesetzten Randabschnitt 21 weist somit in zumindest einer Ausdehnung ein Maß auf, das größer ist als die Ausdehnung der Öffnung 13 an dieser Stelle. Vorzugsweise weist die Türeinrichtung 20 mit dem zurückgesetzten Randabschnitt 21 an jeder Stelle eine größere Ausdehnung auf als die Öffnung 13. Der zurückgesetzte Randabschnitt 21 ist dabei vorzugsweise um laufend vorgesehen, sodass die Türeinrichtung 20 mit dem zurückgesetzten Randabschnitt vollständig an der Innenseite 12 der umliegenden Struktur 10a der Außenverkleidung 10 anliegen kann.
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Der zurückgesetzte Randabschnitt 21 bildet dabei eine Stufe, ausgehend von der Außenseite 11b der Türeinrichtung 20 in Richtung Rand, sodass der zurückgesetzte Teil der Außenseite 11b in dem zurückgesetzten Randabschnitt 21 einer Auflagefläche 22 bildet, mit der die Türeinrichtung 20 in der geschlossenen Position in der Öffnung 13 gehalten werden kann.
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Im Ausführungsbeispiel der 2a und 2b weist die umliegende Struktur 10a der Außenverkleidung 10 im Randbereich der Öffnung 13 ebenfalls eine Abstufung 14 auf, wodurch die Innenseite 12 im Randbereich der Öffnung 13 verjüngt ist. Die zurückgesetzte Innenseite 12 im Bereich der Abstufung 14 bildet dabei einen Türanschlag 15 aus, die mit dem zurückgesetzten Randabschnitt 21 der Türeinrichtung 20 entsprechend zusammenwirkt und korrespondiert.
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In der geschlossenen Position, wie in 2a gezeigt ist, wird dabei die Auflagefläche 22 des zurückgesetzten Randabschnittes 21 der Türeinrichtung 20 an diesen Türanschlag 15 der zurückgesetzte Abstufung 14 des Randbereiches der Öffnung 13 gedrückt und dabei formschlüssig gehalten.
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An der Innenseite 12 der Außenverkleidung 10 ist des Weiteren eine Verschlussvorrichtung 30 angeordnet, die eine Führungseinrichtung 31 mit zwei L-förmige Führungsschienen 32a, 32b hat. Die Schenkel der Führungsschienen 32a, 32b, die im Wesentlichen parallel zu der Innenseite 12 vorgesehen sind, stützen dabei an jeder Seite jeweils ein Federkraftelement 33a, 33b, während die von der Innenseite 12 in Richtung Innenbereich abragenden Schenkel der Führungsschienen 32a, 32b die Türeinrichtung 20 während des Öffnens in eine vorbestimmte Richtung zwingen und im Übrigen ein entsprechenden Formschluss zur Bewegungskontrolle bilden.
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Die jeweiligen Federkraftelemente 33a, 33b sind dabei auf der gegenüberliegenden Seite der Führungsschienen 32a, 32b im Kontakt mit der Innenseite der Türeinrichtung 20, sodass mithilfe dieser Federkraftelemente 33a, 33b eine entsprechende Verschlusskraft auf die Türeinrichtung 20 in Richtung Außenbereich A ausgeübt werden kann. Basierend auf dieser durch die Federkraftelemente bewirkte Verschlusskraft wird die Auflagefläche 22 des zurückgesetzten Randabschnittes 21 der Türeinrichtung 20 auf den Türanschlag 15 der zurückgesetzten Abstufung 14 im Randbereich der Öffnung 13 gedrückt und dort gehalten, sodass die Türeinrichtung 20 abgesehen von der Öffnungsrichtung (in Richtung Innenseite 12 bzw. Innenbereich I) in jeglicher andere Richtung formschlüssig in der Öffnung 13 gehalten bzw. fixiert wird. In Öffnungsrichtung wird die Türeinrichtung 20 dagegen durch einen durch die Federkraftelemente 33a, 33b bewirkten Kraftschluss gehalten.
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Dabei ist denkbar, dass nicht nur durch ein Federkraftelement die Türeinrichtung 20 gegen eine Bewegung in Öffnungsrichtung begrenzt bzw. fixiert wird, sondern alternativ oder zusätzlich durch einen Verriegelungsmechanismus, der die Türeinrichtung 20 in der geschlossenen Position formschlüssig fixiert.
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2b zeigt dabei die Türeinrichtung 20 in einer zurückgesetzten Position bzw. in einer geöffneten Position, nachdem mittels einer Betätigungskraft 100 die durch die Federkraftelemente 33a, 33b erzeugte Verschlusskraft überwunden wurde und die Federkraftelemente 33a, 33b in Richtung Innenbereich I nachgeben. Die Schenkel der Führungsschienen 32a, 32b, auf denen die Federkraftelemente 33a, 33b jeweils abgestützt sind, bilden dabei zusammen mit den Federkraftelementen 33a, 33b einen Anschlag, um die maximale Hubbewegung in Richtung Innenbereich I zu begrenzen.
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Durch das Eindrücken mithilfe der Betätigungskraft 100 wird die Türeinrichtung 20 von der geschlossenen Position (2a) in die zurückgesetzte Position (2b) bewegt. In der zurückgesetzten Position blockiert die Türeinrichtung 20 jedoch nach wie vor den Zugriff auf den Innenbereich I, sodass in einem zweiten Schritt die Türeinrichtung 20 von der zurückgesetzten Position in die geöffnete Position entlang der Innenseite 12 der Außenverkleidung 10 verschoben wird. Im Ausführungsbeispiel der 2b wäre in diesem Fall eine Verschiebbewegung aus der Betrachtungsebene heraus notwendig, um die Türeinrichtung 20 in die geöffnete Position zu überführen.
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3 zeigt eine Querschnittdarstellung im Schnitt II-II aus 2b. Zu erkennen ist die längliche Führungsschiene 32a, während die zweite Führungsschienen 32b perspektivische hinter der ersten liegt und somit nicht erkennbar ist. Das in 3 gezeigte Federkraftelement 33a ist dabei als Spiralfeder ausgebildet. 3 zeigt dabei die Türeinrichtung 20 in der geöffneten Position, indem die Türeinrichtung 20 von der zurückgesetzten Position (2b) durch eine zweite Öffnungskraft 200 entlang der Innenseite 12 der Außenverkleidung 10 unter diese verschoben wurde. Die Außenseite 11b der Türeinrichtung 20 ist dabei der Innenseite 12, der die Türeinrichtung 20 entlanggeschoben wurde, zugewandt. In dieser geöffneten Position ist dabei ein Zugriff durch die Öffnung 13 in den Innenbereich I des Flugobjektes (nicht dargestellt) möglich.
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Die Türeinrichtung 20 wird in der geöffneten Position dabei in einer Ausführungsform gegen die Innenseite 12 der Außenverkleidung 10 gedrückt und wird somit in dieser Position kraftschlüssig gehalten. Durch Zurückschieben der Türeinrichtung 20 in die zurückgesetzte Position und zurücknehmen der Betätigungskraft 100 kann die Türeinrichtung 20 wieder in die geschlossene Position überführt werden.
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Am rechten Ende der ersten Führungsschienen 32a befindet sich ein Öffnungsanschlag 34 an dem die Türeinrichtung 20 in der geöffneten Position anschlägt. Hierdurch wird die Verschiebbewegung der Türeinrichtung 20 von der zurückgesetzten Position in die geöffnete Position in der Führungseinrichtung 31 mechanisch begrenzt, um ein versehentliches Herausschieben der Türeinrichtung 20 aus der Führungseinrichtung 31 zu verhindern.
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4 zeigt ebenfalls eine Querschnittsdarstellung im Schnitt II-II der 2b, wobei hier anstelle einer oder mehrerer Spiralfedern, wie in 3 gezeigt, eine Blattfeder als Federkraftelement 33a verwendet wird. Die Blattfeder liegt dabei in der jeweiligen Führungsschienen am unteren Schenkel auf und drückt die Türeinrichtung 20 in Richtung Außenbereich A. Auch hier wird die Verschiebbewegung durch einen Öffnungsanschlag 34 begrenzt.
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5 zeigt die Verschlussvorrichtung 30 in einer Ausführungsform, bei der die Türeinrichtung 20 entnommen werden kann. Die übrigen Elemente der Außenverkleidung sind dabei aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
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In der oberen Abbildung a) befindet sich die Türeinrichtung 20 in einer geschlossenen Position. Durch eine erste Öffnungskraft (Betätigungskraft 100) wird die Türeinrichtung 20 in Richtung Innenbereich I in die zurückgesetzte Position bewegt. Anschließend wird die Türeinrichtung 20 von der zurückgesetzten Position mittels einer zweiten Öffnungskraft (200) hinter die Außenverkleidung verschoben und in die geöffnete Position gebracht. Dies ist in der mittleren Abbildung b) gezeigt.
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In der geöffneten Position schlägt die Türeinrichtung 20 dabei an dem bereits erwähnten Öffnungsanschlag 34 an. Dieser Öffnungsanschlag 34 ist dabei im Ausführungsbeispiel der 5 als Federkraftelement ausgebildet, wobei die Federkraft in Richtung Öffnung 13 gerichtet ist. Wird diese in Richtung Öffnung 13 gerichtete Federkraft durch ein weiteres verschieben der Türeinrichtung 20 über die geöffnete Position hinaus überwunden, so kann die Türeinrichtung 20 in die Entnahmeposition gebracht werden, bei der die Türeinrichtung 20 in Richtung Innenbereich I entnommen werden kann.
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In den 6a und 6b ist dieser Entnahmemechanismus genauer beschrieben. Die Führungsschienen 32a und 32b weisen dabei im Bereich der Öffnung 13 einen ersten Abschnitt 41 auf, bei dem die Schenkel der Führungsschienen, auf denen sich das Federkraftelement (hier als Blattfeder ausgebildet) abstützt, durchgehend und im Wesentlichen ohne Konturierung ausgebildet sind.
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In einem daran anschließenden zweiten Abschnitt der Führungsschienen 32a, 32b sind diese Schenkel konturierte und weisen eine entsprechende, sich von dem ersten Abschnitt 41 unterscheidende Form und Geometrie auf. Diese Konturierung 43 korrespondiert dabei mit einer Konturierung 23 der Türeinrichtung 20 derart, dass in der Entnahmeposition die Konturierung 43 der Führungsschienen den durch die Führungsschienen (bzw. durch die jeweiligen Schenkel) gebildeten Formschluss in Richtung Innenbereich aufheben und die Türeinrichtung 20 somit entnommen werden kann.
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6b zeigt dabei eine Schnittdarstellung, bei der die Türeinrichtung 20 in der geschlossenen Position steht. Die Blattfeder 35 im ersten Abschnitt 41 erzeugt dabei die für die geschlossene Position notwendige Verschlusskraft. Die Blattfeder 35 wird dabei durch ein Widerlager 36 an der Position im ersten Abschnitt 41 gehalten.
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Im zweiten, hinteren Abschnitt 42 befindet sich ein zweites Federkraftelement in Form einer Blattfeder 44, die eine Kraft entgegengesetzt zu der Blattfeder 35 im ersten Abschnitt 41 erzeugen kann. Wird nun die Türeinrichtung 20 in den zweiten Abschnitt 42 in die geöffnete Position verschoben, so drückt die Blattfeder 44 im zweiten Abschnitt 42 die Türeinrichtung 20 auf die konturierten Schenkel der Führungsschienen 32a, 32b und gibt somit eine Kraft entgegengesetzt der Verschlusskraft durch die Blattfeder 35 im ersten Abschnitt 41 aus.
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Die Konturierung 43 der Schenkel der Führungsschienen 32a, 32b und die Konturierung 23 der Türeinrichtung 20 sind dabei so ausgebildet, dass die Türeinrichtung 20 in der geschlossenen Position nicht entnommen werden kann und somit ein Formschluss in Richtung Innenbereich besteht. Erst wenn die Türeinrichtung 20 von der geöffneten Position in die Entnahmeposition entgegen der Anschlagskraft des Anschlages 34 verschoben wird, stimmen die Konturierungen 43 und 23 über ein und der Formschluss wird aufgehoben. Aufgrund der im zweiten Abschnitt 42 vorgesehenen Blattfeder 44 wirkt sodann eine entsprechende Kraft in Richtung Innenbereich I auf die Türeinrichtung 20, wobei aufgrund des aufgehobenen Formschlusses in der Entnahmeposition die Türeinrichtung 20 in Richtung Innenbereich I durch die Blattfeder 44 herausgedrückt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Außenverkleidung
- 11
- äußere Strömungsoberfläche (Außenseite)
- 12
- Innenseite
- 13
- Öffnung
- 14
- Abstufung im Randbereich der Öffnung
- 15
- Türanschlag
- 20
- Türeinrichtung
- 21
- zurückgesetzten Randabschnitt der Türeinrichtung
- 22
- Auflagefläche
- 23
- Konturierung der Türeinrichtung
- 30
- Verschlussvorrichtung
- 31
- so Führungseinrichtung
- 32a, 32b
- Führungsschienen
- 33a, 33b
- Federkraftelemente
- 34
- Öffnungsanschlag
- 35
- Blattfeder im ersten Abschnitt
- 36
- Widerlager
- 100
- Betätigungskraft/erste Öffnungskraft
- 200
- zweite Öffnungskraft
- 41
- erster Abschnitt der Führungsschienen
- 42
- zweiter Abschnitt der Führungsschienen
- 43
- Konturierung der Führungsschienen
- 44
- Blattfeder im zweiten Abschnitt
- A
- Außenbereich
- I
- Innenbereich
